第三章单级压缩蒸气制冷循环

合集下载

第三节单级蒸汽压缩制冷实际循环

第三节单级蒸汽压缩制冷实际循环一、实际循环与理论循环的区别 ①实际吸气过程中，吸气管道及吸气阀门有摩擦阻力，因此，吸气压力1P 低于蒸发压力0P ，低温蒸汽进入压缩机汽缸后，将吸收缸壁热量，其比容增大，故实际吸气量减少。

②实际压缩过程不是等熵过程，而是一个多变指数不断变化的多变过程，是不可逆的。

③实际排气过程中流体要克服弹簧力，打开排气伐门，哥实际排气压力要高于冷凝压力K P 。

④实际冷凝过程和这个蒸发过程除了有流动阻力外，它们都是在有温差的情况下进行的 ⑤节流过程不是绝热节流，节流后焓值增大。

二、实际循环的简化 ①把排出管道外压力作为冷凝压力，即K P P =2，吸入管道压力即为蒸发压力01P P ='在冷凝和蒸发中压力当作不变 ② 实际压缩过程为多变压缩过程 ③节流过程为绝热节流三、实际循环的性能指标①输气系数λ :压缩机的实际输气量与理论输气量之比λ=hsv v (3-23)②单位实际压缩功：压缩机每压缩1Kg 制冷机蒸汽所消耗的功。

它是单位指示功和单位摩擦功之和。

即w s=wi+wm(3-24) w s =km i miww w ηηηη00=∙=(3-25)③指示效率：单位理论功与单位指示功之比 ii w w 0=η (3-26)④单位指示功 w i ：用于压缩1Kg 蒸汽本身所消耗的功 ⑤单位摩擦功w m ：压缩1Kg 蒸汽时为克服机械摩擦所消耗的功 w m=miw η (3-27)其中 m η为机械效率⑥单位制冷量 q 0=h5'1h - （kj/kg ）(3-28)⑦单位实际压缩功kks h h w w ηη'120-== （kj/kg ）(3-29)⑧实际循环制冷系数：k k s w q w q εεηε∙===000 (3-30)实际循环的制冷系数又称性能系数用 cop 表示⑨能效比：单位制冷量0q 与电动机的输入单位功1e w 之比，用 E.E.R 表示E.E.R=10100010e e mos e w qw q w q ηεηη⋅=⋅== (3-31)⑩实际循环热力完善度''000T T T k -⋅⋅==ηεεεβ (3-32)四、单级蒸汽制冷循环的热力计算 1.确定工作参数①蒸发温度：对以空气为载冷剂的冷库，t 0 比空气温度低100C ，如以水或盐水为载冷剂则 t 0比载冷剂温度低4-60C ②冷凝温度：对卧室、立式及淋水式冷凝器，用水冷却时，采用比冷凝器的冷却水进出口平均温度高5-70C 即t ()C t t k 021 752-++=(3-33)式中t 1 t 2为冷却水进口温度当用空气冷却时，t k 比空气温度高 8-120C③吸气温度：吸气温度取决于回气的过热度，按压缩机允许吸气温度见表3-1氟利昂制冷机吸气温度可取150C 2.热力计算图3-10 单级压缩制冷循环的图①制冷剂的循环量 G hh Q q Q -==100 (kg/s)（3-34）②压缩机实际输气量vs q Q q V Q V G v 00'10'=∙=∙= （3-35）③压缩机理论输气量 v vsh q Q v ∙==λλ（3-36）④根据循环的单位理论功0W ，可求出理论功率0N 、指示功率i N 、轴功率e NN 00W G ∙= （3-37）ii N N η0=（3-38）N Kmie N N ηη0==（3-39）⑤指示效率：00bt T T KI +=η（3-40）其中 T 0 ---绝对蒸发温度T K ---- 绝对冷凝温度 t 0----蒸发温度b----系数，对立式氨压缩机b=0.001，立式氟利昂压缩机机b=0.0025，或查有关图表。

