制冷循环系统的结构图
制冷循环原理与装置-PPT文档资料
可将冷热端互换
体积和功率都可做得很小
制 冷 空 调 系 统 原 理 与 装 置
半导体制冷的用途
方便的可逆操作
可做成家用冰箱，或小型低温冰箱 可制成低温医疗器具
可对仪器进行冷却
可做成零点仪
制 冷 空 调 系 统 原 理 与 装 置
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
学习任务3、吸附式制冷循环
制 冷 空 调 系 统 原 理 与 装 置
温差电现象
半导体材料内部结构的特点，决定 了它产生的温差电现象比其他金属要 显著得多，所以热电制冷都采用半导 体材料，亦称半导体制冷
制 冷 空 调 系 统 原 理 与 装 置
当电偶通以直流电流时，P型半导体内
载流子(空穴)和N型半导体内载流子 (电子)在外电场作用下产生运动，并在 金属片与半导体接头处发生能量的传 递及转换。
a1—低温部分压缩机 a2—高温部分低压级压缩机 a3—高温部分高压级压缩机 b—冷凝器 c1、c2、c3—节流阀 d—蒸发器 d12 —冷凝-蒸发器 e1—低温部分气-液热交换器 e2—高温部分气-液热交换器 f—高温部分中间冷却器
制 冷 空 调 系 统 原 理 与 装 置
高温部分为两级压缩循环、低温部分为 单级压缩循环组成的复叠式制冷循环lgp-h图
制 冷 空 调 系 统 原 理 与 装 置
制 冷 空 调 系 统 原 理 与 装 置
由两个单级系统组成的复叠式制冷机
a) 制冷循环系统
b) T-s图
制 冷 空 调 系 统 原 理 与 装 置
由两个单级系统组成的复叠式制冷机模拟
制 冷 空 调 系 统 原 理 与 装 置
高温部分为两级压缩循环、低温部分为 单级压缩循环的复叠式制冷循环系统原理图
第三章 制冷
(Tk - T0)↓,ε ↑ → 但Tk ↓受环境条件限制；T0 ↑不利于传热。
二、制冷循环工作参数的确定
1、蒸发温度（T0）：随制冷剂的不同而不同。
空气载冷: T0比冷库空气温度低8～12℃; 盐水载冷: T0比盐水温度低4～6℃。 2、冷凝温度（Tk）：由冷凝器型式、冷凝介质的温度决定。 水冷却: Tk=t+(4～5℃)
例2、在氨蒸气压缩制冷循环中，蒸发温度和冷凝温 度分别为-20℃和20℃，制冷量为20冷吨(日
本)。氨在冷凝器中的放热速率为100kJ/s，氨
回热循环：将蒸发器产生的低温低压蒸汽与节流 前的液体工质进行热交换。
1、既可减轻或消除吸汽管道中的有害过热，又能使液 态制冷剂过冷。 2、制冷剂过冷，将增加循环的制冷量△ q0 ，但功耗 也增大△W，其制冷系数是否提高，视具体操作条 件和制冷剂种类而异。 3、当Tk=30℃，T0在普通制冷温度范围内时，对F-12 采用回热循环是有利的；对于氨是不利的；F-22 介于两者之间，即制冷无大的变化。
233 Tk 273 T2 273 T0 299 Tk 273 T0 273 Tk
预热 系数 排气 温度 冷凝 温度
立式： b=0.001 温度℃
立式压缩机：
ηm — 机械效率。指示功率Ni与轴功率Nz之比。机械摩擦损失。
m
Ni Nz
m 0.8 ~ 0.95
ηD — 传动效率。轴功率Nz与实际功率N之比。传动机构的完 善程度。 传动效率ηD 的取值：
(t为冷凝器排水温度，进出水的温差取2～3℃)
空气冷却: Tk=t’+(8～12℃) (t’为冷凝器排气温度) (立、卧式、淋激式冷凝器）
3、压缩机的吸汽温度（T1）：为控制过热点温度。 低压蒸汽过热有害，使压缩机功耗↑，可通过控制冷凝温 度，回收一部分过热能量。 吸汽温度取决于回汽的 过热度 。若不考虑回汽 的过热,则T1≈T0,实际上, 自蒸发器的低压蒸汽进 压缩机前将在吸汽管中 吸收周围空气的热量,温 度升高,比容增大,叫蒸汽 过热。
空调器制冷系统原理及常见故障图文解析（简单易懂值得收藏）
空调器制冷系统原理及常见故障图⽂解析（简单易懂值得收藏）空调器的制冷制热基本原理空调器的制冷零部件介绍制冷系统常见故障分析制冷系统案例分析与讨论家⽤空调⽅案设计及常⽤专业术语空调器的制冷制热基本原理⼏个重要概念：焓：⽤于流体，指特定温度作为起点时物质所含的热量。
1标准⼤⽓压，0℃的焓值为0.焓随流体的状态、温度和压⼒等参数变化，当对流体加热或加给外功时，焓就增⼤；反之，流体被冷却或蒸汽膨胀向外作功，焓就减少。
熵：是⼀个导出的热⼒状态参数，当制冷剂吸收热量时，熵值必须增加，反之放热时，熵值减少；熵值的变化，可以判断制冷剂与外界之间热流的变化。
节流：指流体通过狭⼩截⾯时压⼒降低，不作外功，⽽且节流前后⼀定距离处的速度不变的过程。
如果制冷剂通过的电⼦膨胀阀，由于冷媒流速较⼤，通过阀门截⾯的时间短，冷媒基本来不及与外界进⾏热交换，这种情况当作绝热节流处理。
