第三章蒸汽压缩式制冷设备
《蒸汽压缩式制冷》课件
空调制冷应用：广泛应用于家庭、办公室、商场、医院等场所。
添加标题
工作原理：通过压缩机将制冷剂压缩成高温高压气体，然后经过冷凝器冷却成液体，再经过膨胀阀膨胀 成低温低压气体，最后经过蒸发器吸热蒸发成气体，实现制冷效果。
添加标题
应用范围：广泛应用于家用冰箱、冷柜、冷库等制冷设备中。
感谢您的观看
汇报人：
压缩后的气体进入冷凝器， 释放热量并液化膨胀阀， 压力降低，体积增大
膨胀后的制冷剂进入蒸发器， 吸收热量并气化，实现制冷效
果
冷凝器：将高温高压的制冷剂气体冷却成液体，释放热量
蒸发器：将低温低压的制冷剂液体蒸发成气体，吸收热量
冷凝器工作原理：制冷剂在冷凝器中流动，与外界空气进行热交换，将热量释放到空 气中，自身温度降低，逐渐凝结成液体
蒸汽压缩式制冷
汇报人：
目录
添加目录标题
蒸汽压缩式制冷 原理
蒸汽压缩式制冷 的应用
蒸汽压缩式制冷 的优缺点
蒸汽压缩式制冷 的未来发展
添加章节标题
蒸汽压缩式制冷原 理
制冷剂在蒸发器中 吸收热量，由液态 变为气态
气态制冷剂进入压 缩机，被压缩成高 温高压的气态
高温高压的气态制 冷剂进入冷凝器， 释放热量，由气态 变为液态
添加标题
优点：制冷效果好，效率高，噪音低，使用寿命长。
添加标题
发展趋势：随着科技的发展，冰箱制冷技术也在不断进步，如变频技术、节能技术等，使得冰箱制冷更 加高效、节能、环保。
食品加工： 冷冻、冷 藏、保鲜 等
制药行业： 药品生产、 储存、运 输等
化工行业： 化学反应、 原料储存 等
电子行业： 半导体制 造、精密 仪器等
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。
客车空调系统课件 第3章 空调设备的结构与工作原理
b)压缩机卸载工作
图3-7 曲柄连杆式压缩机容量调节
第三章 客车空调系统的结构与工作原理 三、制冷系统各主要部件的结构与工作原理
1. 制冷压缩机
4）常见制冷压缩机的工作工程和结构组成 （1）曲轴连杆式压缩机 油缸控制斜环： 油缸控制斜环的工作如图3-8所示。斜环转动依靠油缸中的油压推动， 控制卸载阀片打开或关闭，使气缸处于不工作或工作状态。
第三章 客车空调系统的结构与工作原理
二、蒸气压缩式制冷原理
1. 蒸汽压缩式制冷系统结构
主要由压缩机、冷凝器、储液缸干燥器、膨胀 阀、蒸发器等组成。
11
2. 蒸汽压缩式制冷循环原理
10
制冷剂液体在蒸发器中吸收被冷却物体的热量
9
而汽化成低温低压的蒸气①后，被压缩机吸入，压 缩机消耗一定的功率将制冷剂压缩成压力、温度较 高的蒸气②并排入冷凝器。高温高压的制冷剂蒸气 在冷凝器中被环境空气（或水）冷却，放出热量而 被冷凝成液体③。由于制冷剂液体的温度要降到低 于冷藏室的温度才能送入蒸发器。为此，先让高温 高压的液体制冷剂③经过膨胀阀节流降压，同时温 度也降低，成为雾状制冷剂④再进入蒸发器。在蒸 发器中，低压低温的制冷剂又吸收被冷却物体的热 量，蒸发成低压低温的制冷剂蒸气，再被压缩机吸 入。如此周而复始地循环。
2. 常用的制冷方法
1) 冰制冷 4) 气体膨胀制冷
2) 机械制冷 5) 绝热放气制冷
3) 温差电制冷 6) 磁制冷
第三章 客车空调系统的结构与工作原理
一、概述
3. 制冷剂
1)对制冷剂的物理、化学和热力性质的基本要求
(1) 对制冷剂物理性质的要求
蒸汽压缩式制冷设备
蒸汽压缩式制冷设备
蒸汽压缩式制冷设备是一种常见的制冷设备，它通过改变制冷剂的状态从而实现制冷效果。
这种设备主要由压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器组成。
