蒸气压缩制冷循环ppt课件
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离开蒸发器和进入制冷压缩机的制冷剂蒸气为蒸发压力下的饱和蒸气； 离开冷凝器和进入膨胀阀的液体为冷凝压力下的饱和液体
除膨胀阀产生节流降压外，制冷剂在设备管道内的流动没有流动阻力 损失（即没有压力降），同时与外界环境没有热交换
节流过程为绝热的焓值不变过程（Isenthalpic process）
19
鉴于实际的制冷循环是一个动态且复杂的循环过程，不便于定性和定 量分析，我们将从简单但符合实际规律的理论制冷循环入手，用热力 学理论对其进行透彻的分析和计算，在此基础上再修正复杂、多变的 实际制冷循环，指导实际制冷循环的应用，使之更有效、更安全地为 我们服务。对制冷循环进行的热力计算，是制冷系统机器、设备设计 和选型的理论依据
剂过时 再低温和 蒸压抽 送压低压 气缩出 往的压力 的作蒸 冷制的一 热用发 凝冷制一 量提器 器剂冷对 向高内 去蒸剂应 外制蒸 冷气蒸这 界冷气 凝增气个 环剂， 压进原 境蒸维 ，行理 介气持 从压， 质的低 而缩我 （压温 提，们 空力低 高给对 气和压 制它制
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W
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冷凝器（Condenser）也是一个热交换设备，作用是利用环境冷却介 质空气或水，将来自制冷压缩机的高温高压制冷剂蒸气的热量带走， 使高温高压制冷剂蒸气冷却、冷凝成高压常温的制冷剂液体。
作用之一是不断地将完成了吸热过程而汽化的制 冷剂蒸气从蒸发器中抽吸出来，使蒸发器维持低 压状态，便于蒸发吸热过程能继续不断地进行下 去
Qo
W
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或温外制 冷一冷利 水度，冷 剂个压用 ），作压 蒸能缩饱 转创用缩 气量机和 移造之机 的，抽温 的将二除 温使出度 条制是了 度低的和 件冷通及 ，温低饱
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3.1 单级蒸气压缩式制冷循环
3.1.1 单级蒸气压缩式制冷循环的理论循环
分析单级蒸气压缩式制冷循环的理论循环（Ideal Single-Stage Cycle）的目 的是运用热力学原理对制冷循环内在联系和外部影响，进行的理论分 析，是制冷系统安装、调试、运行管理和维护的理论基础。它对制冷 循环的能量转换及转换后效率进行的理论分析，是制冷系统能否节能、 环保、可持续发展的理论根据
值得一提的是，冷凝器内制冷剂蒸气变为制冷剂液体的过程中，压力 是不变的仍为高压
高压常温的制冷剂液体不能直接送入低温低压的蒸发器。我们将再一 次利用饱和压力（saturation pressure）与饱和温度一一对应原理，降 低制冷剂液体的压力，从而降低制冷剂液体的温度。将高压常温的制 冷剂液体通过降压装置——膨胀阀（又称节流阀，expansion valve， throttle valve ），得到低温低压制冷剂，再送入蒸发器吸热蒸发，从 而完成了一个制冷循环。
8
上述四个过程中，①是制冷剂从低温热源吸收热量的过程； ③是制冷剂向高温热源排放热量的过程；②是循环的能量 补偿过程。
能量补偿的方式有多种，所使用的补偿能量形式相应的也 有所不同。如果该过程的能量补偿方式是用压缩机对低压 气体做功，使之因受压缩而提高压力，那么，这种制冷方 式便称之为蒸气压缩式制冷循环（vapor compression refrigeration cycle）
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Qk Qo
W
13
Qk
冷凝器
节流阀
压缩机
W
蒸发器
来自百度文库
Qo
14
Qk
高压、饱和液体
高压、过热蒸气
Condenser
Expansion Valve
Compressor
W
Evaporator
低压、气液两相
低压、低温蒸气
Qo
15
16
单级蒸气压缩式制冷循环工作过程如下
➢ 制冷剂在蒸发器内，在压力 po、温度 to 下沸腾， to低于被冷物体 的温度。压缩机不断地抽吸蒸发器中产生的蒸汽，并将它压缩到 冷凝压力pk，然后送往冷凝器，在 pk 压力下等压冷凝成液体，同 时，制冷剂放出冷凝热量，并传给冷却介质（通常是水或空气）
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1、理论制冷循环的假定条件
压缩过程为等熵过程（Isentropic process ），即压缩过程与外界没有 热交换
