空调用制冷技术-课件
合集下载
相关主题
- 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)。
2017/8/23
三区： 液相区 两相区 气相区
八线： 等压线p（水 平线） 等焓线h（垂 直线） 饱和液线x=0， 饱和蒸气线 x=1， 无数条等干度 线x 等熵线s 一点： 等比体积线 临界点 v
T Tk
3
qk
Wc 4 1'
Pk 2' 2 P0 1
T0 0 4'
q0
b' b
a' a
s
图1.5 理论循环T—S图
2017/8/23
18
第二节 蒸汽压缩式制冷的理论循环
3）热交换过程的传热温差 在蒸发器和冷凝器实际传热过程中，制冷剂与冷源和热源 由于存在温差，使得制冷系数低于理想过程的制冷系数， 传热温差越大，制冷系数降低越多。 一般蒸发温度比被冷却介质温度低５～７℃,冷凝温度要 高于冷却介质温度５～７℃,以保证必要的传热温差。
2017/8/23 16
冷凝器、蒸发器、冷水机组
2017/8/23
17
第二节 蒸汽压缩式制冷的理论循环
采用干压缩过程可以增加 单位质量制冷能力，由于 压缩终状态是过热蒸气， 压缩机功耗大，制冷系数 低，降低程度称为过热损 失 蒸气压缩式制冷理论循 环的两种损失 节流过程带来的节流损失； 干压缩所产生的过热损失； 有传热温差的热交换
绪论
4 、研究课题
1、节能与可再生能源的开发利用 1）蓄能、热回收、高能效比、太阳能等设备的开发利 用 2）土壤源热泵 2、新型制冷循环 吸附式制冷、热电制冷、磁制冷、热声制冷等 3、寻找新型节能环保的制冷剂
2017/8/23
5
绪论
5、制冷系统组成
1）制冷设备组成：压缩机、冷凝器、节流机构、蒸发器、 辅助设备 2）空调制冷系统组成：制冷机；冷却水系统（冷却水泵、 冷却塔、冷却水管）；冷冻水系统（冷冻水泵、空调末 端设备）；
图2 蒸气吸收式制冷系统图
2017/8/23 9
吸附式制冷系பைடு நூலகம்的原理图
图3 吸附式制冷系统的原理图
2017/8/23 10
第一章 蒸汽压缩式的热力学原理
图1.1 蒸气压缩式制冷系统简图
2017/8/23
11
第一节 理想制冷循环 一、逆卡诺循环
1、实现逆卡诺循环必须具备 热工条件 1)高温热源和低温热源温度恒 定，工质在蒸发器和冷凝器 中与外界热源之间传热没有 温差； 2）工质流过设备无设备内部不 可逆损失；
空调用制冷技术
1
绪论
概述
制冷技术是为适应人们对低温条件的需要而产生和发 展起来的。 制冷就是使自然界的某物体或某空间温度低于周围环境， 并维持这个温度。
1、冷源：天然冷源、人工冷源 2、 制冷范围的划分及其应用
1）制冷范围的划分： ①普通制冷：低于环境温度～-120 ℃ (153 K)； ②深度制冷：-120～-253 ℃(153～20
2017/8/23
14
一、逆卡诺循环
图1.6 热泵空调系统工作原理图
2017/8/23 15
第二节 蒸汽压缩式制冷的理论循环
一、蒸汽压缩式制冷的理论循环
1、理论循环工作工程及特点 1）在冷凝器、蒸发器中—有温差的定压过程代替无温差的 定压过程 2）膨胀阀代替膨胀机—绝热节流代替绝热膨胀 3）压缩机吸入饱和蒸汽—干压缩代替湿压缩 2、理论制冷循环特点 1）节流损失：绝热节流是不可逆过程； 膨胀阀不做功，损失了膨胀功； 2）过热损失： 湿压缩 ①制冷量减少； ②导致气缸液击，使压缩机汽缸遭到破坏。 为了实现干压缩可在压缩机出口处设臵气液分离器 压缩机运行时严禁发生湿压缩
3、制冷技术的最新发展
1)热泵技术的发展（空气源热泵、水源热泵、水环热泵） 2)新材料的应用（相变材料、吸附材料） 3)机器、设备的发展（高效离心机） 4)新型制冷工质的研究 5)新的制冷理论及实践（吸附式制冷、热电制冷、相变制 冷、热声制冷、固体绝热去磁、气体绝热膨胀）
2017/8/23 4
2017/8/23 13
一、逆卡诺循环
2）冷凝温度的影响 冷凝温度取决于冷却介质(大气或冷却水等)的温度,不能随 意变动。相同的蒸发温度下，冷凝温度越低，制冷系数 越大，越有利于节能。一般冷凝温度要高于冷却介质温 度５～７℃,以保证必要的传热温差。
