制冷与低温技术原理—第7章 制冷设备..
制冷原理设备
制冷原理设备制冷技术是现代生活中不可或缺的一部分，从家用冰箱到工业冷冻设备，都离不开制冷原理设备的应用。
制冷原理设备的工作原理是利用物质的吸热和放热特性，通过循环往复的方式将热量从一个地方转移到另一个地方，从而实现降温的效果。
本文将介绍制冷原理设备的基本工作原理、常见类型和应用领域。
首先，制冷原理设备的基本工作原理是利用物质的相变过程来实现热量的转移。
通过改变制冷剂的状态，从液态到气态再到液态的循环过程中，实现热量的吸收和放出。
这一过程中，制冷原理设备需要配合压缩机、蒸发器、冷凝器等部件来完成制冷循环，从而达到降温的效果。
其次，制冷原理设备根据其工作原理和应用范围可以分为多种类型。
常见的制冷设备包括压缩式制冷机、吸收式制冷机、热泵等。
其中，压缩式制冷机通过压缩制冷剂气体来实现制冷效果，适用于家用冰箱、商用冷柜等场合；吸收式制冷机则是利用溶液和蒸发的原理来实现制冷，适用于一些特殊场合，如太阳能制冷系统；热泵则是利用热能的转换来实现制冷和供暖的双重效果，适用于家庭、工业和商业领域。
最后，制冷原理设备的应用领域非常广泛。
除了家用冰箱、商用冷柜等常见的家电产品外，制冷原理设备还广泛应用于食品加工、医药保鲜、化工生产、航空航天等领域。
在食品加工行业，制冷设备可以帮助食品保鲜和延长货架期；在医药行业，制冷设备可以帮助储存和运输一些需要低温环境的药品；在航空航天领域，制冷设备可以帮助控制航天器内部的温度和湿度，保证设备的正常运行。
综上所述，制冷原理设备是现代生活中不可或缺的一部分，其工作原理、类型和应用领域都非常广泛。
通过不断的技术创新和应用推广，制冷原理设备将会在更多的领域发挥重要作用，为人们的生活和生产带来更多的便利和效益。
制冷与制冷设备技术课后习题答案分解
《制冷与制冷设备技术》（第5版）教学指南（《指南》分：课程性质与任务、教学要求与建议、以及思考与练习(附参考答案）。
一、课程性质与任务1、性质第5版《制冷与制冷设备技术》是在第4版的基础上，再一版推出的教材。
该版教材继续坚持以基础知识必需够用为原则，以实践操作有的放矢为主线，任务总结学生为主教师为导，开阔视野兴趣知能同行拓展，在以下3方面作了进一步修定：(1)在教育目标上突出能力本位的职业教育思想，理论联系实际，以求实际应用需求。
如：带着学生走进“制冷实操现场参观学习、看一看、听一听、做一做、议一议等。
(2)在教学内容上强调与劳动部门的技能鉴定标准紧密相扣，体现学以致用的原则，操作性强。
在行文中力求文句简练，通佳易懂，图文并茂，使之更直观性。
围绕学习任务，将相关知识和技能传授给学生，激活学生的技能（知识）储备。
如“做实验说现象、电冰箱空调器基本原理和故障检修示图等。
(3)在形式上注意灵活多变，将学习、工作融于轻松愉悦的环境中，如：诗句与故事、电冰箱空调器维修案例、教仪装备介绍，以及全国技能竞赛惊影等。
2、任务第5版《制冷与制冷设备技术》从实际应用出发，分制冷概述、制冷基础知识、制冷设备结构与原理、制冷设备的制冷系统、制冷设备的电气控制系统、空调器的通风系统、制冷设备的选用与维护、制冷设备常见故障分析与处理、制冷设备维修服务与经营管理、电冰箱和空调器基本操作课题十个模块。
其中2009年全国职业院校技能大赛（中职组）“制冷与空调设备组装与调试”任务书，作为提高学生实践操作训练参考用。
通过本课程的学习，使学生掌握制冷技术的基本原理及实际操作技能，以适应社会对该岗位人才的需求。
二、教学要求与建议●：模块一《制冷概述》●教学要求通过讲解，了解本课程教学的性质与内容，以及制冷实操室的规则，树立安全与规范操作的职业意识；通过现场观看，认识制冷实操室的设备、仪器仪表及工具，明确学习目标、培养学习兴趣。
本模块分：制冷物理意义及研究内容、制冷实训室的内容与规则、走进制冷实训现场去看看3个环节。
制冷原理与装置
2、制冷剂的特性与选择
说明：从最早的乙醚、到氨、到氟利
昂、到现在的环保制冷剂，制冷剂对 制冷技术的发展有很大的影响。 3、制冷设备的结构及特点
说明：制冷设备是制冷技术在实际工
程中，实现制冷目的的关键所在。制 冷设备结构性能的好坏，对制冷装置 的影响是显而易见的。
