9.2蒸汽压缩制冷原理解析
第二章制冷原理与技术1 蒸气压缩式—原理 .ppt
1 S
பைடு நூலகம்
图 基本朗肯循环
循环T—S图：1—2 压缩过程 ；2—3 冷却冷凝过程； 3—4 节流过程； 4—1 蒸发吸热过程
T
朗肯循环图例-2
2
3 3’
1’ 4
1 S
图 有回热的朗肯循环
T—S图： 1‘—2 压缩过程； 2—3 冷凝过程； 3—3’ 液体过冷过程 ； 3‘—4 节流过程； 4—1 蒸发过程； 1—1’ 吸气过热过程
第二章 制冷原理与技术
第一节 蒸汽压缩式制冷 第二节 吸收和吸附式制冷 第三节 其它形式的制冷
第一节 蒸汽压缩式制冷
1.蒸汽压缩式制冷循环与制冷剂 2.蒸汽压缩式制冷循环的热力计算 3.蒸汽压缩式制冷的系统构成 4.蒸汽压缩式制冷的自动调节 5.蒸汽压缩式制冷的应用
液体蒸发制冷构成循环的四个基本过程是：
定义： 由两个（或数个）不同制冷剂工作的单
级（也可以是多级）制冷系统组合而成。
最低蒸 发温度 -80℃
-100℃
-120℃
制冷剂
R22-R23 R507-R23 R290-R23 R22-R23 R507-R23 R22-R1150 R507-R1150 R22-R1150 R507-R1150 R22-R23-R50 R507-R23-R50
qv
q0 v1
h1 h4 v1
(3)理论比功w0
(2-8)
对于单级蒸气压缩制冷机的理论循环来说， 理论比功可表示为:
w0 h2 h1
(2-9)
单级压缩蒸气制冷机的理论比功也是随制冷 剂的种类和制冷机循环的工作温度而变的。
(4)单位冷凝热qk
单位（1kg）制冷剂蒸气在冷凝器中放出的热量， 称为单位冷凝热。单位冷凝热包括显热和潜热两部 分:
蒸汽压缩式制冷原理
蒸汽压缩式制冷原理
蒸汽压缩式制冷原理是一种常见的制冷方式，广泛应用于家用空调、商用冷藏
设备以及工业制冷设备中。
该原理利用了蒸汽的物理特性，通过压缩、冷凝、膨胀和蒸发等过程，实现了制冷效果。
下面我们将详细介绍蒸汽压缩式制冷原理的工作过程和关键组件。
首先，蒸汽压缩式制冷原理的工作过程可以分为四个主要步骤，压缩、冷凝、
膨胀和蒸发。
在这个过程中，制冷剂（通常是氟利昂或氨）在制冷循环系统中不断循环流动，完成制冷作用。
在压缩阶段，制冷剂以低压状态进入压缩机，经过压缩机的工作，制冷剂的压
力和温度都会显著提高。
接着，制冷剂进入冷凝器，在冷凝器中，制冷剂通过与外界环境交换热量的方式，使其温度下降，从而变成高压液态制冷剂。
随后，高压液态制冷剂通过膨胀阀进入蒸发器，在蒸发器中，制冷剂受到蒸发
器内部低压环境的影响，从而发生蒸发过程，吸收周围的热量，使得蒸发器内部温度下降。
最后，制冷剂以低压气态状态再次进入压缩机，重复上述循环过程。
在整个蒸汽压缩式制冷原理中，压缩机、冷凝器、蒸发器和膨胀阀是四个关键
的组件。
压缩机负责将低压制冷剂压缩成高压状态，冷凝器用于将高压液态制冷剂冷凝成高压液态制冷剂，蒸发器则是用来将高压液态制冷剂蒸发成低压气态制冷剂，而膨胀阀则用来控制制冷剂的流量和压力。
总的来说，蒸汽压缩式制冷原理通过不断循环利用制冷剂的物理特性，实现了
从低温到高温的热量传递过程，从而达到制冷的效果。
这种原理简单、可靠，因此被广泛应用于各种制冷设备中。
以上就是关于蒸汽压缩式制冷原理的详细介绍，希望能对大家有所帮助。
蒸汽压缩式制冷解析
1）单位质量制冷量
q 0 h1 - h 4 h1 - h 3 401.555 - 243.114 158.441kJ/ kg
2）单位容积制冷量
q 0 158.441 qv 2426kJ/m3 v1 0.0653
3）质量流量
Q0 55 qm 0.347kg/s q 0 158.441
q' 0 h1 h4 ' w' h2 h1
与无回热循环1-2-3-4-5-1相比较，回 热循环的单位制冷量增大了
q0 h4 h4 h1 h1 c p0 t R
但单位功也增大了 h1 ) ( h2 h1 ) w0 w' w0 ( h2
4）制冷剂在设备及管道内流动时， 存在着流动阻力损失，且与外界有热 量交换。 5）实际节流过程不完全是绝热的等 焓过程，节流后的焓值有所增加。 6）制冷系统中存在着不凝性气体。
图3-9