冷凝、蒸发过程均为定压过程（Isobaric process） ，没有传热温差。 即制冷剂的冷凝温度（Condensing temperature）等于环境介质（空气 或水）温度；制冷剂的蒸发温度（Evaporating temperature）等于被冷 却对象温度；且各温度均为定值
➢ 与冷凝压力pk相对应的冷凝温度tk ,一定要高于冷却介质的温度， 冷凝后的液体通过膨胀阀或节流元件进入蒸发器
➢ 当制冷剂通过膨胀阀时，压力从 pk 降到 po ，少部分液体气化，极 大部分剩余液体的温度降至 to，这部分液体在蒸发器中蒸发，并 从被冷却的物体中吸取它所需要的蒸发热。而气化的这部分蒸汽 称为闪发蒸汽，在它被压缩机吸入之前几乎不再起吸热作用
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在制冷系统中，我们将制冷剂在低压下蒸发的容
器，称为蒸发器（evaporator） ，蒸发器是热
交换设备，其作用是将蒸发器外被冷却对象的热 量传递给蒸发器内制冷剂，制冷剂（在低温低压 下）相变吸热而使被冷却对象的温度降低 从蒸发器内源源不断地抽出制冷剂气体的装置称
为制冷压缩机（refrigerant compressor） ，其
第三章 蒸气压缩制冷循环
1
3.0 预备知识
2
3
4
5
6
7
在普通制冷温度范围内，蒸气压缩式制冷是占主导地位的制 冷方式，它属于液体蒸发制冷
液体蒸发制冷的特征是：利用制冷剂液体在气化时（蒸发时） 产生的吸热效应，达到制冷目的
液体蒸发制冷构成循环的四个基本过程是：
➢ 制冷剂液体在低压（低温）下蒸发，成为低压蒸气； ➢ 将该低压蒸气提高压力成为高压蒸气； ➢ 将高压蒸气冷凝，使之成为高压液体； ➢ 高压液体降低压力重新变为低压液体，从而完成循环。
2、理论制冷循环在温-熵图和压-焓图上的表示
冷凝器
压缩机 电动机 节 流 阀
蒸发器
20
T
冷凝
冷却
统称为“冷凝”
节流
x＝0
4
TK
3
5
To
蒸发
2
压缩
1 x＝1
S
21
lgP
冷凝过程
Condensation Process
x＝0 x＝1
节流过程 4
Throttle Process
除膨胀阀产生节流降压外，制冷剂在设备管道内的流动没有流动阻力 损失（即没有压力降），同时与外界环境没有热交换
节流过程为绝热的焓值不变过程（Isenthalpic process）
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鉴于实际的制冷循环是一个动态且复杂的循环过程，不便于定性和定 量分析，我们将从简单但符合实际规律的理论制冷循环入手，用热力 学理论对其进行透彻的分析和计算，在此基础上再修正复杂、多变的 实际制冷循环，指导实际制冷循环的应用，使之更有效、更安全地为 我们服务。对制冷循环进行的热力计算，是制冷系统机器、设备设计 和选型的理论依据
剂过时 再低温和 蒸压抽 送压低压 气缩出 往的压力 的作蒸 冷制的一 热用发 凝冷制一 量提器 器剂冷对 向高内 去蒸剂应 外制蒸 冷气蒸这 界冷气 凝增气个 环剂， 压进原 境蒸维 ，行理 介气持 从压， 质的低 而缩我 （压温 提，们 空力低 高给对 气和压 制它制
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冷凝器（Condenser）也是一个热交换设备，作用是利用环境冷却介 质空气或水，将来自制冷压缩机的高温高压制冷剂蒸气的热量带走， 使高温高压制冷剂蒸气冷却、冷凝成高压常温的制冷剂液体。
作用之一是不断地将完成了吸热过程而汽化的制 冷剂蒸气从蒸发器中抽吸出来，使蒸发器维持低 压状态，便于蒸发吸热过程能继续不断地进行下 去
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或温外制 冷一冷利 水度，冷 剂个压用 ），作压 蒸能缩饱 转创用缩 气量机和 移造之机 的，抽温 的将二除 温使出度 条制是了 度低的和 件冷通及 ，温低饱
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3.1 单级蒸气压缩式制冷循环
3.1.1 单级蒸气压缩式制冷循环的理论循环
分析单级蒸气压缩式制冷循环的理论循环（Ideal Single-Stage Cycle）的目 的是运用热力学原理对制冷循环内在联系和外部影响，进行的理论分 析，是制冷系统安装、调试、运行管理和维护的理论基础。它对制冷 循环的能量转换及转换后效率进行的理论分析，是制冷系统能否节能、 环保、可持续发展的理论根据
值得一提的是，冷凝器内制冷剂蒸气变为制冷剂液体的过程中，压力 是不变的仍为高压
高压常温的制冷剂液体不能直接送入低温低压的蒸发器。我们将再一 次利用饱和压力（saturation pressure）与饱和温度一一对应原理，降 低制冷剂液体的压力，从而降低制冷剂液体的温度。将高压常温的制 冷剂液体通过降压装置——膨胀阀（又称节流阀，expansion valve， throttle valve ），得到低温低压制冷剂，再送入蒸发器吸热蒸发，从 而完成了一个制冷循环。