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火箭推力系统与高能物理 所有大型的发射的飞行器均使用液氧作氧 化剂；宇宙飞船的推进也使用液氧和液氢； 观察研究大型粒子加速器产生的粒子的氢泡 室要用到液氢。
LHC-CERN 27km超导磁 体过冷态超 流氦冷却
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第一章 制冷的热力学基础
§1-1 相变制冷 ★ §1-2 绝热膨胀制冷 ★ §1-3 制冷热力学特性分析 ★
1951年半导体制冷技术的开发、应用为制
冷技术又开拓了一个新领域，它对卫星、 激光、航天技术等高科技的进一步发展， 提供了一定的技术保证。
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四、国内发展概况（简介） 解放前冷库容量不足三万吨。解放后有
了较大的发展，1954年研制成功第一台 制冷压缩机，1959年冷库容量达到35万 吨，1967试制成功蒸汽喷射式制冷机， 1968年第一台吸收式制冷机问世，1971 年第一台螺杆式式制冷压缩机问世， 1982年冷库容量达到250万吨。
等）为工质，通过对其压缩，然后对这些高
压气体进行绝热膨胀（或绝热放气），从而
获得温度很低的液化气体。
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三、制冷技术的研究内容 1、各种制冷方法、制冷原理和制冷系统
说明：制冷方法很多，简介普冷范围常用
的四种制冷方法，重点讲解蒸汽压缩式制 冷的基本原理、制冷循环及其热力计算方 法、制冷剂的特性与选择以及制冷设备的 结构特点和传热计算。制冷系统在本课程 的设备部分作总体介绍，详细内容留待后 续课程《制冷装置设计》讲解。
氨制冷设备的构造及制冷工作原理
浅谈氨制冷设备的构造及制冷工作原理一、制冷系统的制冷工作原理：主要由压缩机、冷凝器、储氨器、油分离器、节流阀、氨液分离器、蒸发器、中间冷却器、紧急泄氨器、集油器、各种阀门、压力表和高低压管道组成。
其中，制冷系统中的压缩机、冷凝器、节流阀和蒸发器（冷库排管）是四个最基本部件。
它们之间用管道依次连接，形成一个封闭的系统，制冷剂氨在系统中不断循环流动，发生状态变化，与外界进行热量交换，其工作过程是：液态氨在蒸发器中吸收被冷却物的热量之后，汽化成低压低温的氨气，被压缩机吸入，压缩成高压高温的氨气后排入冷凝器，在冷凝器中被冷却水降温放热冷凝为高压氨液，经节流阀节流为低温低压的氨液，再次进入蒸发器吸热气化，达到循环制冷的目的。
这样，氨在系统中经过蒸发、压缩、冷凝、节流四个基本过程完成一个制冷循环。
在实际的制冷系统中，完成一次制冷循环，制冷剂需要通过上述四大件外，还通过许多辅助设备，这些设备是为了提高运行的经济性、可靠性和安全性而设置的。
以双级压缩机制冷系统为例，完成一次制冷循环，氨必须依次通过低级氨压机、一级油分离器、中间冷却器、高级氨压机、二级油分离器、冷凝器、储氨器、节流阀、氨液分离器、调节站、蒸发器、再回到低级氨压缩机，这样才完成一次循环，实际制冷工艺流程是较为复杂的。
制冷学原理是一个能量转化过程。
即电能转化机械能，机械能转化为热能，热能又通过氨的作用进行冷热交换，完成制冷的过程。
二、活塞式压缩机的基本结构及其工作原理：活塞式压缩机是目前广泛应用于大中型冷库的制冷机型。
我局安装的就是一台6AW10型单级氨压缩机和一台8ASJ10型双级氨压缩机，均由大连冷冻机厂生产的。
活塞式压缩机主要由机体、曲轴、连杆、活塞、进排气阀组、安全阀、能量调节机构、润滑系统和直连式电动机配装而成的。
6AW10型压缩机的总体结构是：“6”表示压缩机有6个缸（3个排气缸、3个吸气缸），“A”表示以氨做制冷剂，“W”表示汽缸排列的样式如同字母W型，“10”表示汽缸直径为10厘米。
制冷原理与设备吴业正第二版复习大全A
制冷原理与设备考试复习资料制冷技术是为适应人们对低温条件的需要而产生和发展起来的。
一、人工制冷是指用人为的方法不断地从被冷却系统（物体或空间）吸收热量并排至环境介质（空气或水）中去，并在必要长的时间内维持所必要的低温的一门技术。