临界状态：在饱和状态中，液态和⽓态两相共存。
但当饱和温度继续升⾼，到达某⼀温度时，物质的液相和⽓相的区别就会消失，这时液相不再存在，此时对应状态点为临界点。
显热和潜热：显热是指物体被加热或冷却时只有温度变化⽽⽆相变（或形态变化）时所得到或放出的热量；潜热是指物体相变⽽温度不变时吸收或放出的热量。
空调器的制冷循环流程进⾏制冷运⾏时，来⾃室内机蒸发器的低压低温制冷剂⽓体被压缩机吸⼊压缩成⾼压⾼温⽓体，排⼊室外机冷凝器，通过轴流风扇的作⽤，与室外的空⽓进⾏热交换⽽成为中温⾼压的制冷剂液体，经过⽑细管的节流降压、降温后进⼊蒸发器，在室内机的风扇作⽤下，与室内需调节的空⽓进⾏热交换⽽成为低压低温的制冷剂⽓体，如此周⽽复始地循环⽽达到制冷的⽬的。
空调器的⼯作原理流程图(制冷)单级压缩蒸⽓制冷循环空调器的制热循环当进⾏制热运⾏时，电磁四通换向阀动作，使制冷剂按照制冷过程的逆过程进⾏循环。
制冷剂在室内机换热器中放出热量，在室外机换热器中吸收热量，进⾏热泵制热循环，从⽽达到制热的⽬的。
制冷循环原理
制冷循环原理3.1 蒸气压缩式制冷原理如果制冷工质的状态变化跨越液、气两态，则制冷循环称为蒸气压缩制冷循环。
蒸气压缩制冷装置是目前使用最广泛的一种制冷装置，绝大多数家用冰箱、空调机、冷柜等都是采用蒸气压缩式制冷。
3.1.1 单级蒸气压缩制冷循环分析家用冰箱、空调机、冷柜等制冷装置的功能、结构形式、整体布局虽然不同，其主要部件都包括压缩机、冷凝器、膨胀阀（或称节流阀）和蒸发器四部分。
通过简化如图3-1所示。
图3-1是蒸气压缩制冷装置制冷循环示意图。
其工作循环如下：经过膨胀阀（毛细管）绝热节流，降压降温至状态4的湿蒸气进入蒸发器（冷库），进行定压蒸发吸热，离开蒸发器时已成为干饱和蒸气；从蒸发器出来的状态1的干饱和蒸气被吸入压缩机进行压缩，升压、升温至过热蒸气状态2；进入冷凝器，进行定压放热，凝结为液体3；从冷凝器出来的液体经过膨胀阀（毛细管）节流降压至湿蒸气状态4进入蒸发器（冷库），从而完成了一个循环4-1-2-3-4。
蒸气压缩式制冷循环可概括为四个过程。
①蒸发过程4-1 低温低压的液体制冷剂从冷库中以汽化潜热方式吸收被冷却物热量后，变成低温低压的制冷剂蒸气。
②压缩过程1-2 为了维持一定的蒸发温度，制冷剂蒸气必须不断地从蒸发器引出，从蒸发器出来的制冷剂蒸气被压缩机吸入并被压缩成高压气体，且由于在压缩过程中，压缩机要消耗一定的机械功，机械能又在此过程中转换为热能，所以制冷剂蒸气的温度有所升高，制冷剂蒸气呈过热状态。
③冷凝过程2-3从制冷压缩机排出的高温高压过热的制冷剂蒸气，进入冷凝器后受到冷却物（如冷却水、空气等）的冷却而变为液体。
④节流过程3-4从冷凝器出来的制冷剂液体经过降压设备（如节流阀、膨胀阀等）减压到蒸发压力。
节流后的制冷剂温度也下降到蒸发温度，并产生部分闪蒸气体。
节流后的气液混合物进入蒸发器进行蒸发过程。
上述四个过程依次不断进行循环，从而达到连续制冷的目的。
3.1.2单级压缩式制冷循环在压-焓图上的表示单级压缩式制冷循环主要由压缩机、冷凝器、节流装置和蒸发器四大件所组成，这四大件由管道连接起来，便构成了一个最简单的制冷系统（如图3-1所示）。
空调通风制冷系统循环基本示意图课件
新风系统
新风系统负责向室内提供新鲜空气，以保持室内空气的新 鲜度和质量。
新风系统包括新风口、新风管道和排风机等部件。通过排 风机将室外新鲜空气引入室内，与回风进行混合，以满足 室内空气品质的要求。
空气过滤与净化
空气过滤与净化系统负责对进入室内的空气进行过滤和净化，去除空气中的尘埃 、细菌等污染物。
。
易于维护
系统设计应便于日常维护和保 养，降低维护成本。
节能减排技术应用
变频技术
通过变频器调节压缩机转速， 实现制冷量的无级调节，提高
系统能效。
热回收技术
利用排气的热量回收用于加热 生活用水或室内空气，减少能 源浪费。
智能控制技术
采用智能控制系统，根据室内 外温湿度和运行工况自动调节 系统参数，实现节能运行。
空调通风制冷系统循环 基本示意图课件
目 录
• 空调通风制冷系统概述 • 空调通风系统 • 制冷循环系统 • 空调通风制冷系统的维护与保养 • 空调通风制冷系统的设计与优化
空调通风制冷系统
01
概述
系统组成与功能
01
02
03
制冷系统
主要负责吸收和转移热量 ，通过制冷剂循环实现室 内温度的降低。
通风系统
常见故障及排除方法
制冷效果不佳
检查制冷剂是否充足，冷凝器是 否清洁，以及空调通风口是否畅
通。
噪音过大
检查空调通风制冷系统的各个部件 是否有松动或损坏，及时修复或更 换。
电气故障
检查电气线路和元件是否有故障， 及时修复或更换。
系统性能检测与调整
性能检测
定期对空调通风制冷系统进行性 能检测，包括制冷效果、噪音、 耗电量等指标的检测。
调整与优化
