制冷原理与设备(制冷相关)
《制冷原理制冷设备》ppt课件
汽车空调系统中，广泛采用 “全铝制管带式冷凝器〞。
蒸发式冷凝器
蒸发式冷凝器以水和空气作为冷却介质。利用水蒸发时吸 收热量，使管内制冷剂蒸气凝结。
水经水泵提升再由喷 嘴喷淋到传热管的外外表， 构成水膜吸收蒸发变成水 蒸气，然后被进入冷凝器 的空气带走。
未被蒸发的水滴那么 落到下部的水池内。
该冷凝器空气流量不 大，耗水量也很少；
ql s 0ft 0eqft 0
式中：αeq——当量传热系数， αeq= ηs α0
概述
制冷换热器的计算 给定两传热介质流量及其进出口温度，计算所需求的传热面积
和构造尺寸——设计计算； 对知热交换器在给定两种介质流量和进出口温度的情况下，计
算两传热介质的出口温度——校核计算；
概述
传热系数K随传热管的方式，介质的换热条件、管内外热阻 的大小不同而变化。根据热交换器管内、外传热量平衡的原那么：
Q A oK o tm A iK i tm
其中，Ki、Ko是分别以内外表、外外表为基准的传热系数。
Ki KA oA i o Kofifo
Kodo di
Ki
1
i
ri
1
fi fm
r0
1
0
fi fo
1
Ki
1
i
ri
fi fm
r0
1
0
fi fo
概述
常用制冷换热设备总传热系数K的大致范围
换热器名称及 传热系数/K/
其传热系数较空气自在流动型冷凝器的高，传热系 数约为15~17W/〔m2·K〕，适于中、小型氟利昂制冷安 装。
1-肋片 2-传热管 3-上封板 4-左端板 5-进气集管 6-弯头 7-出液集管 8-下封板 9-前封板 10-通风机 11-装配螺钉
制冷原理及设备课程设计
制冷原理及设备课程设计一、课程目标知识目标：1. 了解制冷原理的基本概念，掌握制冷循环的基本过程。
2. 学习制冷设备的主要组成部分及其功能，理解不同设备的工作原理。
3. 掌握制冷剂的选择原则，理解其对制冷效果的影响。
技能目标：1. 能够分析制冷循环中各个组件的作用，绘制简单的制冷循环图。
2. 能够运用所学知识，解释实际制冷设备中的常见问题，并提出解决方案。
3. 能够运用制冷剂的特性表，选择合适的制冷剂应用于特定制冷设备。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对制冷技术领域的兴趣，激发其探索科学技术的热情。
2. 增强学生的环保意识，理解制冷剂对环境的影响，培养其选择环保制冷剂的责任感。
3. 培养学生的团队协作精神，通过小组讨论和实验，学会与他人合作共同解决问题。
课程性质：本课程为应用科学课程，结合理论教学和实践操作，旨在使学生掌握制冷原理及设备的基本知识。
学生特点：学生处于好奇心强、动手能力逐渐增强的阶段，对实际应用有较高的兴趣。
教学要求：注重理论与实践相结合，提供丰富的实例和实验操作，使学生在实际情境中理解和应用制冷原理。
教学过程中，鼓励学生提问、讨论，培养其独立思考和解决问题的能力。
通过课程目标的分解与实现，为学生提供明确的学习方向和成果评估标准。
二、教学内容1. 制冷原理概述- 制冷的基本概念与制冷循环- 制冷剂的物性与选择原则2. 制冷设备结构与工作原理- 压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器等主要组件的结构与功能- 不同类型制冷设备的优缺点及应用场景3. 制冷循环的实际应用- 热泵原理及其在空调、热水器等设备中的应用- 冷链设备中的制冷技术，如冷藏、冷冻等4. 制冷设备的维护与故障处理- 制冷设备常见故障分析及解决方案- 制冷设备的日常维护方法与注意事项5. 环保制冷剂的应用与发展趋势- 环保制冷剂的种类及其特性- 制冷剂替代技术的发展趋势与环保要求教学内容安排与进度：第一周：制冷原理概述，制冷剂的基本概念第二周：制冷设备结构与工作原理，分析主要组件的功能第三周：制冷循环的实际应用，探讨热泵技术及其应用第四周：制冷设备的维护与故障处理，分析常见问题及解决方法第五周：环保制冷剂的应用与发展趋势，关注制冷行业的发展动态教学内容与教材关联性：本教学内容基于教材中关于制冷原理及设备的相关章节，结合实际应用和环保要求，对教材内容进行梳理和拓展，确保学生掌握制冷技术的基本知识和实际应用能力。
制冷原理与设备
3
pk, TK 2’ 2
po, To
4
1
0
理论循环p-h图
h
式中： v1—压缩机入口处状态点1的比体积。
制冷剂的质量流量：
qmqvv1h kg/s 式中： qvh—压缩机的理论输气量，m3/s。
（2）压缩过程和比功
p
理论比功：
与制冷剂的种类和 工作条件有关
节流过程特点 ➢ 节流过程是不可逆过程。。 ➢ 节流时绝热膨胀，对外不作功。。
p
3
