制冷剂技术与原理辩析PPT课件
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制冷基本原理PPT课件可修改全文
写在最后
经常不断地学习,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量 Study Constantly, And You Will Know Everything. The More
You Know, The More Powerful You Will Be
谢谢你的到来
学习并没有结束，希望大家继续努力
三、其他换热器
作用：提高工作效率，或用于较低蒸 发温度的系统．
类型：回热器、中间冷却器、冷凝蒸发器和 板式换热器等．
１.回热器
进气
1 进液
出液
2
图4-13 盘管式回热器结构
1-壳体 2-盘管 3-进、出气接管及法兰
出气 3
２、板式换热器
第六章 节流机构
1. 节流机构
作
降压降温，保证压差：PK P0，TK它是利用蒸发器出口制冷剂蒸气的过热 度调节阀孔开度以调节供液量的．根据 热力膨胀阀内膜片下方引入蒸发器进口 或出口压力，分为内平衡式或外平衡式 两种。
14
1
13
2
12
3
4 5
6 7
8
11 10
9
图 4 -2 0 内 平 衡 式 热 力 膨 胀 阀 结 构
1 -气 箱 座 2 -阀 体 3 、 1 3 -螺 母 4 -阀 座 5 -阀 针 6 调 节 杆 座 7 -填 料 8 -阀 帽 9 -调 节 杆 1 0 -填 料 压 盖 1 1 -感 温 包 1 2 -过 滤 网 1 4 -毛 细 管
漏。
❖ 3.具有自动补偿功能。
第7章 辅助设备
辅助设备 作用：完善制冷系统的技术性能，保证可靠的
运行． 分类：制冷剂的贮存、分离、净化设备和润滑
油的分离收集设备
安全培训资料制冷剂知识PPT课件
45%HCFC22 7%HFC152a
料3 13%HFC152a 11%HFC152a
用途
15%HFC152a 2%HC290
2%HC290 20%FC218 39%FC218 4%HFC134a
6.5%HCFC142b
R402A可用于中低温商用 制冷系统。
R404A作为R22和R502的长期 替代品，主要用于中、低温制冷系 统。
7
五氟乙烷 用于配制R404A、R407C、R410A、R507等制冷剂替代 (R125) R22、R12等。也可2以2 作为灭火剂，用于替代部分哈龙系列灭
序号
品名
用
途
8
氨（代号： Ｒ717）
目前使用最为广泛的一种中压中温制冷剂。
9
异丁烷 R600a
R600a可作为气雾剂，作为制冷剂替代CFC-12用于家用冰箱。
危化品企业安全学习资料
制冷剂常识
2
1 制冷剂定义与原理
制冷剂 知识
2 制冷剂沿革 3 制冷剂的命名方法
提纲
4 常用制冷剂介绍
3
一、 制 定义 冷
•制冷剂是在制冷系统中不断循 环并通过其本身的状态变化以实 现制冷的工作物质。
剂
制冷剂，又称：制冷工质，南方一些地区俗称：雪种。
定
义
原理
•制冷剂在蒸发器内吸收被冷却介质 （水或空气等）的热量而汽化，在冷凝
料1 53%HCFC22 61%HCFC22
33%HCFC22 38%HCFC22
料2 34%HCFC124 28%HCFC124
52%HCFC124 60%HFC125
60%HCFC22 75%HCFC22 56%HCFC22 44%HCFC125
制冷原理与技术PPT课件
2
tgl
PO
4
Po 1 to
▪ 1-2 （压缩机）：等熵压缩；
h
▪ 2-3 （冷凝器）：等压放热；
▪ 3-3’（过冷器）：等压传热；
▪ 3’-4（节流阀）：等焓节流；
▪ 4-1 （蒸发器）：等压吸热
2021/3/12
25
3. 实现方法
带有液体过冷的制冷系统的制冷量会增加。
2021/3/12
23
1、几个基本概念
▪ 过冷温度：制冷剂节流前被降温到低于饱和
温度的过冷液体的温度。