实际循环在T-s图（a）和lg p-h图（b）上的表示
简化后的实际循环
Lg p
4-5表示制冷剂在冷凝压力下的过冷过程
三区：
气相区 液相区 两相区
五态：
八线：
3.2.3单级蒸气压缩式制冷的理论循环
1.单级理论循环的假设条件：
（1）压缩过程为等熵过程，即在压缩 过程中不存在任何不可逆损失 （2）在冷凝器和蒸发器中，制冷剂 的冷凝温度等于冷却介质的温度，蒸发 温度等于被冷却介质的温度，且冷凝温 度和蒸发温度都是定值
例 题
例1-1 假定循环为单级蒸气压缩 式制冷的理论循环，蒸发温度t0=10℃，冷凝温度tk=35℃，工质为 R22，循环的制冷量Q0=55kW， 试对该循环进行热力计算。
蒸汽压缩式制冷
1. T-s图和logp-h图
qC h1 h4 T1 T4 wnet h2 h1 T2 T1
蒸汽压缩式制冷的理论循环在两相区与理想循环的两个区别
（1）用节流阀代替膨胀机
损失膨胀功，产生节流损失，但节流阀结构简单、体积小、造价低、调节方便，极易控制所 需的制冷温度。
蒸汽压缩式制冷
蒸汽压缩式制冷循环原理
循环过程
与理想循环相比区别
制冷过程是工作介质（制冷剂）在制冷机中循环流动，不断地从被冷却对象中吸取热量，向环境排放热量。
蒸汽压缩式制冷循环原理及过程
蒸汽压缩式制冷是利用液体工质（如氟利昂、氨气等）在沸腾相变时从制冷空间中吸收热量来制冷的。 图1所示为单级蒸气压缩式制冷系统示意。它由压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器组成。其理想循环的 温熵图（T-s图）和压焓图（lg p-h)分别如下两图所示。循环由两个定压过程、一个等熵过程和一个绝 热节流过程组成。具体工作过程如下：工质从蒸发器出来为干饱和蒸汽的状态1，被吸入压缩机，在压 缩机中经等熵压缩升压、升温至过热蒸汽状态2s；然后进入冷凝器，在冷凝器中被冷却水或空气冷却， 定压放热至饱和液体状态4；该饱和液体流经膨胀阀，等熵节流后部分液体蒸发，降压降温至湿蒸汽状 态5；干度较小的湿蒸汽进入蒸发器（冷库）定压吸热、气化，使冷库保持所需低温，离开蒸发器时制 冷器已达到干饱和蒸汽状态1，从而完成一个闭合循环，即1-2s-4-5-1。
（2）用干压缩代替湿压缩
湿压缩过程实际上无法实现，虽然会有过热损失，但对制冷机的安全运行确实必要的。 （具体见书p104)
蒸汽压缩式制冷
• 液体汽化制冷——蒸气压缩式制冷
蒸汽压缩式制冷系统由压缩机 、冷凝器、膨胀阀(毛细管)、 蒸发器组成，用管道将它们连 接成一个密封系统。
蒸汽压缩式制冷原理
蒸汽压缩式制冷原理蒸汽压缩式制冷系统是目前应用最为广泛的一种制冷方式，其原理简单而高效。
在蒸汽压缩式制冷系统中，蒸汽被压缩成高压蒸汽，然后通过冷凝器冷却成液态，并通过膨胀阀进行节流，形成低压蒸汽，最终吸收热量完成制冷循环。
下面将详细介绍蒸汽压缩式制冷原理的具体过程。
首先，蒸汽从蒸发器中吸收热量，并被蒸发成低压蒸汽。
在这个过程中，蒸汽从低温低压状态变为低温高压状态，吸收了大量的热量，使蒸发器内的物体得到降温。
这一步是制冷循环的起点，也是整个制冷过程中最关键的一步。
接着，低温低压的蒸汽被压缩机吸入，压缩机将低温低压的蒸汽压缩成高温高压的蒸汽。
在这一步骤中，蒸汽的温度和压力都得到了显著的提高，这也是制冷循环中消耗能量最多的一步。
压缩机的工作使得蒸汽的内能增加，成为高温高压蒸汽。
然后，高温高压的蒸汽通过冷凝器，被冷却成为高压液态。
在冷凝器中，蒸汽释放出大量的热量，通过冷却水或者风冷进行散热，使得蒸汽的温度迅速下降，从而变成高压液态。
这一步骤使得蒸汽的状态发生了明显的改变，从气态变为液态，也是整个制冷过程中的关键一环。
最后，高压液态蒸汽通过膨胀阀进行节流，变成低温低压的蒸汽，重新回到蒸发器中吸收热量，完成整个制冷循环。
膨胀阀的作用是使高压液态蒸汽迅速膨胀，降低温度和压力，使得蒸汽重新回到低温低压状态，为下一个循环做好准备。
蒸汽压缩式制冷系统通过不断循环这一系列步骤，实现了制冷的目的。
在这个过程中，蒸汽的状态不断发生变化，热量的吸收和释放也在不断进行，从而实现了对物体的制冷效果。
总的来说，蒸汽压缩式制冷原理是通过蒸汽的压缩、冷凝、膨胀等步骤，不断循环实现对物体的制冷。