单级蒸汽压缩式制冷理论循环

1-2-3-4-1,逆时针方向进行
1. 逆卡诺循环
1-2 等熵压缩 TL→TH 耗功wc
2-3 等温放热Qk=TH（S2-S3）
3-4 等熵膨胀 TH→TL 做功we
4-1 等温膨胀吸热Q0=TL（S1-S4）
特点两个恒温热源两个等温过程两个等熵过程
2. 循环结果
单位质量制冷剂从被冷却介质（低温热源）吸热Q0；单位质量制冷剂向冷却介质（高温热源）放热Qk；单位循环净耗功 wnet＝Qk－Q0
液体蒸发制冷循环的四个基本过程是：
①制冷剂液体在低压（低温）下蒸发，成为低压蒸气
②将该低压蒸气提高压力成普通高压蒸气 ③将高压蒸气冷凝，使之成为高压液体 ④高压液体降低压力重新变为低压液体，返
回到①从而完成循环。
制冷循环系统
高压部分
液态工质部分
制冷系统低压部分
节流高压部分 pk 机构低压部分 po
结论：在TH 、TL相同的情况下，干压行程、湿压行程、气相区、两相区的逆卡诺循环是等效的。
3.传热温差对循环的影响--有温差的内部
可逆逆向循环
Tk’ — 冷却介质的温度 T0’ — 被冷却介质的温度逆卡诺循环：1’-2’-3’-4’-1’
T
Tk
Tk
3
Tk'
3'
Tk — 冷凝器中制冷剂的温度
压焓图(1gp-h图)的结构如图所示。
图中以压力为纵坐标(为了缩小图面，通常取对数坐标，但是从图面查得的数值仍然是绝对压力，而不是压力的对数值)，以焓为横坐标，图中反映了一点、两线、三区、五态、六参数。
QK QK Q0
三、逆向卡诺循环
卡诺循环是在两个温度不相同的定温热源之间进行的理想热力循环。

单级蒸气压缩式制冷的实际循环

(1) 液体过冷
单位质量制冷量
3 单级蒸气压缩式制冷的实际循环
q0 h1 h4
制冷量理论比功理论压缩功制冷系数
Q0
MR
(h1
h4 )
VR v1
(h1
h4 )
N0
M R (h2
h1)
VR v1
(h2
h1)
结论：液体过冷提高制冷量、提高制冷系数
空调用制冷技术
(1) 液体过冷
3 单级蒸气压缩式制冷的实际循环
氟利昂制冷系统采用回热循环的目的：减少有害过热，防止压缩机液击，对某些制冷剂可以提高制冷系数
空调用制冷技术
3 单级蒸气压缩式制冷的实际循环
(6) 单级蒸气压缩式制冷的实际循环
冷凝过程
节流过程
通过排气阀排气
蒸发过程
非绝热压缩（多变过程）
蒸发器内有效过热
管道的无效过热
空调用制冷技术
制冷的基本理论知识
空调用制冷技术
3 单级蒸气压缩式制冷的实际循环
问题:
B 4. 回气过热时，如为有效过热会(
)制冷量。
A.降低 B.提高 C.不确定
空调用制冷技术
3 单级蒸气压缩式制冷的实际循环
问题:
A 5. 回气过热时，如为无效过热会(
)制冷量。
A.降低 B.提高 C.不确定
空调用制冷技术
3 单级蒸气压缩式制冷的实际循环
v1 v1
空调用制冷技术
(2) 回气过热
3 单级蒸气压缩式制冷的实际循环
结论：有效过热：提高制冷量对循环有利的：提高制冷系数(R134a,R407C) 对循环不利的：降低制冷系数 (氨、R22、R410A)

第三章-单级蒸汽压缩式制冷循环

3. 理论功率P0(kW)和理论比功w0(kJ/kg)
P qm ( h2 h1 ) 0 w0 h2 h1
4. 冷凝器热负荷Qk(kW)和单位热负荷qk(kJ/kg)
Qk qm ( h3 h2 ) qk h3 h2
5. 制冷量Q0(kW)和单位质量制冷量q0(kJ/kg)
饱和蒸气状态、过热蒸气状态。八线：等压线p（水平线）、等焓线h（垂直线）饱和液线x=0、饱和蒸气线x=1、无数条等干度线x、等熵线s、等比体积线v、等温线t
3．1 单级蒸气压缩式制冷的理论循环
2. 温熵图一点：临界点三区：气相区、液相区、湿蒸气区五态：过冷液体、饱和液体、饱和蒸气、过热蒸气、湿蒸气八线：等压线、等焓线、等温线、等熵线、饱和蒸气线、饱和液体线、等干度线、等容线
流量的变化规律也与制冷剂性质有关
0
1'
h
3．2 单级蒸气压缩式制冷的实际循环
四、换热及压力损失对循环性能的影响 1. 吸气管道吸气管道是指蒸发器出口到压缩机吸气入口之间的管道，通常认为吸气管道中的换热是无效的，它对循环性能的影响在前面的内容中已经作过详细的分析。制冷剂压力的降低将会导致压缩机吸气比容增大、压缩机的压力比增大、单位容积制冷量减小、压缩机比功增大、制冷系数下降。 2.预防措施可以通过降低制冷剂流速的方法来减小阻力，即通过增大管径来减少压力降。但是为了保证润滑油能顺利从蒸发器返回压缩机，制冷剂流速也不能太低。此外，在吸气管道上应尽量减少安装阀门、弯头等阻力部件，以减少吸气管道的局部阻力。
lg p
3—3′表示液体在回热器及液体管道中的降温、降压过程
3′—4′表示节流过程。
2s 3 3' 2 2s'