pk, TK 2’ 2
po, To
4
1
0
理论循环p-h图
h
➢ 节流前后焓值不变；但节流过程非等焓过程。 h4h3
➢ 整个循环比功与压缩机的理论比功相等。
（5）制冷系数： q0 h1h4
w h2h1
p
3
pk, TK 2’ 2
制冷系数： 制冷循环的重要参数是制冷系数，工程上也称之为制冷装置的工作性能系数，用符号COP表示
。在一定的环境温度下，冷库温度越低，制冷系数就越小。（因此为取得良好的经济效益，没有必 要把冷库的温度定得超乎寻常的低。这也是一切实际制冷循环遵循的原则。）
人工制冷的分类
制冷循环包括压缩式制冷循环、吸收式制冷循环、吸附式制冷循环、蒸气喷射制冷循环及半 导体制冷等。压缩式制冷循环又可分为压缩气体制冷循环和压缩蒸气制冷循环。目前世界上运行 的制冷装置绝大部分是压缩气体制冷循环。以往，制冷循环应用的制冷剂多半为商品名为氟利昂 的氯氟烃物质CFC、含氢氯氟烃HCFC和氨等。但由于日益严重的环境问题，CFC、HCFC正逐渐 被对环境友善的新型制冷剂替代。
临界点K右边的粗实线为饱和蒸气线，线上任何 一点代表一个饱和蒸气状态，干度 x=1。
制冷原理与设备课件2.2
2.3 涡流管制冷
带回热器的涡流管冰箱系统 1－干燥器 2－冷（冰）箱 3－涡流管 4－喷射器 5－回热器
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2.4 热电制冷
2.4 热电制冷 1、热电效应
热电制冷：也叫温差电制冷，或半导体制冷。 热电效应/帕尔帖效应：当有直流电通过两种不 同材料组成的电回路时，两个接点处分别发生了 吸、放热效应。
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2.2 气体膨胀制冷
空气膨胀制冷的特点
制冷工质环保、无相变 制冷温度范围宽（0~-140℃ ），低温下运 行性能良好（ -50~-100℃以下） 设备可靠性高，维护方便 目前主要用于飞机座舱的空调和获取–70℃ 以下的温度。
2.2 气体膨胀制冷
无回热定压循环气体制冷机的流程图
冷却器
冷 箱
定压循环空气制冷.swf
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2.2 气体膨胀制冷
压缩式空气制冷机的工作过程: 两个等压 和两个等熵过程（等熵压缩，等压冷却， 等熵膨胀、等压吸热）。 与蒸气压缩式制冷机的四个工作过程相 近，其区别在于工质在循环过程中不发生 相变。
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2.2 气体膨胀制冷
Байду номын сангаас
无回热定压循环气体制冷机的流程图及温－熵图 a) 系统流程图 b) 循环温－熵图 1－压缩机 2－冷却器 3－膨胀机 4－冷箱
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2.2 气体膨胀制冷
定压回热气体制冷机的流程图及温－熵图 a) 系统流程图 b) 循环温－熵图 A－透平压缩机 B－冷却器 C－透平膨胀机 D－冷箱 E－回热器
制冷原理及设备--思考题
思考题1．什么是制冷？制冷技术领域的划分.答:用人工的方法在一定时间和一定空间内将物体冷却，温度降到环境温度以下，并保持这个温度.120k以上,普通制冷 120—20K深度制冷 20-0.3K低温制冷 0.3K以下超低温制冷2．了解各种常用的制冷方法。
答：1、液体气化制冷:利用液体气化吸热原理.2、气体膨胀制冷：将高压气体做绝热膨胀,使其压力、温度下降，利用降温后的气体来吸取被冷却物体的热量从而制冷.3、热电制冷:利用某种半导体材料的热电效应。
4、磁制冷：利用磁热效应制冷3．液体气化为什么能制冷？蒸气喷射式、吸附式属于哪一种制冷方式?答：液体气化液体汽化时,需要吸收热量；而吸收的热量是来自被冷却对象,因而被冷却对象变冷。
蒸气喷射式、吸附式属于液体气化制冷4．液体气化制冷的四个基本过程。
答：压缩过程、冷凝过程、膨胀过程、蒸发过程5．热泵及其性能系数。
答：热泵:以环境为低温热源，利用循环在高温下向高温热汇排热，收益供热量，将空间或物体加热到环境温度以上的机器。
用作把热能释放给物体或空间,使之温度升高的逆向循环系统称作热泵。
（当使用目的是向高温热汇释放热量时，系统称为热泵。
)热泵的性能系数COP=Qa/W供热量与补偿能之比。
2、制冷机的性能系数：COP=Q/W7．单级蒸气压缩制冷循环的四个基本部件答：压缩机：①提高制冷剂的压力；②形成输送制冷剂的动力冷凝器：制冷剂高压蒸气与环境温度介质充分热交换膨胀阀: ①使高压常温制冷剂节流膨胀降压;②调节进入蒸发器的制冷剂流量蒸发器：提供低压制冷剂与冷却空间充分热交换的场所,使制冷剂不断吸热汽化。