这种制冷方式简单高效，应用广泛，是现代制冷技术中的重要组成部分。
通过对蒸汽压缩式制冷原理的深入了解，可以更好地掌握制冷技术的核心原理，为相关领域的工作和研究提供重要的理论支持。
蒸气压缩式制冷原理
蒸气压缩式制冷原理
一、蒸气压缩式制冷原理
蒸气压缩式制冷机是将气体（如空气、氯气、甲烷等）从一个压力的设定值通过蒸气压缩机送入到另一个压力的设定值，以实现温度和湿度的控制。
在压缩过程中，气体产生的热量被抽出，会使气体温度降低，有助于冷却或加湿空气。
蒸气压缩式制冷机由蒸气压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器和压缩机组成。
蒸气压缩机把气体压缩到一定压力，经过冷却后，气体变成液体，在进入膨胀阀前把液体压缩到一定的压力。
膨胀阀以线性方式控制气体的流量，当压力加入时，膨胀阀会自动开启，将气体释放到气体中，此时气体的温度和压力会减小。
此时，气体进入到蒸发器，这里的气体受到加热，温度升高，也会增加湿度，从而实现制冷和加湿的目的。
最终，气体经过蒸发器后进入到蒸气压缩机，然后再次压缩，重复循环，实现制冷和加湿的目的。
蒸气压缩机的优势是压缩率高，传热效率高，结构简单，安全可靠，制冷性能优良，使用寿命长。
- 1 -。
蒸气压缩式制冷装置的工作原理
式中 Q—单位时间内加给系统的热量， 单位为kW ；
P —单位时间内加给系统的功，单位为kW ；
qm —流进或流出该系统的稳定质量流量，单位为Kg/s； h1、h2 —比焓，单位为KJ/Kg，下标1和2分别表示流体流进系 统和离开系统的状态点。
第2节 3）各部件热力计算 ①节流阀
蒸气压缩式制冷装置的工作原理
还原为液体。 2）冷凝器 提供制冷剂高压蒸气与环境温度介质充分热交换的场所，使其
还原成液态。
第2节 蒸气压缩式制冷装置的工作原理
武汉理工大学
3）节流阀（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，以便适应冷却空间热负荷的变
化，防止压缩机发生“液击”。 4）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。
第十一章 船舶制冷装置
武汉理工大学
第2节 蒸气压缩式制冷装置的工作原理
压焓图 1点：临界点K 2线：饱和液体线、饱和蒸 气线 3区域：过冷液体区、湿蒸 气区、过热蒸气区
武汉理工大学
第2节 蒸气压缩式制冷装置的工作原理
武汉理工大学
压焓图上的等参数曲线 等压线——水平线； 等焓线——垂直线； 等温线——液体区几乎为垂直线。两相区内,因制冷剂状态的变化是在
制 冷 剂 压 焓 图
第2节 蒸气压缩式制冷装置的工作原理
武汉理工大学
各状态参数之间的关系 在温度、压力、比容、比焓、比熵、干度等参数中,只要知道其中
任意两个状态参数,就可以在压焓图或温熵图中确定过热蒸气及过冷液 体的状态点,其它状态参数便可直接从图中读出。对于饱和蒸气及饱和 液体,只需知道一个状态参数就能确定其状态。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
蒸汽压缩式制冷技术的原理及应用
蒸汽压缩式制冷技术的原理及应用1. 引言蒸汽压缩式制冷技术是一种常见且广泛应用于空调、冷柜和汽车空调等领域的制冷技术。
本文将介绍蒸汽压缩式制冷技术的原理和应用。
2. 蒸汽压缩式制冷技术的原理蒸汽压缩式制冷技术基于蒸发和冷凝过程，利用压缩机将低压低温的蒸汽压缩成高压高温的蒸汽。
具体原理如下：2.1 蒸发过程蒸汽压缩式制冷技术中的蒸发过程是制冷循环的第一步。
在蒸发器中，低压低温的制冷剂吸收外部热量，从而蒸发成为低压蒸汽。
2.2 压缩过程经过蒸发过程产生的低压蒸汽被压缩机吸入，通过压缩机的工作，使蒸汽的压力和温度升高。
这个过程通常伴随着能量的输入。
2.3 冷凝过程高压高温的蒸汽进入冷凝器，通过与外部环境接触，释放热量并冷凝成高压液体制冷剂。
2.4 膨胀过程高压液体制冷剂通过膨胀阀降压，变成低压低温的制冷剂，循环回到蒸发器中进行下一轮制冷循环。
3. 蒸汽压缩式制冷技术的应用3.1 空调蒸汽压缩式制冷技术是家用和商用空调系统中常用的制冷技术。
空调系统通过蒸汽压缩循环来降低室内温度，提供舒适的环境。