首先，制冷剂进入压缩机被压缩成高温高压气体，然后通过冷凝器冷却变成高压液体。
接着，高压液体通过膨胀阀放大成低压液体，这时制冷剂会吸收周围热量，使得环境温度下降，同时液体也减少压力返还成气态，之后通过蒸发器吸热，完整一个循环。
这种设备广泛应用于生活以及工业领域中，比如家用冰箱、空调等。
它的制冷效果好，稳定且容易控制，制冷速度快，适用于大部分环境下使用。
但是也存在一些问题，比如对环境有一定的污染以及需要定期维护等。
总的来说，蒸汽压缩式制冷设备在现代生活中扮演着重要的角色，不仅使人们的生活更加便利，同时也为工业生产提供了舒适的环境，可以说是不可或缺的一种设备。
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。
制冷原理与设备第三章思考题
制冷原理与设备第三章思考题、习题参考答案1.单级蒸汽压缩式制冷的理论循环工作过程单级蒸汽压缩式制冷系统主要有压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器四大件组成。
1)压缩过程：压缩机是制冷系统的心脏。
压缩机不断抽吸从蒸发器中产生的低压低温的制冷剂蒸汽，保持蒸发器的低压汽化条件。
同时将抽出的低压低温蒸汽压缩成高压高温的过热蒸汽输送到冷凝器。
在这个过程中压缩机需要做功。
2）冷凝过程：高压高温的过热蒸汽在冷凝器中把热量传给环境介质，制冷剂被冷却凝结成高温高压饱和液体，进入膨胀阀。
3）节流过程：高温高压饱和液体经过膨胀阀节流变为低温低压湿饱和蒸汽，进入蒸发器。
4）蒸发过程：进入蒸发器的低温、低压液体吸收被冷却物热量得到制冷目的，制冷剂汽化（沸腾）为低温低压蒸汽。
2.制冷剂压焓图和温熵图基本内容1）压焓图一点：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：饱和液线x=0、饱和蒸气线x=1、无数条等干度线x、等压线p（水平线）、等焓线h（垂直线）等熵线s、等比体积线v、等温线t等温线：在图中为点化线，在过冷区为垂直线，在湿区为水平线（并且与定压线重合），在过热曲为向下弯曲的曲线。
等焓线：在图中为实线。
在过热区为向右下弯曲的曲线比等比体积线v的斜率大。
越往右下的等熵线熵值越大。
比等比体积线v：图中为虚线。
在过热区向下弯曲的曲线。
愈往下的等比容线，比容愈大。
过程热量：在图中可以用横坐标的长度代表。
2）温熵图一点：临界点三区：气相区、液相区、湿蒸气区五态：过冷液体、饱和液体、湿蒸气、饱和蒸气、过热蒸气八线：等温线、等熵线、饱和蒸气线、饱和液体线、等干度线、等容线、等压线、等焓线。
①饱和液体线X=0：由于过冷液体线密集在X=0线附近，所以饱和液体表示两种状态：过冷液体和饱和液体。
②等压线：在过冷区为向右下方弯曲的曲线，在湿区为水平线和等温线重合；在过热区为向右上方弯曲的曲线。
单级蒸汽压缩式制冷循环上
2．2 单级蒸气压缩式制冷的实际循环
一、实际循环与理 论循环的差异
制冷剂在管道及设 备内流动是存在阻 力损失，并与外界
存在热量交换
在蒸发器和冷凝器 处存在传热温差， 即制冷剂的冷凝温 度高于冷却介质温 度，蒸发温度低于 被冷却介质的温度
离开蒸发器和进入压 缩机的制冷剂蒸气往
往是过热蒸气
1
6
2
实际循
冷凝器面积F×（1.05-1.1），制冷剂 与冷却水逆向流动；
3）冷凝器下部设置再冷却器，冷 却水先流入再冷却器在流入冷凝器。
4）制冷系统中设置回热器，采用 回热循环
5意义：增大单位质量制冷量，单位功耗不变，从
而提高制冷系数。
2．2 单级蒸气压缩式制冷的实际循环
6. 实际运行中过冷度选择