二、制冷技术的研究内容1）研究获得低温的方法和有关机理，以及与此相应的制冷循环，并对制冷循环进行热力计算。
2）研究制冷工质的性质3）研究制冷循环所必需的各种机械设备、控制仪表和系统等，以及它们的工作原理、性能分析、结构设计、组织流程、系统配套、设备隔热及自动化运行制冷技术的应用1）空调工程对环境的温度、湿度、洁净度进行控制。
2）食品工程保持稳定的低温环境，延长和提高食品的质量。
3）机械及冶金工业 4）医疗卫生事业5）国防工业和现代科技6）石油化工、有机合成 7）轻工业、精密仪表工业8）农业、水产业 9）建筑及水利 10）日常生活第一章制冷的方法一、制冷的方法1、相变：是利用某些物质在发生相变时的吸热效应进行制冷的方法。
2、气体膨胀制冷是利用压缩气体的绝热膨胀效应，从而获得低温气流的制冷技术。
3、热电制冷（半导体制冷）是利用帕尔帖效应的原理来达到制冷的目的。
4、固体吸附式制冷某些固体物质在一定的温度和压力下能吸附某种工质的气体或水蒸气，在另一温度及压力下又能将它释放出来。
5、气体涡流制冷是利用压缩气体经过涡流管产生的涡流，使气流分离成冷、热两股气流。
6、磁制冷是一种以磁性材料为工质的制冷技术。
其基本原理是借助次制冷材料的可逆磁热效应（磁卡效应），即磁制冷材料等温磁化时，向外界放出热量，而绝热退磁时因温度降低，从外界吸收热量。
二、各种制冷方法的原理1、蒸汽压缩式制冷2、蒸汽吸收式制冷3、蒸汽喷射式制冷4、吸附式制冷5、热电制冷（半导体制冷）6、气体膨胀制冷（空气制冷）7、涡流管制冷第2章单极蒸汽压缩式制冷循环一、单级蒸汽压缩式制冷循环的基本工作原理1、制冷循环系统的基本组成基本组成：制冷压缩机、冷凝器、节流装置、蒸发器基本原理图2 、制冷循环过程压缩过程（升压）、冷凝过程（放热）、节流过程（降压）、蒸发过程（吸热）3、制冷系统各部件的主要作用1）制冷压缩机作用：将来自蒸发器的制冷剂蒸汽由蒸发压力提高至冷凝压力。
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
制冷原理是利用热力学原理，通过吸热和排热的方式实现物体的降温。
制冷设备利用制冷剂的循环运动和相变过程，将热量从一个特定区域转移到另一个区域，从而降低后者的温度。
制冷设备通常由压缩机、冷凝器、蒸发器和节流阀等核心部件组成。
制冷原理中的压缩机起着关键的作用。
通过压缩机的作用，制冷剂在高压下变得非常热，并将此热量转移到冷凝器中。
冷凝器通常是一个管道，制冷剂在其中经历了冷却和凝结过程。
冷凝过程中，制冷剂释放出大量的热量，导致温度暴降，从而使制冷装置一侧的温度显著降低。
冷凝后的制冷剂通过节流阀进入蒸发器，此时压力骤然下降，制冷剂变成低温低压的状态，从而吸收周围的热量并蒸发。
这个过程使蒸发器内的温度急剧下降，为制冷物体提供了冷却效果。
完成蒸发后，制冷剂再次进入压缩机，循环往复，不断实现吸热和排热的循环，从而持续降低目标区域的温度。
除了核心组件外，制冷设备还需要其他辅助部件，如冷却风扇、蓄冰槽等，以提高制冷效果。
冷却风扇能够加快散热速度，使冷凝器更加高效地散热。
蓄冰槽可以储存大量冰块，通过对热量的吸收将温度降低到更低的程度。
总结来说，制冷原理是通过循环往复的制冷剂流动和相变过程，实现对目标区域温度的降低。
制冷设备的核心部件是压缩机、冷凝器、蒸发器和节流阀，通过它们的协同作用，制冷设备能
够实现快速的降温效果。
辅助部件如冷却风扇和蓄冰槽可以增强制冷效果。
制冷设备培训课件PPT(57张)
பைடு நூலகம்29
二、重力供液制冷系统
蒸发 器
汽、液 分离器
空气分离器
压缩 油分 冷凝 贮氨 节流 机 离器 器 桶 阀
排液桶
集油器
紧急泄氨器
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三、氨泵供液制冷系统
蒸发 器 汽、液 分离器 氨泵
空气分离器
压缩 油分 冷凝 贮氨 节流 机 离器 器 桶 阀
排液桶
集油器
紧急泄氨器
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V
卡诺循环 P – V图
