单级蒸气压缩式制冷的基本原理

单级蒸气压缩式制冷的基本原理制冷技术一、热力学基本定律热力学第一定律：能量守恒和转换定律热力学第二定律：能量贬值原理不可能把热从低温物体传向高温物体而不引起其它变化。

二、完成制冷循环的设备组成及其工作蒸发器：介质气化，吸收外界热量，实现对外制冷的换热设备。冷凝器:介质由气态冷凝为液态，使介质可以再次气化制冷的换热设备。压缩机:为使介质在自然环境下冷凝，而改变介质状态的动力设备。（实现了热量从低温物体向高温环境转移）节流机构:维持系统高低压共存的设备。三、理想制冷循环

1-2等熵压缩T0→Tk耗功w12-3等温放热qk=Tk（sa-sb）3-4等熵膨胀Tk→T0做功w24-1等温膨胀吸热q0=T0（sa-sb）1.逆卡诺循环两个恒温热源两个等温过程两个等熵过程恒温热源理想循环2.循环结果

从被冷却介质吸热q0（单位制冷量）；向冷却介质放热qk；循环净耗功w0＝qk－q0

3.制冷系数

大小只取决于两个热源的温度；T0↗或Tk↘ε↗a-b等熵压缩b-c变温放热(可逆多变压缩)c-d等熵膨胀d-a变温吸热(可逆多变膨胀)劳仑兹循环两个变温热源两个变温过程两个等熵过程变温热源理想循环劳仑兹循环劳仑兹循环的制冷系数等于一个以放热平均温度和吸热平均温度为高、低温热源温度的等效逆卡诺循环的制冷系数，仅取决于被冷却物和冷却剂的温度状况，而与制冷剂性质无关。四、逆卡诺循环难以实现：

湿蒸气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，且难以加工五、有传热温差的制冷循环

Tk’—冷却介质的温度T0’—被冷却介质的温度逆卡诺循环：1’-2’-3’-4’-1’Tk

—冷凝器中制冷剂的温度T0

—蒸发器中制冷剂的温度有传热温差的循环：1-2-3-4-1耗功量增加：阴影面积制冷量减少：1-1’-4’-4-1

热力完善度：工作于相同温度间的实际制冷循环的制冷系数与逆卡诺循环制冷系数的比值。≤1η的大小反映了实际制冷循环接近逆卡诺循环的程度。

六、有传热温差的制冷循环的制冷系数小于逆卡诺循环的制冷系数制冷技术

单级蒸气压缩式制冷的理论循环一、理论制冷循环压缩机：制冷系统的心脏，压缩和输送制冷剂蒸气；等熵压缩；冷凝器：输出热量；等压放热；节流阀：节流降压，并调节进入蒸发器的制冷剂流量；等焓节流；蒸发器：吸收热量（输出冷量）从而制冷；等压吸热。干压缩代替了湿压缩：压缩机吸气状态为干饱和蒸气

节流阀代替了膨胀机：简化了设备，但会造成节流损失热交换过程为等压过程，而非等温过程

二、理论制冷循环的特点（对比理想制冷循环）三、压焓图（一点两线三区五状态）等压线—水平线等焓线—垂直线等干度线—湿蒸气区域内曲线等熵线—向右上方大斜率曲线等容线—向右上方小斜率曲线等温线—垂直线（液相区）→水平线（两相区）→向右下方弯曲（过热蒸气区）四、理论制冷循环的压焓图压焓图的作用：确定状态参数表示热力过程分析能量变化五、状态点的确定1点：Po等压线与x=1蒸气干饱和线交点3点：Pk等压线与x=0液态饱和线交点2点:Pk等压线与s1等熵线交点4点：Po等压线与h3等焓线交点六、理论制冷循环的热力计算单位质量制冷量q0：1kg制冷剂在蒸发器内从被冷却物体吸收的热量。

q0＝h1－h4

单位体积制冷量qv：压缩机每吸入1m3制冷剂蒸气（按吸气状态计），在蒸发器中所产生的制冷量。qv＝q0/v1＝（h1－h4）/v1制冷剂质量流量MR：MR=Qo/q0制冷剂体积流量VR:VR=MR*v1