学习_第七章铁道车辆制冷系统
B22型铁路机械冷藏车
57
58
59
60
(5)蓝鲸型铁路机械冷藏车制冷系统 蓝鲸系列LFT98NR型和LFT98型铁路车
用制冷机组为新型的机械冷藏车制冷系统 。
B18 是 我 国 铁 路 机 械 冷 藏 车 的 代 表 ， 以 10
辆车固定编组，其中1辆为机械发电车兼乘务员
生活车；另有9辆为货物车，货物车的制冷装置
设在每辆车的两端，冷风机部分向两端插入车
体内部，向车内吹送冷风，实现车箱内的降温
。制冷机组车外部分有外罩，外罩两侧面有冷
凝器风机进、排风百叶窗，其端面还设有新风
1
一、分类
按运载对象不同分： 客车空气调节装置的制冷系 统 机械冷藏车制冷系统
按制冷剂冷却车内空气的方式不同分：
直接冷却式：独立设置
间接冷却式：增设中间冷媒系 统
2
二、特1、点直冷式：换热效率高，降温速度快， 设备较简单、紧凑，管理方便，易于实现 操作和运转自动化。
2、间冷式：制冷量损失大，结构复杂； 技术经济性差。不宜发展。用于多节式冷 藏车。
22
（4）室室内内换换热热器器(为蒸铜发管器套) 铝肋片的直接蒸 发式空气冷却器，一个蒸发器分用于两个 制冷循环回路。低温、低压的气液混合制 冷剂在蒸发器内蒸发，当车内循环空气和 新鲜空气混合后，通过蒸发器时进行热交 换。这时，空气的热量被蒸发器内的制冷 剂吸收，温度降低。
23
（5）室室外外换换热热器器(为冷风凝冷器冷) 凝器，其结构型 式与蒸发器相同。高温、高压的制冷剂气 体，通过冷凝器时，在外界空气的强制冷 却下，变成高温(约50℃)、高压的制冷剂 液体。
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（7）毛细管(或膨胀阀) 为一组内径极小的细长铜管，当高压
中央空调原理图示
水的物理性质
制冷原因
空调机的循环系统
空调主机循环体统
蒸发器
冷却水系统
膨胀阀/泵
冷凝器
压缩机
水处理设备的安装部位
冷却水/热媒水系统
冷却塔
总结
房间的热量被空调冷冻水带走，房间的温度降低
开春的时候，建筑物发汗、空气潮湿；就是建筑物、地面附近带走了空气的热量。室内温度迟迟提不起来。
水的物理性质
制冷原因
中央空调膨胀泵/阀
水的物理性质
制冷原因
空调机的循环系统
空调主机循环体统
蒸发器
冷却水系统
膨胀阀/泵
冷凝器
压缩机
水处理设备的安装部位
冷却水/热媒水系统
冷却塔
总结
中央空调蒸发器
在此处，蒸发器同样也可以是一个水系统的热交换系统，让冷冻水/热媒水，将能量带走。
水的物理性质
制冷原因
空调机的循环系统
空调主机循环体统
水的物理性质
制冷原因
空调机的循环系统
空调主机循环体统
蒸发器
冷却水系统
膨胀阀/泵
冷凝器
压缩机
水处理设备的安装部位
冷冻水/热媒水系统
冷却塔
总结
中央空调冷冻水/热媒水系统
注意这个蒸发器/冷凝器。制冷时，他就是冷凝器。制热时，它是蒸发器。 在制冷与制热时，四通阀发挥作用，制冷剂的流向发生了改变。
空调通风制冷系统循环基本示意图.
塘朗检修技术组 许然平
空调系统循环原理
• 制冷剂在制冷回路中循环流动，并且不断 地与外界发生能量交换，即不断地从被冷 却对象中吸取热量，向环境介质排放热量。 一、制冷剂循环原理 二、空气循环原理
一、制冷剂循环原理
• 压缩 • 来自蒸发器的低温低压制冷剂气体被压缩机吸 入，被压缩机压缩成高温高压的制冷剂气体。 • 冷凝 • 从压缩机排出的高温高压制冷剂气体经排气管 路流入冷凝器。在冷凝器中，由于制冷剂温度 高于环境温度，制冷剂的热量由冷凝风带走， 冷凝风吸热后由两个冷凝风机排入大气。同时， 高温高压的制冷剂气体放热后在冷凝器中冷凝 成中温高压的制冷剂液体。
循环四部曲示意图
压缩 压缩机 （动力源） 蒸 发 蒸发器 （热量交换）
冷凝器 （热量交换）
冷 凝 膨胀阀 干燥过滤器 视液镜
节流
制冷剂状态变化四部曲
压缩机 气 体 气液混合 蒸发器 膨胀阀 气体 冷凝器 液 体
制冷剂温度压力变化四部曲
高温高压 压缩机 低 温 低压 蒸发器 冷凝器 中 温 高 压 膨胀阀
低温低压
二、空气循环原理
• 机组空气循环实物图（包括热风、冷风）
• 新风从机组侧边的四个新风口进入空调机 组，与从来自客室来的回风相混合。回风 通过蒸发腔底部的回风口进入空调机组。 在制冷模式下，混合空气（由来自客室的 回风和从外界环境吸入的新风混合而来） 被送风机吸入，首先经过混合风滤网除尘， 再经过蒸发器盘管冷却除湿，空气处理后 的混合空气经过送风机送入车顶风道系统， 通过风道输送到乘客车厢。
冷风循环示意图（结合机组部件）
外界
新风过滤网
新风门
混合风过滤网
回风门
客室
送风机
空调通风制冷系统循环基本示意图.ppt
发
凝
Copyright 2节0流19-2019 Aspos视e液P镜ty Ltd.