3.2 冷藏冷冻蒸汽压缩式制冷技术被广泛应用于冷柜、冷库和冷冻车等冷藏冷冻设备中。
利用蒸汽压缩循环，可控制冷藏环境的温度，确保食品和药品等易腐败物品的质量和安全性。
3.3 汽车空调蒸汽压缩式制冷技术也被广泛应用于汽车空调系统中。
通过使汽车内部空气经过冷却和除湿过程，提供舒适的驾驶环境。
3.4 工业应用蒸汽压缩式制冷技术在许多工业领域也有应用。
例如，电子设备生产中的温度控制、制药行业中的冷凝设备和冷却塔、石化行业的冷却器等。
4. 结论蒸汽压缩式制冷技术通过压缩、蒸发、冷凝和膨胀等过程，实现了制冷循环。
该技术被广泛应用于空调、冷藏冷冻和汽车空调等领域，为我们的生活和工作提供了便利。
在今后的发展中，随着节能减排需求的增加，蒸汽压缩式制冷技术也会进一步优化和改进，以提高能效和节约能源。
蒸气压缩式制冷原理
蒸气压缩式制冷原理蒸气制冷是利用某些低沸点的液态制冷剂在不同压力下汽化时吸热的性质来实现人工制冷的。
在制冷技术中，蒸发是指液态制冷剂达到沸腾时变成气态的过程。
液态变成气态必须从外界吸收热能才能实现，因此是吸热过程，液态制冷剂蒸发汽化时的温度叫做蒸发温度，凝结是指蒸汽冷却到等于或低于饱和温度，使蒸汽转化为液态。
在日常生活中，我们能够观察到许多蒸发吸热的现象。
比如，我们在手上擦一些酒精，酒精很快蒸发，这时我们感到擦酒精部分反应很凉。
又如常用的制冷剂氟利昂F—12液体喷洒在物体上时，我们会看到物体表面很快结上一层白霜，这是因为F—12的液体喷到物体表面立即吸热，使物体表面温度迅速下降(当然这是不实用的制冷方法，制冷剂F—12不能回收和循环使用)。
目前一些医疗机构采用的冷冻疗法即是利用了这一原理。
蒸气压缩式制冷是利用液态制冷剂汽化时吸热，蒸汽凝结时放热的原理进行制冷的。
二、制冷循环压缩机是保证制冷的动力，利用压缩机增加系统内制冷剂的压力，使制冷剂在制冷系统内循环，达到制冷目的。
开始压缩机吸入蒸发制冷后的低温低压制冷剂气体，然后压缩成高温高压气体送冷凝器；高压高温气体经冷凝器冷却后使气体冷凝变为常温高压液体；当常温高压液体流入热力膨胀阀，经节流成低温低压的湿蒸气，流入蒸发器，从周围物体吸热，经过风道系统使空调房间温度冷却下来，蒸发后的制冷剂回到压缩机中，又重复下一个制冷循环，从而实现制冷目的。
三、制冷剂在制冷系统中状态从压缩机出口经冷凝器到膨胀阀前这一段称为制冷系统高压侧；这一段的压力等于冷凝温度下制冷剂的饱和压力。
高压侧的特点是：制冷剂向周围环境放热被冷凝为液体，制冷剂流出冷凝器时，温度降低变为过冷液体。
从膨胀阀出口到进入压缩机的回气这一段称为制冷系统的低压侧，其压力等蒸发器内蒸发温度的饱和压力。
制冷剂的低压侧段先呈湿蒸气状态，在蒸发器内吸热后制冷剂由湿蒸气逐渐变为汽态制冷剂。
到了蒸发器的出口，制冷剂的温度回升为过热气体状态。
制冷原理—蒸汽压缩式制冷的理论循环和实际循环
一、制冷剂压焓图（P-V图）
制冷系统中循环流动的工作介质叫制冷剂(又称制
冷工质)，它在系统的各个部件间循环流动以实现能
量的转换和传递，达到制冷机向高温热源放热；从
低温热源吸热，实现制冷的目的。
一、制冷剂压焓图（P-V图）
以特定制冷剂的焓值为横坐标，以压
力为纵坐标绘制成的线图成为该制冷剂的
具有蒸汽过热的循环称为蒸汽过热循环。
有效过热：过热吸收热量来自被冷却介质，
产生有用的制冷效果。
有害过热：过热吸收热量来自被冷却介质以外，无制冷效果。
1、有害过热分析：
（1）单位制冷量不变，单位压缩功增加
（2）单位冷凝负荷增大
（3）进入压缩机的制冷剂比容增大
（4）压缩机的排气温度升高
（1）蒸发器面积大于设计所需面积（有效过热）
压焓图。为了缩小图的尺寸，并使低压区
内的线条交点清楚，所以纵坐标使用压力
的对数值LgP绘制，因此压--焓图又称
LgP-E图。
一、制冷剂压焓图（P-V图）
一点（临界点）
两线（饱和液体线；干饱和蒸气线）
三区（过冷区；湿蒸气区；过热气区）
五状态（未饱和液体；饱和液体；湿饱
和蒸气；干饱和蒸气； 过热蒸气）
在循环制冷计算中，将制冷剂饱和液
体的温度降低就变为过冷液体。
气液两相区：介于饱和液体线与饱和
气体线之间的区域为。
过热蒸气区：干饱和蒸气线右边区域。
饱和液体线
干饱和蒸气线
饱和液体线