10．在压焓图上,随压力或温度变化，制冷剂的比体积如何变化?答：制冷剂的比体积随着压力或温度的升高而升高11．蒸气压缩式制冷循环中,当制冷剂确定后,冷凝温度、蒸发温度由什么因素决定？答：由冷凝压力和蒸发压力决定16．以单级蒸气压缩制冷循环为例，试述蒸发温度和冷凝温度对制冷循环性能的影响。
制冷原理与设备(第4章两级压缩制冷循环)
qmg
(h2
h3) (h5 h3
h7 ) (h3 h6
h6 )
qmd
h2 h3
h7 h6
qmd
中冷器热平衡方程
因为 h5=h6 h7=h8
制冷原理及设备
4 双级压缩和复叠式制冷循环
高压级吸入的质量流量：
qmg
(h3
h2 h7 h6 )(h1
h7 )
Q0
3）系统的总耗功率
Pth = Pthd
4.2.1一级节流、中间完全冷却的双级压缩制冷循环
1、流程和特点 （多了压缩机，节流阀和中间冷却器）
1）由冷凝器流出的液体分为两路：
a.经膨胀阀1节流至Pm进入中冷器， 利用它的吸热来冷却低压级排气 和盘管中高压液体。蒸发了的蒸 汽同低压压缩机排气一起进入高 压级；
b.液体在中冷器盘管中被冷 却后，经膨胀阀2节流到P0， 在蒸发器中蒸发制冷。
2）.制冷剂To↓Po↓，如R12 to=-67℃, Po=0.149bar 空气易渗入 系统，破坏循环正常运行。
3）Po↓V1↑qv↓，势必要求压缩机体积流量很大。
2、.使用条件
4）对制冷循环压力比的限制 5）受活塞式压缩机阀门结构特性的 限制
－60~－80℃ －80~－100℃ －100～－130℃
度和蒸发温度，单位均为℃。
– 上式不只适用于氨，在－40～40℃温度范围 内，对于R12也能得到满意的结果。
制冷原理及设备
4 双级压缩和复叠式制冷循环
• 4.3.3 温度变动时制冷机特性
• 双级蒸气压缩式制冷循环的比较分析
– （1）中间不完全冷却循环的制冷系数要比中间完全冷却循环 的制冷系数小
– （2）在相同的冷却条件下，一级节流循环要比二级节流循环 的制冷系数小 • 1）一级节流可依靠高压制冷剂本身的压力供液到较远的 用冷场所，适用于大型制冷装置。 • 2）盘管中的高压制冷剂液体不与中间冷却器中的制冷剂 相接触，减少了润滑油进入蒸发器的机会，可提高热交换 设备的换热效果。 • 3）蒸发器和中间冷却器分别供液，便于操作控制，有利 于制冷系统的安全运行
制冷原理及设备题库(含答案)
填空题1．制冷是指用人工的方法将被冷却物的热量移向周围环境介质，使其低于环境介质的温度，并在所需时间内维持一定的低温。
2．制冷是一个逆向传热过程，要实现必须满足热力学第二定律。
3．最简单的制冷机由压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器四个部件并依次用管道连成封闭的系统所组成。
4．蒸气压缩式制冷以消耗机械功为补偿条件，借助制冷剂的气化（相变）将热量从低温物体传给高温环境介质。
恒温热源间的理想制冷循环是由绝热膨胀、吸热膨胀、绝热压缩、放热压缩，四个过程组成的逆向循环。
已知氨制冷剂进行理论制冷循环（如图），其状态点参数如下：其单位质量制冷剂的压缩机耗功率为161.6KJ/Kg ，制冷系数为6.665．吸收式制冷以消耗热能为补偿条件，借助制冷剂的气化将热量从低温物体传给高温环境介质。
6．小型氟利昂空调装置一般不单独设回热器，而是将供液管与吸气管包扎在一起，起到回热效果。
7．节流前液体制冷剂的过冷会使循环的单位质量制冷量增大；单位理论压缩功不变。
8．制冷机的工作参数，即蒸发温度、冷凝温度、过热温度、过冷温度，常称为制冷机的运行工况。
9．单级蒸气压缩式制冷循环对压缩比的要求主要有压缩比：≥3 和不宜过大。
10．空调用制冷系统中使用的制冷剂可分为无机化合物、碳氮化合物、氟利昂混合溶液三类。
11．制冷剂氨的代号为R717，其中7表示无机化合物，17表示分子量（17）；水的制冷剂代号为 R718 。
12．制冷剂对环境的影响程度可以用ODP破换臭氧层潜能和 GWP温室效应潜能两个指标表示。
13．根据工作原理，制冷压缩机的型式有容积式制冷压缩机和离心式制冷压缩机两大类。
14．活塞式压缩机按密封方式可分为开启式、半封闭式和全封闭式三类。
15．活塞式制冷压缩机结构包括机体、活塞及曲轴连杆机构、气缸进排气阀组卸载装置等几大部分。
16．活塞式压缩机主要由机体、活塞、汽缸套、连杆、曲轴和排气阀等组成。
17．活塞式制冷压缩机卸载装置包括顶杆启阀机构、油压推杆和机构等三部分。
制冷原理与装置-制冷设备
制冷装置热交换设备的结构
第二节 制冷装置的换热设备