单级蒸汽压缩式制冷循环

制冷系统各部件的主要用途
放热，使高压高温制冷剂蒸汽冷却、冷凝成高压常温的制冷剂液体
压缩制冷剂蒸汽，提高压力和温度
得到低温低压制冷剂
制冷剂液体吸热、蒸发、制冷
单级蒸汽压缩式制冷循环
容积式压缩机的单级压比受压缩机容积效率和压缩终了温度的制约通常被限制在8～10
离心式压缩机的单级压缩比受工质分子量大小与叶轮的周边速度制约通常被限制在 2～4
➢ “冷”相对于环境温度而言，一般是指环境温度至绝对零度。
通过123Ｋ来分界温区
制冷温区 123K以上
低温温区 123K以下
低温温度范围
蒸汽压缩式制冷循环
“冷源”指需冷却的空间 “热源”则指制冷机放热的
对象制冷循环就是通过一定的
能量补偿，从低温热源吸热，向高温热源排热。热源的温度决定制冷剂吸热与排热的温度与压力，相应地决定了制冷循环中的高低压侧的压力比。
4.单位冷凝热负荷 qk • 制冷压缩机每输送1kg制冷剂在冷凝器中放出的热
量，称为单位冷凝热负荷，用qk表示。 • qk=（h2-h2）+（h2-h3）=h2-h3 • 式中： • qk单位冷凝热负荷（kJ/kg）； • h2与冷凝压力对应的干饱和蒸汽状态所具有的
比焓值（kJ/kg）； • h3与冷凝压力对应的饱和液状态所具有的比焓
4-1表示制冷剂在蒸发器汽化和压降过程；
1-1表示制冷剂蒸汽的过热（有益或有害）和压降过程；
节流机构、管道
节流机构控制进入蒸发器的制冷剂质流率；对制冷剂的流动起扼制作用；使来自冷凝器的高压液态制冷剂压力降低。
管道用管道将制冷机各组成部件连接成一个完整的制冷系统，使制冷剂在封闭的系统中循环。

制冷与低温技术原理第3章蒸气压缩式制冷单级蒸气压缩制冷循环

从蒸发器出来的低温制冷剂蒸气，在通过吸气管道进入压缩机之前，从周围环境中吸收热量而过热，该过热对被冷却物体不产生任何制冷作用。
p
无效过热对循环性能的影响
3
pk, TK
2 2’
po, To
4
1 1’
0 有吸气过热的循环 h
单位制冷量
不变 q 0 h1 h4
给定压缩机
制冷量减少
Q 0 q m q 0
➢ 蒸发温度越低，过冷使性能的相对提高越大。
（6）实现过冷的措施：
➢ 利用冷凝器直接过冷；
• 采用逆流管套式换热器最易获得过冷。 • 过冷度提高不多，一般可获得1-5℃过冷度。
➢ 利用再冷却器或过冷器获得过冷；
• 在冷凝器和膨胀阀之间增设一台过冷器，在过冷器中通入温度更低的冷却介质（如深井水）；
各点对应状态
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
（1）1点：制冷剂进入压缩机的状态，对应于蒸发温度To下的饱和蒸汽。
（2）2点：压缩机压缩后的排气状态，对应于冷凝压力下的过热蒸汽。
（3）3点：制冷剂在冷凝器出口处的状态，是与冷凝温度TK对应的饱和液体。
循环比功略增大
w
' 0
h
2'
h
1'
w 0 ( h 2 ' h 1' ) ( h 2 h1)
p
3 pk, TK 2 2’
po, To
4
1
1’
0 吸气过热பைடு நூலகம்比功变化 h
冷凝器的热负荷增加