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P
Qk
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2
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1-4-3-2-1
Q0 0
3 V
逆卡诺循环 P – V图
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制冷工质的热力状态图和表
状态：在制冷过程中，工质的物理量 的综合。
状态系数：描述工质状态的物理量。 常用状态系数：温度、压力、比容、
内能、 焓、熵、比熵、干度。 干度 x = 汽体重量 / 汽、液混合物重量
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一、对制冷剂的要求
• 临界温度不要太低 • 冷凝压力不应过高 • 要求制冷工质的单位容积制冷量要大 • 制冷工质的粘度和比重应可能小 • 导热系数大 • 化学性质方面
制冷空调设备原理
制冷空调设备原理制冷空调设备是现代生活中不可或缺的一部分。
它们为我们提供了舒适的室内温度，帮助我们调节环境，提高居住和工作的舒适度。
但是，你是否了解制冷空调设备是如何工作的呢？本文将介绍制冷空调设备的原理，从压缩机、冷凝器、蒸发器以及控制系统等方面展开。
一、压缩机制冷空调设备中的压缩机是实现制冷的关键组件。
压缩机通过压缩和提高冷媒的压力，使其转化为高温高压气体。
这个过程需要消耗一定的能源，通常采用电力驱动。
压缩机有多种类型，比如容积式压缩机和离心式压缩机。
它们的共同目标是提高冷媒的压力和温度。
二、冷凝器冷凝器是制冷空调设备中的另一个重要组件。
其作用是将高温高压气体冷却成高压液体。
在冷凝器中，冷媒通过与外部环境的热交换，释放掉热量。
冷媒从高温高压状态逐渐冷却下来，并变成高压液体。
三、蒸发器蒸发器是制冷空调设备中帮助降低空气温度的组件。
高压液体在通过膨胀阀减压后，进入蒸发器。
在蒸发器中，液体冷媒吸收室内空气的热量，使空气温度降低。
同时，冷媒逐渐蒸发成低温低压气体。
蒸发器是制冷空调设备中冷却空气的关键部件。
四、控制系统制冷空调设备中的控制系统起着调节和控制的作用。
通过测量室内温度和其他参数，控制系统可以判断是否需要开启或关闭制冷空调设备，并控制压缩机、冷凝器、蒸发器等组件的工作状态。
现代制冷空调设备中的控制系统已经变得越来越智能化，可以根据设定的温度和湿度自动调节工作模式，提供更加舒适的使用体验。
总结：制冷空调设备的运行原理可以概括为压缩-冷凝-膨胀-蒸发的循环过程。
通过压缩机将低温低压气体转化为高温高压气体，冷凝器将高温高压气体冷却成高压液体，蒸发器利用液体冷媒吸收室内热量，降低空气温度，而控制系统则起到控制和调节的作用。
这一原理使得制冷空调设备能够提供宜人的室内温度，改善人们的生活和工作环境。
制冷空调设备的原理虽然看似复杂，但是它们的概念和工作原理对于理解和维修这些设备非常重要。
通过对制冷空调设备工作原理的了解，我们可以更好地使用和维护这些设备，确保其正常运行，延长使用寿命，同时减少能源浪费。
第7章制冷循环
尚未根本解决，进一步的研究工作仍在进行中。
HCFC22的替代
研究目标： 具有良好的环境性）CO2（蒸气压缩式，冷却过程在超临界区） （2）空气（气体压缩式） 其他
7-5 其他制冷方式简介
一、流程及图示
忽略工质流动过程
的耗散，将循环简化 为由以下过程组成的 内可逆循环：
1-2：定熵压缩；
2-3：定压放热；
3-4：定熵膨胀；
4-1：定压吸热。
1 2 定熵压缩 2 3 定压放热 3 4 定熵膨胀 4 1 定压吸热
二、制冷系数
比冷量
q h h c (T T )
2
1
4
p1
4
比放热量 q1 h2 h3 cp (T2 T3 )
二、制冷剂发展的历史
1830—1930，NH3, Air, CO2, HC, SO2
1930—1990，CFCs&HCFCs (如：冰 箱CFC-12, 空调HCFC-22)
1990—，不破坏臭氧层的环保制冷剂 HFCs? HCs?