（压力）
未饱和液体
过热蒸气
焓
六参数：
➢等压线p — 水平线
➢等焓线 h— 垂直线
➢等干度线 x
2、蒸气压缩制冷循环的P-h图，试指出进行各热力过程相应设备的名
蒸汽压缩式制冷
为了提高冷凝器的效率，需要定 期进行清洗和维护。
膨胀阀
膨胀阀的作用是将高压液态制 冷剂节流成低温低压的湿蒸汽， 以便进入蒸发器中进行蒸发吸 热。
膨胀阀的种类也有很多，根据 工作原理可以分为热力膨胀阀 和电子膨胀阀等。
选择合适的膨胀阀需要考虑制 冷系统的蒸发温度、制冷剂类 型、流量等因素。
商业制冷
01
商业制冷广泛应用于超市、商场 、餐厅等商业场所，为食品保鲜 、冷藏提供必要的低温环境。
02
商业制冷设备需具备高效、稳定 、低能耗等特点，以满足商业场 所对食品储存和陈列的需求。
工业制冷
工业制冷在制造业、制药业、化工等领域有广泛应用，主要用于控制生产过程中 的温度和湿度。
工业制冷设备需具备高效、稳定、可靠等特点，以确保生产过程的顺利进行和产 品质量。
蚀。
制冷剂应具有良好的环保性能， 如低臭氧层破坏潜势、温室效应 潜能低等。
03
制冷剂应经济性好，价格适宜， 获取方便。
04
PART 02
蒸汽压缩式制冷系统的组 成
REPORTING
WENKU DESIGN
压缩机
压缩机是蒸汽压缩式制冷系统的核心部件， 其主要作用是吸入蒸发器中的低温低压蒸汽 ，压缩成高温高压蒸汽，然后排出到冷凝器 中。
蒸汽压缩式制冷系统利用制冷剂 在压力变化下蒸发和冷凝的特性，
通过循环工作实现制冷效果。
制冷剂在蒸发器中吸收热量，由 液态变为气态，经压缩机压缩后， 在冷凝器中释放热量，由气态变
为液态。
循环过程中，制冷剂不断吸收和 释放热量，从而达到制冷的目的。
制冷循环过程
蒸发过程
压缩过程
制冷剂在蒸发器中吸收 热量，由液态变为气态。
蒸汽压缩式制冷原理
蒸汽压缩式制冷原理
蒸汽压缩式制冷是一种常见的制冷方式，广泛应用于家用空调、商用冷藏设备等领域。
其原理基于蒸汽的压缩、冷凝、膨胀和蒸发
过程，通过这些过程来实现制冷效果。
在本文中，我们将深入探讨
蒸汽压缩式制冷的原理及其工作过程。
首先，蒸汽压缩式制冷的基本原理是利用蒸汽的物理性质来实
现制冷。
在制冷循环中，蒸汽通过压缩机被压缩成高压蒸汽，然后
通过冷凝器散发热量并冷凝成液态，再经过节流阀膨胀成低压蒸汽，最后通过蒸发器吸收热量并蒸发成蒸汽，完成了一个完整的制冷循环。
其次，蒸汽压缩式制冷的工作过程可以分为四个主要阶段，压缩、冷凝、膨胀和蒸发。
在压缩阶段，蒸汽被压缩机压缩成高压蒸汽，同时温度和压力均升高。
然后高压蒸汽进入冷凝器，在这里蒸
汽释放热量，冷却并凝结成液态。
接下来，液态蒸汽通过节流阀膨
胀成低压蒸汽，此时温度和压力均下降。
最后，低压蒸汽进入蒸发器，在这里吸收外界热量并蒸发成蒸汽，完成了整个制冷循环。
蒸汽压缩式制冷的原理非常简单，但却非常有效。
通过不断循
环利用蒸汽的物理性质，可以实现不断的制冷效果。
同时，蒸汽压缩式制冷还具有制冷效果好、稳定性高、操作简便等优点，因此被广泛应用于各个领域。
总的来说，蒸汽压缩式制冷原理是基于蒸汽的压缩、冷凝、膨胀和蒸发过程来实现制冷效果的。
通过压缩机、冷凝器、节流阀和蒸发器等组件的合作，完成了一个完整的制冷循环。
蒸汽压缩式制冷具有原理简单、效果显著、操作方便等优点，因此被广泛应用于各种制冷设备中。
希望本文能够帮助大家更好地理解蒸汽压缩式制冷的原理和工作过程。
简述蒸汽压缩式制冷系统工作原理
简述蒸汽压缩式制冷系统工作原理
蒸汽压缩式冷却系统是一种现代制冷技术，它可以有效地提供较低的温度。
它主要由蒸煮器、冷凝器、膨胀阀和回热器等几个组成部分组成，经过科学的操作和拼装，可以达到高效制冷的目的。
一般情况下，蒸汽压缩式制冷系统的工作原理是这样的：首先，带有压力的蒸汽从蒸煮器排出，然后以更低的温度进入冷凝器，在这里水分会被冷凝，产生冷凝蒸汽。
冷凝蒸汽作为低温热源传送到膨胀阀，然后再以升温的形式进入回热器，将高温释放，释放的热量最终被排到大气中去。
膨胀阀的作用是将进入的低温冷凝蒸汽膨胀到更高的压力，而冷凝器再把高温冷凝蒸汽转化为低温蒸汽，然后流入蒸煮器中，重新以高压蒸汽形式回到整个系统中去，整个过程就形成了一个闭环，从而使室内环境温度稳定。