制冷原理与设备第三章思考题

制冷原理与设备第三章思考题、习题参考答案1.单级蒸汽压缩式制冷的理论循环工作过程单级蒸汽压缩式制冷系统主要有压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器四大件组成。

1)压缩过程：压缩机是制冷系统的心脏。

压缩机不断抽吸从蒸发器中产生的低压低温的制冷剂蒸汽，保持蒸发器的低压汽化条件。

同时将抽出的低压低温蒸汽压缩成高压高温的过热蒸汽输送到冷凝器。

在这个过程中压缩机需要做功。

2）冷凝过程：高压高温的过热蒸汽在冷凝器中把热量传给环境介质，制冷剂被冷却凝结成高温高压饱和液体，进入膨胀阀。

3）节流过程：高温高压饱和液体经过膨胀阀节流变为低温低压湿饱和蒸汽，进入蒸发器。

4）蒸发过程：进入蒸发器的低温、低压液体吸收被冷却物热量得到制冷目的，制冷剂汽化（沸腾）为低温低压蒸汽。

2.制冷剂压焓图和温熵图基本内容1）压焓图一点：临界点C三区：液相区、两相区、气相区。

五态：过冷液状态、饱和液状态、湿蒸气状态、饱和蒸气状态、过热蒸气状态。

八线：饱和液线x=0、饱和蒸气线x=1、无数条等干度线x、等压线p（水平线）、等焓线h（垂直线）等熵线s、等比体积线v、等温线t等温线：在图中为点化线，在过冷区为垂直线，在湿区为水平线（并且与定压线重合），在过热曲为向下弯曲的曲线。

等焓线：在图中为实线。

在过热区为向右下弯曲的曲线比等比体积线v的斜率大。

越往右下的等熵线熵值越大。

比等比体积线v：图中为虚线。

在过热区向下弯曲的曲线。

愈往下的等比容线，比容愈大。

过程热量：在图中可以用横坐标的长度代表。

2）温熵图一点：临界点三区：气相区、液相区、湿蒸气区五态：过冷液体、饱和液体、湿蒸气、饱和蒸气、过热蒸气八线：等温线、等熵线、饱和蒸气线、饱和液体线、等干度线、等容线、等压线、等焓线。

①饱和液体线X=0：由于过冷液体线密集在X=0线附近，所以饱和液体表示两种状态：过冷液体和饱和液体。

②等压线：在过冷区为向右下方弯曲的曲线，在湿区为水平线和等温线重合；在过热区为向右上方弯曲的曲线。

制冷技术单级蒸气压缩式制冷循环

仅供教材参考，请勿他用
理论制冷循环与理想循环(逆卡诺循环）相比有两个特点
1.用膨胀阀(节流机构）代替膨胀机
2.干压缩代替湿压缩汽液分离蒸气过热
利：防止液滴进入压缩机气缸，产生液击、冲缸事故，损坏压缩机。油裂解结碳
弊：造成压缩机排气温度升高，导致轴承烧坏
1.蒸汽压缩式制冷循环的实现－四大部件的作用
逆卡诺循环实现的困难
1）压缩过程在湿蒸气区中进行的，危害性很大。（什么是湿压缩，湿压缩的危害？？）
2）膨胀机等熵膨胀不经济，不现实。因此，在实际蒸气压缩式制冷循环中采用膨胀阀（也称节流阀）代替膨胀机。
3）无温差的传热实际上是不可能的。因为冷凝器和蒸发器不可能有无限大的传热面积。所以实际循环只能使蒸发温度低于被冷却物体的温度，冷凝温度高于冷却剂的温度。
1.85
2)已知R22的压力为0.1MPa，温度为10℃。求该状态下R22的比焓、比熵和比体积。
2.1单级蒸汽压缩式制冷的理论循环 1.蒸汽压缩式制冷循环的实现－四大部件的作用； 2.压焓（lgp-h)图和温熵(T-S)图； 3.在特性图上表示制冷循环； 4.理论制冷循环计算。
计算题
有一逆卡诺循环，其被冷却物体(冷源）的温度恒定为5℃，热源温度为40℃,求其制冷系数。
有一理想制冷循环，被冷却物体(冷源）的温度恒定为5℃，环境介质(热源）的温度为25℃，两个传热过程的传热温差均为5℃，试问： a) 逆卡诺循环的制冷系数为多少？ b) 当考虑传热温差时，制冷系数又是多少?
计算题
两台制冷机的冷热源温度同为T0=260K，Tk=300K ，其制冷系数为E1=5.0，E2=4.0，试问哪台制冷机的经济性好？若两台制冷机的冷热源温度不同：分别为T01=260K，Tk1=300K， T02=240K， Tk2=300K，试问哪台制冷机的经济性好？