水冷式冷凝器 工作原理：用水作为冷却介质，带走制冷剂冷凝时放出的热量。
（一）冷凝器
特点：水在管内流动，制冷剂蒸气在管外凝结。 壳管式冷凝器的形式及适用场合： 立式壳管式冷凝器，适用于大型氨制冷装置； 卧式壳管式冷凝器，普遍使用大、中型氨或氟利昂制冷装置中。
干式壳管式蒸发器的特点是：
墙排管 顶排管 搁架式排管
冷却空气的干式蒸发器： 冷却自由运动空气的蒸发器：
2)冷却强制流动空气的蒸发器（又称冷风机）：
套片管
管：φ7～16mm紫铜管
管间距：25mm～35mm
翅片：铝箔，
δ＝0.1～0.4mm
翅片间距：2～4mm
风速：2.5～3.5m/s
传热系数：
节流机构的种类： 手动调节的节流机构 用液位调节的节流机构 用蒸汽过热度调节的节流机构 用电子脉冲调节的节流机构 不调节的节流机构 手动膨胀阀 手动调节的节流机构：一般称做手动节流阀。以手动方式调整阀孔的流通面积来改变向蒸发器的供液量，其结构与一般手动阀门相似。多用于氨制冷装置。
02
对于制冷剂液体主要在高压侧（冷凝器或高压贮液器）的制冷机，采用高压浮球阀。它的浮球感受冷凝器或高压贮液器的液位。当液位升高时，阀开大，增大蒸发器供液量；当液位降低时，阀关小，减少供液量。
水冷冷凝器计算举例
例：现有一台配用612.5FG压缩机的冷水机组，制冷剂为R22。额定工况t0＝2℃，冷凝温度tk＝40℃，冷却水进口温度tw1＝31℃，制冷量Q0＝340KW，试为该机组设计一台卧式水冷冷凝器。
01
02
03
04
05
例：制冷量Q0＝2.8KW，空气的进口参数：干球温度t1＝27℃，
制冷原理与设备课件3.1、3.2
Department of Power Engineering
3.1 制冷剂概述
制冷剂替代步伐刻不容缓
以德国及北欧一些国家为 代表，主要采用天然工质 为替代物。美、日为代表，支持来自开发氢氟烃（HFCs） 类替代物
Department of Power Engineering
3.1 制冷剂概述 氟利昂类制冷剂
第一篇 基础篇
模块三 制冷剂与载冷剂（1）
Department of Power Engineering
3.1 制冷剂概述
3.1 制冷剂概述
3.1.1 制冷剂的发展与应用 制冷剂（Refrigerant）又称制冷工质，是制冷循环 的工作介质，利用制冷剂的相变来传递热量，即 制冷剂在蒸发器中汽化时吸热，在冷凝器中凝结 时放热。 多数制冷剂在大气压力和环境温度下呈气态。
3.1 制冷剂概述
表3-2 饱和碳氢化合物制冷剂
制冷剂代号 化学名称 R50 R170 R290 甲烷 乙烷 丙烷 化学分子式 制冷剂代号 化学名称 CH4 CH3CH3 CH3CH2CH3 R600a R600 异丁烷 丁烷 化学分子式 CH(CH3)3 CH3CH2CH2 CH3
Department of Power Engineering
五氯氟乙烷 CCl 3CCl 2F CCl 3CF3
1,1,2-三氯 1,2,2三氟乙 CCl 2FCClF2 烷 2,2-二氯 1,1,1-三氟乙 CHCl 2CF3 烷 1,1, -二氯乙 CH3CHCl 2 烷
R123
R134a R152a
CH2FCF3 CH3CHF2
R150a
Department of Power Engineering
制冷原理与设备
1.2 单级蒸气压缩式制冷理论循环
一点： 一点：
气相区 液相区 两相区
临界点C 临界点
三区： 三区：
液相区、 液相区、 两相区、 两相区、 气相区。 气相区。
五态： 五态：
过冷液状态、 过冷液状态、 饱和液状态、 饱和液状态、 湿蒸气状态、 湿蒸气状态、 饱和蒸气状态、 饱和蒸气状态、 过热蒸气状态。 过热蒸气状态。
蒸气压缩式制冷循环系统图
1.1 单级蒸气压缩式制冷循环的基本工作原理
1.1.2 制冷循环过程
制冷剂蒸气压缩、冷凝成液体， 制冷剂蒸气压缩、冷凝成液体，放出热量
1.1 单级蒸气压缩式制冷循环的基本工作原理
1.1.2 制冷循环过程
冷凝后的制冷剂流经节流元件进入蒸发器。从入口端的高压pk降低到 低压p0，从高温tk降低到t0，并出现少量液体汽化变为蒸气。
1.2 单级蒸气压缩式制冷理论循环 1.2.1 理论循环的假设条件和压焓图
1.理论循环的假设条件 理论循环的假设条件
压缩过程为等熵过程； 压缩过程为等熵过程； 冷凝和蒸发是与冷、热源换热； 冷凝和蒸发是与冷、热源换热； 出蒸发器的为饱和蒸气，出冷凝器的为饱和液体； 出蒸发器的为饱和蒸气，出冷凝器的为饱和液体； 制冷剂流动过程中没有流动阻力损失； 制冷剂流动过程中没有流动阻力损失； 节流过程中与外界没有热量交换。 节流过程中与外界没有热量交换。
