麦克维尔制冷基础

理想的制冷剂
1、具有所需的热力学性质 2、无毒、不燃并在系统中稳定 3、环保，甚至它的分解产物也具有环保性质 4、易于获取或便于制造 5、自身润滑，并与其它制冷系统的其它材料相容 6、易于处理和检测，不需要极端的压力。
潜热

状态发生改变而温度或压力没有变化 时的热量。潜热不能用温度计测量。
0℃
术语释义
显热 潜热
是能够被感测到的热量。它能导致物质的温度发生变 化，但不改变其状态。 是指吸收或放出热量时只改变物质的状态，而不改变 其温度。
熔化潜热
是指物质从固态变为液态或由液态变为固态时 吸收或放出的热量。
汽化潜热
液态潜热
理想制冷循环
基本过程



压缩 冷凝放热 液体过冷 膨胀 蒸发制冷量 吸气过热
解释
压缩
提升制冷剂的压力/温 度 降低制冷剂的压力/温 度 增加制冷剂焓值，确保 只有气体进入压缩机
膨胀
蒸发过热
解释
过冷 冷凝器液体进一步冷却， 确保膨胀阀无闪发气体。 冷凝器移走的总热量
冷凝器 “释放总热”
过热：蒸气的温度超过沸点。过热时制冷剂 完全为气态。
压力温度对应表：饱和制冷剂的温度和压力 之间存在一一对应关系。
制冷循环
482.3kPa
蒸发器
膨胀阀
低压 高压
压缩机
液体
1812kPa 蒸气
冷凝器
蒸发
冷空气 : 12.8℃
液体
4.44℃/ 482kPa 蒸发 房间空气 : 24 ℃
蒸发:

12.0℃
32℃
冷凝器
蒸发器水压降 = 0.78 kg/cm2 冷凝器水压降 = 0.87 kg/cm2
离心式压缩机（剖视图）
制冷剂表
F 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 R 12 2 8 .5 2 9 .3 3 0 .1 3 0 .9 3 1 .8 3 2 .6 3 3 .5 3 4 .3 3 5 .2 3 6 ,1 3 7 .0 3 7 .9 3 8 .9 3 9 .8 4 0 .8 4 1 .7 4 2 .7 4 3 .7 4 4 .7 4 5 .7 5 6 .7 R 22 5 4 .9 5 6 .2 5 7 .5 5 8 .8 6 0 .2 6 1 .5 6 2 .9 6 4 .3 6 5 .7 6 7 .1 6 8 .6 7 0 .0 7 1 .5 7 3 .0 7 4 .5 7 6 .1 7 7 .6 7 9 .2 8 0 .8 8 2 .4 8 4 .1 R 134 2 6 .1 2 6 .9 2 7 .8 2 8 .6 2 9 .5 3 0 .4 3 1 .3 3 2 .2 3 3 .1 3 4 .1 3 5 .0 3 6 .0 3 7 .0 3 8 .0 3 9 .0 4 0 .0 4 1 .1 4 2 .2 4 3 .2 4 4 .3 4 5 .4 F 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 105 110 115 120 125 130 135 140 145 150 155 R 12 5 2 .1 5 7 .8 6 3 .8 7 0 .2 7 7 .0 8 4 .2 9 1 .7 9 9 .7 1 0 8 .1 1 1 7 .0 1 2 6 .4 1 3 6 .2 1 4 6 .5 1 5 7 .3 1 6 8 .6 1 8 0 .5 1 9 2 .9 2 0 5 .9 2 1 9 .5 2 3 3 .7 2 4 8 .6 R 22 9 2 .6 1 0 1 .6 1 1 1 .3 1 2 1 .5 1 3 2 .2 1 4 3 .7 1 5 5 .7 1 6 8 .4 1 8 1 .9 1 9 6 .0 2 1 0 .8 2 2 6 .4 2 4 2 ,8 2 6 0 .0 2 7 8 .1 2 9 7 .0 3 1 6 .8 3 3 7 .5 3 5 9 .1 3 8 1 .7 4 0 5 .4 R 134 5 1 .2 5 7 .4 6 4 .0 7 1 .1 7 8 .6 8 6 .7 9 5 .2 1 0 4 .3 1 1 3 .9 1 2 4 .1 1 3 4 .9 1 4 6 .3 1 5 6 .4 1 7 1 .1 1 8 4 .5 1 9 8 .7 2 1 3 .5 2 2 9 .2 2 4 5 .6 2 6 2 .8
蒸发器吸收的总热量
蒸发器 “制冷效率”
其他部件：
1. 热力膨胀阀
制冷剂低压/温 适量的制冷剂节流到蒸发器
2. 干燥过滤器
把水分和污物过滤掉以免堵塞膨胀阀
3. 视液镜 / 湿度显示
显示湿度和闪发气体
4. 电磁阀
停机时隔断高低压侧
5. 分流器
在蒸发盘管中将气体分配到每个环路。
蒸发压力/温度
制冷剂决定蒸发压力/温度，液体蒸发取决于热 交换，受下列因素影响：
若在一定冷凝压力下热交换不充分，冷凝压力和温度 将上升。
热交换表面的影响
冷凝器热交换表面主要影响压缩机功率
蒸发器热交换表面主要影响机组制冷量
工况对蒸发器传热的影响
水或盐水的流速
传热管的污垢情况 蒸发器中有油 制冷剂充注量不足 吸气管节流 热力膨胀阀运行情况
影响冷凝器传热的情况
冷凝器有污垢 (风冷或水冷式)