单级蒸汽压缩式制冷循环上

2．2 单级蒸气压缩式制冷的实际循环
一、实际循环与理论循环的差异
制冷剂在管道及设备内流动是存在阻力损失，并与外界
存在热量交换
在蒸发器和冷凝器处存在传热温差，即制冷剂的冷凝温度高于冷却介质温度，蒸发温度低于被冷却介质的温度
离开蒸发器和进入压缩机的制冷剂蒸气往
往是过热蒸气
1
6
2
实际循
冷凝器面积F×（1.05-1.1），制冷剂与冷却水逆向流动；
3）冷凝器下部设置再冷却器，冷却水先流入再冷却器在流入冷凝器。
4）制冷系统中设置回热器，采用回热循环
5意义：增大单位质量制冷量，单位功耗不变，从
而提高制冷系数。
2．2 单级蒸气压缩式制冷的实际循环
6. 实际运行中过冷度选择
➢制冷循环中过冷度一般取3℃左右 ➢虽然过冷循环提高了制冷循环的制冷系数，但采用液体过冷必须增加工程初投资和设备运行费用，因此在选用时应进行全面技术经济分析比较。
LOGO
第三章单级蒸气压缩式制冷循环
制冷原理与设备
主要内容
在绪论中我们了解到，制冷是人为将热量从低温物体传向高温物体，在这个逆向传热过程中，必须要有一个能量补偿，蒸汽压缩式制冷是以消耗机械能为补偿条件，借助制冷工质的状态变化将热量从温度较低的物体不断地传给温度高的环境介质。在本章，我们将学习制冷工质在制冷循环中发生怎样的状态变化，这些变化带来多少热量和能量的转移。
（5）制冷剂在流过节流装置时，流速变化很小，可以忽略不计，且与外界环境没有热交换。
2．1 单级蒸气压缩式制冷的理论循环 4. 单级蒸气压缩式制冷理论循环在压焓图上的表示
1 制冷压缩机压缩过程 2 制冷压缩机冷凝过程 3 制冷压缩机膨胀过程 4 制冷压缩机蒸发过程

制冷与低温技术原理习题1

制冷与低温技术原理习题1第三章蒸气压缩式制冷（1）一、填空题1.单级蒸气压缩式制冷循环的理论循环中，制冷系统由（），（），（）和（）四个基本部件组成，并用管道将它们串连成一个封闭的系统。