天然（自然）工质
大气臭氧层
臭氧空洞
1985年第一次在南 极上空发现臭氧空 洞，面积近1000万 平方公里。近年观 测发现面积已达到 原来的3倍，南半球 的很多城市已笼罩 其中。
•
•
Q0 V qv
二、理论循环的特点
1、节流阀代替膨胀机， 造成节流损失
w1=h3-h4’ 为什么？
液体膨胀机制作困难， 回收的功很少，不合算； 节流（膨胀）阀制作容 易，系统控制方便。
二、理论循环的特点
2、干压缩代替式压缩，造 成过热损失。 为什么不采用1’-2’ 的定 熵压缩过程？
制冷与低温技术原理
制冷与低温技术原理
制冷技术的原理是通过将热量从一个物体或空间转移到另一个物体或空间，从而降低物体或空间的温度。
主要有以下几种原理：
1. 蒸发冷却：利用液体蒸发过程中吸收热量的特性来降低温度。
例如，制冷机中的制冷剂在蒸发器中蒸发时吸收空气中的热量，使得空气变得冷。
2. 压缩膨胀循环：通过压缩和膨胀的过程来实现制冷。
制冷机中的制冷剂被压缩成高温高压气体，然后通过膨胀阀发生膨胀，降低温度。
3. 热电效应：在一些材料中，当电流通过时会发生热量的吸收或释放。
通过控制电流的大小和方向，可以实现温度的调节。
低温技术是在制冷技术的基础上进一步降低温度的技术。
常见的低温技术包括：
1. 冷冻机：使用制冷剂循环制冷的机器，能够将物体或空间的温度降低到较低的程度。
2. 液氮冷却：利用液氮的低沸点来实现低温。
液氮的沸点为-196°C，可以通过倒入液氮来使物体或空间迅速冷却。
3. 超导技术：超导材料在极低温度下具有无电阻的特性。
通过将材料冷却到超导温度，可以实现超导电流的高效传输。
这些制冷和低温技术被广泛应用于各个领域，如制冷设备、食品储存、科学实验、医疗保健等。
制冷与低温技术原理低温原理部分
环境影响
1 能源消耗
制冷设备需要大量的能源来维持低温环境， 导致能源消耗和环境污染。
2 制冷剂泄漏
制冷剂的泄漏会对大气造成破坏，加剧温室 效应，对全球气候变化做出贡献。
发展趋势
未来制冷与低温技术将更加注重能源效率和环保，采用更环保的制冷剂和高效的制冷设备来减少能源消耗和环 境影响。
总结和展望
制冷与低温技术在工业和生活中发挥着重要作用，未来的发展需要解决能源 消耗和环境污染等挑战，以创造更可持续的低温解决方案。
制冷与低温技术原理低温 原理部分
欢迎来到制冷与低温技术原理低温原理部分。本节将探讨制冷与低温技术的 定义、基本原理以及在工业和生活中的应用，以及其对环境的影响和未来发 展趋势。
定义和作用
制冷与低温技术专注于创造和维持低温环境，其作用不仅包括食品冷藏和保 鲜，还扩展到医疗、航天、化学和电子产业等各个领域。
基本原理
1 制冷剂循环
通过制冷剂在高温和低温环境中的循环流动，将热量从低温区域转移到高温区域。
2 蒸发冷却
通过将制冷剂蒸发来吸收热量，使环境变得更加凉爽。
3 压缩与膨胀
通过压缩制冷剂使其升温，然后通过膨胀使其降温，实现制冷效果。
工业应用
食品加工
低温技术用于食品冷冻、速冻、干燥和冷藏等 过程，以延长食品的保质期。
电子
低温条件下可以提高电子元件的性能和寿命。
功效。
化学工业
一些化学制程需要在低温下进行，以控制反应 速度和产率。
生活应用
1 家用冷藏冰柜
冷藏和冷冻食物，使其保持新鲜和可食用。
2 空调系统
利用制冷技术调节室内温度，提供舒适的居住环境。
3 冷饮店和冰淇淋店
制冷原理
单循环制冷系统示意图（见图1）（由一个温控器对冷藏室和冷冻室的温度进行控制）
（图1）
双循环制冷系统：由两个温控器和一个电磁阀或两台压缩机对冷藏室和冷冻室的温度进行控制，双系统冰箱的优点是将冷藏室温控器关闭，单独对冷冻室进行制冷
电磁阀示意图（见图2）
（图2）
三循环制冷系统示意图（见图3）（目前我公司设计的9DVC和8K三循环制冷系统冰箱是国内独创的冰箱，掌握了五温六控制冷技术。
压力
压力
0.15---0.20Mpa
时间
脱脂
2—3min
磷化
0.5—2.0min
水干燥时间
10—15min
3、喷粉工艺
3．1喷粉原理：粉末经过高压处理后带负电，工件与大地连为一体形成电压差，粉末通过静电吸附的原理贴附在工件表面，高温固化后与工件紧紧地结合在一起。
