小型制冷空调设备原理与维修
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蒸气压缩式制冷系统使用的制冷剂是常压下 沸点低于0℃的物质。例如氟
• 利昂12和22（代号为R12和R22）在1个大气 压下的沸点分别是
• －29.8℃和－40.8℃。
2.1.2 理工作原
• 1 蒸发器的作用 • 蒸发器由一组或几组盘管组成。低温液态制
冷剂进入蒸发 • 器盘管流动时，通过管壁吸收盘管周围介质
2 冷作凝用器的
• 制冷剂在冷凝器中向冷却介质排放的热量，称为 冷凝器的热负荷。
• 用空气或常温的水来使制冷剂蒸气冷凝，冷凝温 度就高于蒸发温度，对应的冷凝压力也就要求高 于蒸发压力。压缩机的作用就是将从蒸发器流出 的低压制冷剂蒸气压缩，使蒸气的压力提高到与 冷凝温度对应的冷凝压力，从而保证制冷剂蒸气 能在常温下被冷凝液化。制冷剂蒸气经压缩机压 缩后，温度也升高了。因此，相对于蒸发器，冷 凝器中的制冷剂处于高温高压状态。
3 压作缩用机的
• 2 定熵压缩过程1→2 • 1→2为压缩机的干压缩过程，假定压缩过程
是定熵的，即压缩机的入口和Βιβλιοθήκη Baidu口处蒸气的 状态点1和2位于同一条等熵线上，s2=s1。 蒸气经压缩后，压力由p0升至pK，温度由t1 升至压缩机排气温度t2。由图可见，t2＞tK， 在压缩机出口处蒸气是过热蒸气。
3 压作缩用机的
• c→3为制冷剂冷产液的定压(pK)、放热过冷 过程，至节流装置入口点3，冷凝液温度降 到过冷tG，制冷剂成为过冷液体。
(空气或水)的热量沸腾汽化(工程上简称为蒸 发)，使盘管周围的介质湿度降低或保持一 定的低温状态，从而达到致冷的目的。
图2.1
2.1.2 理工作原
可见，蒸发器是让低温液态制冷剂和需 要致冷的介质交换热量的换热器。因此，蒸 发器盘管应置于需要致冷的空间介质中。例 如，电冰箱或冷库的蒸发器放在冷藏室和冷 冻室内；房间空调器的蒸发器放在空调房间 的墙内侧，并作空气冷却器；生产低温水 (工程上称冷水)的冷水机组的蒸发器盘管放 在产生冷水的壳箱内等。
2.1.原2 理工作
• 制冷剂在蒸发器中沸腾汽化时从致冷空间介 质吸收的热量，就是制冷系统的制冷量。
• 为了让制冷剂能被反复使用，需将从蒸发器 流出的制冷剂蒸气冷凝还原为液态。冷凝器 就是让气态制冷剂向环境介质放热冷凝液化 的换热器。
2 冷作凝用器的
• 制冷剂蒸气在冷凝器中冷凝液化时也保持温 度和压力不变，相应的湿度对压力称为冷凝 温度和冷凝压力，分别用t0和p0表示。冷凝 温度随冷凝压力的增大而升高，它们也有确 定的对应关系，这种对应关系也可在制冷剂 的饱和蒸气表或压焓图中查取。
第二章 制冷原理
蒸气压缩式制冷、蒸汽喷射式制冷、 吸收式制冷和热电式制冷是常见的 制冷方式。本章介绍这几种制冷方 式的系统组成和它们的工作原理。
2.1 蒸气压缩 式制冷
• 蒸气压缩式制冷是利用低沸点的液态工质(如氟利 昂等制冷剂)沸腾汽化时，从致冷空间介质中吸热 来实现制冷的。这种制冷方法利用制冷剂的液－ －气集态变化过程，实现定温吸热和放热，使致 冷循环较为接近逆向卡诺循环，从而可提高致冷 系数；又由于工质的汽化潜热一般较大，能提高 单位质量工质的制冷能力。因此，这种制冷方式 有广泛的应用。
3 压作缩用机的
• 1 蒸发和吸气过热过程4→a→1 • 4→a为低温低压的液态制冷剂在蒸发器中定
温(t 0)、定压(p0)吸热沸腾汽化的过程，湿蒸 气的干度逐渐增大，假定至蒸发器出口a处 制冷剂完全汽化为干蒸气，即x=1。
3 压作缩用机的
• a→1为压缩机的吸气过热过程，假定它是定 压(p0)的吸热过程，制冷剂蒸气的温度由t0 升至压缩机的吸气温度t1，因而点1处蒸气 呈稍过热状态。
2.1.原2 理工作