蒸汽压缩式制冷系统具有优越的性能，它可以节省能源，噪音小，能够达到低温，温度变化范围可以调节，而且在运行过程中维护很方便。
在工业上，蒸汽压缩式制冷系统的应用范围也非常广泛，如冷库、制冷设备等，在冷冻领域都有很好的应用。
但是，蒸汽压缩式制冷系统也有一些缺点，是制冷效率低下的主要原因。
因为气体压缩降温耗费大量能量，当气体压缩时，余下的热量会被排放，而蒸汽本身也携带着能量。
因此，蒸汽压缩式制冷系统需要大量的能源消耗，而且系统不能有效率地将外界热量转化为冷量。
总而言之，蒸汽压缩式制冷系统是一种比较先进的制冷技术，它可以有效的提供低的温度。
但由于能量消耗较大，制冷效率也相对较
低，因此在使用时需要正确操作并定期维护，以确保更高的使用效率。
建议用户在使用蒸汽压缩式制冷系统时需要恰当考虑和实施，以达到最佳的制冷效果。
第一节蒸汽压缩式制冷的基本原理
第一节蒸汽压缩式制冷的基本原理
一、热力学基本定律
热力学第一定律：能量守恒和转换定律
热力学第二定律：能量贬值原理
表述：不可能把热从低温物体传向高温物体而不引起其它变化。
热量由低温物体传向高温物体，必须有一个补偿过程。
循环：实现能量的转移和转换
正循环：热能转换为机械能
逆循环：消耗能量使热量从低温热源传给高温热源。
(2)TL↗或TH↘→εc↗循环经济性越好；
4.如何实现逆卡诺循环
（图1-1）
（1）湿蒸汽区域内进行
（2）设备：蒸发器（4-1）、冷凝器（2-3）、压缩机（1-2）、膨胀机（3-4）
（3）可逆循环→传热无温差，运动无摩擦
三、有传热温差的制冷循环
有传热温差的制冷循环的制冷系数小于逆卡诺循环的制冷系数
热力完善度：工作于相同温度间的实际制冷循环的制冷系数与逆卡诺循环制冷系数的比值。
η＝ε/εc≤1
η的大小反映了实际制冷循环接近逆卡诺循环的程度
过程的自发性和不可逆性
两种补偿方法：
1.消耗机械能或电能
2.消耗热能
蒸汽压缩制冷：消耗机械能（压缩机）
卡诺循环：
4-3-2-1-4
逆卡诺循环：
1-2-3-4-1
单位制冷量：1kg制冷剂在蒸发器中吸收被冷却介质的热量。
逆卡诺循环既可制冷，又可供热。
实际制冷循环，工质在流动或状态变化过程中，因摩擦、扰动及内部不平衡等因素而引起一定的损失，在换热器中，因存在传热温差而引起传热损失。
可用热力完善度来衡量其不可逆程度。
T L的变化比T H的变化对制冷系数的影响更大。指出了提高制冷系数的方法。
如何实现逆卡诺循环，关键是两个等温过程，而只有液体的定压蒸发吸热过程和蒸汽的定压凝结放热过程是等温过程，故湿蒸汽区域内进行有可能易于实现逆卡诺循环。
第二节蒸气压缩式制冷装置的工作原理-.ppt
11-2-2-1 冷凝温度tk变化的影响 (2)
• 另一方面，由于单位压缩功增大
– 即w0’>w0，而v1没有变化 – 所以Wv和轴功率P都将增大，装置制冷系数也会
降低 – 反之，当tk降低时，则情况相反
2021/1/3
11-2-1-2单级压缩制冷热力计算(1)
• 热力计算：
– (1)单位制冷量
q。＝ hl—h5 kJ／kg
如吸气管中吸热可忽略不计，则5-1 过程全在蒸发器中进行
– (2)单位容积制冷量
qv = q0/vl kJ／kg
– (3)等熵压缩单位理论功
wi = h2 - h1 kJ／kg
• 循环过冷度增加
– 过冷温度由t4降到t4’, – Q0则会因q0增加而增加 – 压缩机轴功率不变，ε提高 – 装置过冷度为3～5℃
• 液管压降不宜超过40～ 70kPa
• 过程线4---1
– 等压气化过程 – 制冷剂吸取热量不断气化 – 向干度增大方向，直到过热蒸气
• 由热力状态图和表
– 可确定循环中的各点参数
2021/1/3
11-2-1-2单级蒸气压缩制冷的实 际循环及热力计算
• 实际循环
– 压缩过程是熵值增加的 多变过程
– 节流过程有吸热，焓值 也略有增加
– 制冷剂在管道、热交换 器和压缩机中流动时存 在阻力损失和热交换
– 对应于蒸发压力的饱和温度
蒸发压力
– 由蒸发器产气量和压缩机吸气量间的质量平衡决定
• 如库温降低，蒸发器传热不良，则蒸发量减少，p0就降低
冷凝温度
蒸气压缩式制冷的工作原理是什么？-工程
蒸气压缩式制冷的工作原理是什么？-工程
蒸气压缩式制冷的工作原理是什么?