蒸发器 （热量交换）
膨胀阀
制冷剂状态变化四部曲
压缩机
气体
冷凝器
ted with A气 体spose.SlEidveaslufaotrio.NnEoTnl3液体y..5 Client Profile 5.2 Cop蒸y发ri器ght 201气9液-混2合019 A膨s胀p阀ose Pty Ltd.
Copyright 2019-2019 Aspose Pty Ltd.
制冷剂温度压力变化四部曲
高温高压
压缩机
冷凝器
ted withCAo低 温 低 压sppyorisgeh.tS2lEi0dv1e低a9s温lu-低f2ao压0tri1o.N9nEAoTsnpl3中温高压yo..s5eCPliteynLt tPdr.ofile 5.2
蒸发器
膨胀阀
二、空气循环原理
• 机组空气循环实物图（包括热风、冷风）
ted •wi入th，冷As被凝p压os缩e.机SlE压idve缩asl成ufao高trio.温NnE高oTn压l3y的..5制C冷lie剂nt气P体ro。file 5.2 • 从路C压流o缩入py机冷rig排凝h出器t 2的。01高在9温冷-2高凝01压器9 制中As冷，po剂由se气 于P体制ty经冷L排剂td气温. 管度
ted wi却th对As象po中se吸.S取lid热e量s f，or向.N环ET境3介.5质C排lie放nt热Pr量of。ile 5.2 Copyright 2019-2019 Aspose Pty Ltd.
一、制冷剂循环原理 二、空气循环原理
一、制冷剂循环原理
制冷技术第四章 吸收式制冷循环
10-5.swf
机组特征
制 冷 原 理 与 装 置
单效制冷机使用能源广泛， 可以采用各种工业余热， 废热，也可以采用地热、 太阳能等作为驱动热源， 在能源的综合利用和梯级 利用方面有着显著的优势。 而且具有负荷及热源自动 跟踪功能，确保机组处于 最佳运行状态。 单效制冷机的驱动热源为 低品位热源，其COP在 0.65-0.7. 如果业主具备 高品位的热源，应选择远 大直燃机或蒸汽双效制冷 机，其COP在1.31以上。
2
MLiBr /MH O MLiBr 100%
2、溶液的摩尔分数
制 冷 原 理 与 装 置
溶液中某一组分的摩尔分数为
i Ni /N1 N2 Nn 100%
ni M i / M
双组分的吸收式制冷工质对是一种二元溶 液，其摩尔分数 是以溶液中溶质的摩尔百 分数表示的。 溴化锂溶液的摩尔分数为
a qmf (qmf qmd ) r a
令 qmf qmd qmf qmd ( qmf qmd 1) r
a，则
a
r a
r
循环倍率a: 表示发生器中每产生1kg水蒸气需要 的溴化锂稀溶液的循环量 放气范围： ξ r- ξ a
三、双级与双效溴化锂吸收式循环
制 冷 原 理 与 装 置
NLiBr /( NH O NLiBr ) 100%
2
3.
制 冷 原 理 与 装 置
溶液的相平衡
(1)气液相平衡
双组分的吸收式制冷工质对气液相平 衡状态方程式为
F p, T , 0
（2）溶液的p—t图
制 冷 原 理 与 装 置
溴化锂溶液的p—t图，图中标出等质量 分数线簇，左侧的 0 线代表水的特 性，并标出了水的饱和温度 t’。
制冷技术-制冷原理-冷库-PPT
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二、冷库冷负荷确定
1.冷库制冷量的冷间冷却设备负荷应按下式计算：
Qq＝Q1＋PQ2＋Q3十Q4＋Q5 式中： Qq一冷间冷却设备负荷（千卡／小时）： Q1一围护结构传热量（千卡／小时）； Q2一货物热量（千卡／小时）； Q3一通风换气热量（千卡／小时）； Q4一电动机运转热量（千卡／小时）； Q5一操作热量（千卡／小时）； P一负荷系数（千卡／小时） 冷库冷却间和冻结间的负荷系数P应取1.3，其它冷间取1。 。
16
17
组合式冷库的库门锁紧机构
制冷设备周围的环境要求 ①制冷压缩机高度方向应有不小于1.5m的净空，前后应有不小于 0.6m～1.5m的净空，左右方向靠墙一端应有不小于0.6m的净空， 另一端应有不小于0.9m～1.2m的净空。 ②周围环境温度应不低于10℃。 ③机组安装在室外时，必须有防风、防雨、防晒设施，必须有防 蚀和保证电绝缘的措施。 ④应与高温热源、易燃易爆品或易爆容器相隔离。 ⑤机器应防震、隔音。
7
大家应该也有点累了，稍作休息
大家有疑问的，可以询问和交流
8
二、冷库的制冷循环
（1）冷库的制冷循环系统的组成
9
（2）制冷剂在冷库系统中循环方框图
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三、中小型冷库的构造 1.固定式冷库
冷库的基础
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冷库的墙体
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冷库顶遮阳棚与围栅