2.单级制冷机一般可用来制取（）以上的低温。

3.蒸气压缩制冷循环中，节流过程产生的蒸气是（）出来的，该蒸气通常称之为（），它在蒸发器中几乎不产生（）作用。

4.在制冷剂的状态图p－h图中，等温线在液体区（）线，在两相区是（）线，在过热区是（）线。

5.在制冷剂的状态图p－h中可以看到，在过热区，蒸气的过热度越大，其等熵线的斜率越（）。

6.制冷机的性能主要用（），（）和（）反映。

7.单级蒸气压缩式制冷循环中，制冷剂的汽化潜热越（），或节流后所形成的蒸气的干度越（），则循环的单位制冷量越大。

（填大，小，不变）8.单级蒸气压缩式制冷循环中，对某一具体的制冷剂来说，理论循环的蒸气比体积v1随蒸发温度或蒸发压力的降低而（）。

若冷凝温度已经确定，则单位容积制冷量随蒸发温度的降低而（）。

9.单级蒸气压缩式制冷循环的理论比功与（）和（）有关。

10.单级蒸气压缩制冷循环中，冷凝温度越（），蒸发温度越（），则制冷系数越小。

（填高，低，不变）11.设不同制冷剂工质在一定蒸发温度和冷凝温度下完成制冷循环。

通过（）可以反映系统的压力水平，通过（），（）和（）可以了解压缩机的工作条件，（）和（）可以反映制冷机的制冷能力，通过（）可以反映制冷循环的经济性。

12.高压液体过冷对制冷循环的影响表现为：可使单位制冷量（），单位容积制冷量（），循环比功（），制冷系数（）。

（填增加，略增加，减小，不变，或不定）。

13.由制冷剂的热力状态图可知，节流前液体的过冷度愈大，则节流后的干度愈（），循环的单位制冷量愈（）。

因此，采用液体过冷循环，对提高（）和（）都是有利的。

14.采用液体过冷循环，在相同过冷度下，过冷使制冷量和制冷系数提高的百分数与制冷剂的（）和（）有关。

制冷原理与装置课件第三章单级压缩蒸汽制冷循环

制冷原理与装置课件第三章单级压缩蒸汽制冷循环
第一节单级压缩蒸汽制冷机的理论循环
• 单级压缩蒸汽制冷机是指将制冷剂从P0压缩到PK经过一级压缩。
• 一、理论循环—作为研究制冷机实际循环的基础。
• 定义：为了能应用热力学理论对蒸汽制冷机的实际过程进行分析，我们先提出一种简化的循环，称为理论循环。
2020/8/2
7
6、热力完善度η
例3-1 e1D
1(0.2150.81310.20510.21280.804)97
0.42343.23%3
课件\例题3－1表1.tif 课件\例题3－1表2.tif
2020/8/2
8
• 例3-1计算结果分析：在相同工作条件下，
①R22、R717的qv值很接近，但R134a小的多（约小45%）。
• 压缩机吸入前的制冷剂蒸汽的温度高于吸气压力所对应的饱和温度时，称为吸气过热。具有吸气过热过程的循环，称为吸气过热循环。
• 1、循环的压-焓图及温-熵图
qv qv
0 0
1 cp0tR 1 tR
2020/8/2
q0
T0
14
过热包括
有效过热
无效过热—氨系统一般属于
对有效过热循环，循环的ε′与无过热循环的ε0 比较大小取决于△q0/ △w0的大小。如△q0/ △w0＞ ε0，则过热有利；
q0=h1-h5=r0（1-x5）kJ/kg；
• 2、单位容积制冷量qv
定义：压缩机每输送1m3以吸气状态计的制冷剂蒸汽经循环从低温热源所吸收的热量。
qv=q0/v1=（h1-h5）/v1 kJ/m3；
• 3、理论比功w0
定义：理论循环中制冷压缩机输送1Kg制冷剂所消耗的功。

单级压缩蒸气制冷循环

（二）单级压缩分凝循环 1、分凝循环的工作原理：压缩机 A 将气态混合制冷剂压缩为高压状态，经冷凝器 B 冷却冷凝后在精馏塔 C 底部进一步放热，在节流阀 J1 中稍微降压后进入精馏塔，在精馏塔中混合制冷剂经热质交换分离成高沸点组分和低沸点组分两部分。在塔底的高沸点组分液体经 J2 节流降压降温后进入精馏塔顶部，在这里少量制冷剂液体吸热蒸发使管外的低沸点制冷剂少量冷凝成为液体，作为精馏塔的回流液。大部分高沸点制冷剂在冷凝蒸发器 D 中吸热蒸发成为气态。另一方面，从精馏塔顶部出来的低沸点制冷剂蒸气在冷凝蒸发器中被冷凝，经气液分离器 E 、回热器 F 后进入节流阀 J3 ，在这里降压降温后进入蒸发器 G 吸热蒸发，从而产生制冷效果。从蒸发器出来的低温蒸气在回热器 F 中回热后，与高沸点制冷剂蒸气汇合后回到压缩机，从而完成一个循环。优点：由于在蒸发器里蒸发的是低沸点制冷剂液体，在相同的蒸发压力下，低沸点制冷剂将具有更低的蒸发温度，从而实现较低的制冷温度。如果采用单一低沸点制冷剂单级压缩循环，则所需的冷凝压力将非常高，通常难以实现。在分凝循环中，低沸点制冷剂的冷凝是由高沸点制冷剂的蒸发来实现的，因而无需很高的压力。
如果吸入蒸气的过热发生在蒸发器的后部，或者发生在安装于被冷却空间内的吸气管道上，或者发生在两者皆有的情况下，那么由于过热而吸收的热量来自被冷却的空间，因而产生了有用的制冷效果。我们将这种过热称为有效过热。与无过热循环相比，有效过热循环的单位制冷量增大了。而循环的理论比功也增大了，因而有效过热循环的制冷系数可表示为：
2、循环流程原理图
单级压缩分凝循环流程图
R12 R13 混合工质 h 图
分凝循环流程工作点在
R1缩蒸气制冷实际循环
一、实际循环的特性实际循环和理论循环的不同之处：（1）流动过程阻力，有压力损失（2）制冷剂流经管道及阀门时同环境介质间有热交换，尤其是自节流阀以后，制冷剂温度降低，热量便会从环境介质传给制冷剂，导致漏热，引起冷量损失。（3）热交换器中存在温差，例如冷却水或空气的温度低于冷凝温度，且 T 是变化的（进口温度低，出口温度高), 载冷剂或冷却对象的温度高于蒸发温度。（一）流动过程阻力的影响 1.吸入管道、 2. 排出管道、 3. 液体管道、 4. 两相管道、 5. 蒸发器、6. 冷凝器（二）漏热的影响两相管道和蒸发器的漏热是制冷量的直接损失，使系统的制冷量降低，能耗提高，而吸入管道的漏热产生的后果与第一节讨论过的无效过热的后果一样。因此，在实际系统中，我们应该尽量减小这些漏热。

