制冷系统压焓图及主要参数

1、3.1.2 压焓图压焓图n1、临界点、临界点K和饱和曲线和饱和曲线n临界点临界点K为两根粗实线的交点。在该点，制冷为两根粗实线的交点。在该点，制冷剂的液态和气态差别消失。剂的液态和气态差别消失。 nK点左边的粗实线点左边的粗实线Ka为饱和液体线，在为饱和液体线，在Ka线线上任意一点的状态，均是相应压力的饱和液体；上任意一点的状态，均是相应压力的饱和液体；K点的右边粗实线点的右边粗实线Kb为饱和蒸气线，在为饱和蒸气线，在Kb线上任意线上任意一点的状态均为饱和蒸气状态，或称干蒸气。一点的状态均为饱和蒸气状态，或称干蒸气。 2、三个状态区三个状态区nKa左侧左侧过冷液体区，该区域内的制冷剂过冷液体区

2、，该区域内的制冷剂温度低于同压力下的饱和温度；温度低于同压力下的饱和温度； nKb右侧右侧过热蒸气区，该区域内的蒸气温过热蒸气区，该区域内的蒸气温度高于同压力下的饱和温度；度高于同压力下的饱和温度； nKa和和Kb之间之间湿蒸气区，即气液共存区。湿蒸气区，即气液共存区。该区内制冷剂处于饱和状态，压力和温度为一一该区内制冷剂处于饱和状态，压力和温度为一一对应关系。对应关系。n在制冷机中，蒸发与冷凝过程主要在湿蒸气区进在制冷机中，蒸发与冷凝过程主要在湿蒸气区进行，压缩过程则是在过热蒸气区内进行。行，压缩过程则是在过热蒸气区内进行。 3、六、六组等参数线组等参数线n制冷剂的压制冷剂的压-焓（焓（Lg

3、P-E）图中共有八种线条：）图中共有八种线条： n等压线等压线P(LgP) 等焓线（等焓线（Enthalpy) 饱和液体饱和液体线（线（Saturated Liquid) 等熵线（等熵线（Entropy） n等容线（等容线（Volume） 干饱和蒸汽线干饱和蒸汽线(Saturated Vapor) 等干度线等干度线(Quality) 等温线等温线（Temperature) n（1）等压线：图上与横坐标轴相平行的水）等压线：图上与横坐标轴相平行的水平细实线均是等压线，同一水平线的压力均相等。平细实线均是等压线，同一水平线的压力均相等。 n（2）等焓线：图上与横坐标轴垂直的细实线）等焓线：图上与横

4、坐标轴垂直的细实线为等焓线，凡处在同一条等焓线上的工质，不为等焓线，凡处在同一条等焓线上的工质，不论其状态如何焓值均相同。论其状态如何焓值均相同。 n（3）等温线：图上用点划线表示的为等）等温线：图上用点划线表示的为等温线。等温线在不同的区域变化形状不同，在温线。等温线在不同的区域变化形状不同，在过冷区等温线几乎与横坐标轴垂直；在湿蒸气过冷区等温线几乎与横坐标轴垂直；在湿蒸气区却是与横坐标轴平行的水平线；在过热蒸气区却是与横坐标轴平行的水平线；在过热蒸气区为向右下方急剧弯曲的倾斜线。区为向右下方急剧弯曲的倾斜线。 n（4）等熵线：图上自左向右上方弯曲的）等熵线：图上自左向右上方弯曲的细实线为等

5、熵线。制冷剂的压缩过程沿等熵线细实线为等熵线。制冷剂的压缩过程沿等熵线进行，因此过热蒸气区的等熵线用得较多，在进行，因此过热蒸气区的等熵线用得较多，在lgp-h图上等熵线以饱和蒸气线作为起点。图上等熵线以饱和蒸气线作为起点。 nn（5）等容线：图上自左向右稍向上弯曲的虚）等容线：图上自左向右稍向上弯曲的虚线为等比容线。与等熵线比较，等比容线要平线为等比容线。与等熵线比较，等比容线要平坦些。制冷机中常用等比容线查取制冷压缩机坦些。制冷机中常用等比容线查取制冷压缩机吸气点的比容值。吸气点的比容值。 n（6）等干度线：从临界点）等干度线：从临界点K出发，把湿出发，把湿蒸气区各相同的干度点连接而成的线

6、为等干度蒸气区各相同的干度点连接而成的线为等干度线。它只存在与湿蒸气区。线。它只存在与湿蒸气区。 n上述六个状态参数（上述六个状态参数（p、t、v、x、h、s）中，只要知道其中任意两个状态参数值，就可中，只要知道其中任意两个状态参数值，就可确定制冷剂的热力状态。在确定制冷剂的热力状态。在lgp-h图上确定其图上确定其状态点，可查取该点的其余四个状态参数状态点，可查取该点的其余四个状态参数3.1.3 单级蒸气压缩式制冷理论循环 单级蒸气压缩式制冷循环，是指制冷剂单级蒸气压缩式制冷循环，是指制冷剂在一次循环中只经过一次压缩，最低在一次循环中只经过一次压缩，最低蒸发温度可达蒸发温度可达-40-30。

7、单级蒸气。单级蒸气压缩式制冷广泛用于制冷、冷藏、工压缩式制冷广泛用于制冷、冷藏、工业生产过程的冷却，以及空气调节等业生产过程的冷却，以及空气调节等各种低温要求不太高的制冷工程。各种低温要求不太高的制冷工程。理论循环的假设条件和压焓图 n实际的制冷循环极为复杂，难以获得完全真实的全部实际的制冷循环极为复杂，难以获得完全真实的全部状态参数。因此，在分析和计算单级蒸气压缩式制冷状态参数。因此，在分析和计算单级蒸气压缩式制冷循环时，通常采用理论制冷循环。循环时，通常采用理论制冷循环。n1.理论循环的假设条件理论循环的假设条件 理论循环是建立在以下假设理论循环是建立在以下假设基础上：基础上：n1）压缩过