1.3 单级蒸气压缩式制冷实际循环 1.3.1 单级蒸气压缩式制冷实际循环与理论循 环的区别 1.3.2 液体过冷、吸气过热及回热循环 液体过冷、 1.3.3 热交换及压力损失对制冷循环的影响 1.3.4 不凝性气体对制冷循环的影响 1.3.5 冷凝、蒸发过程传热温差对循环性能的 冷凝、 影响 1.3.6 实际制冷循环在压焓图上的表示及性能 指标
制冷原理与设备教材(PDF 136页)
3.制冷的分类
按照制冷所得到的低温范围，制冷技术划分为以 下4个领域：
普通制冷 120K以上 深度制冷 120K~20K 低温制冷 20K~0.3K 低温制冷 超低温制冷 0.3K以下 本课程主要讲普通制冷。
4.制冷技术的研究内容及理论基础
制冷技术主要研究以下三个方面： (1)研究获得低温的方法和有关的机理以及与此相应的制冷循环，并 对制冷循环进行热力学的分析和计算。（比如压缩式制冷） (2)研究制冷剂的性质，从而为制冷机提供性能满意的工作介质。 (3)研究实现制冷循环所必需的各种机械和技术设备，包括他们的工 作原理、性能分析、结构设计，以及制冷装置的流程组织、系统配 套设计。此外，还有热绝缘问题、制冷装置的自动化问题等等。
制冷与低温技术的应用领域举例 1. 空气调节
制冷和空调
的关系相互
联系又独立
图1-26 制冷与空调的关系
制冷在空调中的作用 (1)干式冷却
(2)减湿冷却
(3)减湿与干式冷却混合方式
2.人工环境
用人工方法构成各种人们所希望达到的环境条件，包 括地面的各种气候变化和高空宇宙及其它特殊的要求。
与制冷有关的人工环境试验有以下几种 (1) 低温环境试验 (2) 湿热试验 (3) 盐雾试验 (4) 多种气候试验 (5) 空间模拟试验
制冷技术的理论基础主要为热工的三大基础课程，即《工程热 力学》、《工程流体力学》、《传热学》。尤其是《工程热力 学》，学习和从事质量工作的人员应主要在这三门课程方面打好坚 实的理论基础。
5.制冷技术的发展历史
制冷技术的发展概括起来可分为两个阶段：
（1）天然冷源的应用阶段
是从古代~18世纪中期。 采水。
制冷原理与设备
热能教研室
制冷原理与设备
制冷原理与设备制冷：指用人工的方法在一定时间和一定空间内将某物体或流体冷却，使其温度降到环境温度以下，并保持这个低温。
制冷方法有四种：液体气化制冷、气体膨胀制冷、涡流管制冷和热电制冷。
液体气化制冷循环：由工质低压下汽化、蒸气升压、高压气液化和高压液体降压四个基本过程组成。
蒸气压缩式、吸收式、蒸气喷射式制冷都属于液体气化制冷。
以机械能或电能为补偿的：蒸气压缩式、热电制冷式制冷机以热能为补偿的：吸收式、蒸气喷射式、吸附式制冷机饱和状态：当液体处在密闭容器内时，若容器内除了液体及液体本身的蒸气外不存在任何其他气体，那么液体和蒸汽在某一压力下将达到平衡，这种状态称饱和状态。
汽化潜热：液体汽化时，需要吸收热量，该热量称为汽化潜热制冷系数、热力系数（性能系数COP）热力完善度压缩机：节流阀；蒸发器；冷凝器；过冷：制冷剂液体的温度低于同一压力下饱和状态的温度称为过冷。
两者之差称为过冷度。
制冷剂液体离开冷凝器进入节流阀之间往往具有一定的过冷度。
过冷总是有利的。
过热：制冷剂液体的温度高于同一压力下饱和状态的温度称为过热。
两者之差称为过热度。
制冷剂液体在蒸发其中完全蒸发后人然要继续吸收一部分热量，这样，在他到达压缩机之前就处于过热状态。
有害过热和有效过热。
氨不宜采用过高的过热度，吸入蒸气的过热会对往复式压缩机的容积效率有所改善，所以，对氨而言，也希望有5 C左右的过热度闪发蒸气：液体节流产生的蒸气是饱和蒸气，又称闪发蒸气，以区别于加热液体后产生的饱和蒸气。
制冷★制冷：指用人工的方法在一定时间和一定空间内将某物体或流体冷却，使其温度降到环境温度以下，并保持这个低温。
◆制冷方法有四种：液体气化制冷、气体膨胀制冷、涡流管制冷和热电制冷。
★蒸汽压缩式制冷原理：蒸汽压缩式制冷属于液体汽化制冷方式。
液体汽化制冷循环由工质低压下汽化、蒸汽升压、高压气液化和高压液体江亚四个基本过程组成。
蒸汽压缩式制冷系统由压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器组成，用管道将其连成一个封闭的系统。
制冷原理及相关设备
制冷原理及相关设备一、制冷原理制冷原理是通过一系列的物理过程，将热量从低温环境中吸收，然后传递到高温环境中，从而实现将物体的温度降低的过程。
制冷原理的基础是热力学第二定律，即熵的增加原理。
1. 压缩式制冷系统压缩式制冷系统是目前应用最广泛的制冷方式。
它由四个主要组件组成：压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器。
•压缩机：将低温低压的制冷剂气体吸入，经过压缩使其温度和压力升高，然后将高温高压的气体排出。