被冷却媒体的温度 被冷却的媒体的质量流量 蒸发器的传热系数，蒸发器的清洁度对蒸发器有一 定影响。
若在一定蒸发压力下热交换不充分，蒸发压力 和温度将下降。
冷凝压力/温度
制冷剂决定冷凝压力/温度，蒸气冷凝为液体取决于热 交换，受下列因素影响：

冷却媒体的温度 冷却媒体的质量流量 受冷凝器清洁度影响的热交换系数
McQuay
Refrigeration Theory 基本制冷循环
空调
热量增加
房间温度 = 24℃
建筑负荷 :
- 太阳 - 室外空气温度
- 人员
- 灯光 - 设备
空调
AC = 冷却过程

房间温度 = 24℃

从室内吸收热量 将热量转到室外 将热量释放到室外
两个概念
显热
热量的增加或减少不会导致状态的 变化，能够用温度计测量。
蒸发器

液体制冷剂进入蒸发器蒸发为气体。 制冷剂在蒸发器中吸收热量。
制冷循环
冷却塔
冷凝器 电机 压缩机 蒸发器 膨胀阀
设备类型
根据整体性 :

机组 分体式 远距离分体式
类型：
机组：
蒸发器
冷凝器
所有制冷循环的四个部分构成一个整体
分体式
蒸发器
室内单元
冷凝器
室外单元
远距离分体式
蒸发器
R-22 冷凝温度 = 49 ℃ R-22 在 49 ℃ 时的压力 = 1812kPa
制冷循环
制冷
制冷: 用人工的方法将某一物体或空间的热量带 走，使该物体或空间的温度低于周围环境的温度。

蒸发 冷凝 恒定温度下的蒸发和冷凝
制冷设备
蒸气压缩循环

四个主要组成部分:



压缩机 冷凝器 节流（膨胀）装置 蒸发器
是指物质从液态变为气态时所需的热量。
是指物质从气态变为液态放出的热量。
制冷剂
手感到凉
酒精
酒精蒸发，从手上吸收热量，因而手 感到凉。
酒精 = 制冷剂
制冷剂 = 在温度较低的情况下能很容易蒸发的物质
基本概念
饱和蒸气：气态和液态共存。
过冷：冷凝后的制冷剂温度低于冷凝温度。 液态制冷剂中无蒸气时才会出现过冷。
作用：
4. 电机保护

电机绕组温度过高时停止压缩机运行 油压低于设定点时停止压缩机运行 在接近喘振的工况时停止压缩机运行 将冷凝器中的制冷剂热蒸气引入蒸发器
5. 油压控制

6. 喘振保护

7. 热气旁通

改进措施
HFC-134a (ODP=0) 替代 CFC-12 HCFC-123 (ODP=0.02) 替代 CFC-11 机组密封 (高效抽气装置、制冷剂再生等) 安大略会议推荐在离心机组中使用HFC134a(1993)
制冷设备
压缩机

提升压力 低压（低温）气体被吸入压缩机并被压缩成高压（高温） 气体

活塞式、双 / 单螺杆、回转式
离心
冷凝器

从压缩机出来的高温制冷剂气体进入冷凝器，在一定压 力下释放热量变成液体。 高温制冷剂在冷凝器中冷凝。

制冷设备
节流装置 (膨胀阀) :

液体经过节流装置使压力下降。 孔板、热力膨胀阀、电子膨胀阀、毛细管等
冷凝器
类型
蒸发器中被冷却的媒体：

空气: “直冷式” 水 : “冷水机组”
பைடு நூலகம்
冷凝器中冷却的媒体：


空气: “风冷式” 水 : “水冷式”
冷却塔
冷却水 (35℃) 室外空气 室外空气
冷却水 (30℃)
系统设计参数
制冷剂 134a
LOAD
冷却塔
100% RLA
7℃
37.0℃
蒸发器
243.2kPa 854.4kPa
空气和不凝性气体 冷却空气或冷却水不足 制冷剂充注量过多
压缩机基础知识
容积式压缩机(商业/工业应用)
速度型 (离心式) 容积式 (螺杆)
容积式 (活塞式)
容积式 (涡旋式)
作用：
1. 压缩机 在系统中推动制冷剂 在冷凝器中提升压力/温度以便将热量传递出去 2. 抽气控制 在压缩机停机前，将液体制冷剂从蒸发器和吸气管 中抽出，以确保压缩机重新启动时没有液体制冷剂 进入压缩机。 3. 压力控制 冷凝压力过高时停止压缩机运行。