单位副冷凝勾负荷搅qk：1报kg至制冷亏剂在袍冷却惭和冷虽凝过扒程中仙放出酷的热肠量识。qk＝h2－h3单位肤理论宋压缩汇功w0：压缩纳机每摆压缩谁输送1k弄g制冷佣剂所笛消耗艳的压翅缩功讯。w0＝h2－h1制冷驱系数复ε0：热力求完善途度η：制庙冷护技培术带液古体过旋冷、究蒸气装过热慈、回悲热系举统单某级蒸郑气压摸缩式杨制冷诊循环一、筐液体闭过冷什么喝是液驴体过别冷？制冷肚剂在见冷凝厚器中棍液化制后、网进入胶节流紫机构肃之前浮，将虏液态胁制冷鬼剂再块降温献成为期过冷纽奉液体醒的做存法。为什递么制浪冷系语统带摆液体矿过冷系？带有灵液体荒过冷型的制棉冷系丘统的征制冷薪量会野增加醒。1、贼几个孝基本雀概念过冷气温度验：制冷榴剂节粮流前誉被降介温到肤低于仙饱和须温度每的过便冷液盈体的钓温度缸。过冷头度：液体哭过冷税温度隆和其枣压力红所对友应的塔饱和程液体总温度世之差镇。过冷膛循环困：具有议液体督过冷料的循助环称磁为液阿体过冠冷循盐环。2.过冷殖循环1-膝2情（压冤缩机舅）：盛等熵共压缩硬；2-御3膝（冷刷凝器膛）：尺等压名放热配；3-野3’诉（过触冷器导）：勤等压它传热塔；3’涨-4虾（节腰流阀润）：孔等焓闷节流锯；4-么1读（蒸略发器念）：牌等压屑吸热3.症实现掘方法冷凝扑器后啦装过冷绵器；设计漆，选竭型时报，适弯当增告大冷付凝器柿面积忠；制冷却系统打中设舅置回在热器只，采签用回得热循旗环。4.热力猛分析单位补制冷纪制冷装量：狗q0＝h1－h4’单位圆理论露压缩苏功：斥w0＝h2－h1单位技质量魄制冷术量提层高耗功柴量不劫变制冷林系数并增大二、加蒸气莲过热什么娃是蒸冷气过圈热？制冷忘剂在准蒸发皂器中扰气化盆后、宪继续肯吸热巡寿升温逗，使丽压缩争机吸滚气温高度高列于其造饱和螺温度镰的做淋法。为什映么制鬼冷系端统带截蒸气抖过热私？保证中压缩他机吸影气是抄干蒸桶气。1.蹲基讽本概很念过热挠温度泥：压辨缩机票吸入差的高英于其叔压力率对应馆饱和玻温度荣的过银热制驾冷剂弃蒸气地温度冈。过热荡度：搜蒸气京过热拿后的栋温度携和同惹压力迹下饱绑和温考度的斜差值圈。过热银循环油：具屠有蒸碎气过吹热的逗循环怠称为付蒸气爬过热什循环卧。有效耗过热醉：过腰热吸省收热罗量来先自被辛冷却摸介质正，产娃生有质用的东制冷立效果馒。有害拔过热筝：过却热吸蚊收热叔量来握自被饰冷却训介质纠以外坛，无捞制冷雕效果皇。2.过热绍循环1’塞-2管（磁压缩口机）和：等昼熵压苦缩；2-梦3垃（宪冷凝金器）麦：等腿压放洁热；3-泳4盏（节况流阀键）：宇等焓耀节流庭;4-并1桃（蒸樱发器编）:浴等压符吸热；1-浸1’立（过敞热）两：等甩压传层热3.凡实现急方法蒸发航器面太积大或于设耻计所湿需面患积（写有效馒）；蒸发扛器与芽压缩睡机间章的连蹄接管蓄道吸脂取外播界环援境热担量而炼过热畅（有惹害）呼；系统导中设嫌置回由热器凝（有裙害过稼热，吩但有剑过冷忽过程狸伴随肿）。4.热力估分析（1掉）有害耍过热勺分析是：单位紧压缩砖功增偿加单位食制冷灯量不销变单位血冷凝催负荷受增大进入博压缩黄机的端制冷飘剂比报容增练大压缩景机的里排气顽温度松升高（2极）有效守过热悔分析曾：单位绝压缩茧功增至加单位讽制冷薄量增桑加单位狐冷凝晓负荷槽增大进入跪压缩批机的摧制冷灶剂比搜容增霸大压缩固机的怪排气层温度堡升高氨过算热度5℃氟利棕昂一疯般取喊可采秩取较残大的牙过热眉度,过热世温度浴不超丙过15谊℃5.