•冷凝器：将高温高压的制冷剂气体放入冷凝器，通过流体或空气传热的方式，使其冷却并转化为高压液体。
•膨胀阀：控制高压液体制冷剂流量的阀门，将高压液体制冷剂通过膨胀阀放到低温低压区域，使其蒸发。
•蒸发器：将低温低压的制冷剂液体蒸发为制冷剂气体，吸收周围环境的热量，从而使环境温度下降。
2. 蒸发冷却原理蒸发冷却原理是利用液体蒸发时吸热的特性，通过蒸发剂的蒸发过程将周围环境的热量吸收，从而实现降低温度的目的。
蒸发冷却主要应用于一些小型空间或个人使用的冷却设备，如家用空调、冷风扇等。
二、相关设备1. 空调空调是一种常见的制冷设备，主要通过压缩式制冷系统实现室内温度的控制。
空调由室内机和室外机两部分组成。
•室内机：包括蒸发器和风扇，通过蒸发器吸收室内热量并通过风扇对室内空气进行循环，从而降低室内温度。
•室外机：包括压缩机和冷凝器，通过压缩机将室内吸入的制冷剂气体压缩成高温高压的气体，然后放入冷凝器冷却并转化为高压液体。
2. 制冷冰箱制冷冰箱利用压缩式制冷系统实现食物和饮料的冷藏和冷冻。
它包括一个压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器，工作原理与空调类似。
•压缩机将低温低压的制冷剂气体吸入并压缩成高温高压的气体。
•高温高压的气体进入冷凝器，通过传热的方式将热量散发到周围环境。
•高压液体进入膨胀阀膨胀为低温低压的制冷剂，进入蒸发器。
•制冷剂在蒸发器中吸收食物和饮料的热量，使其冷藏和冷冻。
3. 制冷车载冰箱制冷车载冰箱是一种特殊的冰箱，用于在车辆中保持食物和饮料的冷藏和冷冻。
制冷原理与设备课程教学大纲
制冷原理与设备课程教学大纲一、课程简介本课程主要介绍制冷原理与设备方面的基本知识，包括制冷原理、制冷循环、制冷设备和控制等内容。
通过本课程的学习，学生将掌握制冷系统的工作原理、主要组成部分以及在实际应用中的应用技术，为学生未来从事制冷行业相关工作奠定基础。
二、教学目标1.理解制冷原理及常用制冷循环的工作原理。
2.熟悉制冷系统中各主要组成部分的功能与作用。
3.掌握制冷设备的选择、安装和维护维修技术。
4.了解控制系统在制冷设备中的应用原理。
5.培养学生的实践动手能力，通过实践操作提高对制冷设备的认知。
三、教学内容1. 制冷原理•制冷的概念和背景知识•制冷原理的基本原理•制冷循环的工作原理•热力学相关知识2. 制冷系统组成与功能•制冷系统的基本组成部分•压缩机的作用和种类•冷凝器的作用和种类•膨胀阀和喷射器的原理与应用3. 制冷设备的选型与安装•制冷设备的分类与特点•制冷设备的选型原则•制冷设备的安装要点•制冷设备的维护与维修4. 制冷系统的控制技术•控制系统的基本原理•温度控制方法与技术•压力控制方法与技术•自动化控制系统的应用5. 实践操作与案例分析•制冷设备的实际操作与维修•制冷设备故障排除与案例分析•制冷系统的现场调试与问题解决四、教学方法•讲授理论知识，重点讲解制冷原理和设备的相关内容。
•实践操作，通过实验室实践操作，加深对制冷设备的认识。
•案例分析，通过实际案例的分析，掌握解决问题的技巧。
•小组讨论，促进学生之间的交流与合作。
五、教材与参考资料•主教材：《制冷原理与设备》，作者：XXX•参考资料：1.XXX2.XXX3.XXX六、评估与考核•平时表现：30%•作业与实验报告：30%•期末考试：40%七、教学进度安排课时内容授课方式第1-2课时制冷原理概述讲授第3-4课时制冷循环原理讲授第5-6课时制冷系统组成与功能讲授第7-8课时制冷设备的选型与安装讲授第9-10课时制冷系统的控制技术讲授第11-12课时实践操作与案例分析实验操作第13-14课时课程总结与考核讲授八、备注•本课程需要学生具备一定的热力学、机械基础知识。
制冷原理与制冷设备
制冷原理与制冷设备制冷是一种将热能从一个空间移动到另一个空间的过程，使得被冷却的空间温度下降，其基本原理是通过热量的传递和排除，将空间中的热能转移出去。
在现代社会中，制冷设备广泛应用于家庭、商业、工业等各个领域，为人们提供了舒适的生活和工作环境。
本文将介绍制冷的基本原理以及常见的制冷设备。
一、制冷原理1. 蒸发冷却原理蒸发冷却是一种常见的制冷原理，它利用液体在蒸发过程中吸热的特性来降低空间的温度。
当液体处于低压环境下，其分子将从液态转化为气态，吸收周围的热量。
这个过程中，液体的温度将下降，从而使得周围的空气或物体的温度也随之下降。
通过控制蒸发的速率和循环系统的设计，可以实现对空间温度的制冷效果。
2. 压缩机制冷原理压缩机制冷是一种常用的制冷原理，它主要通过物质的压缩和膨胀来实现制冷效果。
在这个过程中，制冷剂经过压缩机被压缩成高压气体，然后通过冷凝器释放热量，使制冷剂转化为液体。