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冷库的库门
14
2.组合式冷库 组合式冷库的基础
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②氨液在蒸发排管内被迫流动，且循环量大，传热效果好， 不易积油，不产生过热，蒸发温度稳定，不易击缸。
③操作简单，便于集中控制实现系统的自动化。 其缺点是设备费用动力消耗较高，大中型冷藏库采用这 种供液方式。
6空调制冷的管道系统
• 4.除污器 • 为了保证进入冷水机组及进入空调机组的冷冻水，不致因管 道内残存的污物、泥沙阻塞冷水机组或空调机组的管束及盘 管，需在进入机组前安装除污或过滤器。
• 冷却水循环系统是为冷水机组的冷凝器提供一定温度冷却水的 系统。其主要由冷却装置、冷却水循环水泵、循环水池(箱)、 水处理设备及连接管道组成。除冷却装置设置在室外，其他设 置在泵房内。 • 在压缩式冷水机组中的冷凝器，冷凝放热，其热量被冷却水吸 收，为了保证机组的制冷量要求，冷却水用量很大，在实际使 用中不可能提供大量的水资源，为了不使吸热后的冷却水白白 地排掉，必须采用设备将冷却水收集后，经降温，达到冷凝器 需要冷却水的温度时，再进行冷却工作。这样处理又会造成初 投资额费用增加，所以合理地选择冷却水的冷却方案，需因地 制宜，既需保证冷水机组正常运行又应考虑初投资及运行费用。
图4.35 圆形冷却塔构造示意图 1.冷却塔外壳；2.电机；3.轴流风机； 4.喷水管及喷嘴；5.填料； 6.进风网；7.接水槽
• 冷却塔可有圆形及矩形两种类型，对工业区需大量的冷却水 量时，则采用现浇框架混凝土的凉水塔，可根据冷却水流量 组合成多间凉水塔，其组成与成品冷却塔基本相同。 • 冷却塔在屋面安装时，需在未施工防水层之前做好塔基础， 避免破坏防水层，进出口的管道应设置支墩或支架，冷却塔 的补水管在冬季停运期应考虑泄水防冻措施。 • 2.冷却水循环水泵 • 冷却循环泵主要是使冷凝器所需冷却水，通过冷却塔降温而 循环的动力设备，一般采用离心式水泵，并联安装。 • 3.除污器 • 主要是保证系统管道内水的清洁度，避免阻塞冷凝器内的换 热管束。
空调制冷的管道系统
4.6.1 冷冻水循环系统 • 冷冻水循环系统主要由循环水泵、集水器、分水器、膨胀水箱、 除污器及其连接管道所组成。 • 冷冻水泵、集水器、分水器一般与冷水机组同设置在一机房内， 称冷冻水泵房或冷冻站。 • 1.冷冻水循环水泵及其作用 • 冷冻水循环水泵主要是在空调系统中完成冷冻水经空调设备将 冷量交换出去，冷冻水吸热升温后，将其送至冷水机组再冷却 的动力循环过程。冷冻水在全部空调系统中的循环动力就是冷 冻水循环泵。 • 冷冻水循环泵一般采用离心水泵，根据循环水量选择多台水泵 并联，为了便于运转及调节系统中的负荷变化，可采用每台冷 水机组设置独立的循环水泵。水泵宜设减振装置，水泵进出口 设金属或橡胶软接头以减少管道振动，水泵应设有备用泵。
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？
汽车空调制冷系统原理结构及部件检修
第3章汽车空调制冷系统原理、结构及部件检修第一节汽车空调制冷系统工作原理教学内容:汽车空调制冷系统工作原理1.汽车空调制冷系统的组成2.汽车空调制冷系统工作原理3.制冷系统的分类教学重点:制冷系统的组成和工作原理。
教学难点：制冷系统的工作原理。
教学目标：要掌握制冷系统的组成及各部件的作用。
了解制冷系统的分类，深刻理解循环离合器控制系统、蒸发器压力控制系统的工作原理。
教学过程：一：复习冷凝与蒸发制冷剂二：知识内容（一）：汽车空调制冷系统的组成制冷系统由压缩机、冷凝器、干燥过滤器、膨胀阀、蒸发器、鼓风机、风扇、管道、制冷剂等组成。
上图为空调制冷系统循环部分的组成1—压缩机 2—冷凝器 3—低压开关 4—储液干燥罐 5—高压开关6—蒸发器 7—热控开关 8—膨胀阀上图制冷系统的结构（二）：汽车空调制冷系统工作原理从上图清晰的看出各部件的作用和制冷剂的循环状态。
工作原理压缩机运转时，将蒸发器内产生的低压低温蒸气吸入气缸，经过压缩后，使蒸气的压力和温度(约70℃~80℃,1500kPa)增高后排入冷凝器。
在冷凝器中，高温高压的制冷剂气体与外面的空气进行热交换，放出热量使制冷剂冷凝成高压液体(约50℃~60℃，1500kPa)，然后流入干燥储液器，并经过过滤干燥后流出。
经过膨胀阀的节流作用，制冷剂以低压的气液混合状态进人蒸发器。
在蒸发器里，低压制冷剂液体沸腾汽化，吸取车厢内空气的热量，然后又进人压缩机进行下一轮循环。
这样，制冷剂便在封闭的系统内经过压缩、冷凝、节流和蒸发四个过程.完成了一个制冷循环。
在制冷系统中，压缩机起着压缩和输送制冷剂气体的作用，它是整个系统的心脏。
膨胀阀起节流降压作用，同时调节进入蒸发器制冷剂液体的流量，它是系统高低压的分界线。
蒸发器是输出冷气的设备，制冷剂在其中吸收被冷却空气的热量，使空气降温。