➢制冷循环中过冷度一般取3℃左右 ➢虽然过冷循环提高了制冷循环的制冷系数，但采用液体 过冷必须增加工程初投资和设备运行费用，因此在选用时 应进行全面技术经济分析比较。
LOGO
第三章 单级蒸气压缩式制冷循环
制冷原理与设备
主要内容
在绪论中我们了解到，制冷是人为将热 量从低温物体传向高温物体，在这个逆向 传 热过程中，必须要有一个能量补偿，蒸 汽压 缩式制冷是以消耗机械能为补偿条件 ，借助 制冷工质的状态变化将热量从温度较低的物 体不断地传给温度高的环境介质。在本章， 我们将学习制冷工质在制冷循环中发生怎样 的状态变化，这些变化带来多少热量和能量 的转移。
（5）制冷剂在流过节流装置时，流速变化很小，可以 忽 略不计，且与外界环境没有热交换。
2．1 单级蒸气压缩式制冷的理论循环 4. 单级蒸气压缩式制冷理论循环在压焓图上的表示
1 制冷压缩机压缩过程 2 制冷压缩机冷凝过程 3 制冷压缩机膨胀过程 4 制冷压缩机蒸发过程
说明蒸汽压缩式制冷机的工作过程
说明蒸汽压缩式制冷机的工作过程一、引言蒸汽压缩式制冷机是目前最常用的制冷设备之一，广泛应用于家庭、商业和工业领域。
本文将详细介绍蒸汽压缩式制冷机的工作过程。
二、蒸汽压缩式制冷机的基本构造蒸汽压缩式制冷机由四个主要部分组成：蒸发器、压缩机、冷凝器和节流阀。
1. 蒸发器：将低温低压的制冷剂吸收热量，使其变成气体状态，并吸收周围环境中的热量。
2. 压缩机：将低温低压的气体制冷剂通过压缩提高其温度和压力，使其变成高温高压气体。
3. 冷凝器：通过散热器或者其他方式将高温高压气体制冷剂放出热量，使其变成液态。
4. 节流阀：通过节流阀降低液态制冷剂的温度和压力，使其回到低温低压状态，在蒸发器中循环使用。
三、蒸汽压缩式制冷机的工作过程1. 蒸发器在蒸汽压缩式制冷机中，制冷剂从蒸发器进入，此时制冷剂处于低温低压状态。
在蒸发器中，制冷剂吸收周围环境中的热量，使其变成气体状态。
同时，在蒸发器中产生的气体会通过管道进入压缩机。
2. 压缩机在压缩机中，制冷剂被压缩成高温高压气体。
这个过程需要消耗大量能量，因为要克服制冷剂自身的惯性和摩擦力。
经过压缩后，高温高压气体会通过管道进入冷凝器。
3. 冷凝器在冷凝器中，高温高压气体放出热量，并且被强迫变成液态。
这个过程需要散热器或者其他方式来帮助降低温度。
一旦液态制冷剂形成，在经过节流阀后就可以重新进入蒸发器。
4. 节流阀在节流阀处，液态制冷剂经过一系列细微的孔洞和管道降低温度和压力，使其回到低温低压状态。
这个过程会消耗一些能量，但是这个能量可以在下一个循环中被重新利用。
四、总结蒸汽压缩式制冷机的工作过程是一个循环的过程，其中液态制冷剂在不同的部件中流动。
通过蒸发器、压缩机、冷凝器和节流阀这四个主要部件的组合，蒸汽压缩式制冷机可以将热量从一个地方转移到另外一个地方，并且实现降温效果。
第3章蒸气压缩式制冷
第3章蒸气压缩式制冷3．1 可逆制冷循环3．1．1 压缩式制冷的热力学原理概述制冷系统是利用逆向循环的能量转换系统，通过能量补偿，使制冷剂在循环中不断地从温度较低的被冷却对象中吸取热量，并向温度较高的冷却介质排放热量。
一般将流出热量的对象(制冷剂从中吸收热量)称为热源(heat source)；将流入热量的对象(制冷剂向其排放热量)称为热汇(heat sink)。
所以，制冷循环的热力学本质是：用能量补偿的方式把热量从低温热源排到高温热汇。
从这一本质出发，制冷循环不但可以用于使物体降到环境温度以下的制冷目的，而且可以用于使物体升到环境温度以上的加热目的。
1．制冷机与热泵在制冷机中人们以环境(环境温度的水或空气)为高温热汇，利用逆向循环在低温下从低温热源吸热，收益是制冷量。
