制冷原理--约克(YORK)

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AP Learning Institute
显 热
大气压
水
加热
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潜热
大气压
水沸腾 水变成水蒸汽
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饱和温度、饱和压力
大气压
水
过冷液体
加热
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饱和温度、饱和压力
大气压 水沸腾 水变成水蒸汽
是否每种制冷剂相变过程中温度与压力都一一对应？
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饱和温度/压力表
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饱和温度、饱和压力
饱和温度/压力表的使用
红色：真空度（in.Hg）
黑色：表压力（psig）
试查表得出R22在4℃和40℃时的饱和压力（pa）
21
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压缩机分类
往复式 容积型 回转式
涡旋式
螺杆式 滚动转子式 离心式
压缩机
速度型
轴流式
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“容积式” 压缩机
定义:
容积式压缩机借助活塞或其它方式使制冷剂蒸汽的容积在 压缩机腔体内缩小。
过程:
吸气 压缩 排气
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系统组件
压缩机
冷凝器
贮液器
蒸发器
节流装置
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压缩机
功能：把制冷剂蒸气从低压状态压缩至高 压状态，创造了制冷剂在冷凝器中常温液 化的条件。被称为整个装置的“心脏”。
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往复式压缩机
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约克风冷热泵机组AWHC
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1-20 冷吨 用于商业建筑或家 用设施 与汽车发动机工作 原理类似
全封往复式压缩机
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往复式压缩机
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吸气
往复式压缩机
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约克亚太学院
客户培训课程
制冷原理
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培训目标：
能够用压焓图来分析简单的制冷过程 对制冷循环以及制冷系统各常用部件有一个大致的 了解
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课程安排
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基本物理定律（简要介绍） 专用名词： 温度、压力、热量、 饱和温度、饱和压力 压焓图 制冷循环 循环分析 系统组件
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专用名词

温度 压力 热量 饱和温度 饱和压力
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温度转换表的使用
℃ -28.9 -28.3 -27.8 Temperature ℃ or F -20 -19 -18
F
-4.0 -2.2 -0.4
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基本物理定律
热力学第一定律
能量既不能创生，也不能消亡， 而只能改变其形式。 各种能量是可以相互转换的。 制冷过程中电能转化为机械能， 机械能转化为热能。
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基本物理定律
热力学第二定律
热量自发地从高强度体流向低 强度体。 从高温流向低温。
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作用:避免液态制冷剂进入压缩机
压力
压力
焓
焓
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吸气过热
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吸气管道中产生过热（无效过热）：
压力
•单位质量功耗增大 •单位制冷量(制冷效果)不变 •冷凝器单位热负荷增大 •吸气比容增大，制冷量下降 •制冷系数下降
焓
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单位转换表的使用
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热 量