冷凝器是放出热量的设备，蒸发器中吸收的热量、压缩机消耗功能所转化的热量，一起从冷凝器上散发出去，让冷却空气带走。
单级蒸气压缩式制冷的理论循环
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3.2 单级蒸气压缩式制冷的理论循环
➢ R22压力－比焓图
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3.2 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理论循环
制冷剂的状态图
压力－比焓图 （p-h 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： ➢ 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
3.2 单级蒸气压缩式制冷的理论循环 ➢循环特点及工作过程
制冷循环系统的基本组成
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3.2 单级蒸气压缩式制冷的理论循环
制冷循环过程
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3.2 单级蒸气压缩式制冷的理论循环
理论循环特性
理论循环特性指标：
➢ 单位制冷量 qO
➢ 单位容积制冷量 qZV
➢ 理论比功 w0 ➢ 容积比功 wV ➢ 单位冷凝热负荷 qk ➢ 制冷系数 COP ➢ 热力完善度η
※ 压比π ※ 排气温度T 2
蒸汽压缩式制冷循环原理图及计算（带例题）
蒸汽压缩式制冷循环原理图及计算（带例题）1、单级蒸汽压缩式制冷系统的组成压缩机：制冷系统的“心脏”，压缩和输送制冷剂蒸气。
冷凝器：输出热量，冷却制冷剂。
节流阀：节流降压，并调节进入蒸发器的制冷剂流量。
蒸发器：吸收热量（输出冷量）从而制冷。
2、单级蒸汽压缩式制冷理论循环热力计算图上各线段代表循环的不同过程1－2：压缩机中的等熵（绝热）压缩过程。
2－3：冷凝器内的等压冷却、冷凝、过冷过程。
3－4：节流阀内的等焓节流过程。
4－1：蒸发器内的吸热等压气化过程。
1.制冷压缩机2.冷凝器3.蒸发器4.节流阀状态点的确定1点：Po等压线与x=1蒸气干饱和线交点2点：Pk等压线与s1等熵线交点3点：Pk等压线与x=0液态饱和线交点4点：Po等压线与h3等焓线交点3、单级蒸汽压缩式制冷理论循环热力计算(1)单位质量制冷量q0 kJ/kg q0=h1- h4(2)单位容积制冷量qv kJ/m3 qv= q0/v1=(h1-h4)/v1(3)单位质量耗功率w kJ/kg w=h2-h1(4)单位冷器热负荷qk kJ/kg qk= h2-h3(5)理论制冷系数ε ε=q0/w=(h1-h4)/ (h2-h1)(6)制冷剂质量流量qm kg/s qm =Q0/q0(7)压缩机的理论耗功率N= qm w= qm(h2-h1) kW(8)冷凝器总负荷Qk kW Qk = qm qk= qm(h2-h3)例题：某单级蒸汽压缩式制冷循环系统，设定总制冷量Q0=100Kw,在空调工况下工作。
采用R22作制冷剂时，试做理论循环的热力计算。
解：在空调工况下工作，蒸发温度t0=5℃,冷凝温度tk=40 ℃R22的压焓图得：计算结果4、工况变化对运行特性的影响压缩机的工况：决定循环的蒸发、冷凝温度、过冷度等。
工况参数对制冷工作的影响：制冷压缩机的制冷量，制冷压缩机的轴功率。
其他条件不变，供液过冷度、吸气过热度的影响有害过热：发生在蒸发器后的吸气管中的过热过程，装置的q0未增加，Q0和 下降。
双级压缩式制冷循环
* 一级节流：冷凝压力固节流到蒸发压力回，容易调节，实际生产中常用一级节流。
*两级压缩采用中间冷却的目的是降低高压级的排气温度，降低压缩机功耗。
①中间完全冷却一一低压级排气温度（过热蒸汽）被冷却成固中间压力下的干饱和蒸汽温度。
（氨压缩机）②中间不完全冷却一一低压级排气温度（过热蒸汽）被冷却降低了温度，來达到固中间压力下的干饱和蒸汽温度。
（氟压缩机）2.一级节流中间完全冷却循环这种循环形式被大多数的两级压缩氨制冷系统所釆用。
如图所示：从压缩机高压级排出的高压高温过热蒸汽4,进入冷凝器后被冷却成饱和液体5；从冷凝器出來的液体分为两路，一路经膨胀阀A进行节流，节流后降温为6,然后进入中间冷却器吸热，使中间冷却器中來自低压级的排气2充分冷却，6与2混合后的气体3为中间压力回下的饱和温度回，3作为高压级的吸气经高压级压缩后变成过热蒸汽4,至此构成一个高压级的循环回路；另一路饱和液体5经中间冷却器过冷后变成过冷液7,经膨胀阀B进行节流后变成低压液体8,进入蒸发器汽化制冷，然后变成饱和蒸汽1,在低压级压缩后变成过热蒸汽2,在中间冷却器冷却并与在中间冷却器汽化的蒸汽混合，变成饱和蒸汽了，作为高压级的吸气经压缩后变成高压级排气4,形成另一个循环，这是实现低温制冷的主循环。
