制冷学习技术

关于制冷学习技术第一页，共五十四页，2022年，8月28日第一节逆卡诺制冷循环主要部件：压缩机、冷凝器、节流阀和蒸发器工作原理：使制冷剂在压缩机、冷凝器、节流阀和蒸发器等设备中进行压缩、放热冷凝、节流降压和吸热蒸发四个主要过程，完成制冷循环。一、结构组成第二页，共五十四页，2022年，8月28日制冷原理第三页，共五十四页，2022年，8月28日制冷过程第四页，共五十四页，2022年，8月28日二、循环组成循环组成：两个等温过程、两个等熵过程。1-2等熵压缩2-3等温压缩3-4等熵膨胀4-1等温膨胀

第五页，共五十四页，2022年，8月28日制冷工质向高温热源放热量制冷工质从低温热源吸热量

系统所消耗的功

逆卡诺制冷系数

逆卡诺热泵循环效率

120sTqRD=120sTqiD=第六页，共五十四页，2022年，8月28日三、逆卡诺循环难以实现湿蒸汽区域内进行湿压缩设备：蒸发器无传热温差冷凝器无传热温差压缩机无摩擦运动膨胀机不经济，且难以加工

第七页，共五十四页，2022年，8月28日四、考点分析1.逆卡诺循环蒸发温度对制冷系数的影响大于冷凝温度2.逆卡诺循环是理想循环，其制冷系数最大3.有传热温差的逆卡诺循环制冷系数小于逆卡诺循环的制冷系数蒸发温度对制冷系数的影响更为明显！第八页，共五十四页，2022年，8月28日一、理论循环第二节蒸气压缩式制冷的理论循环压缩机：等熵压缩；冷凝器：等压放热；节流阀：绝热节流；蒸发器：等压吸热而制冷。压缩机创造了低压，保证制冷剂在低压气化吸热，实现制冷；保证蒸发器进口有液态制冷剂，才可保证制冷冷凝器散热，制冷剂凝结使制冷剂气态变为液态膨胀阀节流，是保证蒸发器低压的环境第九页，共五十四页，2022年，8月28日第十页，共五十四页，2022年，8月28日冷凝过程和蒸发过程均为定压过程，并有传热温差，因此有温差损失；用膨胀阀代替膨胀机，节流过程不是等熵过程，变成节流前后焓相等，但造成了节流损失；干压缩代替湿压缩，避免压缩机损坏，避免因压缩机吸入的湿蒸气气化，减少压缩机的吸气量；造成了过热损失第十一页，共五十四页，2022年，8月28日由原来的理想的逆卡诺循环变成了理论循环与逆卡诺循环相比耗功量、制冷量均增加，制冷系数下降。第十二页，共五十四页，2022年，8月28日压焓图的作用：确定状态参数表示热力过程分析能量变化二、理论循环表示方法第十三页，共五十四页，2022年，8月28日温熵图第十四页，共五十四页，2022年，8月28日三、制冷理论循环热力计算

计算目的：确定循环的性能指标、压缩机的容量及功率及换热设备的热负荷。

计算工具：

第十五页，共五十四页，2022年，8月28日定义：1kg制冷剂在蒸发器内从被冷却物体吸收的热量。1.单位质量制冷量2.单位质量冷凝热定义：制冷剂蒸气在冷凝器中放出的热量。包括显热和潜热两部分。kJ/kgkJ/kg3.理论比功定义：压缩机每压缩并输送1kg制冷剂所消耗的压缩功。kJ/kg第十六页，共五十四页，2022年，8月28日4.制冷剂的循环流量

式中为制冷量，通常由设计任务给出。

5.单位容积制冷量kg/s定义：压缩机吸入1m3制冷剂所产生的冷量第十七页，共五十四页，2022年，8月28日6.制冷系数单级压缩蒸气制冷理论循环，制冷系数为制冷系数愈大经济性愈好冷凝温度越高制冷系数越小蒸发温度越低7.热力完善度定义：理论循环制冷系数与逆卡诺循环制冷系数的比值，无量纲。热力完善度愈大，该循环越接近可逆循环。第十八页，共五十四页，2022年，8月28日Z-4-12.【单选】在相同冷热原温度下，逆卡诺制冷循环、有传热温差的逆卡诺制冷循环、理论制冷循环和实际制冷循环的制冷系数分别是a、b、c、d，试问制冷系数按照大小顺序排列，下列哪一项是正确的？四、历年真题A、c、b、a、dB、a、b、c、dC、b、c、a、dD、a、c、d、b第十九页，共五十四页，2022年，8月28日Z-4-13.【单选】对于一台给定的制冷压缩机，在运行过程中冷凝温度保持一致，蒸发温度逐渐下降，请问制冷量和耗功率的变化，下列哪一项是正确的？2006真题A、制冷量增大，耗功率增大B、制冷量减少，耗功率减少C、制冷量增大，耗功率逐渐减少D、制冷量减少，耗功率先增大后减少Z-4-67.【多选】单级蒸汽压缩式制冷循环，压缩机吸入管道存在的压力降，对制冷性能有下列哪几项影响？2006真题A、致使吸气比容增加B、压缩机的压缩比增加C、单位容积制冷量增加D、系统制冷系数增加第二十页，共五十四页，2022年，8月28日一、液体过冷目的：增大制冷量，增加制冷系数液体过冷：将节流前的制冷剂液体冷却到低于冷凝温度的状态。过冷度：液体过冷温度和其压力所对应的饱和液体温度之差。

