制冷技术全套课件

• 等压线 — 水平线 • 等焓线 — 垂直线 • 等干度线 — 湿蒸汽区域内
• 等熵线 — 向右上方倾斜
• 等容线 — 向右上方倾斜 • 等温线 — 垂直线（未）→水平线（湿） →向右下方弯曲（过）
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三、理论循环的压焓图
压焓图的作用：
• 确定状态参数
p
pk p0 4 3 2
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四、有传热温差的制冷循环
Tk’ — 冷却介质的温度 T0’ — 被冷却介质的温度 逆卡诺循环：1’-2’-3’-4’-1’
Tk — 冷凝器中制冷剂的温度 T0 — 蒸发器中制冷剂的温度 有传热温差的循环：1-2-3-4-1 耗功量增加：阴影面积 制冷量减少：1-1’-4’-4-1
T Tk Tk' T0' T0 0
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制 冷 技 术
第 2讲 蒸汽压缩式制冷的基本原理
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一、热力学基本定律
• 热力学第一定律：能量守恒和转换定律 • 热力学第二定律：能量贬值原理
不可能把热从低温物体传向高温物体而不引起其它变化。
人工制冷： 低温物体
热量 外界补偿
高温物体
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二、理想循环
• 表示热力过程
• 分析能量变化
0 h4=h5
1
h1
h2 h
蒸汽压缩制冷理论循环p h图
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四、热力计算
• 单位质量制冷量 q0：1kg制冷剂在蒸发器内从被冷却物
体吸收的热量 。
q0＝h1－h5＝h1－h4 • 单位容积制冷量 qv ： 压缩机每吸入 1m3 制冷剂蒸汽
（按吸气状态计），在蒸发器中所产生的制冷量 。
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四、发展概况
• 1934年美国人波尔金斯试制成功了第一台以乙 醚为工质、闭式循环的蒸汽压缩式制冷机。
• 1830～1930，主要采取NH3、HCS、CO2、 空 气等作为制冷剂；
• 1930～1990，主要采用氟里昂作为制冷剂； • 1990～ ，积极寻找无污染的制冷剂，替代氟 利昂。
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五、制冷技术的应用
• 空调工程 • 食品工程：冷库、家用冰箱、冰柜、冷藏陈列柜等； • 机械与电子工业：工业的许多生产过程需要在低温下进行 ； • 农业：种子贮存以及育苗等 ； • 医疗卫生事业：血浆、疫苗及某些特殊药品的低温保存 ； • 国防工业和现代科学：人工降雨；在高寒地区使用的发动机、
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3. 制冷系数

q0 Tk w0 Tk T0
• 大小只取决于两个热源的温度；
• T0↗或Tk↘ ε↗
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三、逆卡诺循环难以实现：
• 湿蒸汽区域内进行
• 设备：蒸发器
湿压缩
无传热温差
冷凝器
压缩机
ຫໍສະໝຸດ Baidu
无传热温差
无摩擦运动
膨胀机
不经济，且难以加工
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qv＝q0 / v1＝（h1－h5）/v1
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四、热力计算
• 单位冷凝负荷qk ：1kg制冷剂在冷却和冷凝过程中放出
的热量 。 qk＝h2－h4
• 单位理论压缩功 w0 ：压缩机每压缩输送 1kg制冷剂所
• 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； • 冷凝器：输出热量。
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3. 循环特点（对比逆卡诺循环）
• 干压缩代替了湿压缩：
压缩机吸气状态为干饱和蒸汽
• 节流阀代替了膨胀机：
简化了设备，但会造成节流损失
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二、压焓图
1. 逆卡诺循环 1-2 等熵压缩 T0→Tk 耗功w1 2-3 等温压缩 吸热qk=Tk（sa-sb） 3-4 等熵膨胀 Tk→T0 做功w2 4-1 等温膨胀 放热q0=T0（sa-sb）
两个恒温热源
两个等温过程
两个等熵过程
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2. 循环结果
• 从被冷却介质吸热q0（单位制冷量）； • 向冷却介质放热qk； • 循环净耗功 w0＝w1－w2＝qk－q0
• 制冷剂：制冷机中把热量从被冷却介质传给
环境介质的内部循环流动的工作介质。
• 制冷循环：在制冷机中，制冷剂周而复始吸
热、放热的流动循环。
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二、制冷方法
• 液体汽化制冷：利用液体气化吸热原理。
如：蒸汽压缩式制冷、吸收式制冷、蒸汽喷射式制冷
• 气体膨胀制冷：将高压气体做绝热膨胀，使
Tk
3 3'
2 2'
T0
4' 4 a
1' 1
b
s
图1-2 有传热温差的制冷循环
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有传热温差的制冷循环的制冷系数小于
逆卡诺循环的制冷系数。
热力完善度： 工作于相同温度间的实
际制冷循环的制冷系数与逆卡诺循环制冷系数的
比值。 η ＝ ε / ε
c
≤1
η的大小反映了实际制冷循环接近逆卡诺循环的 程度。
其压力、温度下降，利用降温后的气体来吸取 被冷却物体的热量从而制冷。
• 热电制冷：利用某种半导体材料的热电效应。
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三、制冷技术分类
按照制冷温度大小，分为三类：
• 普通制冷：t＞－120℃ • 深度制冷： －120℃ ＞t＞－253℃ • 超低温制冷：t＜－253℃
空调用制冷技术属于普通制冷。
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制 冷 技 术
第 3讲 蒸汽压缩式制冷的理论循环
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一、理论循环
1. 循环组成：
• 压缩机：等熵压缩；
• 冷凝器：等压放热；
• 节流阀：绝热节流，等焓；
• 蒸发器：等压吸热而制冷。
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2. “四大件”作用
• 压缩机：“心脏”，压缩和输送制冷剂蒸汽；
制 冷 技 术
第 1讲 绪 论
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一、基本概念 • 制冷：利用人工的方法，把某物体或某
空间的温度降低到低于周围环境的温度， 并使之维持在这一低温的过程。
实质：将热量从被冷却对象中转移到环境中 ★
制冷≠冷却
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• 制冷机：实现制冷所需的机器和设备。
特点：必须消耗能量——电能、机械能等
汽车、常规武器的环境模拟试验等。
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六、制冷技术的研究目的
• 减少能耗，如充分利用太阳能、地热能 等； • 合理选择和利用制冷剂； • 提高制冷机的机械热力性能。
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七、本课程的主要内容
• 制冷原理及相应的制冷循环； • 制冷工质(制冷剂和载冷剂)的性质及选择； • 蒸汽压缩制冷的概念、理论、原理、习 题、设备、设计、安装等。