如果高压液体不要过冷时，可经过旁通阀直接进入膨胀阀Bo从图（b）可看到，循环3—4一5—6—3在中间冷却器里产生冷量，供另一个循环中饱和液体的过冷（过程5—7）和低压级过热蒸汽的完全冷却（过程2—3）之用。
另一个循环1一2—3一4一5—7—8—1是制取低温冷量用，其制冷剂蒸汽经过高低压级两次压缩、一级节流、中间完 全冷却。
整个制冷系统有三个压力：4-5-7为冷凝压力阿段，也称高压段；8-1为蒸发压力回 段，也称低压段；6-3为中间压力画段，它既是低压级的排气压力，乂是高压级的吸气压力。
（对照P40图2-33两级压缩氨制冷装置） 双级压缩制冷循环分析与计算理想的中间压力应当选择使高压级和低压级所消耗的压缩功的总和为最小值，而制冷系数 达到最大值。
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制冷循环系统的结构图
制冷循环系统中各部件在车上的安装位置如图所示，下面对各主要组成部件分别予以介绍。
制冷循环系统各部件的安装位置
压缩机
压缩机的作用是将从蒸发器出来的低温、低压的气态制冷剂通过压缩转变为高温、高压的气态制冷剂，并将其送入冷凝器。
目前在汽车空调系统中所采用的压缩机有多种类型，比较常见的有斜盘式压缩机、叶片式压缩机、涡旋式压缩机、曲轴连杆式压缩机等。
此外，压缩机还可分为定排量和变排量的两种型式，变排量压缩机可根据空调系统的制冷负荷自动改变排量，使空调系统运行更加经济。
叶片式压缩机
（1）结构叶片式压缩机的结构见图，在叶轮上安装有若干叶片，与机体形成几个密封的空间，在机体上安装有吸气孔、排气孔和排气阀，在叶轮旋转时，密封的空间的体积会发生变化，从而完成进气、压缩和排气的过程。
叶片式压缩机的结构
（2）工作过程叶片式压缩机的工作过程见图。
叶片式压缩机的工作过程
旋转斜盘式压缩机
（1）结构旋转斜盘式压缩机的结构见图，这种压缩机通常在机体圆周方向上布置有6个或者10个气缸，每个气缸中安装一个双向活塞形成6缸机或10缸机，每个气缸两头都有进气阀和排气阀。
活塞由斜盘驱动在气缸中往复运动，活塞的一侧压缩时，另一侧则为进气。
旋转斜盘式压缩机的结构
2）工作过程旋转斜盘式压缩机的工作过程见图，压缩机轴旋转时，轴上的斜盘同时驱动所有的活塞运动，部分活塞向左运动，部分活塞向右运动。
图中的活塞在向左运动中，活塞左侧的空间缩小，制冷剂被压缩，压力升高，打开排气阀，向外排出，与此同时，活塞右侧空间增大，压力减小，进气阀开启，制冷剂进入气缸。
由于进、排气阀均为单向阀结构，所以保证制冷剂不会倒流.
涡旋式压缩机
（1）结构涡旋式压缩机的结构如图6-37所示，其关键部件是涡旋定子和涡旋转子，定子安装在机体上，转子通过轴承装在轴上，转子与轴有一定的偏
心，定子与转子安装好后，可形成月牙形的密封空间，排气口位于定子的中心部位，进气口位于定子的边缘。
涡旋式压缩机的结构
(2）工作过程涡旋式压缩机的工作过程见图，当压缩机旋转时，转子相对于定子运动，使两者之间的月牙形空间的体积和位置都在发生变化，体积在外部进气口处大，在中心排气口处小，进气口体积增大使制冷剂吸入，当到达中心排口部位时，体积缩小，制冷剂被压缩排出。
涡旋式压缩机的工作过程
摇板式压缩机
（1）结构这种压缩机是一种变排量的压缩机，其结构如图6-39所示，它的结构与旋转斜盘式压缩机类似，通过斜盘驱动周向分布的活塞，只是将双向活塞变为单向活塞，并可通过改变斜盘的角度改变活塞的行程，从而改变压缩机
的排量。
压缩机旋转时，压缩机轴驱动与其连接的凸缘盘，凸缘盘上的导向销钉再带动斜盘转动，斜盘最后驱动活塞往复运动。
摇板式压缩机的结构
（2）工作过程压缩制冷剂的工作过程此处不再重复，这里主要介绍一下变排量的原理，见图，这种压缩机可以根据制冷负荷的大小改变排量，制冷负荷减小时，可以使斜盘的角度减小，减小活塞的行程，使排量降低。
负荷增大时则相反。
下面以负荷减小为例来说明压缩机排量如何减小，制冷负荷的减小会使压缩机低压腔压力降低，低压腔压力降低可使波纹管膨胀而打开控制阀，高压腔的制冷剂便会通过控制阀进入斜盘腔，使斜盘腔的压力升高
摇板式压缩机变排量的工作过程
曲轴连杆式压缩机
(1）结构这种压缩机的结构与发动机相似，由曲轴连杆驱动活塞往复运动，一般采用双缸结构，每缸上方装有进排气阀片，压缩机的具体结构见图6-41。
曲轴连杆式压缩机的结构
2）工作过程曲轴连杆式压缩机的工作过程见图，整个工作过程由吸气、压缩和排气三个过程组成，活塞下行时进气阀开启，制冷剂进入气缸，活塞上行时，制冷剂被压缩，当达到一定压力时，排气阀打开，制冷剂排出。
这种压缩机由于体积较大，目前已很少在小车上使用。
曲轴连杆式压缩机的工作过程
冷凝器
冷凝器的作用是将压缩机送来的高温、高压的气态制冷剂转变为液态制冷剂，制冷剂在冷凝器中散热而发生状态的改变。
因此冷凝器是一个热交换器，将制冷剂在车内吸收的热量通过冷凝器散发到大气当中。
小型汽车的冷凝器通常安装在汽车的前面（一般安装在散热器前），通过风扇进行冷却（冷凝器风扇一般与散热器风扇共用，也有车型采用专用的冷凝器风扇）。