过冷循环：具有液体过冷的循环称为液体过冷循环。

1.基本概念第三节蒸汽压缩式制冷循环的改善第二十一页，共五十四页，2022年，8月28日2.过冷循环

第二十二页，共五十四页，2022年，8月28日图形表示

第二十三页，共五十四页，2022年，8月28日过冷度的体现3-3’，增大的制冷量为黄色区域压缩机比功有变化吗？制冷系数如何变化过冷度越大越好吗？应考虑冷却水温度及经济性第二十四页，共五十四页，2022年，8月28日节流损失与节流前后温差有关，温差越小，节流流失越小，因此液体过冷可以减少节流损失，增大制冷量，如4’—5’过程；过冷度大小与冷却介质有关，过冷温度不可能低于冷却水进口温度；图形表示

第二十五页，共五十四页，2022年，8月28日3.实现方法

1）冷凝器后装过冷器，需单独设置设备

2）设计，选型时，适当增大冷凝器面积F×1.15（较多使用）；

3）制冷系统中设置回热器，采用回热循环；4）卧式壳管式冷凝器底部设置再冷器，冷却水先通过底部设置的再冷器。4.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。第二十六页，共五十四页，2022年，8月28日二、蒸气过热蒸气过热：制冷剂蒸汽温度高于其压力对应的饱和温度。过热度：蒸汽过热后的温度和同压力下饱和温度的差值。过热循环：具有蒸汽过热的循环称为蒸汽过热循环。1.基本概念

目的：确保压缩机吸入蒸汽，防止湿压缩。第二十七页，共五十四页，2022年，8月28日2.过热循环

第二十八页，共五十四页，2022年，8月28日1’-2（压缩机）：等熵压缩；2-3（冷凝器）：等压放热；3-4（节流阀）：绝热节流;4-1（蒸发器）：等压吸热；1-1’（过热器）：等压吸热过热第二十九页，共五十四页，2022年，8月28日图形表示

第三十页，共五十四页，2022年，8月28日图形表示

第三十一页，共五十四页，2022年，8月28日蒸发器面积大于设计所需面积（有效）；连接管道吸取被冷却对象的热量而过热（有效）；系统中设置回热器（有害过热，但有过冷过程伴随）；采用热力膨胀阀控制过热度。3.实现方法有效过热分析：对循环是否有益与制冷剂性质有关。氨过热度5～8℃，氟利昂一般取可采取较大的过热度，主要考虑排气温度第三十二页，共五十四页，2022年，8月28日1.基本概念

目的：确保压缩机吸入蒸汽；节流阀前有过冷液。三、回热循环回热循环：冷凝后的制冷剂液体与蒸发后的制冷剂蒸气进行热交换，实现液体过冷蒸气过热的制冷循环。第三十三页，共五十四页，2022年，8月28日2.回热循环

第三十四页，共五十四页，2022年，8月28日1’-2（压缩机）：等熵压缩；2-3（冷凝器）：等压放热；3-3’（回热器）：等压放热过冷；3-4（节流阀）：等焓节流;4-1（蒸发器）：等压吸热制冷；1-1’（回热器）：等压过热实现过程

第三十五页，共五十四页，2022年，8月28日图形表示

第三十六页，共五十四页，2022年，8月28日过冷度的体现3-3’，过热度体现Tsh-T0压缩机比功有变化吗？制冷系数如何变化制冷系数增大或减小和制冷剂种类有关第三十七页，共五十四页，2022年，8月28日回热循环在T-s图（a）lgp-h图（b）图形表示

第三十八页，共五十四页，2022年，8月28日单位压缩功增加；单位制冷量增加；回热循环不一定能提高制冷系数；氨不采用回热循环；回热适合在氟制冷系统中使用。利于压缩机运行，防止液击；3.实现循环

增设回热器。

4.意义

第三十九页，共五十四页，2022年，8月28日5.讨论

第四十页，共五十四页，2022年，8月28日四、带膨胀机的制冷循环第四十一页，共五十四页，2022年，8月28日五、闪发蒸气分离器的多级压缩制冷循环冷量增加，功耗降低，制冷系数增大蒸发温度越低，节能越明显1.螺杆压缩机二次吸气第四十二页，共五十四页，2022年，8月28日2.带节能器的多级压缩制冷循环多级离心机采用，经济器数量=叶轮数量-1减少了节流损失和过热损失，制冷系数增大第四十三页，共五十四页，2022年，8月28日六、考点分析1.压焓图和温熵图的热工计算2.冷凝温度和蒸发温度变化，引起单位质量制冷量，单位比功，制冷量，功率的变化规律；3.压缩机吸气口比容随蒸发温度，过热度的规律，4.压缩机改善的流程及制冷系数等参数的变化第四十四页，共五十四页，2022年，8月28日容积效率：实际输气量/理论输气量指示效率:单位质量制冷剂的理论耗功率/指示功率摩擦效率：指示功率/轴功率传动效率：轴功率/电机输出功率

3)概念介绍第四十五页，共五十四页，2022年，8月28日能效比：制冷量/电动机输入功率（全封闭压缩机）电动机效率：电动机输出功率/输入功率压缩机功率第四十六页，共五十四页，2022年，8月28日第四十七页，共五十四页，2022年，8月28日对于开启式式压缩机对于全封闭式压缩机第四十八页，共五十四页，2022年，8月28日1.制冷循环性能影响因素

1）蒸发温度的影响假定冷凝温度不变降低蒸发温度：单位制冷量？压缩机排气温度？单位压缩功？制冷系数？五、单级蒸气压缩式制冷循环性能影响及运行工况

第四十九页，共五十四页，2022年