▪ 过冷度：液体过冷温度和其压力所对应的饱
和液体温度之差。
▪ 过冷循环：具有液体过冷的循环称为液体过
冷循环。
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24
P
2. 过冷循环
PK
3' 3 Pk tk
→向右下方弯曲（过热蒸气区）
2021/3/12
16
四、理论制冷循环的压焓图
压焓图的作用：p
▪ 确定状态参数 pk
3
▪ 表示热力过程 p0
4
2 1
▪ 分析能量变化
0
h3=h4
h1 h2 h
蒸气压缩制冷理论循环p h图
2021/3/12
17
五、状态点的确定
▪ 1点：Po等压线与x=1蒸气干饱和线交点 ▪ 3点： Pk等压线与x=0液态饱和线交点 ▪ 2点: Pk等压线与s1等熵线交点 ▪ 4点： Po等压线与h3等焓线交点
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六、理论制冷循环的热力计算
▪ 单位质量制冷量q0：1kg制冷剂在蒸发器内从被冷却物
体吸收的热量 。
q0＝h1－h4
▪ 单位体积制冷量qv ：压缩机每吸入1m3制冷剂蒸气（按
制冷原理及技术第一讲ppt课件
膨胀阀不能回收膨胀功，且损失部分制冷 能力
32
二、蒸气压缩式制冷的理论循环
k T
Tk
3
2
wc
T0
4
1
膨胀功热量
q0
S
有摩擦的过程不可以用实线表示！！
33
二、蒸气压缩式制冷的理论循环
工作流程图
qk
高温液体
冷凝器
膨胀阀
低温液汽混合物
高温蒸汽
压缩机 wc
低温蒸汽
气液分离器
蒸发器
q0
34
二．蒸气压缩式制冷的理论循环
内容简介
学习单级蒸气压缩式制冷装置，包括工作原理、 构造、系统设计、工作特性、运行调节问题
学校热能驱动的吸收式制冷（热泵）技术 介绍国内外各种空调用制冷机组、发展方向及
其所涉及的主要技术内容
2
参考文献
陈汝东. 《制冷技术与应用》（第二版）.同济大 学出版社.
彦启森，申江，石文星. 《制冷技术及其应用》 . 中国建筑工业出版社.
制冷剂质量流量 Mr=F0 / q0和体积流量Vr 冷凝器排热量 Mrqk 压缩机功耗 P=MrwC 理论制冷系数εth = F0 /P=q0/wC 制冷效率ηR＝ εth / εc(或εth / εl)
45
三、蒸气压缩式制冷循环的热力计算
非共沸工质在制冷循环中接近劳仑兹循环
lg p t4 t1 t3 t2'
制冷原理 制冷设备
5
一、人工制冷发展历史
1834 年动第一台乙醚活塞制冷机问世 1844年出现空气制冷机 1859 年出现吸收式制冷机 1918 年自动冰箱问世 1923 年发明食品快速冻结 1927 年生产出空调器、空气源热泵1930 年汽车
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二、蒸气压缩式制冷的理论循环
k T
Tk
3
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wc
T0
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1
膨胀功热量
q0
S
有摩擦的过程不可以用实线表示！！
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二、蒸气压缩式制冷的理论循环
工作流程图
qk
高温液体
冷凝器
膨胀阀
低温液汽混合物
高温蒸汽
压缩机 wc
低温蒸汽
气液分离器
蒸发器
q0
34
二．蒸气压缩式制冷的理论循环
内容简介
学习单级蒸气压缩式制冷装置，包括工作原理、 构造、系统设计、工作特性、运行调节问题
学校热能驱动的吸收式制冷（热泵）技术 介绍国内外各种空调用制冷机组、发展方向及
其所涉及的主要技术内容
2
参考文献
陈汝东. 《制冷技术与应用》（第二版）.同济大 学出版社.
彦启森，申江，石文星. 《制冷技术及其应用》 . 中国建筑工业出版社.