制冷原理

第三章制冷循环与冷冻冷藏的基本概念目的：了解单级压缩循环、双级压缩循环的特点；了解冷冻冷藏的基本概念；合理的操作制冷系统、科学管理冷库。

第一节单级压缩蒸汽式制冷循环1、单级压缩制冷循环原理图：可以简单地用图1-9来表示。

制冷剂在制冷系统内相继经过压缩、冷凝、节流、蒸发四个过程，便完成单级压缩制冷循环，即达到制冷的目的。

2、单级压缩制冷循环的主要设备：在制冷循环中，蒸发器、压缩机、冷凝器、节流阀是必不可少的四大部件：1）蒸发器：制冷剂在低压（蒸发压力）下以较低的温度（蒸发温度）蒸发，吸收被冷却物质的热量实现制冷，是向外输送冷量的设备。

2）压缩机：是系统的心脏，起到输送制冷剂蒸汽的作用，同时保证蒸发器在低压下运行、冷凝器在高压（冷凝压力）下运行。

是输入功的设备。

3）冷凝器：制冷剂蒸汽在高压下将从蒸发器吸收的热量以及压缩功转化的热量传递给冷却介质，冷凝成温度较高的（冷凝温度）液体。

是放出热量的设备。

4）节流阀：将从冷凝器冷凝的制冷剂液体节流降压（降到蒸发压力）后进入蒸发器，同时控制和调节制冷剂的流量，并将系统分为高压侧和低压侧两部分。

在实际的制冷系统中，为了提高运行的经济性、可靠性和安全性，还设有一些辅助设备，如气液分离器、油分离器、油冷却器、空气分离器、贮液器、集油器、过滤器以及安全附件、阀门等。

3、实际运行中的影响因素：1）液体过冷对循环性能（制冷效率）的影响获得液体过冷的方法很多，但可能增加设备或运行成本，所以通过提高过冷度来提高循环经济性应进行综合考虑。

2）吸气过热对循环性能的影响有一定的吸气过热度是压缩机安全运行的条件。

吸气过热度过大会引起排气温度过高。

增加压缩机耗电、增加冷凝器热负荷。

3）热交换及压力损失对循环性能的影响减少管道、阀门的压力损失；减少低温管道、低温设备的冷量损失（保温）；4）不凝性气体对循环性能的影响一般来说，空气等不凝性气体都存积在冷凝器的上部，占据一定的冷凝空间，减小换热面积，同时，使冷凝压力提高，压缩机功耗增加，冷量减小。

简述单级压缩蒸汽制冷循环的循环方式

简述单级压缩蒸汽制冷循环的循环方式
单级压缩蒸汽制冷循环是以蒸汽作为制冷剂的制冷循环。

它具有工作简单、体积小、
重量轻、维护保养方便等优点，广泛应用于冷热源勘探、空调设备和变频空调系统等领域。

单级压缩蒸汽制冷循环的循环方法如下：
1、气体引入：将蒸汽通过储液器和静压控制器进入到压缩机内，压缩机会将蒸汽进
行压缩，产生高温蒸汽，以达到制冷效果。

2、热交换：高温蒸汽经过内胆内壁和冷凝器间的热交换，能将冷凝器内部的温度降低，并形成冷凝水。

3、冷凝水回流：冷凝水经过由发动机中的涡轮驱动的给水泵，从冷凝器入口进入储
液器中，进而被蒸发器顶水吸收。

4、气体再排放：冷凝器上部产生的低温蒸汽通过节流阀和逆止阀，回流储液器，排
出变频空调系统，完成循环。

以上就是单级气体压缩蒸汽制冷循环的循环方式，它的工作原理是，压缩机压缩把气
体蒸汽加压，让其升温，经过内胆壁和冷凝器间的热交换，以及由发动机驱动的给水泵的
作用，使气体蒸汽经冷凝、成回流冷凝水，回流储液器再排放，从而循环利用，实现制冷
效果。

