制冷技术

制冷技术

1制冷技术：研究如何获得低温的一门技术

2制冷：使某一空间或某物体达到低于周围环境介质的温度，并维持这个低温的过程3环境介质：指自然界的空气和水

4制冷过程：不断地从该空间或该物体中取出热量并转移到环境介质中去的过程

5制冷途径：天然冷源、人工制冷

6人工制冷的方法：液体气化制冷、气体膨胀制冷、热电制冷

7制冷技术按制冷温度分：（1）普通制冷（-120C）

（2）深度制冷（-120C——253C）

（3）超低温制冷(-253C以下)

8制冷剂或工质：在制冷装置中用来实现制冷循环的工作物质

9实现逆卡若循环的条件：（1）高低热源温度恒定、

（2）工质在冷凝器和蒸发器中与外界热源之间无传热温差

（3）制冷工质流经各个设备时无摩擦损失或其他不可逆损失10卡若循环分：正卡若循环、逆卡若循环

11逆卡若循环的组成及循环过程：

12制冷系数：制冷剂从被冷却物体中吸取的热量q0与循环中所消耗功∑W的比值,即：

13（1）逆卡若循环制冷系数（无传热温差）：

（2）逆卡若循环制冷系数（有传热温差）

14蒸汽压缩机采用逆卡若循环的困难

(1)压缩过程是在湿蒸汽区中进行的，危险性很大

(2)膨胀机等熵膨胀不经济

(3)无温差的传热实际上是不可能

15理想循环与理论循环的不用点：

(1)整齐的压缩采用干压缩代替湿压缩

(2)膨胀阀代替膨胀机

(3)制冷剂在冷凝器和蒸发器中的传热均为定压过程，并具有传热温差

16理论循环的四大件：

压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器

17采用压焓图的原因：（含图）

由于制冷剂在蒸发器内吸热气化，在冷凝器中放热冷凝都是再定压下进行的，而定压过程中所交换的热量和压缩机在绝热压缩过程中所消耗的功，都可用焓差来计算，而且制冷剂经膨胀阀绝热节流后，焓值不变。

18理论循环的压焓图表示：

有关计算：制冷量q0=h1-h5

单位容积制冷量q v= q0/v1

质量流量M R=φ0/ q0

体积流量V R=φ0/ q v

热负荷φk=M R q k=M R(h2-h4)

理论耗功率P th=M R w0=M R(h2-h1)

制冷系数εth= q0 /w0= (h1-h5)/ (h2-h1)

19实现液体过冷的办法：（1）增设专门的过冷设备（2）适当的增加冷凝器的传热面积，使一部分传热面积用于过冷（3）采用回热循环

20看图确定个点含义：

1点的确定：t1=t0(蒸发温度)——p1 s1

4点的确定：t4=t k(冷凝温度)——p4 h4

1’点的确定：t1’=t吸和p1’=p1——v1’h1’s1’

2’点的确定：p2’=p4和s1’= s2’——h2’

4’点的确定：t4’=t rc(过冷温度)和p4’=p4——h4’

(也可用h4-h4’=h1’-h1)

5’点的确定：h4’=h5’

21过冷循环在压焓图上的表示：

有关计算：

制冷量q0=h1-h5’

单位容积制冷量q v= q0/v1

质量流量M R=φ0/ q0

体积流量V R=φ0/ q v

热负荷φk=M R q k=M R(h2-h4’)

理论耗功率P th=M R w0=M R(h2-h1)

制冷系数εth= q0 /w0= (h1-h5’)/ (h2-h1)

22过热循环在压焓图上的表示：

有关计算：（在蒸发器中叫有效过热）

制冷量q0=h1’-h5 (有效过热但无效过热用q0=h1-h5)

单位容积制冷量q v= q0/v1’

质量流量M R=φ0/ q0

体积流量V R=φ0/ q v

热负荷φk=M R q k=M R(h2’-h4)

理论耗功率P th=M R w0=M R(h2’-h1’)

制冷系数εth= q0 /w0= (h1’-h5)/ (h2’-h1’)

23回热循环图及其在压焓图上的表示：

有关计算：制冷量q0=h1’-h5’

单位容积制冷量q v= q0/v1’

质量流量M R=φ0/ q0

体积流量V R=φ0/ q v

热负荷φk=M R q k=M R(h2’-h4’)

理论耗功率P th=M R w0=M R(h2’-h1’)

制冷系数εth= q0 /w0= (h1’-h5’)/ (h2’-h1’)

24制冷计算时注意点：

（1）确定制冷剂（2）确定制冷剂的类型（3）压焓图

25单级蒸汽压缩机式制冷理论循环的热力计：

(1)单位质量制冷量q0:

q0=h1-h5(kj/kg)

(2)单位容积制冷量q v

q v=q0/v1=h1-h5/v1(kj/m)

(3)制冷装置中制冷剂的质量流量M R：

M R=Φ0/q0(kg/s)

(4)制冷装置中制冷剂的体积流量V R:

V R=Φ0/q v(m/s)

(5)冷凝器的热负荷Φk:

Φk= M R q k= M R(h2-h1) (kW)

(6)压缩机的理论耗功率P th:

P th= M R w0= M R(h2-h1)

(7)理论制冷系数εth:

εth= q0 /w0=h1-h5/h2-h1

26实际制冷循环与理论制冷循环的差别：

（1）制冷剂在压缩机中的压缩过程不是等熵过程（不是绝热过程）

（2）制冷剂通过压缩机吸、排气阀时有流动阻力和热量交换

（3）制冷剂通过管道和设备时，制冷剂与管壁或器壁之间存在摩擦阻力及与外界的热交换

（4）冷凝器和蒸发器内存在着流动阻力，导致了高压气体在冷凝器的冷却冷凝和低温液体在蒸发器中的气化都不是定压过程，同时也有热量交换

27制冷剂：又称制冷工质，在制冷装置中实现制冷循环的工作物质

28对制冷剂的要求:

环境方面的要求、热力学方面的要求、物理化学方面的要求

29环境方面的要求：

ODP：指大气层臭氧层损耗潜能值

GWP：指全球温室效应潜能值

ODP、GWP值必须是0或尽可能小

30热力学方面的要求：（二高四低）

1)临界温度要高

2)单位容积制冷量要大

3)蒸发温度要低

4)冷凝温度要低

5)凝固温度要低

6)绝对指数要低