• 制冷剂在蒸发器盘管内沸腾汽化时保持温度和压 力不变，相应的湿度和压力称为蒸发温度和蒸发 压力，分别用t0和p0表示。蒸发温度随蒸发压力的 增大而升高，它们有确定的对应关系。对给定的 制冷剂，利用它的饱和蒸气表或压焓图，从已知 的t0可查出对应的p0，反之亦然。同时，通过控制 或调节蒸发压力也就可控制或调节蒸发温度。由 于蒸发温度通常都很低，因而对应的蒸发压力也 不高。相对于冷凝器，制冷剂在蒸发器中牌低温 低压状态。
3 压作缩用机的
• 压缩机是由电动机带动来压缩蒸气作功的， 因此，压缩机的作用实质是消耗外功，迫使 制冷剂将从致冷空间(低温热源)吸收的热量 排放给环境(相对致冷空间为高温热源)。这 与热力学第二定律的要求是一致的。
• 2.1.3 蒸气压缩制冷的理论循环
3 压作缩用机的
• 单级蒸气压缩制冷理论循环，一般可在制冷 剂的压焓图上表示如图2.2中的循环4a12bc34。 它由4→a→1、1→2、2→b→c→3和3→4四个 分过程组成，说明如下：
2 冷作凝用器的
• 从经济及方便角度考虑，用来使制冷剂冷凝的冷 却介质应是常温的空气或水。利用流动空气冷却 冷凝器，称为风冷。电冰箱、房间空调器等采用 风冷式冷凝器。由于冷凝器要散热，所以夏季用 空调器的风冷冷凝器应置于空调房间墙的外侧。 利用流动水冷却冷凝器，称为水冷。家用中央空 调器及移动式空调式的冷凝器多采用水冷式，流 经水冷式冷凝器的水称为冷却水。对于冷水机组 要注意将冷凝器用冷却水和蒸发器中生产的冷水 加以区别， 它们分别在各自独立的冷却水系统和 冷水系统中循环流动。
3 压作缩用机的
• 3 定压冷却冷凝和过冷过程2→b→c→3 • 压缩机排出的过热蒸气进入冷凝器后不能立
即冷凝，而是先经2→b的定压(pK)冷却过程， 至点b温度降到tK，才能开始冷凝。 • b→c为制冷剂蒸气的定温(tK)、定压(pK)放热 冷凝液化过程，湿蒸气的干度逐渐减小，至 点c完全液化为制冷剂饱和液，即x=0。
• 本节介绍单级蒸气压缩式制冷系统的基本组成、 工作原理及其理论循环在制冷剂压焓图上的表示。
2.1.1 基本 组成
• 如图2.1所示，蒸发器、压缩机、冷凝器和 节流阀是蒸气工制冷系统的四个必不可少的 基本部件。在小型氟里利制冷系统中，用毛 细管代替节流阀。 制冷剂在制冷系统中循环流动，方向如图。
2.1.1 基本 组成
• 利昂12和22（代号为R12和R22）在1个大气 压下的沸点分别是
• －29.8℃和－40.8℃。
2.1.2 理工作原
• 1 蒸发器的作用 • 蒸发器由一组或几组盘管组成。低温液态制
冷剂进入蒸发 • 器盘管流动时，通过管壁吸收盘管周围介质
2 冷作凝用器的
• 制冷剂在冷凝器中向冷却介质排放的热量，称为 冷凝器的热负荷。
• 用空气或常温的水来使制冷剂蒸气冷凝，冷凝温 度就高于蒸发温度，对应的冷凝压力也就要求高 于蒸发压力。压缩机的作用就是将从蒸发器流出 的低压制冷剂蒸气压缩，使蒸气的压力提高到与 冷凝温度对应的冷凝压力，从而保证制冷剂蒸气 能在常温下被冷凝液化。制冷剂蒸气经压缩机压 缩后，温度也升高了。因此，相对于蒸发器，冷 凝器中的制冷剂处于高温高压状态。
3 压作缩用机的
• 2 定熵压缩过程1→2 • 1→2为压缩机的干压缩过程，假定压缩过程
是定熵的，即压缩机的入口和Βιβλιοθήκη Baidu口处蒸气的 状态点1和2位于同一条等熵线上，s2=s1。 蒸气经压缩后，压力由p0升至pK，温度由t1 升至压缩机排气温度t2。由图可见，t2＞tK， 在压缩机出口处蒸气是过热蒸气。
3 压作缩用机的
• c→3为制冷剂冷产液的定压(pK)、放热过冷 过程，至节流装置入口点3，冷凝液温度降 到过冷tG，制冷剂成为过冷液体。
(空气或水)的热量沸腾汽化(工程上简称为蒸 发)，使盘管周围的介质湿度降低或保持一 定的低温状态，从而达到致冷的目的。
图2.1
2.1.2 理工作原
可见，蒸发器是让低温液态制冷剂和需 要致冷的介质交换热量的换热器。因此，蒸 发器盘管应置于需要致冷的空间介质中。例 如，电冰箱或冷库的蒸发器放在冷藏室和冷 冻室内；房间空调器的蒸发器放在空调房间 的墙内侧，并作空气冷却器；生产低温水 (工程上称冷水)的冷水机组的蒸发器盘管放 在产生冷水的壳箱内等。