接着，制冷剂通过膨胀阀进入蒸发器，在蒸发的过程中吸收热量，从而降低空间的温度。
二、常见的制冷设备空调是一种广泛应用于家庭和商业场所的制冷设备。
它通过利用压缩机制冷原理将热量转移到室外，使得室内的空气温度下降。
空调设备由室内机和室外机组成，室内机通过冷凝器释放热量，室外机通过蒸发器吸收热量，实现制冷效果。
现代空调设备还具备除湿和净化空气的功能，提供了更加舒适的室内环境。
2. 冰箱冰箱是一种常见的家用制冷设备，它主要通过蒸发冷却原理来实现制冷效果。
冰箱内部有一个蒸发器，冷冻剂在其中蒸发吸热，使得冰箱内部的温度下降。
通过调节压缩机的工作状态和控制器的温度设定，可以实现冷藏和冷冻功能，保持食物的新鲜和品质。
3. 制冷车制冷车是一种用于运输食品、医药等易受温度影响的物品的专用车辆。
它通常配备有制冷设备和保温材料，可以在运输过程中保持物品的低温状态。
制冷车主要通过压缩机制冷原理来实现制冷效果，将车内的热量排出，实现对物品温度的控制。
4. 工业制冷设备工业制冷设备广泛应用于化工、制药、电子等领域。
制冷原理与设备PDF
主编李晓东电子制作齐向阳完整的蒸汽压缩式制冷系统中除压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器四个主件外为了保证系统正常、经济和安全的运行还需设置一定数量的其它辅助设备。
辅助设备的种类很多按照它们的作用基本上可以分为两大类1维持制冷循环正常工作的设备如两级压缩的中间冷却器等2改善运行指标及运行条件的设备如油分离器、集油器、氨液分离器、空气分离器以及各种贮液桶或器等。
在制冷系统中还配有用以调节、控制与保证安全运行所需的器件、仪表和连接管道的附件等。
概述10.1 制冷系统流程框图10.1.1 热泵型冷水机组热泵型冷水机组又称为冷暖型冷水机组多用于风冷式机组和小型空调机组冷暖型机组可在夏季向空调系统提供冷冻水源而在冬季可向空调系统提供空调热水水源或直接向室内提供冷风和热风。
制冷回路流程制热回路流程1风扇2翅片式换热器3套管式换热器4水泵5膨胀阀6视镜7干燥过滤器8贮液罐9气液分离器10压缩机11四通换向阀12单向阀1 13单向阀2 14单向阀3 15单向阀4 16低压接口17高压接口热泵型风冷式冷水机组原理图10.1.2 小型冷库水冷式小型氟利昂冷库制冷系统流程图1蒸发器2分液头3热力膨胀阀4低压表5压力控制器6压缩机7高压表8油分离器9热气冲霜管10截止阀11冷却塔12冷却水泵13冷却水量调节阀14冷凝器15干燥过滤器16回热器17电磁阀分液头使制冷剂均匀地分配到蒸发器的各路管组中。
压力控制器压缩机工作时的安全保护控制装置。
油分离器把润滑油分离出来并返回到曲轴箱去。
热气冲霜管定期加热蒸发器而除霜。
冷却塔利用空气使冷却水降温循环使用节约用水。
冷却水泵冷却水循环的输送设备干燥过滤器除去冷凝器中的水份和杂质防止膨胀阀冰堵或堵塞。
回热器过冷液体制冷剂提高低压蒸汽温度消除压缩机的液击。
电磁阀压缩机停机后自动切断输液管路起保护压缩机的作用。
10.1.2 小型冷库10.2 中间冷却器10.2.1中间冷却器的作用中间冷却器是用以冷却两个压缩级之间被压缩的气体或蒸气的设备。
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目录 1、蒸汽压缩式制冷原理与设备
2、吸收式制冷原理与设备
1、蒸汽压缩式制冷原理与设备
蒸汽压缩式制冷原理与设备
●制冷工质（制冷剂、冷媒、雪种）； 常用有：氨（R717）、氟里昂等； 氟里昂：R11： 一氟三氯甲烷 R22： 二氟一氯甲烷 R23： 三氟 甲烷 R134a：四氟乙烷； R123：三氟二氯乙烷；
蒸汽压缩式制冷原理与设备
什么是熵？
熵，热力学中表征物质状态的参量之一，用符号S表示，其物理意义是体系 混乱程度的度量。熵越大说明物质内部越混乱。
蒸汽压缩式制冷原理与设备
制冷剂的状态图
压-焓图 温-熵图
p
hT
c
s
v
x p
0
压力-比焓图
h
Ts c
p v
h T
蒸汽压缩式制冷原理与设备
制冷系数： 制冷循环的重要参数是制冷系数，工程上也称之为制冷装置的工作性能系数，用符号COP表示
。在一定的环境温度下，冷库温度越低，制冷系数就越小。（因此为取得良好的经济效益，没有必 要把冷库的温度定得超乎寻常的低。这也是一切实际制冷循环遵循的原则。）
人工制冷的分类
制冷循环包括压缩式制冷循环、吸收式制冷循环、吸附式制冷循环、蒸气喷射制冷循环及半 导体制冷等。压缩式制冷循环又可分为压缩气体制冷循环和压缩蒸气制冷循环。目前世界上运行 的制冷装置绝大部分是压缩气体制冷循环。以往，制冷循环应用的制冷剂多半为商品名为氟利昂 的氯氟烃物质CFC、含氢氯氟烃HCFC和氨等。但由于日益严重的环境问题，CFC、HCFC正逐渐 被对环境友善的新型制冷剂替代。