冷凝器的结构如图所示，主要由管路和散热片组成，有一个制冷剂的进口和一个出口。
冷凝器
储液干燥器和集液器
(1）储液干燥器储液干燥器用于膨胀阀式的制冷循环，其作用是：
①暂时存储制冷剂，使制冷剂的流量与制冷负荷相适应；
②去除制冷剂中的水分和杂质，确保系统正常运行；（如果系统中有水分，有可能造成水分在系统中结冰，堵塞制冷剂的循环通道，造成故障。
如果制冷剂中有杂质，也可能造成系统堵塞，使系统不能制冷。
）
③部分储液干燥罐上装有观察玻璃，可观察制冷剂的流动情况，确定制冷剂的数量；
④有些储液干燥罐上装有易熔塞，在系统压力、温度过高时，易熔塞熔化，放出制冷剂，保护系统重要部件不被破坏；
⑤还有些储液干燥罐上安装有维修阀，供维修制冷系统安装压力表和加注制冷剂之用；
⑥有些车型的储液干燥罐上装有压力开关，可在系统压力不正常时，中止压缩机的工作。
储液干燥器的结构如图6-44所示，干燥器内有滤网和干燥器，罐的上方有观察玻璃及进口和出口。
储液干燥器
（2）集液器集液器用于膨胀管式的制冷系统，安装在蒸发器出口处的管路中。
由于膨胀管无法调节制冷剂的流量，因此蒸发器出来的制冷剂不一定全部是气体，可能有部分液体，为防止压缩机损坏，故在蒸发器出口处安装集液器，一方面将制冷剂进行气液分离，另一方面起到与储液干燥器相同的作用，其结构如图所示。
膨胀阀和膨胀管
膨胀阀膨胀阀安装在蒸发器的入口处，其作用是将储液干燥器来的高温、高压的液态制冷剂从膨胀阀的小孔喷出，使其降压，体积膨胀，转化为雾状制冷剂，在蒸发器中吸热变为气态制冷剂，同时还可根据制冷负荷的大小调节制冷剂的流量，确保蒸发器出口处的制冷剂全部转化为气体。
膨胀阀的结构形式有三种，分别为外平衡式膨胀阀、内平衡式膨胀阀和H型膨胀阀，下面分别予以介绍。
（1）外平衡式膨胀阀外平衡式膨胀阀的结构见图6-46，膨胀阀的入口接储液干燥器，出口接蒸发器。
膨胀阀的上部有一个膜片，膜片上方通过一条细管接一个感温包，感温包安装在蒸发器出口的管路上，内部充满制冷剂气体，蒸发器出口处的温度发生变化时，感温包内的气体体积也会发生变化，进而产生压力
变化，这个压力变化就作用在膜片的上方。
膜片下方的腔室还有一根平衡管通蒸发器出口。
阀的中部有一阀门，阀门控制制冷剂的流量，阀门的下方有一调整弹簧，弹簧的弹力试图使阀门关闭，弹簧的弹力通过阀门上方的杆作用在膜片的下方。
可以看出，膜片共受到三个力的作用，一个是感温包中制冷剂气体向下的压力，一个是弹簧向上的推力，还有一个是蒸发器出口制冷剂的压力，作用在膜片的下方，阀的开度取决于这三个力综合作用的结果。
外平衡式膨胀阀
当制冷负荷发生变化时，膨胀阀可根据制冷负荷的变化自动调节制冷剂的流量，确保蒸发器出口处的制冷剂全部转化为气体并有一定的过热度。
当制冷负荷减小时，蒸发器出口处的温度就会降低，感温包的温度也会降低，其中的制冷剂气体便会收缩，使膨胀阀膜片上方的压力减小，阀门就会在弹簧和膜片下方气体压力的作用下向上移动，减小阀门的开度，从而减小制冷剂的流量。
反之制冷负荷增大时，阀门的开度会增大，增加制冷剂的流量。
当制冷负荷与制冷剂的流量相适应时，阀门的开度保持不变，维持一定的制冷强度.
（2）内平衡式膨胀阀内平衡式膨胀阀的结构与外平衡式膨胀阀的结构大同小异，见图，不同之处在于内平衡式膨胀阀没有平衡管，膜片下方的气体压力直接来自于蒸发器的入口。
内平衡式膨胀阀的工作过程与外平衡式膨胀阀的工作过程完全相同。
内平衡式膨胀阀
（3）H型膨胀阀采用内、外平衡式膨胀阀的制冷系统，其蒸发器的出口和入口不在一起，因此需要在出口处安装感温包和管路，结构比较复杂。
如果将蒸发器的出口和入口做在一起，就可以将感温包的管路去掉，这就形成了所谓的H型膨胀阀，见图。
H型膨胀阀
H型膨胀阀中也有一个膜片，膜片的左方有一个热敏杆，热敏杆的周围是蒸发器出口处的制冷剂，制冷剂的温度的变化（制冷负荷变化）可通过热敏杆使膜片右方的气体的压力发生变化，从而使阀门的开度变化，调节制冷剂的流量以适应制冷负荷的变化。
H型膨胀阀具有结构简单、工作可靠的特点，现在汽车应用越来越广。
膨胀管膨胀管的作用与膨胀阀的作用基本相同，只是将调节制冷剂流量的功能取消了。
其结构见图。
膨胀管的节流孔径是固定的，入口和出口都有滤网。
由于节流管没有运动部件，具有结构简单、成本低、可靠性高、节能的优点，因此美、日等国有许多高级轿车采用膨胀管式制冷循环。
膨胀管
蒸发器
蒸发器也是一个热交换器，膨胀阀喷出的雾状制冷剂在蒸发器中蒸发，吸收通过蒸发器空气中的热量，使其降温，达到制冷的目的，在降温的同时，溶解在空气中的水分也会由于温度降低凝结出来，蒸发器还要将凝结的水分排出车外。
蒸发器安装在驾驶室仪表台的后面，其结构如图所示，主要由管路和散热片组成，在蒸发器的下方还有接水盘和排水管。
蒸发器
空调制冷系统工作时，鼓风机的风扇将空气吹过蒸发器，空气和和蒸发器内的制冷剂进行热交换，制冷剂气化，空气降温，同时空气中的水分凝结在蒸发器的散热片上，并通过接水盘和排水管排出车外。