蒸气压缩式制冷的工作原理是使制冷剂在压缩机、冷凝器、节流膨胀阀和蒸发器等主要的热力设备中来完成四个热力过程:即制冷剂的压缩、蒸发吸热、节流膨胀和冷凝放热(见图5---10)，。
5---10
当压缩机工作时，对进入压缩机的制冷剂气休进行压缩。
将低压气态的制冷剂压缩成为高压气态，
工程
《蒸气压缩式制冷的工作原理是什么?》(https://www.)。
此时气体因被压缩而温度升高，进入冷凝器内对压缩机排出的高温高压气态制冷剂进行冷却，使其放热。
在一定的温度和压力下，气态制冷剂即可成为高压液态制冷剂，放出的热量可转移给冷却物质(一般为水或空气)。
高压液态制冷剂再进入节流膨胀阀进行节流膨胀，压力降低以保证冷凝器与蒸发器之间的压差，便于节流后的低压液态制冷剂在要求的低压下进人蒸发器。
低压液体从周围介质吸收热量后蒸发为气体，而这周围介质可以是空气、水或其他物质。
制冷剂蒸发吸热，呈低压气态后再进入压缩机内进行压缩，从而完成了一个制冷循环，如此连续进行不断的循环而达到制冷的目的。
以上只是压缩制冷的工作原理，而实际上的制冷设备还需其他的辅助设备，如油分离器、气体分离器、贮液罐、千燥过滤器等来保证制冷循环的正常工作。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
11-2-1单级蒸气压缩式制冷循环
制冷循环分析和计算，常用压焓图和温熵图，其中压焓 图使用广泛。
船用压缩式制冷装置大都使用中、高温制冷剂，
高温制冷剂 标准沸点t。>0℃的制冷剂； 中温制冷剂 0℃>t。>一70℃者； 低温制冷剂 t。<一70℃者属于低温制冷剂。
如氨、氟利昂12、氟利昂22等，并多采用单级压缩。 下面就借助于压焓图来研究单级压缩制冷循环
式中： wv = w0 /v1 ——压缩机单位容积压缩功
压缩将 位 率 wv机为 容 η均和在定 积随单转值制工位速，冷况容n从量温和积式q度工压v而看条作缩变出件缸功。，而数w而压v变不有轴缩变关功机情。率的况事PQ下则实0随：与上输理λλ气、、论系压Q吸数缩0气、λ机量和总ηV单和效T
山东交通学院 吴硕
h
25
11-2-p2-1-2蒸发温度t0变化(降低)的影响
54
tk
3
2 2´
6
6’
t´t00
1 1´
w0
w’0
单位压缩功w0
制冷剂质量流量G
P
p / p 3 k 0
时，P最大 山下东交页通解学院释吴硕
h
PT
Q0
t 温度降低 26
0
11-2-2-1-2蒸发温度t0变化(降低)的影响
问题：下列( )会使蒸发温度t0降低。
q0 q´
0
q0
Q0
过冷度 P 不变
山东交通学院 吴硕
h
31
11-2-2-1-3过冷度和过热度的影响
p
(3)其他条件不变，供液过冷度、吸气过热度的影响
4´ 4
pk
3
2 2´
5´ 5 过热度 q0
w0
p0 1 1´
q0 q´
0
q0
w ? 0 山东交通学院 吴硕
w0
h
w´0
R12
R22 不变(略降)
18
11-2-2-1-1 冷凝温度tk变化(升高)的影响
(1)其他条件不变，冷凝温度tk变化(升高)的影响
p
5´4´
5 4
t´k 3´
tk
3
2´
2
6 6´ t0
1
h
冷凝温度tk时：1-2-3-4-5-6-1 冷凝温度升高为t´k时：1-2´-3´-4´-5´-6´-1
山东交通学院 吴硕
19
11-2-2-1-1 冷凝温度tk变化(升高)的影响
山东交通学院 吴硕
6
11-2-1-1单级蒸气压缩式制冷的理论循环
过程线3—4
冷剂通过膨胀阀的节流过程
压力由pk降到po，温度由tk降到 t0，并进入两相区
节流前后制冷剂焓值不变
过程线4---1
等压气化过程
制冷剂吸取热量不断气化
向干度增大方向，直到过热蒸 气
由热力状态图和表
可确定循环中的各点参山数东交通学院 吴硕
问题：在回热器中，为什么液态冷剂能向气态冷 剂放热？ 液态冷剂流过回热器时：压力
温度 焓值 过冷度
气态冷剂流过回热器时：压力
27
11-2-2-1-2蒸发温度t0变化(降低)的影响
空
山东交通学院 吴硕
28
11-2-2-1-3过冷度和过热度的影响
(3)其他条件不变，供液过冷度、吸气过热度的影响
冷凝器
2’ 4
1’
回热器
4’
1
膨胀阀
5’
蒸发器山东交通学院 吴硕
29
11-2-2-1-3过冷度和过热度的影响
(3)其他条件不变，供液过冷度、吸气过热度的影响 p
4´ 4
pk
3
2 2´
5´ 5 p0 1 1´
h
无过冷过热时：1-2-3-4-5-1
有过冷过热时：1´-2´山东-交2通-学3院-吴4硕-4´-5´-5-1-1´
30
11-2-2-1-3过冷度和过热度的影响
p
(3)其他条件不变，供液过冷度、吸气过热度的影响