2.1.原2 理工作
• 制冷剂在蒸发器中沸腾汽化时从致冷空间介 质吸收的热量，就是制冷系统的制冷量。
• 为了让制冷剂能被反复使用，需将从蒸发器 流出的制冷剂蒸气冷凝还原为液态。冷凝器 就是让气态制冷剂向环境介质放热冷凝液化 的换热器。
2 冷作凝用器的
• 制冷剂蒸气在冷凝器中冷凝液化时也保持温 度和压力不变，相应的湿度对压力称为冷凝 温度和冷凝压力，分别用t0和p0表示。冷凝 温度随冷凝压力的增大而升高，它们也有确 定的对应关系，这种对应关系也可在制冷剂 的饱和蒸气表或压焓图中查取。
第二章 制冷原理
蒸气压缩式制冷、蒸汽喷射式制冷、 吸收式制冷和热电式制冷是常见的 制冷方式。本章介绍这几种制冷方 式的系统组成和它们的工作原理。
2.1 蒸气压缩 式制冷
• 蒸气压缩式制冷是利用低沸点的液态工质(如氟利 昂等制冷剂)沸腾汽化时，从致冷空间介质中吸热 来实现制冷的。这种制冷方法利用制冷剂的液－ －气集态变化过程，实现定温吸热和放热，使致 冷循环较为接近逆向卡诺循环，从而可提高致冷 系数；又由于工质的汽化潜热一般较大，能提高 单位质量工质的制冷能力。因此，这种制冷方式 有广泛的应用。
3 压作缩用机的
• 1 蒸发和吸气过热过程4→a→1 • 4→a为低温低压的液态制冷剂在蒸发器中定
温(t 0)、定压(p0)吸热沸腾汽化的过程，湿蒸 气的干度逐渐增大，假定至蒸发器出口a处 制冷剂完全汽化为干蒸气，即x=1。
3 压作缩用机的
• a→1为压缩机的吸气过热过程，假定它是定 压(p0)的吸热过程，制冷剂蒸气的温度由t0 升至压缩机的吸气温度t1，因而点1处蒸气 呈稍过热状态。
2.1.原2 理工作
• 制冷剂在蒸发器盘管内沸腾汽化时保持温度和压 力不变，相应的湿度和压力称为蒸发温度和蒸发 压力，分别用t0和p0表示。蒸发温度随蒸发压力的 增大而升高，它们有确定的对应关系。对给定的 制冷剂，利用它的饱和蒸气表或压焓图，从已知 的t0可查出对应的p0，反之亦然。同时，通过控制 或调节蒸发压力也就可控制或调节蒸发温度。由 于蒸发温度通常都很低，因而对应的蒸发压力也 不高。相对于冷凝器，制冷剂在蒸发器中牌低温 低压状态。
3 压作缩用机的
• 压缩机是由电动机带动来压缩蒸气作功的， 因此，压缩机的作用实质是消耗外功，迫使 制冷剂将从致冷空间(低温热源)吸收的热量 排放给环境(相对致冷空间为高温热源)。这 与热力学第二定律的要求是一致的。
• 2.1.3 蒸气压缩制冷的理论循环
3 压作缩用机的
• 单级蒸气压缩制冷理论循环，一般可在制冷 剂的压焓图上表示如图2.2中的循环4a12bc34。 它由4→a→1、1→2、2→b→c→3和3→4四个 分过程组成，说明如下：
2 冷作凝用器的
• 从经济及方便角度考虑，用来使制冷剂冷凝的冷 却介质应是常温的空气或水。利用流动空气冷却 冷凝器，称为风冷。电冰箱、房间空调器等采用 风冷式冷凝器。由于冷凝器要散热，所以夏季用 空调器的风冷冷凝器应置于空调房间墙的外侧。 利用流动水冷却冷凝器，称为水冷。家用中央空 调器及移动式空调式的冷凝器多采用水冷式，流 经水冷式冷凝器的水称为冷却水。对于冷水机组 要注意将冷凝器用冷却水和蒸发器中生产的冷水 加以区别， 它们分别在各自独立的冷却水系统和 冷水系统中循环流动。
3 压作缩用机的
• 3 定压冷却冷凝和过冷过程2→b→c→3 • 压缩机排出的过热蒸气进入冷凝器后不能立
即冷凝，而是先经2→b的定压(pK)冷却过程， 至点b温度降到tK，才能开始冷凝。 • b→c为制冷剂蒸气的定温(tK)、定压(pK)放热 冷凝液化过程，湿蒸气的干度逐渐减小，至 点c完全液化为制冷剂饱和液，即x=0。
• 本节介绍单级蒸气压缩式制冷系统的基本组成、 工作原理及其理论循环在制冷剂压焓图上的表示。
2.1.1 基本 组成
• 如图2.1所示，蒸发器、压缩机、冷凝器和 节流阀是蒸气工制冷系统的四个必不可少的 基本部件。在小型氟里利制冷系统中，用毛 细管代替节流阀。 制冷剂在制冷系统中循环流动，方向如图。
2.1.1 基本 组成