二、劳仑兹循环
在两个变温热源之间进行的理想制冷循环过程，由两个等 熵绝热过程和两个可逆多变过程组成的理想循环过程。
2017/8/23
19
第二节 蒸汽压缩式制冷的理论循环
二、蒸汽压缩式制冷的理论循环的热力计算 1、压焓图的应用
图1.6 理论循环在T-s图和lg p-h图上的表示
2017/8/23
20
压焓图
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。 等温线t
K)；
2017/8/23
2
绪论
③低温和超低温：-253～接近-273 ℃(20～接近0 K)。 2）应用：1)空气调节 2)食品的冷冻和冷藏 3)食品加工 4)工业生产及农牧业 5)建筑工程 6)能源与动力工程 7)国防工业 8)医疗卫生
2017/8/23
3
绪论
2、制冷技术的发展
1755年苏格兰科学家库伦（Cullen）发表论文《液体蒸发 制冷》，人们以此作为人工制冷史的起点。 1875年德国林德（Linde）首先制作了具有实用价值的氨 蒸汽压缩式制冷装臵，时至今日蒸汽压缩式制冷装臵仍是 一种使用范围最广泛的制冷方法。
图1.5 逆卡诺循环在T-s图上的表示
2017/8/23
12
一、逆卡诺循环
2、实现逆卡诺循环必要设备 压缩机、冷凝器、膨胀机、蒸发器 3、循环过程示意图及能量方程 外界输入压缩功 wc=w-we 制冷量 q0=T(sa- sb) 制冷系数 εc=T0/(Tk-T0) 供热系数 μ= ε+1 4、影响制冷系数ε的主要因素 1）蒸发温度的影响 蒸发温度主要取决于制冷对象的温度要求,不能变动,相 同的冷凝温度下，蒸发温度越高，制冷系数越大，单 位制冷量能耗越低。一般蒸发温度比冷库温度低５～ ７℃,以保证传热需要。
2017/8/23
6
蒸气喷射式制冷系统图
图1 蒸气喷射式制冷系统图
2017/8/23 7
蒸气压缩式制冷系统各部件及主要用途
放热，使高压高温制冷剂蒸 气冷却、冷凝成高压常温的 制冷剂液体 压缩制冷剂蒸气，提高 压力和温度
得到低温低压制冷剂
制冷剂液体吸热、蒸发、制冷
2017/8/23 8
蒸气吸收式制冷系统图
三区： 液相区 两相区 气相区
八线： 等压线p（水 平线） 等焓线h（垂 直线） 饱和液线x=0， 饱和蒸气线 x=1， 无数条等干度 线x 等熵线s 一点： 等比体积线 临界点 v
T Tk
3
qk
Wc 4 1'
Pk 2' 2 P0 1
T0 0 4'
q0
b' b
a' a
s
图1.5 理论循环T—S图
2017/8/23
18
第二节 蒸汽压缩式制冷的理论循环
3）热交换过程的传热温差 在蒸发器和冷凝器实际传热过程中，制冷剂与冷源和热源 由于存在温差，使得制冷系数低于理想过程的制冷系数， 传热温差越大，制冷系数降低越多。 一般蒸发温度比被冷却介质温度低５～７℃,冷凝温度要 高于冷却介质温度５～７℃,以保证必要的传热温差。
2017/8/23 16
冷凝器、蒸发器、冷水机组
2017/8/23
17
第二节 蒸汽压缩式制冷的理论循环
采用干压缩过程可以增加 单位质量制冷能力，由于 压缩终状态是过热蒸气， 压缩机功耗大，制冷系数 低，降低程度称为过热损 失 蒸气压缩式制冷理论循 环的两种损失 节流过程带来的节流损失； 干压缩所产生的过热损失； 有传热温差的热交换
绪论
4 、研究课题
1、节能与可再生能源的开发利用 1）蓄能、热回收、高能效比、太阳能等设备的开发利 用 2）土壤源热泵 2、新型制冷循环 吸附式制冷、热电制冷、磁制冷、热声制冷等 3、寻找新型节能环保的制冷剂
2017/8/23
5
绪论
5、制冷系统组成
1）制冷设备组成：压缩机、冷凝器、节流机构、蒸发器、 辅助设备 2）空调制冷系统组成：制冷机；冷却水系统（冷却水泵、 冷却塔、冷却水管）；冷冻水系统（冷冻水泵、空调末 端设备）；
图2 蒸气吸收式制冷系统图
2017/8/23 9
吸附式制冷系பைடு நூலகம்的原理图
图3 吸附式制冷系统的原理图
2017/8/23 10
第一章 蒸汽压缩式的热力学原理
图1.1 蒸气压缩式制冷系统简图
2017/8/23
11