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Btu 英制热量单位 热量 一磅水温度升高1 ºF所吸收的热量 比热 1磅物体升高1F吸收的热量 水的比热 = 1Btu/lb. ºF 1吨(2000磅)32º F的冰融化，在24小时内 所吸收的热量为1冷吨。
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过
压力 过冷 冷凝
冷
过冷的结果 提高制冷量 减少在节流元件处产生闪发气体
焓
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过
热
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气态制冷剂在高于饱和温度下进行加热就形成过热 （温度高于饱和温度）
压力
冷凝 节流元件 过热区
压缩 蒸发
焓
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吸气过热
注：焓值是一个相对值，随基准点的不同而不同
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制冷循环
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冷却塔
冷凝器 电机 压缩机 蒸发器 截流元件
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制冷循环
压力
蒸发器
焓
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制冷循环
压力
蒸发器 制冷剂从负荷吸收热量
焓
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临界点:无气液分层现象
汽液混合
焓
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压 - 焓图
压力
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100% 液体
焓
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压 - 焓图
压力
100% 气体
焓
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压 - 焓图( R22 )
等温线：液体区几乎为垂直线，两相区为水平线，过 热区为向右下方弯曲的倾斜曲线
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饱和温度、饱和压力
212 F 100 C
大气压 容器内汽液共存 212 F 100 C
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升高饱和点
压力锅防止蒸汽 逃逸。液体表面 压力升高使液体 的沸点—饱和温 度升高
水沸腾 3 psig
230 F
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22
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压 - 焓图
23
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压 - 焓图
此图针对单位质量制冷剂
压力
热容量 (kJ/kg)
焓
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压 - 焓图
压力
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焓
25
压 - 焓图
压力
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涡旋式压缩机
约克接风管型分体式空调机组MODULAR室外机
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涡旋式压缩机
制冷剂流向
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涡旋形式
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涡旋定子
涡旋转子
涡旋组合
涡旋压缩机的核心部件是一个涡旋定子和一个 涡旋转子,两者形状完全相同而方向相差180°
20% 液体, 80% 气体
焓
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压 - 焓图
练习：试利用查图及查表两种方法求得R22在40 °F时 的饱和气体、液体焓值及潜热值 查图 查表
106.5 Btu/lb
21 Btu/lb 85.5 Btu/lb
108.142Btu/lb
21.422 Btu/lb 86.720 Btu/lb
等熵线：向右上方倾斜的曲线
等密度（比容）线：向右上方倾斜的曲线，斜率比等 熵线平坦
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压 - 焓图（R22）
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压 - 焓图
压力
汽化潜热
焓
31
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压 - 焓图
压力
试作R22在两相区内 4℃等温线（假设4℃ 饱和压力为p0）
: F转化为C : C转化为F
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绝对压力 海平面上1大气压＝14.7 psia 1 Bar 760 mm Hg
压力
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表压和真空度
表压=绝对压力 - 大气压力 真空度=大气压力 - 绝对压力
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吸气阀关闭
往复式压缩机
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压缩制冷剂
往复式压缩机
排气
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涡旋式压缩机
运动部件较少 1-15 冷吨 用于单元机组，家用空调 器
压力
焓
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冷凝温度不变蒸发温度降低：
压力
•吸气比容增大，制冷剂 流量减小 •制冷量减小 •单位压缩功增大，压缩 机功率与压比有关 •制冷系数降低
焓
53
练习
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试在压焓图上描绘某制冷系统在下表所示工况下的制冷循 环过程并计算制冷效果、压缩比功及能效比（假设压缩过 程为等熵过程）。 蒸发温度 ： 4℃ 冷凝温度： 40℃ 压缩机吸气过热度：5℃ 冷凝器出口过冷度：5℃
压力 冷却塔
32 37 ° ° 12 °
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表冷器
7°பைடு நூலகம்
焓
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循环分析
•过冷 •过热
•吸气过热、蒸发压力及冷凝压力对
循环的影响
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过 冷
压力
没有过冷
冷凝
节流装置 压缩
蒸发
焓
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制冷剂把热量传给外界 冷凝器
焓
40
制冷循环
压力
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制冷剂把热量传给外界
节流装置
•热力膨胀阀 •固定孔板
•可变孔板
焓
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制冷循环
压力
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制冷剂把热量
冷凝器 节流装置 传给外界
蒸发器
制冷剂从负荷吸收热量 焓
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“冷水机组”机械制冷
滑阀能量调节
部分负荷
滑阀
转子
吸气
排气
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滑阀能量调节
满负荷
滑阀
转子
吸气
排气
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约克螺杆式冷水机组
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制冷循环
压力
制冷量?
制冷效果
蒸发器
焓
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制冷循环
压力
压缩机
焓
制冷循环
压力
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压头
压缩机：温度与压 力同时升高，提供 了放热的可能
焓
制冷循环
压力
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工作过程
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由两个涡旋组成的不同空间几乎同时进行三个不同过 程，所以涡旋压缩机基本上是连续地进气和排气。
吸气
吸气终止
压缩
再压缩
…再压缩...
压缩终了
排气
排气 73
涡旋运动
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涡旋压缩机
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蒸发温度不变冷凝温度变化：
压力
焓
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蒸发温度不变冷凝温度增加：
压力
•吸气比容不变，制冷剂 流量不变 •制冷量减小 •消耗的功率增大 •制冷系数降低
焓
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冷凝温度不变蒸发温度降低：
压缩过程在不同空间同时进行。 反方向压缩转矩互相抵消。 压缩过程光滑连续。
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螺杆式压缩机
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运动部件较少 市场份额逐渐增大
应用范围广 （如YS，RWBⅡ）
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压缩过程
吸气
排气 压缩
封闭
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容积式压缩机
类型 涡旋式压缩机 往复式压缩机 螺杆式压缩机 滚动转子式压缩机
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1-130 冷吨 用于商业建筑或工 业设施 与汽车发动机工作 原理类似
往复式压缩机 技术成熟，应用广泛（自1890年用于制冷以来）
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转化为F： 查表值： 40F 68.5psig(表压)
转化为pa： 472293.8pa (表压) 绝对压力pa: 573618.8pa 转化为F： 查表值： 104F 207.7psig(表压)
转化为pa： 1432049.96pa (表压)
绝对压力pa: 1533374.96pa
降低饱和点
真空泵将空气抽 出容器。液体表 面压力降低使液 体的沸点—饱和 温度降低。
真空泵
水沸腾 真空度 29.67” 40 F
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饱和温度、饱和压力 定义：
物质在气液两相转变过程中，当保持压力不变时， 温度也恒定不变，而且所保持的温度和压力之间 存在一定的关系，我们称该温度（压力）为对应 压力（温度）下的饱和温度（压力）。