4´ 4
pk
3
2 2´
5´ 5 p0 1 1´
G = Q0／q0 = Q0／(h1一h5) kg/s (6)压缩机容积流量(按吸气状
态容积计算) Vs = G ·v1= Q0 ·v1/q0 =
Q0/qv (7)压缩机的理论流量
4 e
f
mVT3/=s Vs/λ = Q0/(λ ·qv)
5
(8)压缩机的理论功率
PT＝G ·w0 kW
山东交通学院 吴硕
c 3
2
g 1
ab
h
14
11-2-1-2单级蒸气压缩制冷的 实际循环及热力计算
(9)压缩机的指示功率
pi = G ·wi
= G ·w0/ηi=PT/ ηi kW
(10)压缩机的轴功率
p = pi/ ηm = pT/(ηm ηi ) = pT/η
(11)单位轴功率制冷量
Ke=Q0/p=ε · η
(12)冷凝器的热负荷
7
11-2-1-2单级蒸气压缩制冷的 实际循环及热力计算
实际循环
压缩过程是熵值增加 的多变过程
节流过程有吸热，焓 值也略有增加
制冷剂在管道、热交 换器和压缩机中流动 时存在阻力损失和热 交换
山东交通学院 吴硕
8
11-2-1-2单级蒸气压缩制冷的 实际循环及热力计算
g-1:蒸发器后到压缩机吸口 p
山东交通学院 吴硕
2
补充内容
焓
焓是系统的状态参数，具有能量的意义。
熵
若在一可逆的微小状态变化过程中，1kg工质与外界交 换的热量为δq，工质的温度为 T，则工质熵的微小变 化量ds定义为： ds= δq/ T
山东交通学院 吴硕
3
补充内容
t2
lgP
t1 T1>t2
等温线
X=0
临界点
X=1
S1<S2
b-c压缩机多变压缩过程
c-2压缩机排气通道和排气阀阻力损 失的过程
2-e排气管、冷却、冷凝管、和液管 流动阻力的换热过程
e-f膨胀阀中从外界吸热的节流过程
f-g蒸发器中和吸气管中流阻损失的 汽化过程
p
e f
山东交通学院 吴硕
c
2
g 1
ab
h
11
11-2-1-2单级蒸气压缩制冷的 实际循环及热力计算
山东交通学院 吴硕
16
11-2-2 单级制冷压缩机工况和特性
制冷压缩机工况：
指决定其理论循环的温度条件：主要指蒸发温度、吸气温度、冷 凝温度、膨胀阀前过冷度。
蒸发温度
对应于蒸发压力的饱和温度
蒸发压力
由蒸发器产气量和压缩机吸气量间的质量衡决定
如库温降低，蒸发器传热不良，则蒸发量减少，p0就降低
冷凝温度
s1 s2
等熵线
过
干度线
冷
液
比容线
体
区
饱和蒸气线
过
等压线
热 等温线
湿蒸气区
干
蒸
汽
区
压焓图
山东交通学院 吴硕
h
4
11-2-1-1单级蒸气压缩式制冷的理论循环
1、理论循环假设；
(1)压缩过程不存在换热和流阻等不 可逆损失
等熵过程
(2)制冷剂流过热交换器和管路时没 有阻力损失
等压过程
(3)制冷系统中除热交换器外，与外 界无任何热交换，流过膨胀阀时 未作功，又无热交换
5´4´
5 4
t´k 3´
tk
3
2´
2
6 6´
单位压缩功w0
吸气比容v1 不变
t0 1
w0
h
w0 ‘
wv 制冷系数 q 0
P
山东交通学院 吴硕
w0
21
11-2-2-1-1 冷凝温度tk变化(升高)的影响
问题：下列( )会使冷凝温度tk增高。
A. 冷却水流量减少
B. 空气进入系统 C. 制冷装置工作时间长 D. 冷凝器换热面脏污 E. 冷却水温度降低
Qk=Qo+pi
kW
p
4 e
f 5
山东交通学院 吴硕
c 3
2
g 1
ab
h
15
11-2-1-2单级蒸气压缩制冷的实际循环及热力计算
问题：制冷剂由高压变为低压以(膨胀1 阀 )为分界 点。冷剂流经膨胀阀(比2焓)相等，冷剂由( 过3冷 ) 液体变成( 湿4 )蒸气。冷剂在蒸发器进口是 (湿蒸5 气)、出口是(过热6蒸气)。冷剂在蒸发器中 完全气化前是( 降7 )压( 降8 )温过程、干度( 9 ) 。 冷增剂加在压缩机吸气管中吸热流动过热度( 10 ) 、 压力增( 加11 ) ，冷剂降在低压缩机进口是( 12 )蒸气、 出过口热是( 13 )蒸气；冷过剂热在液管中流动一般是 ( 14 )压( 15 )温降过程。 升
qv = q0/vl kJ／kg
(3)等熵压缩单位理论功
wi = h2 - h1 kJ／kg
(4)理论制冷系数
ε = q0/w0 = h1-h5 / h2-h1
p
4 e
f 5
山东交通学院 吴硕
c 3
2
g 1
ab
h
13
11-2-1-2单级蒸气压缩制冷的 实际循环及热力计算
热力计算： p
(5)制冷剂的质量流量
等焓过程
山东交通学院 吴硕
5
11-2-1-1单级蒸气压缩式制冷的理论循环
2、理论循环在压焓图上的表示
过程线1—2
等熵压缩过程
压力由p0提高到pk 压缩机对制冷剂作功