如果以环境为低温热源，利用循环在高温下向高温热汇排热，收益是供热量，便可用此热量将某空间或物体加热到环境温度以上。
具有这种用途的机器叫做热泵。
可见，热泵与制冷机循环的热力学本质完全相同。
这就是将热泵纳入制冷技术范畴的理由。
它们的区别仅在于使用目的。
单一用于制冷的机器叫制冷机；单一用于供热的机器叫热泵。
制冷机可以做成在一些时候用来制冷，在另一些时候用来供热，这样的制冷机叫做热泵型制冷机。
制冷机和热泵的能量转换关系如图3－1所示。
图中，制冷剂从低温热源吸收的热量用Q0表示，向高温热汇排放的热量用Q H表示，补偿能用E表示。
图3－1制冷机和热泵的能量转换关系图2．制冷循环的性能系数COP和循环效率η性能系数COP和循环效率η是评价制冷循环的经济性指标。
性能系数用来反映消耗一定的补偿能可以获得多少收益能。
性能系数的普遍定义为：循环中收益能数值与补偿能数值之比，即COP=收益能量/补偿能量循环用于制冷时，制冷机的性能系数为COP R=Q0/E (3－1) 循环用于供热时，热泵的性能系数为COP H=Q H/E (3－2) 按热力学第一定律，有Q H =Q 0+E (3－3) 所以 COP H =COP R +1 (3－4) 由式(3－4)可知，热泵的性能系数恒大于1。
第三章 制冷原理及制冷剂
干空气分压力和水蒸气分压力：
• 湿空气中干空气的分压力和水蒸气的分压力分别 指当“干空气”和“水蒸气”单独占有“湿空气” 容积，并具有与“湿空气”相同温度时，所具有 的压力。 • 在一定的温度条件下，水蒸气分压力的大小直接 反映了水蒸气含量的多少，是衡量水蒸气含量即 湿空气“干燥”或“潮湿”的基本指标。
减湿冷却过程在H-d图上的表示
38
4. 加湿过程
• 冬季对空气加热，虽然温 度提高了，但相对湿度却 降低了。如车内空气相对 湿度要求必须达到某一定 值时，则需要对空气进行 加湿处理。 空气的加湿过程 • 如果采用电加湿器加湿，其过程是向湿空气喷入水蒸气。 由于水蒸气的焓值较大，所以加湿后湿空气的焓和含湿量 都增大。
(1) 工作温度范围内，具有适宜饱和蒸气压力，即蒸发压力 不宜低于大气压力，以免外部空气渗入制冷机系统；冷凝温 度不宜过高，否则引起压缩机耗功增加。 (2) 常温下在较低的冷凝压力下就能液化。
15
(3) 单位容积制冷量大。对制取一定的制冷量而言，它可以减少压 缩机的输气量，即可减小压缩机的结构尺寸。 (4) 粘度和密度小，以减少制冷剂在系统中的流动阻力损失。 (5) 热导率高。它可提高换热器的传热系数，减少换热设备的传热 面积和金属材料消耗量。 (6) 不燃烧、不爆炸、无毒、对金属材料不腐蚀、对润滑油不发生 化学作用，高温下不分解。 (7) 凝固温度低。以免制冷剂在管道中凝固。 (8) 具有良好电绝缘性能，对封闭式压缩机尤为重要。 (9) 价格低廉、易于获得。 (10) 单位容积压缩功小。 (11) 对人类生态环境无破坏作用，即不破坏大气臭氧层， 不 产 生温室效应。
空气中水蒸气分压力与同温度下“饱和水蒸气分压力” 之比。
33
说明：
蒸汽压缩式制冷装置工作原理工况资料
新技术的应用
市场竞争
人工智能、物联网等新技术将为蒸汽压缩 式制冷装置的发展带来新的机遇和挑战。
随着市场的不断扩大和技术进步，竞争将 更加激烈，企业需要不断创新和提高产品 质量来保持竞争优势。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
组成
蒸汽压缩式制冷装置主要由压缩 机、冷凝器、节流阀和蒸发器等 部件组成。
工作原理简介
蒸发过程
在蒸发器中，低温低压的湿蒸汽吸收被冷 却物体的热量，从而降低温度。