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上述四个过程中，①是制冷剂从低温热源吸收热量的过程； ③是制冷剂向高温热源排放热量的过程；②是循环的能量 补偿过程。
能量补偿的方式有多种，所使用的补偿能量形式相应的也 有所不同。如果该过程的能量补偿方式是用压缩机对低压 气体做功，使之因受压缩而提高压力，那么，这种制冷方 式便称之为蒸气压缩式制冷循环（vapor compression refrigeration cycle）
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冷凝器
节流阀
压缩机
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蒸发器
来自百度文库
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高压、饱和液体
高压、过热蒸气
Condenser
Expansion Valve
Compressor
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Evaporator
低压、气液两相
低压、低温蒸气
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单级蒸气压缩式制冷循环工作过程如下
➢ 制冷剂在蒸发器内，在压力 po、温度 to 下沸腾， to低于被冷物体 的温度。压缩机不断地抽吸蒸发器中产生的蒸汽，并将它压缩到 冷凝压力pk，然后送往冷凝器，在 pk 压力下等压冷凝成液体，同 时，制冷剂放出冷凝热量，并传给冷却介质（通常是水或空气）
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1、理论制冷循环的假定条件
压缩过程为等熵过程（Isentropic process ），即压缩过程与外界没有 热交换
冷凝、蒸发过程均为定压过程（Isobaric process） ，没有传热温差。 即制冷剂的冷凝温度（Condensing temperature）等于环境介质（空气 或水）温度；制冷剂的蒸发温度（Evaporating temperature）等于被冷 却对象温度；且各温度均为定值
➢ 与冷凝压力pk相对应的冷凝温度tk ,一定要高于冷却介质的温度， 冷凝后的液体通过膨胀阀或节流元件进入蒸发器
➢ 当制冷剂通过膨胀阀时，压力从 pk 降到 po ，少部分液体气化，极 大部分剩余液体的温度降至 to，这部分液体在蒸发器中蒸发，并 从被冷却的物体中吸取它所需要的蒸发热。而气化的这部分蒸汽 称为闪发蒸汽，在它被压缩机吸入之前几乎不再起吸热作用
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在制冷系统中，我们将制冷剂在低压下蒸发的容
器，称为蒸发器（evaporator） ，蒸发器是热
交换设备，其作用是将蒸发器外被冷却对象的热 量传递给蒸发器内制冷剂，制冷剂（在低温低压 下）相变吸热而使被冷却对象的温度降低 从蒸发器内源源不断地抽出制冷剂气体的装置称
为制冷压缩机（refrigerant compressor） ，其
第三章 蒸气压缩制冷循环
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3.0 预备知识
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在普通制冷温度范围内，蒸气压缩式制冷是占主导地位的制 冷方式，它属于液体蒸发制冷
液体蒸发制冷的特征是：利用制冷剂液体在气化时（蒸发时） 产生的吸热效应，达到制冷目的
液体蒸发制冷构成循环的四个基本过程是：
➢ 制冷剂液体在低压（低温）下蒸发，成为低压蒸气； ➢ 将该低压蒸气提高压力成为高压蒸气； ➢ 将高压蒸气冷凝，使之成为高压液体； ➢ 高压液体降低压力重新变为低压液体，从而完成循环。
2、理论制冷循环在温-熵图和压-焓图上的表示
冷凝器
压缩机 电动机 节 流 阀
蒸发器
20
T
冷凝
冷却
统称为“冷凝”
节流
x＝0
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TK
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To
蒸发
2
压缩
1 x＝1
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21
lgP
冷凝过程
Condensation Process
x＝0 x＝1
节流过程 4
Throttle Process