3．2喷粉主要控制的工艺参数有电压（90±10KV），距离（250±50mm），喷杯空气压力（2.4---3.0mPa）
控制标准
温度
设备温度
预加热待机温度
预加热边框温度
预加热板材温度
主加热待机温度
主加热边框温度
主加热板材温度
180～280℃
80～180℃
120～160℃
250～300℃
100-200℃
130-230℃
模具温度
模具温度
水温
环境温度
70～95℃
20±5℃
18-33℃
压力
真空压力
真空度
1.4MPa
设备压力
压缩空气压力
家用电冰箱的外形多种多样，但主要结构大致相同，一般均由箱体、制冷系统、电气系统等几个部分组成。
制冷机工作原理
制冷机工作原理制冷机是一种能够将热量从一个地方转移至另一个地方的设备。
它们通常用于冷藏和冷冻设备、空调系统以及工业过程中的冷却操作。
制冷机的工作原理基于热力学定律和热传递原理，通过不同的工作循环来实现热量的转移和降温效果。
制冷机的工作原理主要涉及四个基本组件：压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器。
这些组件协同工作，通过循环过程来实现热量的转移和降温效果。
首先，压缩机将低温低压的制冷剂气体吸入，然后压缩成高温高压气体。
这一过程需要消耗能量，通常由电动机提供动力。
压缩机的作用是将制冷剂气体的压力和温度提高，以便后续的冷却过程能够顺利进行。
接下来，高温高压的制冷剂气体进入冷凝器，通过与外界环境的热交换，使得气体冷却并凝结成液体。
冷凝器通常采用风冷或水冷的方式来散热，将高温的制冷剂气体释放出去，同时使得制冷剂气体的温度和压力降低。
冷凝后的液体制冷剂通过膨胀阀进入蒸发器，此时制冷剂的压力急剧下降，使得其温度也急剧下降。
在蒸发器内，液体制冷剂吸收外界环境的热量，使得制冷剂蒸发成气体。
这一过程需要吸收大量的热量，因此蒸发器表面通常会变得非常冷，从而实现了降温的效果。
最后，制冷剂气体再次被压缩机吸入，循环往复进行制冷过程。
通过这一循环过程，制冷机能够不断地将热量从一个地方转移至另一个地方，实现降温的效果。
除了以上描述的基本工作原理外，制冷机的具体工作循环还可能涉及到不同的制冷剂、不同的压缩机类型、不同的蒸发器和冷凝器设计等方面的差异。
但总的来说，制冷机的工作原理都是基于压缩、冷凝、膨胀和蒸发这一基本循环过程来实现的。
总的来说，制冷机的工作原理是基于热力学定律和热传递原理，通过压缩、冷凝、膨胀和蒸发等基本过程来实现热量的转移和降温效果。
制冷机在现代社会中扮演着非常重要的角色，为人们提供了冷藏、冷冻和空调等各种便利，也为工业生产和科研实验提供了必要的冷却条件。
通过深入了解制冷机的工作原理，可以更好地理解其在各种应用中的作用和优势，为其设计、使用和维护提供更好的指导和支持。
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6.2 制冷装置的节流机构
6.2.3 节流机构的种类 按供液量调节方式分为五个类型：
用手动调节的节流机构（手动节流阀）； 用液位调节的节流机构：浮球调节阀； 用蒸汽过热度调节的节流机构： 热力膨胀阀，电热膨胀阀； 用电子脉冲调节的节流机构； 不进行调节的节流机构；毛细管，恒压节流阀。
• 没有运动部件，本身不易产生故障和泄漏； • 制冷压缩机停止运转后，制冷系统内的高压侧压力 和低压侧压力可迅速得到平衡。
6.3 制冷压缩机
6.4 制冷系统的辅助设备
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。 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。
如氨液分离器，将蒸发器出来的蒸气中的液滴分离掉， 以提高压缩机运转的安全性；它也用在贮液器后面， 用来分离因节流降压而产生的闪发气体，不让它进入 蒸发器，以提高蒸发器工作效率。
分离原理：主要利用气体和液体的密度不同，通过扩
大管路通径减小速度以及改变速度的方向，使气体和 液体分离。
气液分离器有立式和卧式两种。
水冷冷凝器； 空气冷却式冷凝器； 蒸发式冷凝器。
6.1.1 冷凝器
