(制冷原理)-用户培训资料20110829

欢迎来自全国各地的制冷界同仁光临武冷！制冷原理第1部分制冷技术概述第2部分制冷技术的热力学基础第3部分蒸气压缩式制冷循环1.1制冷就是使某一空间内物体的温度低于周围环境介质的温度，并连续维持这样一个温度的过程。第1部分制冷技术概述1.2实现制冷的途径相变制冷：即利用物质相变的吸热效应实现制冷；气体绝热膨胀制冷；半导体制冷：珀尔帖效应。目前生产实际中广泛应用的制冷方法是：利用液体气化(相变)实现制冷，这种制冷常称为蒸气制冷。它的类型有：蒸汽压缩式制冷(消耗机械能)、吸收式制冷(消耗热能)和蒸汽喷射式制冷(消耗热能)三种。

1.3制冷技术应用：空调工程：温度、湿度、洁净度进行不同程度的控制食品工程：冷冻冷藏库、冷藏运输车或船、冷藏售货柜台化工工业：化学工艺过程中对化工原料进行冷却医疗卫生事业：血浆、疫苗及某些特殊药品需要低温保存水利工程：水利工程中大坝浇注的混凝土降温煤矿矿井施工及地铁施工：冻结法施工2.1制冷工质的热力状态参数：

第2部分制冷技术的热力学基础2.1.1温度：描述热力系统冷热状态的物理量摄氏温标又叫国际百度温标，常用符号t表示，单位℃。绝对温标常用符号T表示，单位为开尔文（代号为K）。绝对温标与摄氏温标仅是起点不同而已（t=0℃时，T=273.16K），它们每度的温度间隔确是一致的。在工程上其关系可表示为：T=273+t（K）。

2.1.2

压力单位面积上所承受的垂直作用力，符号P，单位：帕斯卡(Pa)，实际应用时也用兆帕斯卡(MPa)或巴(bar)1MPa＝106Pa，1bar＝105Pa。压力的标记有绝对压力、表压力和真空度三种情况。绝对压力（P）指气体的实际压力；表压力（Pb）指压力表（或真空表）所指示的压力；真空度（Pk）当气体的绝对压力比大气压力（B）还低时，气体的绝对压力比大气压力低的数值。三者之间的关系是：

Pb＝P－B或Pk＝B－P作为工质的状态参数应该是绝对压力，而不是表压力或真空度。

2.1.3

比容单位质量工质所占有的容积，符号υ，单位m3/kg。比容是说明工质分子之间密集程度的一个物理量。密度，即单位容积工质所具有的质量，符号ρ，单位kg/m3

比容和密度之间互为倒数关系υ=1/ρ对１kg工质而言，ｈ＝ｕ＋Pυ

（kJ/kg）式中ｈ—焓或称比焓（kJ/kg）υ—比容（m3/kg）ｕ—内能（kJ/kg）P—绝对压力（N/m2或Pa）焓是状态参数。确切地说，焓是一定质量的流体，从某一初始状态变为任一热力状态所加入的总能量

2.1.4

焓一个复合热力状态参数，表征系统中所有的总能量，内能与压力能之和，符号h，单位kJ/kg2.2热力学第二定律与制冷循循环：

2.2.1热力学第二定律：不可能把热量从低温物体传到高温物体，而不引起其它变化。热力学第一定律只能说明在热量传递和热、功转换时，它们之间的数量关系。热力学第二定律揭示了对于能量传递和转换进行的方向、条件。热转换为功热自低温传至高温2.2.2循环：工质从初态出发，经过一系列状态变化又回到初态的封闭过程，称为“循环”。按其进行方向又可分为正循环和逆循环。逆卡诺循环P－v图逆卡诺循环T－s图

a-d工质绝热膨胀；

b-a工质向热源(T1)可逆定温放热；

d-c工质从热源(T2)可逆定温吸热；

c-b工质被绝热压缩；2.2.3循环效率：逆卡诺循环制冷系数εk

εk＝q2w0＝T2T1－T2逆卡诺循环的制冷系数与工质的性质无关，只取决于冷源（即被冷却物体）的温度T2，和热源（即环境）的温度T1；降低T1，提高T2，均可提高制冷系数。在给定的冷源和热源温度范围内工作的逆循环，以逆卡诺循环的制冷系数为最高。收获消耗＝2.3制冷剂的相态变化

汽化物质从液态转变为气态的过程称为汽化，分为蒸发和沸腾。特点：汽液两相共存，饱和压力与饱和温度对应，饱和温度愈高，饱和压力也愈高，反之亦然。

冷凝物质从汽态转变为液态的过程称为冷凝或叫做液化。汽体的液化温度与压力有关，增大压力，可使汽体在较高的温度下液化。液化的基本方法是降低温度和增加压力。

2.4制冷剂的压—焓图压-焓图（lgP-h图）：以绝对压力的对数值lgP为纵坐标，焓值为横坐标的热工图表。采用对数值lgP（而不P）为纵坐标的目的是为了缩小图的尺寸，提高低压区域的精确度，但在使用时仍然直接从图上读出P的数值。压-焓（lgP-h）图图上可绘制出六种状态参数线定焓线h=const定压线p=const

定熵线s=const

定容线v=const

定温线t=const

定干度线x=const3.1蒸气压缩制冷循环原理压缩式制冷循环工作原理图原则上可实现逆卡诺循环：1’-3-4-8-1’T－s图实际的蒸气压缩制冷循环：1-2-3-4-5-1第3部分蒸气压缩式制冷循环3.2蒸气压缩制冷循环及压焓图1-2表示压缩机中的绝热压缩过程，定熵，2过热气体压-焓（lgP-h）图T-s图2-3-4是冷凝器中的定压冷却过程，定压，3饱和气体，4饱和液体4-5为膨胀阀中的绝热节流过程，定焓，5气液两相5-1表示蒸发器中的定温蒸发过程，定温，1饱和气体3.3循环效率：蒸气压缩制冷循环的制冷系数εk

εk＝q2W0＝h1－h5收获消耗＝h2－h1

制冷量q2＝h1－h5

消耗的循环净功W0＝h2－h1

冷凝器放热量q1＝h2－h43.4几种蒸气压缩式制冷循环最简单的压缩式制冷循环系统由：蒸发器、压缩机、冷凝器和膨胀阀四大部件组成

3.4.1单级压缩式制冷循环单级压缩可满足温度不太低的场合，当蒸发温度较低时，吸排气压比过大，常采用双级压缩，以提高压缩机的容积效率和压缩过程绝热效率，从而提高循环效率(COP值)3.4.2单级带经济器压缩式制冷循环系统由：压缩机、冷凝器、蒸发器、膨胀阀和经济器组成

3.4.3双级压缩一次节流中间完全冷却制冷循环系统由：低压级压缩机、中间冷却器、高压级压缩机、冷凝器、蒸发器、膨胀阀和辅助膨胀阀组成

低压级排气被冷却至中间压力下的饱和状态，然后进入高压级3.4.4双级压缩一次节流中间不完全冷却制冷循环系统由：低压级压缩机、中间冷却器、高压级压缩机、冷凝器、蒸发器、膨胀阀和辅助膨胀阀组成低压级排气没有被冷却至中间压力饱和状态，即进入高压级3.4.5经济器双级压缩一次节流中间不完全冷却制冷