制冷剂质量流量 Mr=F0 / q0和体积流量Vr 冷凝器排热量 Mrqk 压缩机功耗 P=MrwC 理论制冷系数εth = F0 /P=q0/wC 制冷效率ηR＝ εth / εc(或εth / εl)
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三、蒸气压缩式制冷循环的热力计算
非共沸工质在制冷循环中接近劳仑兹循环
lg p t4 t1 t3 t2'
制冷原理 制冷设备
5
一、人工制冷发展历史
1834 年动第一台乙醚活塞制冷机问世 1844年出现空气制冷机 1859 年出现吸收式制冷机 1918 年自动冰箱问世 1923 年发明食品快速冻结 1927 年生产出空调器、空气源热泵1930 年汽车
制冷原理与技术47页PPT
谢谢！
36、自己的鞋子，自己知道紧在哪里。——西班牙
37、我们唯一不会改正的缺点是软弱。——拉罗什福科
xiexie! 38、我这个人走得很慢，但是我从不后退。——亚伯拉罕·林肯
39、勿问成功的秘诀为何，且尽全力做你思则罔，思而不学则殆。——孔子
制冷原理与技术
16、自己选择的路、跪着也要把它走 完。 17、一般情况下)不想三年以后的事， 只想现 在的事 。现在 有成就 ，以后 才能更 辉煌。
18、敢于向黑暗宣战的人，心里必须 充满光 明。 19、学习的关键--重复。
20、懦弱的人只会裹足不前，莽撞的 人只能 引为烧 身，只 有真正 勇敢的 人才能 所向披 靡。
空调用制冷技术 制冷剂及载冷剂PPT课件
第1页/共63页
第二阶段——卤代烃（氟利昂）制冷 剂 (1930-1990ｓ)
❖ 1930年，Tomes Midgley首先提出用氟利昂作制 冷剂。Ｍｉｄｇｌｅｙ发表的第一份关于氟化制冷剂 的文献中,说明了如何根据所要求的沸点,将碳氢化合 物氟化或氯化,并说明了化合物成分对可燃性和毒性的 影响。
❖ Ｒ12的商业化开始于1931年； ❖ 随后，1932年，R11也被商业化； ❖1 9 5 0 年 代 共 沸 制 冷 剂 和 1 9 6 0 年 代 非 共 沸 制 冷 剂 应 用
（3）临界温度要高
（4）凝固温度要低
（5）比功w和单位容积压缩功wv小，循环效率
高。
（
6
）等
熵
压
缩
终了温度t 第5页/共63页
2不
能
太
高
，
以
免
润
2. 物理化学性质
（1）可溶性——无限、有限溶于润滑油 （2）导热系数要高——减少传热温差 （3）密度、粘度要小——降低压缩机功耗 （4）对金属和其他材料无腐蚀和侵蚀作用 （5）高温下不分解，不燃烧，不爆炸。
3.对材料的作用
正常情况下，卤素化合物制冷剂与大多数常用金属材料不起作用。只 在某种情况例如水解作用、分解作用等下，一些材料才会和制冷剂发生作 用。
“镀铜”现 象 ➢当制冷剂在系统中与铜或铜合金部件接触时，铜溶解到混合物中，当
和钢或铸铁部件接触时，被溶解的铜离子析出并沉浸在钢铁部件上形成 一层铜膜。
表2–11 水分在一些制冷剂中的溶解度（25℃）
制冷剂 溶解度 制冷剂 溶解度 制冷剂 溶解度 代 号 (质量%) 代 号 (质量%) 代 号 (质量%) 11 0.0098 124 0.07 290 na 12 0.01 125 0.07 500 0.05 22 0.13 134a 0.11 502 0.06 23 0.15 142b 0.05 600a na 32 0.12 143a 0.08 123 0.08 152a 0.17
第二阶段——卤代烃（氟利昂）制冷 剂 (1930-1990ｓ)
❖ 1930年，Tomes Midgley首先提出用氟利昂作制 冷剂。Ｍｉｄｇｌｅｙ发表的第一份关于氟化制冷剂 的文献中,说明了如何根据所要求的沸点,将碳氢化合 物氟化或氯化,并说明了化合物成分对可燃性和毒性的 影响。
❖ Ｒ12的商业化开始于1931年； ❖ 随后，1932年，R11也被商业化； ❖1 9 5 0 年 代 共 沸 制 冷 剂 和 1 9 6 0 年 代 非 共 沸 制 冷 剂 应 用
（3）临界温度要高
（4）凝固温度要低
（5）比功w和单位容积压缩功wv小，循环效率
高。
（
6
）等
熵
压
缩
终了温度t 第5页/共63页
2不
能
太
高
，
以
免
润
2. 物理化学性质
（1）可溶性——无限、有限溶于润滑油 （2）导热系数要高——减少传热温差 （3）密度、粘度要小——降低压缩机功耗 （4）对金属和其他材料无腐蚀和侵蚀作用 （5）高温下不分解，不燃烧，不爆炸。