5态
未饱和液体，饱和液体，湿饱和蒸汽，
干饱和蒸汽，过热蒸汽。
蒸汽压缩式制冷原理与设备
6等参数线簇(压-焓图）
等压线--- 水平线； 等焓线--- 垂直线；
p
hT
c
s
T
s
c
p
v
v h
T
x p x
0
压力-比焓图
h
0
温度-比熵图
s
等温线--- 液相区：几乎为垂直线，
两相区：水平线，
气相区：向下方弯曲的倾斜线；
各主要部件作用： ●压缩机：压缩制冷剂，向制冷剂压缩做功， 为整个制冷循环提供动力。 ●冷凝器：冷凝器是一个热交换设备，作用 是利用环境冷却介质(空气或水)，将来自压缩 机的高温高压制冷蒸气的热量带走，降低制 冷剂温度至环境温度。 ●膨胀阀：节流原件---将高压常温的制冷剂 液体通过膨胀阀降压，得到低温低压制冷剂。 ●蒸发器：蒸发器也是一个热交换设备。节 流后的低温低压制冷剂液体在其内蒸发变为 蒸气，吸收被冷却物质的热量，使物质温度 下降，达到冷冻、冷藏食品的目的。
人工制冷
人工制冷概述
是通过制冷工质（也称制冷剂、雪种）将热量从低温物体（如冷库等）移向高温物体（如大 气环境）的循环过程，从而将物体冷却到低于环境温度，并维持此低温，这一过程是利用制冷装置 来实现的。
由热力学第二定律可知，热量从低温物体移向高温物体不可能自动、无补偿地进行，因此必须 提供机械能（或热能等），以确保包括低温冷源、高温热源、功源（或向循环供能的源）在内的孤 立系统的熵不减小
等熵线--- 向右上方倾斜的实线； 等容线--- 向右上方倾斜的虚线，比等熵线平坦； 等干度线--- 只存在于湿蒸气区。
蒸汽压缩式制冷原理与设备
压焓图的结构如下图所示。以绝对压力为纵坐标（为了缩小图的尺寸，提高低压 区域的精度， 通常纵坐标取对数坐标），以焓值为横坐标。
R-134a（1，1，1，2-四氟乙烷）是一种不含氯原子，对臭氧层不起破坏作用，具有良好的安全 性能（不易燃、不爆炸、无毒、无刺激性、无腐蚀性）的制冷剂，其制冷量与效率与R-12（二氯 二氟甲烷，氟利昂）非常接近，所以被视为优秀的长期替代制冷剂。R-134a是目前国际公认的R12最佳的环保替代品。完全不破坏臭氧层，是当前世界绝大多数国家认可并推荐使用的环保制冷 剂，也是目前主流的环保制冷剂，广泛用于新制冷空调设备上的初装和维修过程中的再添加 。 R134a的毒性非常低，在空气中不可燃，安全类别为A1，是很安全的制冷剂。
蒸汽压缩式制冷原理与设备
什么是焓？
焓的表达式：H=U+PV 物理意义：工质所处状态具有的总能量。 根据它的 表达式，可以知道是焓是一个状态参数。 在热力设备中，工质总是不断地 从一个地方流到另一个地方，随着工质不断地流动，所转移的能量就是焓。 这就是为什么引入焓这个概念的原因，因为每次计算的时候总是要写U+PV。 所以后来干脆就把U+PV定义为焓。简而言之，引入焓就是为了方便分析， 简化计算
制冷原理与设备
制冷技术
1
目录 1、制冷概念
2、常用制冷原理与设备
制冷的概念
制冷：
即致冷，又称冷冻，将物体温度降低到或维持在自然环境温度温度以下。 实现制冷的途径有两种，一是天然冷却，一是人工制冷。天然冷却利用天然冰或深 井水冷却物体，但其制冷量（即从被冷却物体取走的热量）和可能达到的制冷温度往往 不能满足生产需要。天然冷却是一传热过程。人工制冷是利用制冷设备加入能量，使热 量从低温物体向高温物体转移的一种属于热力学过程的单元操作。
蒸汽压缩式制冷原理与设备
系统组成： 压缩机，节流阀，蒸发器和冷凝器等主要设备及辅助设备（过滤器，油分
离器，储液器）。
3
膨 胀 阀
4
冷却介质
冷凝器 蒸发器
2
压缩机
1
被冷却介质
蒸气压缩式制冷的基本系统图
蒸汽压缩式制冷原理与设备
3
膨 胀 阀
4
冷却介质
冷凝器 蒸发器
2
压缩机
1
被冷却介质
蒸气压缩式制冷的基本系统图
压-焓图： 1点，2线，3区，5态，6等参数线簇。
1点
临界点 (critical point)
2线
下临界线 : 不同压力下饱和液体状态 上临界线：不同压力下干饱和蒸汽状态
液相区 (liquid region)
3区
汽液两相区(liquid-vapor region)
汽相区 (vapor region)
●载冷剂 传递冷量的物质，空调一般是用水做载冷剂。
●制冷量 单位——千瓦（Kw）、 大卡（Kcal）、冷吨（Rt）； 1千瓦（Kw）= 860大卡（Kcal）； 1 冷吨（Rt）= 3.517 Kw = 3024 Kcal ; 100Rt = 351.7 K w = 30万Kcal
●冷凝温度 气体液化时的温度（在一定压力下）同一物质冷凝温度是随压力变化而变化。