第一节 理想制冷循环 一、逆卡诺循环
1、实现逆卡诺循环必须具备 热工条件 1)高温热源和低温热源温度恒 定，工质在蒸发器和冷凝器 中与外界热源之间传热没有 温差； 2）工质流过设备无设备内部不 可逆损失；
空调用制冷技术
1
绪论
概述
制冷技术是为适应人们对低温条件的需要而产生和发 展起来的。 制冷就是使自然界的某物体或某空间温度低于周围环境， 并维持这个温度。
1、冷源：天然冷源、人工冷源 2、 制冷范围的划分及其应用
1）制冷范围的划分： ①普通制冷：低于环境温度～-120 ℃ (153 K)； ②深度制冷：-120～-253 ℃(153～20
2017/8/23
14
一、逆卡诺循环
图1.6 热泵空调系统工作原理图
2017/8/23 15
第二节 蒸汽压缩式制冷的理论循环
一、蒸汽压缩式制冷的理论循环
1、理论循环工作工程及特点 1）在冷凝器、蒸发器中—有温差的定压过程代替无温差的 定压过程 2）膨胀阀代替膨胀机—绝热节流代替绝热膨胀 3）压缩机吸入饱和蒸汽—干压缩代替湿压缩 2、理论制冷循环特点 1）节流损失：绝热节流是不可逆过程； 膨胀阀不做功，损失了膨胀功； 2）过热损失： 湿压缩 ①制冷量减少； ②导致气缸液击，使压缩机汽缸遭到破坏。 为了实现干压缩可在压缩机出口处设臵气液分离器 压缩机运行时严禁发生湿压缩
3、制冷技术的最新发展
1)热泵技术的发展（空气源热泵、水源热泵、水环热泵） 2)新材料的应用（相变材料、吸附材料） 3)机器、设备的发展（高效离心机） 4)新型制冷工质的研究 5)新的制冷理论及实践（吸附式制冷、热电制冷、相变制 冷、热声制冷、固体绝热去磁、气体绝热膨胀）
2017/8/23 4
2017/8/23 13
一、逆卡诺循环
2）冷凝温度的影响 冷凝温度取决于冷却介质(大气或冷却水等)的温度,不能随 意变动。相同的蒸发温度下，冷凝温度越低，制冷系数 越大，越有利于节能。一般冷凝温度要高于冷却介质温 度５～７℃,以保证必要的传热温差。
二、劳仑兹循环
在两个变温热源之间进行的理想制冷循环过程，由两个等 熵绝热过程和两个可逆多变过程组成的理想循环过程。
2017/8/23
19
第二节 蒸汽压缩式制冷的理论循环
二、蒸汽压缩式制冷的理论循环的热力计算 1、压焓图的应用
图1.6 理论循环在T-s图和lg p-h图上的表示
2017/8/23
20
压焓图
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。 等温线t
K)；
2017/8/23
2
绪论
③低温和超低温：-253～接近-273 ℃(20～接近0 K)。 2）应用：1)空气调节 2)食品的冷冻和冷藏 3)食品加工 4)工业生产及农牧业 5)建筑工程 6)能源与动力工程 7)国防工业 8)医疗卫生
2017/8/23
3
绪论
2、制冷技术的发展
1755年苏格兰科学家库伦（Cullen）发表论文《液体蒸发 制冷》，人们以此作为人工制冷史的起点。 1875年德国林德（Linde）首先制作了具有实用价值的氨 蒸汽压缩式制冷装臵，时至今日蒸汽压缩式制冷装臵仍是 一种使用范围最广泛的制冷方法。
图1.5 逆卡诺循环在T-s图上的表示
2017/8/23
12
一、逆卡诺循环
2、实现逆卡诺循环必要设备 压缩机、冷凝器、膨胀机、蒸发器 3、循环过程示意图及能量方程 外界输入压缩功 wc=w-we 制冷量 q0=T(sa- sb) 制冷系数 εc=T0/(Tk-T0) 供热系数 μ= ε+1 4、影响制冷系数ε的主要因素 1）蒸发温度的影响 蒸发温度主要取决于制冷对象的温度要求,不能变动,相 同的冷凝温度下，蒸发温度越高，制冷系数越大，单 位制冷量能耗越低。一般蒸发温度比冷库温度低５～ ７℃,以保证传热需要。
2017/8/23
6
蒸气喷射式制冷系统图
图1 蒸气喷射式制冷系统图
2017/8/23 7
蒸气压缩式制冷系统各部件及主要用途
放热，使高压高温制冷剂蒸 气冷却、冷凝成高压常温的 制冷剂液体 压缩制冷剂蒸气，提高 压力和温度
得到低温低压制冷剂
制冷剂液体吸热、蒸发、制冷
2017/8/23 8
蒸气吸收式制冷系统图