3.对材料的作用
正常情况下，卤素化合物制冷剂与大多数常用金属材料不起作用。只 在某种情况例如水解作用、分解作用等下，一些材料才会和制冷剂发生作 用。
“镀铜”现 象 ➢当制冷剂在系统中与铜或铜合金部件接触时，铜溶解到混合物中，当
和钢或铸铁部件接触时，被溶解的铜离子析出并沉浸在钢铁部件上形成 一层铜膜。
表2–11 水分在一些制冷剂中的溶解度（25℃）
制冷剂 溶解度 制冷剂 溶解度 制冷剂 溶解度 代 号 (质量%) 代 号 (质量%) 代 号 (质量%) 11 0.0098 124 0.07 290 na 12 0.01 125 0.07 500 0.05 22 0.13 134a 0.11 502 0.06 23 0.15 142b 0.05 600a na 32 0.12 143a 0.08 123 0.08 152a 0.17
制冷原理与技术 PPT
高温热源 T0 (环 境 )
驱动热源 Th
qa
制冷机 q0
qh
q0 qg
低温热源 TR
(被 冷 却 对 象 )
术
(a)以电能(或a) 机械能驱动 (b)以热(b)能驱动
以卡诺循环作为比较依据，第一类循环就是卡诺循 环制冷机，而第二类循环则是理想的热源驱动逆向可逆 循环——三热源循环。
对可逆制冷机
技 热力学第一定律的解析式 术
Q W UU 2U 1 QUW
(1-11)
➢加给工质的热量一部分用于增加工质的热 力学能储存于工质内部，余下一部分以作功 的方式传递至外界。
制
对微元过程，第一定律解析式的微分形式
冷
QdU W
(1-12a)
原
理
对于1 kg工质， quw (1-12b)
与
技
qduw (1-12c)
术
推动功
➢因工质在开口系统中流动而传递的功。 对开口系统进行功的计算时需要考虑这种功。
推动功只有在工质移动位置时才起作用。
制
冷
原
理
与
技
图1-1a所示为工质经管道进入气缸的过程。
术
工质状态参数p、v、T，用p-v图中点C表示。 工质作用于面积A的活塞上的力为pA，工质流入气
缸时推动活塞移动距离 l，作功pA l=pV=mpv。m表示
制冷原理与技术
第一章 制冷与低温的热力学基础
第一节 制冷与低温原理的热工基础 第二节 制冷与低温工质 第三节 制冷技术与学科交叉
第一节 制冷与低温原理的热工基础
1.1.1 制冷与低温原理的热力学基础
制
冷
1.热力学第一定律
原
理 ➢ 自然界中的一切物质都具有能量，能量不
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机体（曲轴箱）
气缸
组成
活塞
吸、排气阀
曲轴连杆机构
制冷原理与技术
活塞式压缩机有以下特点：
①因为是往复运动，转速不宜太高 ②气缸工作腔有余隙容积 ③气缸工作腔必须设置吸、排气阀， 使吸、排气过程产生阻力损失 ④结构复杂，零部件多。 ⑤往复式压缩机不允许吸气带液
制冷原理与技术
⒉ 回转式压缩机 回转机最普通的为固定叶片式结构， 常常又称作“滚动活塞式压缩机”。
2.1.3蒸气压缩式制冷系统的构成
制冷原理与技术
蒸气压缩式制 冷系统的构成
压缩机 热交换设备 节流机构
各种控制阀 辅助部件
制冷原理与技术
(一)压缩机
图2-25 制冷和空调用压缩机的分类及结构示意图
称为
压缩机
主机 压缩式制冷系统的心脏
有用能的输入 制冷剂在系统中的循环流动
制冷原理与技术
整机性能 可靠性 寿命 噪声
制冷原理与技术
离心机的特点是：
①结构简单、转速高、输气 量大，故体积、重量小
②制冷剂不与润滑油接触， 避免了油对制冷剂的影响
③与前述各种容积式压缩机 特性一个重要的不同之处是
它的吸、排气压力差（或压力比）与吸 气量有密切关系，吸气量变化还影响机器效 率，在部分负荷运行时，有可能出现喘振。
喘振现象就是气流在流道内来回撞击而 不能正常输出。
1-传热管 2-肋片 3-挡板 4-通风机 5-集气管 6-分液器
制冷原理与技术
（三）节流机构
节流机构是实现制冷循环所必 须的四个基本的系统组成部件之一
位于冷凝器与蒸发器之间。 作用
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 控制进入蒸发器的制冷剂质流率
⒈ 毛细管
制冷原理与技术
制冷原理与技术
⒊ 定压膨胀阀