8、程为等熵过程，即在压缩过程中不存在任）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。何不可逆损失。n2）在冷凝器和蒸发器中，制冷剂的冷凝温度等于冷）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。冷凝温度和蒸发温度都是定值。n3）离开蒸发器和进入制冷压缩机的制冷剂蒸气为蒸）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；离开冷凝器和进入节流元件的发压力下的饱和蒸气；离开冷凝器和进入节流元件的液体为冷凝压力下的饱和液体。液体为冷凝压力下的饱和液体。n4）除节流

9、元件产生节流降压外，制冷剂在设）除节流元件产生节流降压外，制冷剂在设备、管道内的流动没有阻力损失（压力降备、管道内的流动没有阻力损失（压力降)，与外界环境没有热交换。与外界环境没有热交换。n5）节流过程为绝热过程，即与外界不发生热）节流过程为绝热过程，即与外界不发生热交换。交换。n2.制冷剂的压焓图制冷剂的压焓图 为了对蒸气压缩式制冷循为了对蒸气压缩式制冷循环有一个全面的认识，不仅要知道循环中每一环有一个全面的认识，不仅要知道循环中每一个过程，而且要了解各个过程之间的关系以及个过程，而且要了解各个过程之间的关系以及某一过程发生变化时对其它过程的影响。在制某一过程发生变化时对其它过程的影响。在制

10、冷循环的分析和计算中，通常借助于压焓图，冷循环的分析和计算中，通常借助于压焓图，可使整个循环问题简化，并可以看到循环中各可使整个循环问题简化，并可以看到循环中各状态的变化以及这些变化对循环的影响。状态的变化以及这些变化对循环的影响。理论循环的性能指标及其计算 1.单位质量制冷量单位质量制冷量 制冷压缩机每输送制冷压缩机每输送1kg制冷制冷剂经循环从被冷却介质中制取的冷量称为单位剂经循环从被冷却介质中制取的冷量称为单位质量制冷量，用质量制冷量，用q0表示。表示。n q0=h1-h4=r0（1-x4） （1-1）n式中式中 q0单位质量制冷量（单位质量制冷量（kJ/kg）；）；nh1与吸气状态对应

11、的比焓值（与吸气状态对应的比焓值（kJ/kg）；）；nh4节流后湿蒸气的比焓值（节流后湿蒸气的比焓值（kJ/kg）；）；nr0蒸发温度下制冷剂的汽化潜热蒸发温度下制冷剂的汽化潜热（kJ/kg）；）；nx4节流后气液两相制冷剂的干度节流后气液两相制冷剂的干度。n2.单位容积制冷量单位容积制冷量 制冷压缩机每吸入制冷压缩机每吸入1m3制冷剂蒸制冷剂蒸气（按吸气状态计）经循环从被冷却介质中制取的冷气（按吸气状态计）经循环从被冷却介质中制取的冷量，称为单位容积制冷量，用量，称为单位容积制冷量，用qv表示。表示。n n式中式中qv单位容积制冷量（单位容积制冷量（kJ/m3）；）；nv1制冷剂在吸气状态时

12、的比体积（制冷剂在吸气状态时的比体积（m3/kg）。）。n由式可知，吸气比体积由式可知，吸气比体积v1将直接影响单位容积制冷量将直接影响单位容积制冷量qv的大小。而且吸气比体积的大小。而且吸气比体积v1的大小随蒸发温度的的大小随蒸发温度的下降而增大，所以理论循环的下降而增大，所以理论循环的qv不仅随制冷剂的种类不仅随制冷剂的种类而改变，而且还随循环的蒸发温度的变化而变化而改变，而且还随循环的蒸发温度的变化而变化。14110vvhhvqqn3.理论比功理论比功 制冷压缩机按等熵压缩时每压缩制冷压缩机按等熵压缩时每压缩输送输送1kg制冷剂蒸气所消耗的功，称为理论比制冷剂蒸气所消耗的功，称为理论比功

13、，用功，用w0表示。表示。nw0=h2-h1 （1-3）n式中式中 w0理论比功（理论比功（kJ/kg）；）；nh2压缩机排气状态制冷剂的比焓值压缩机排气状态制冷剂的比焓值（kJ/kg）；）；nh1压缩机吸气状态制冷剂的比焓值压缩机吸气状态制冷剂的比焓值（kJ/kg）。）。n4.单位冷凝热负荷单位冷凝热负荷 制冷压缩机每输送制冷压缩机每输送1kg制制冷剂在冷凝器中放出的热量，称为单位冷凝热冷剂在冷凝器中放出的热量，称为单位冷凝热负荷，用负荷，用qk表示。表示。nqk=（h2-h2 ）+（h2 -h3）=h2-h3 （1-4）n式中式中 qk单位冷凝热负荷（单位冷凝热负荷（kJ/kg）；）；nh2与冷凝压力对应的干饱和蒸气状态所与冷凝压力对应的干饱和蒸气状态所具有的比焓值（具有的比焓值（kJ/kg）；）；nh3与冷凝压力对应的饱和液状态所具有与冷凝压力对应的饱和液状态所具有的比焓值（的比焓值（kJ/kg）；）；n5.制冷系数制冷系数 单位质量制冷量与理论比功之比，单位质量制冷量与理论比功之比，即理论循环的收益和代价之比，称为理论循环即理论循环的收益和代价之比，称为理论循环制冷系