单级压缩蒸汽制冷循环简单易操作、运转效率高、可靠性高，是一种制冷循环模式，能够满足众多空调系统和冷热源勘探所需要的制冷效果。

2014第三章蒸汽压缩式制冷

热汇（heat sink）：流入热量的对象，制冷剂向其排热。
制冷循环的热力学本质：
用能量补偿的方式把热量从低温热源转移到高温热汇。
3.1.1蒸气压缩制冷的热力学原理 1 制冷机与热泵
制冷循环可达到的效果

制冷——制冷机
制热——热泵
3.1.1蒸气压缩制冷的热力学原理
2 性能系数和热力完善度
TL 1 W T T T H H L 1 TL
3.1.2 逆卡诺制冷循环
逆卡诺制冷循环性能系数——特点

相同热源热汇温度下的制冷循环中最高只与热源、热汇温度有关

随
TH
TL
变化， TH T
越大，COP越小
L

用逆卡诺制冷循环评价制冷循环经济性的意义：

制冷循环的COP与热源、热汇温度有关用COP评价制冷循环的经济性时，只有指明热源热
qk
冷凝器

工作过程冷凝温度——冷却介质温度蒸发温度——被冷却介质温度闪发蒸汽
膨胀阀 3 4
Tk
压缩机
2
1
蒸发器
T0
3.2.2 制冷剂状态图
制冷剂状态图——压力-比焓图
lgP

T
Critical point
六条等值线二条饱和线三个状态区
S v
一个临界点
h
压焓图的构成
来源：《采暖通风与空气调节术语标准》 GB50158-92
3.1.1蒸气压缩制冷的热力学原理 SEER--季节能效比 COP或EER是指在标准条件下运行的能源利用系数，实际上制冷机大都是在非标准条件下运行，因此美国能源部1977年提出了SEER（Seasonal Energy Efficiency Ratio季节能效比）。SEER比 EER更合理。空调季节的总制冷量

第三章-单级蒸汽压缩式制冷循环讲解

3.3 单级蒸气压缩式制冷循环性能的影响因素及工况 3.3.1 单级蒸气压缩式制冷循环性能的影响因素 3.3.2 制冷机工况
3．1 单级蒸气压缩式制冷的理论循环
一、制冷系统与循环过程 1.制冷系统的组成
2. 制冷系统的循环过程压缩过程冷凝过程节流过程蒸发过程
3．1 单级蒸气压缩式制冷的理论循环
3．2 单级蒸气压缩式制冷的实际循环
5. 两相管道两相管道是指膨胀阀出口到蒸发器入口之间的管道。这段管道中
制冷剂的温度通常比环境温度要低，所以热量的传递将使制冷量减少。管道中的压力降对性能没有影响，因为对于给定的蒸发温度，制冷剂进入蒸发器之前的压力，必须降到相应的蒸发压力。压力的降低无论是发生在节流机构本身，还是发生在管路中，是没有什么区别的。但是如果系统中采用液体分配器，管道中的阻力大小将影响到液体制冷剂分配的均匀性，影响制冷效果。
3．2 单级蒸气压缩式制冷的实际循环
五、实际循环在p－h图上的表示
1－2－3－4表示理论循环，1－1′－2s－2s′－3－3′－4′－1表示实际循环。
4′—1表示制冷剂在蒸发器中的蒸发和压降过程；
1－1′表示蒸气在回热器、吸气管中以及蒸气经过吸气阀时的加热和压降过程；
1′－2s表示压缩机内实际的多方压缩过程；
3．1 单级蒸气压缩式制冷的理论循环
三、举例制冷工质为R22， t0 10 0C
tk 35 0C Q0 55kW
试对该理论循环进行热力计算。解：
ห้องสมุดไป่ตู้基本思路为：首先由tk得到：Pk、h3、h4 由t0得到：P0、h1、v1 由pk、p0得到：h2
然后按热力计算公式进行计算
3．1 单级蒸气压缩式制冷的理论循环