从保持蒸发压力恒定为目的，自动 调节蒸发器供液量。其结构原理是：由 设定弹簧力和蒸发压力产生的流体压力 之差提供阀打开方向的驱动力。当蒸发 压力降低时，阀开大，供液量增多，以 补偿蒸发压力的下降；当蒸发压力升高 时，阀关小，供液量减少，抑制蒸发压 力上升。
制冷原理与技术
⒋ 浮球阀
用液位控制供液量。以浮球—杠杆机 构产生阀动作的驱动力。根据制冷机的情 况，又分两种。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。
毛细管用在小型而且不需要精确调 节流量的制冷装置。
家用冰箱
应用
冷柜 房间空调器
简单
长处
便宜
便于大批量生产
制冷原理与技术
制冷原理与技术
图2-36 R22、R12毛细管初步选择曲线图
制冷原理与技术
⒉ 手动膨胀阀
通常与其它控制元件配合使用， 一般只在短时期内使用，例如在冷冻 初期辅助送液，或者在自动膨胀阀出 故障时作为旁路备用阀。
自然对流空气冷 却式冷凝器
强制对流空气冷 却式冷凝器
制冷原理与技术
图2-27 自然对流空气冷却式冷凝器
制冷原理与技术
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
图2-28 空气强制对流冷凝器
制冷原理与技术
制冷原理与技术
涡旋机
结构简单 复杂的形线 极高的精度要求
制造困难
数控机床技术的发展
制冷原理与技术
涡旋机在技术上的特长
没有气阀在制冷装置中 可靠性大大提高 轴的扭矩更均匀，运转平稳 压力脉动小 振动和噪声低
在给定吸气条件下 涡旋机的容积效率几乎与压力比无关
不存在余隙容积的影响
制冷原理与技术
长处
能够用同一个电动机在很宽 的工作范围内高效运转
热泵的季节供热系数HSPF 提高
整个系统的效率提高，即季 节能效比SEER提高
制冷原理与技术
⒋ 螺杆式压缩机
近年来，随着螺杆机可靠性方面 的改进，它在中等容量的制冷与空调 装置上的应用更为广泛了。
特点
螺杆机在部分负荷时的效率比离 心机高8%～10%
而且不存在离心机的喘振问题。
制冷原理与技术
⒌ 离心式压缩机
图2-29 氨卧式壳管式冷凝器
制冷原理与技术
图2-30 氟利昂套管式冷凝器
制冷原理与技术
1-通风机 2-挡水栅 3-传热管组 4-水泵 5-滤网 6-补水阀 7-喷水嘴
图2-31 蒸发式冷凝器结构原理
制冷原理与技术
⒉ 蒸发器
蒸发器是制冷机中的冷量输出 设备。制冷剂在蒸发器中蒸发， 吸收低温热源介质（水或空气） 的热量，达到制冷的目的。
制冷原理与技术
压缩机按压缩原理有两大类： 容积型
速度型 容积型压缩机
通过对运动机构作功，以减 少压缩式容积，提高蒸气压力来 完成压缩功能。
速度型压缩机 由旋转部件连续将角动量转
换给蒸气，再将该动量转为压力。
制冷原理与技术
图2-26 各类压缩机在制冷和空调工程中的应用范围
⒈活塞式压缩机
制冷原理与技术
（二）热交换设备
制冷系统的热交换设备主要是 冷凝器和蒸发器，它们是制冷剂与 外部热源介质之间发生热交换的设 备。
制冷原理与技术
制冷原理与技术
⒈ 冷凝器
用冷凝器将制冷剂从低温热源吸收的热量及 压缩后增加的热焓排放到高温热源。
冷凝器按冷却方式
空气冷却式 水冷式 蒸发冷却式
空气冷却式冷凝器中 根据管外空气流动方式
离心式压缩机依靠气流速度变化的动力学 效应，起到压缩作用：吸入气体由叶轮旋转达 到很高速度，然后导入涡壳使速度能转变成压 力能。，级压力比受叶轮圆周速度与制冷剂性 质的影响。轮周速度受制于材料强度和气体动 力条件。
一级叶轮可以达到的压力比（级压 力比）一般为3～4
一般限制轮周速度不超过制冷剂进 口处音速的1.4 – 1.5倍
制冷原理与技术
冷却空气的蒸发器
空气自然对流时 多采用光盘管结构
空气强制对流时 采用翅片管结构
冷却液体（水或其它液 体载冷剂）的蒸发器
壳管式 沉没式
制冷原理与技术
图2-32 卧式满液式蒸发器结构
制冷原理与技术
图2-33 干式壳管蒸发器
制冷原理与技术
图2-34 空气强制对流的蒸发器及其肋片管型式 a) 蒸发器 b) 绕片管 c) 套片管
“固定叶片” 叶片只滑动不转动
特点：没有吸气阀
比往复机更可靠 优点 是同等能力下尺寸小
制造成本低
制冷原理与技术
回转机的局限性
压缩机中任何基本磨损（轴承、轴、 转子或叶片等磨损）都使间隙变大，并明 显影响压缩机性能。
回转机当前研究与开发的重点
降低振动与噪声，改善油处理和减 小摩擦。
⒊ 涡旋式压缩机