1. 水冷式冷凝器 用水作冷却介质，带走制冷剂冷凝时放出的 热量； 冷却水可使用江河湖海水或地下水； 冷却水可以一次使用，也可循环使用； 循环使用的冷却水需配有水冷却塔或冷水池； 结构：壳管式，套管式，板式等； 特点：传热效率高，结构紧凑。 多用于大中型制冷设备。
（1）壳管式满液式蒸发器
卧式满液式蒸发器结构
壳管式满液式蒸发器
制冷剂在壳内管外蒸发，载冷剂在管内流动。 一般为多程式。 载冷剂的进出口设在端盖上，取下进上出走向，制冷剂 液体从壳底部或侧面进入壳内，蒸汽由上部引出。壳内 制冷剂液体始终保持约为壳径70%-80%的静液面高度。 安装排气阀，放水阀，集污包，压力表，安全阀，均压阀； 氨壳管式蒸发器采用无缝钢管， 氟利昂壳管式蒸发器采用铜管，管外加肋片。 载冷剂流速为1.0-1.5m/s，传热系数可达450-520W/(m2.K)， 单位面积换热量2300-2600W/m2。
（2）冷却空气的干式蒸发器
按空气的运动状态分为； 冷却自由运动空气的蒸发器； 冷却强制流动空气的蒸发器。
自然对流式冷却空气的蒸发器（排管）
根据其安装的位置分为： 墙排管、顶排管、搁架式排管等多种形式； 从构造形式上可分为： 立式、卧式和盘管式等类型。
强制对流式冷却空气的蒸发器
a)蒸发器 b)绕片管 c)套片管 1-传热管 2-肋片 3-挡板 4-通风机 5-集气管 6-分液器
对数平均温差
t m
t 1 t 2 t 1 ln t 2
6.2 制冷装置的节流机构
6.2.1 节流机构的作用和工作原理
当制冷剂流体通过一小孔时，一部分静压力转变 为动压力，流速急剧增大，成为湍流流动，流体发 生扰动，摩擦阻力增加，静压下降，使流体达到降 压调节流量的目的。
6.2.2 节流机构的作用有两点：
（2）强制对流空气冷却式冷凝器
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
6.1.1 冷凝器
3. 蒸发式冷凝器
6.1.1 冷凝器
3. 蒸发式冷凝器 优点：（1）用水量少； （2）结构紧凑，可安装在屋顶上，节省 占地面积。蒸发式冷凝器的耗水量少，特别 适合用于缺水和气候干燥的地区。 通常安装在制冷机房的屋顶上。 缺点：冷却水不断循环使用，水垢层增长较快， 需要使用经过软化处理的水。
现代制冷技术
第六章 制冷设备
第六章 制冷设备
主要内容:
制冷装置的换热设备；
制冷装置的节流机构； 制冷压缩机； 蒸汽压缩式制冷装置的辅助设备。
6.1 制冷装置的换热设备
制冷装置的热交换设备主要有： 冷凝器，蒸发器，冷凝-蒸发器，中冷器， 回热器，吸收器，发生器和溶液热交换器等。 6.1.1 冷凝器 按照使用冷却介质和冷却方式的不同，分为三类：
1. 氨用中间冷却器
中间冷却器操作注意事项： 中间冷却器内气体流速一般为 0.5- 0.8m/s。 蛇形盘管内氨液流速为0.40.7m/s，其出口氨液温度比进口 低3-5℃。 中间冷却器的中间压力一般在 0.3MPa（表压）左右， 不宜超过0.4MPa（表压）。 高压级的吸气过热度，即吸气温度比中间冷却器的 中间温度高2- 4℃。
（2）套管式冷凝器
由不同直径的管子套在一起，并弯制成蛇形或螺旋形； 制冷剂蒸汽在套管间冷凝，冷凝液从下部引出， 冷却水在直径较小的管道内自下而上流动， 与制冷剂形成逆流式。 换热效果较好。当水速为1-2m/s时，传热系数在900 – 1300W/(m2.K) ； 优点：结构简单，制作方便，传热效果好； 缺点：冷却水和制冷剂两侧的流动阻力较大， 金属消耗量大，对水垢清洗不方便； 一般用在小型氟利昂制冷装置中。
套管式冷凝器
6.1.1 冷凝器
2. 空气冷却式冷凝器 用空气作冷却介质，制冷剂在管内冷凝，
空气在管外流动吸收管内制冷剂放出的热量； 由于空气的换热系数较小，管外（空气侧） 常设置肋片，以强化管外换热； 按空气流动方式的不同，分为： 自然对流空气冷却式冷凝器：家用冰箱； 强制对流空气冷却式冷凝器：小型氟利昂制冷设备， 如：冷柜，家用空调，车载空调，冷藏车。
热力膨胀阀
热力膨胀阀普遍用于氟利昂制冷系统中。通过 感温机构的作用，随蒸发器出口处制冷剂的温 度变化而自动变化，达到调节制冷剂供液量的 目的。 热力式膨胀阀: 主要由阀体、感温包和毛细管组成。 热力式膨胀阀按膜片平衡方式不同有： 内平衡式和外平衡式两种类型.