制冷剂循环
在蒸汽压缩式制冷装置中，制冷剂在封闭 的管路中循环流动，经过压缩、冷凝、节 流和蒸发四个主要过程，完成制冷循环。
压缩过程
制冷剂气体被吸入压缩机，经过压缩后压 力和温度升高，然后排入冷凝器。
节流过程
液态制冷剂经过节流阀时，压力和温度降 低，变为低温低压的湿蒸汽。
冷凝过程
在冷凝器中，高温高压的制冷剂气体与冷 却水或空气进行热交换，放出热量并凝结 为液态。
历史与发展
历史
蒸汽压缩式制冷技术最早由美国人威 利斯·开利在19世纪20年代发明，经 过不断改进和发展，逐渐成为现代制 冷技术的主流。
湿度
环境湿度的高低会影响制冷装置的除湿能力。湿度过高会导致蒸发器表 面结霜，影响换热效果；湿度过低则会导致空气干燥，影响人体舒适度。
03
空气质量
空气中的污染物和异味会影响制冷装置的性能和运行稳定性，长时间运
行还可能对设备造成腐蚀和损坏。
05 蒸汽压缩式制冷装置的应 用与案例分析
应用领域与实例
食品工业
பைடு நூலகம்
热量的传递
在蒸发器中，制冷剂吸收 被冷却物体的热量，实现 热量的转移。
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。
制冷技术复习题
制冷技术复习题一第一部分第一章：蒸汽压缩式制冷的热力学原理1.为什么说逆卡诺循环难以实现？蒸汽压缩式制冷理想和实际循环为什么要采用干压缩、膨胀阀？逆卡诺循环的传热过程为无温差传热，而实际传热过程存在温差。
采用干压缩--- P6 （1）（2）采用膨胀阀-液态制冷剂膨胀过程膨胀功不大，而且机件小，摩擦损失乂相对较大，为了简化制冷装置以及便于调节进入蒸发器的制冷剂流量，釆用膨胀阀代替膨胀机。
2.对单级蒸汽压缩制冷理论循环作哪些假设？与实际循环有何区别？1）理论循环假定：①压缩过程是等爛过程；②节流过程是等焙过程；③冷凝器内压降为零，出口为饱和液体，传热温差为零，蒸发器内压降为零，出口为饱和蒸汽，传热温差为零；④工质在管路状态不变，压降温差为零。
2）区别：①实际压缩过程是多变过程；②冷凝器出口为过冷液体；③蒸发器出口为过热蒸汽；④冷凝蒸发过程存在传热温差tk=t+Atk,to=t-Ato<>3.什么是制冷循环的制冷效率？制冷系数？COP值？什么是热泵的供热系数？制冷效率：理论循环制冷系数与理想循环制冷系数之比。
制冷系数：制冷量与压缩机耗功率之比。
COP：实际制冷循环的性能系数，=制冷量与输入功率之比。
热泵的供热系数：供热量与压缩机耗功率之比。
4.为什么要采用回热循环？液体过冷，蒸汽过热对循环各性能参数有何影响？画出回热式蒸气压缩式制冷循环工作流程图。
为了保证膨胀阀前的液态制冷剂有一定的过冷度同时保证进入压缩机前的的气态制冷剂有一定的过热度常采用回热循环。
液体过冷蒸汽过热会增加制冷能力，同时也会增加耗功量，因此理论制冷系数是否提高与制冷剂的热物理性质有关，一般对节流损失打的制冷剂如氟利昂是有利的，对氨则不利。
5.TO （蒸发温度）TK （冷凝温度）的变化对循环各性能参数有何影响？随着冷凝温度的降低和蒸发温度的升高而升高，随着冷凝温度的升高和蒸发问的降低而降低。
6.为什么要采用双级压缩制冷？该循环的特点？为了减少过热损失，常采用多级压缩。
第三章制冷压缩机与设备的选型计算
图3-13 冷却塔与水冷式冷凝器的管线连接图
第二节 换热设备的选型计算
3. 冷却水系统设备的选型计算 （1）冷却塔的选型——选型参数
冷却范围
冷却塔中进水温度与出水温度之差；
冷幅高
出水温度与空气湿球温度之差；
热负荷——冷却塔的热负荷Q可由下式计算：
第三节 辅助设备的选型计算
一、液体储存设备
1.高压储液器
高压贮液器的选择主要是确定容积，保证制冷
装置在运行时，最大贮液量小于容积的70%，
最小贮液量大于容积的10%。
大型 储液器
V m
中小型 储液器
V m
m Vc
第三节 辅助设备的选型计算
2. 低压循环贮液器
气液分离器的作用是使混合的气体和液体制冷剂进行 分离，按照不同的蒸发系统分别设置，并按设置位置 的不同，分为机房气液分离器和库房气液分离器。
机房气液分离器
D
4qV t 3600
库房气液分离器
D 4qmv0
3600
第三节 辅助设备的选型计算
三、节流机构
节流机构的作用是为蒸发器提供适量的制冷剂液体，同 时又维持系统高、低压侧的压力差，保证蒸发器中适宜 的蒸发压力。
（二）选型计算
1.冷凝器传热面积
A Qk Qk
m2
qF K tm
(1)冷凝器的对数平均温差⊿tm
tm
t2 t1 Ln tK t1
tK t2
(K或℃)
第二节 换热设备的选型计算
(2)冷凝器的传热系数K
由冷凝器的结构型式、制冷剂种类、冷却介质的速度、温度差、传热
- 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)。
ห้องสมุดไป่ตู้
•3.2.1 各种实际因素对循环的影响
•1. 高压液体过冷的影响
•（1）过冷：制冷剂液体的温度低于同一压力下
•
饱和状态的温度。
• 过冷度：两者温度之差。
•（2）液体过冷循环： 在一定的冷凝温度和蒸发温度下，采用使
第三章蒸汽压缩式制冷设备
压-焓图： 1点，2线，3区，5态，6等参数线簇。
•1点
•临界点 (critical point)
•2线
•下临界线 : 不同压力下饱和液体状态 •上临界线：不同压力下干饱和蒸汽状态
•液相区 (liquid region)
•3区
•汽液两相区(liquid-vapor region)
•式中： v1—压缩机入口处状态点1的比体积。
制冷剂的质量流量：
•式中： qvh—压缩机的理论输气量，m3/s。
第三章蒸汽压缩式制冷设备
•（2）压缩过程和比功
•与制冷剂的种类
理论比功：
和工作条件有关
压缩机每压缩和输送 1kg 制冷剂所 消耗的压缩功。
容积比功：
压缩机每压缩和输送 1m3 制冷剂 （按压缩机吸气状态）所消耗的压缩功。
第三章蒸汽压缩式制冷设备
各点对应状态
•（1）1点：制冷剂进入压缩机的状态，
•
对应于蒸发温度To下的饱和蒸汽。
•（2）2点：压缩机压缩后的排气状态，
•
对应于冷凝压力下的过热蒸汽。
•（3）3点：制冷剂在冷凝器出口处的状态，
•
是与冷凝温度TK对应的饱和液体。
•（4）4点：节流后流出节流阀，进入蒸发器的状态，
第三章蒸汽压缩式制冷设备
•3.1.3 单级蒸气压缩式制冷循环的理论循环
•1. 简单的理论循环假设
高温热源TH和低温热源TL温度恒定，制冷剂在相变过程 中与热源之间没有传热温差， 蒸发温度To=TL，冷凝温度 TK=TH；
制冷剂除在蒸发器和冷凝器外，在整个循环的其它流动
过程中与外界不发生热交换。
制冷剂离开蒸发器的状态为饱和蒸气， 离开冷凝器的状态为饱和液体；
• 节流后4状态点
焓值
干度
比体积
第三章蒸汽压缩式制冷设备
•（5）制冷系数： •（6）循环效率（热力完善度）：
第三章蒸汽压缩式制冷设备
•总 结
制冷机的性能
• 制冷量Ф0 • 压缩机功率P • 循环的性能系数COP
运用某种制冷剂时：
➢ 蒸发压力po ，冷凝压力pk 反映系统的压力水平； ➢ 压力比，压力差和排气温度反映压缩机的工作条件； ➢ 单位制冷量，单位容积制冷量反映制冷能力， ➢ COP 反映制冷循环的经济性。
•
为湿饱和蒸汽状态。
第三章蒸汽压缩式制冷设备
坐标图中的表示
•课堂问题1：不可逆 绝热过程熵变如何？