6.2 制冷装置的节流机构
6.4.1 中间冷却器
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。制冷系统的中间冷却器能降低低压 级压缩机的排气温度（即高压级的吸气温度），以避 免高压级压缩机的排气温度过高；还能使进入蒸发器 的制冷剂液得到过冷，减少管中的闪发气体，从而提 高压缩机的制冷能力。
应用：氟利昂或氨双级或多级压缩制冷系统； 连接在低压级的排气管和高压级的吸气管之间。
6.1.1 冷凝器
（1）壳管式冷凝器 立式壳管式冷凝器：大型氨制冷装置； 卧式壳管式冷凝器：大中型氨或氟利昂制冷装置。 • 氨卧式壳管式冷凝器：钢管； • 氟利昂卧式壳管式换热器：钢管或铜管。
氨卧式壳管式冷凝器示意图
Ф25-32mm的无缝钢管，国产：4-10个流程； 安装排气阀，放水阀，集污包，压力表，安全阀，均压阀； 水速0.8-1.5m/s，传热系数930-1160W/(m2.K)， 单位面积换热量4071-5234W/m2。
6.1.2 蒸发器
1. 影响蒸发器传热的主要因素
控制润滑油进入蒸发器； 蒸发器结构应有利于气液分离，实际中出口装有 气液分离器，保护压缩机的工作。 按冷却的介质不同分为 冷却液体载冷剂的蒸发器； 冷却空气的蒸发器； 根据供液方式的不同分为 满液式蒸发器； 干式蒸发器； 循环式蒸发器； 喷淋式蒸发器。
2.分类
6.1.2 蒸发器
1. 满液式蒸发器
按结构分为；卧式壳管式，直管式，螺旋管式 等结构形式； 共同特点：在蒸发器内充满了液态制冷剂液体， 运行中吸热蒸发产生的制冷剂蒸汽不断从液体中 分离出来，由于制冷剂与换热面充分接触， 具有较大换热系数。 缺点：制冷剂充注量大，液住静压给蒸发温度 造成不良影响。
小型冷库
• 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。
（1）自然对流空气冷却式冷凝器
自然对流空气冷却式冷凝器
依靠空气在冷凝器被加热后自动上升的过程将冷凝器释放 的热量带走； 不需要风机，没有噪声，多用于小型制冷装置； 目前普遍应用的是丝管式结构的空气自由运动式冷凝器。 在蛇形传热管两侧焊有钢丝Ф1.4-Ф1.6mm， 丝间距一般为4-10mm，传热管采用Ф4-Ф6mm复合钢管 （管外镀铜，又称帮迪管）； 传热系数较低，可达9-16 W/(m2.K)。
2. 氟用中间冷却器
氟利昂制冷系统双级压缩时大都采用 一次节流中间不完全冷却循环。
冷凝器
5 3 节流阀 中间 冷却器 4
冷凝器
6 4
5 高压 压缩机
低压 压缩机
高压 压缩机
低压 压缩机
节流阀 7 8 节流阀
3 中间 冷却器
6
7 节流阀
2
8
2 9
蒸发器
1
蒸发器
1
6.4.2 分离与贮存设备
1. 气液分离设备
内平衡式热力膨胀阀 由阀体、推杆、阀座、阀针、弹簧、调节杆、 感温包、联接管、感应膜片等部件组成
内平衡式热力膨胀阀
毛细管 毛细管是最简单的节流装置，在家用冰箱， 窗式空调器；中小型空气调节机广泛应用； 毛细管是一根有规定长度的直径很细的紫铜管， 它的内径一般为0.5～2mm。