•课堂问题2：理论循 环是否是可逆循环？
第三章蒸汽压缩式制冷设备
•3. 理想循环特性
理论依据： 热力学第一定律
•
（开口系统稳定流动的能量守恒方程式）
第三章蒸汽压缩式制冷设备
•（1）蒸发过程和单位制冷量 单位质量制冷量：
压缩机功率：
第三章蒸汽压缩式制冷设备
压缩机的压力比：
循环中压缩机的排气压力 与吸气压力之比。
压缩机的排气温度 T2 ：
制冷剂气体压缩终了的温度。
•（3）冷凝过程和冷凝器的热负荷 冷凝器单位热负荷：
1kg 制冷剂蒸汽在冷凝器中放出的热量。
第三章蒸汽压缩式制冷设备
•（4）节流过程 • 节流过程特点
➢ 节流过程是不可逆过程。。 ➢ 节流时绝热膨胀，对外不作功。。 ➢ 节流前后焓值不变；但节流过程非等焓过程。 ➢ 整个循环比功与压缩机的理论比功相等。
•
性质方面的适宜程度。
第三章蒸汽压缩式制冷设备
•3.2 单级蒸气压缩式制冷的实际循环
影响实际循环的因素
• 外部条件
➢ 高温热源和低温热源为变温热源， ➢ 热源与制冷剂的传热为有限温差传热。
• 内部条件
➢ 制冷剂液体过冷和蒸气过热的影响； ➢ 冷凝器，蒸发器和连接各设备的管道中因制冷剂流动 而产生压降，制冷剂通过管道与外界有热交换； ➢ 压缩机中的实际压缩过程为非等熵过程； ➢ 系统中存在不凝性气体等。
1kg 制冷剂在蒸发器中从低温热源 吸收的热量。
制冷量：
制冷剂通过蒸发器时从低温热源吸收的热量。
•式中： qm—制冷剂的质量流量。 •与压缩机的尺寸
•说 明
•制冷量 制冷剂的质量流量 •和转速有关
•
制冷剂进出蒸发器的焓差 •与制冷剂的种类
和工作条件有关
第三章蒸汽压缩式制冷设备
单位容积制冷量：
压缩机每吸入 1m3 制冷剂蒸气 （按压缩机吸气状态）所制取的冷量。
制冷剂除在压缩机和膨胀阀处发生压力升降外， 在整个循环的其它流动过程中没有压力损失；
压缩机的压缩过程为等熵压缩过程；
制冷剂流过节流装置时，速度变化小，可忽略不计；
制冷剂在设备的连接管道中不发生状态变化。
第三章蒸汽压缩式制冷设备
•2. 理想循环在坐标图上的描述 工作过程
•（1）1-2 压缩机中干饱和蒸汽等熵压缩过程； •（2）2-3 冷凝器中过热蒸汽等压冷却及冷凝过程； •（3）3-4 节流阀中饱和液体绝热节流过程； •（4）4-1 蒸发器中湿蒸汽等温等压汽化过程。
第三章蒸汽压缩式制冷设备
•4. 理想循环的意义
理论循环是不可逆循环。
影响理论循环特性的因素：
（1）热源的温度； （2）制冷剂的性质。
理论循环的意义：
• （1）是实际循环的基准和参照，用于分析研究实际循环
•
的各种不完善因素和作出相应改进。
• （2）用于评价制冷剂。相同Tk，To条件下，通过不同
•
制冷剂的理论循环特性比较，可以评价它们在热力
•汽相区 (vapor region)
•5态
•未饱和液体，饱和液体，湿饱和蒸汽，
•干饱和蒸汽，过热蒸汽。
第三章蒸汽压缩式制冷设备
• 6等参数线簇(压-焓图）
等压线--- 水平线； 等焓线--- 垂直线； 等温线--- 液相区：几乎为垂直线，
两相区：水平线， 气相区：向下方弯曲的倾斜线； • 等熵线--- 向右上方倾斜的实线； 等容线--- 向右上方倾斜的虚线，比等熵线平坦； 等干度线--- 只存在于湿蒸气区。
第三章蒸汽压缩式制冷 设备
2020/12/8
第三章蒸汽压缩式制冷设备
•3.1 蒸气压缩式制冷的理论循环
•3.1.1 特点及工作过程
• 1. 系统组成：
•
压缩机，节流阀，蒸发器和冷凝器等主要设
备
• 及辅助设备（过滤器，油分离器，储液器）。
第三章蒸汽压缩式制冷设备
•3.1.2 制冷剂的状态图
压-焓图 温-熵图