百实际隆运行盯中过书热度长选择三、至回热掌循环1.回热窄循环冷凝熄后的座制冷赵剂液浑体与删蒸发烤后的乏制冷酒剂蒸僚气进槐行热稻交换逮，实哲现液誓体过门冷、啊蒸气优过热语的制扭冷循担环。2.粒实现俩方法咳：系统弯中设娘回热数器吸气膨管与框供液疤管绑吓扎3.么循环丹过程1’恳-2膏（压谎缩机漫）：地等熵左压缩烧；2-备3（劫冷凝句器）特：等立压放旧热冷惠凝；3-轨3’脸（回明热器特）：箩等压涛放热府过冷嗓；3’锤-4愤（节术流阀糖）：辉等焓册节流补；4-主1（奋蒸发划器）饼：等开压吸码热制坏冷；1-项1’贷（条回热咳器）赵：等辈压吸扭热过心热。4.热力蹈分析单位邻压缩锦功增贿加；单位捷制冷师量增杯加；回热躲循环况不一帐定能勉提高肉制冷绵系数戒；氨不径采用茶回热叮循环前；回热昨适合灯在氟宪制冷睛系统白中使凤用。单级方蒸气完压缩稠式制擦冷实抄际循牺环制弃冷僚技贴术一、浸实际舅循环跳的特赴点压缩杰非等伟熵、强可逆届过程召--斑--仙压缩项过程炸伴有披吸热戴和放泽热；存在击传热付温差悠，过恶程不涨可逆岔；改善狱循环拴：吸坐气过静热和堤过冷遍节流淡、回驱热循厦环；系统欣存在亚节流猫损失；系统拍存在歪流动贺损失挂；系统卖存在趋不凝闯性气晓体。二、衡实际臣循环井的热夫力计监算1.晋确均定工稻作参胆数蒸发叔温度有t0：(直议冷式停蒸发希器)所空气本：务t0＝t空气术2－（唉8～连10累℃）(间湿冷式玻蒸发泻器)挡水或所盐水辅：杀t0＝t水2－（舅4～画6℃家）冷凝轨温度砌tk：(风花冷式父冷凝不器)钉空气牢：捏tk＝t空气茶1＋1领5℃(水窗冷式误冷凝孕器)徒水：总tk＝t平均脱水温＋（恨5～罗7℃转）(蒸灾发式牧冷凝盏器)厦湿果空气过:tk＝夏季栽室外中计算做湿球标温度＋(涌8～本15王℃)过冷铅温度钥tgl：识tgl＝tk－（管3～恢5℃银）压缩记机吸慕气温俗度tgr：氨：绘tgr=t0＋（胳5～桂8℃灯）氟利乐昂：葱tgr≤1博5℃2.路在压渴焓图佣上确冬定各膀状态战点，往并绘可制制勤冷循搁环3.株进交行热傅力计您算单位梢质量冠制冷扮量：池q0＝h1－h4单位把体积厉制冷队量：qv＝q0/挪v1’制冷粉剂质脱量流捷量：俱MR=Qo/部q0制冷垂剂体证积流爷量:参VR=MR*v1’单位战理论役压缩尝功惯：w0＝h2－h1’单位态轴功慨：we=wo/η测=酸h2’－h1’——往得出蚁h2’值冷凝柳负荷羊：羽Qk＝MR(h2’－h3)过冷辞负荷辅：Qgl=学MR(h3－h3’)过热但负荷耀：Qgr=田MR(h1’－h1)制冷完系数嘱ε：热力性完善混度η：三、睡实际罢制冷饭过程叹描述1-羞1’绪吸气更管过纵热1’舅-a蒸吸气移阀节拨流a-盗b制烂冷剂暂进入锦气缸贯吸热b-弹c先局吸热亩压缩榆，后盈放热乖压缩c-桃d制央冷剂备在排削气腔访放热d-陪e排俘气阀更节流e-负2排抢气管稠放热享冷却2-弹3冷深凝放董热3-认3’它液体辈过冷3’型-4产节流熔过程龄中，庆制冷擦剂降变温降枕压对艇外吸免热增钩焓4-黎1蒸腊发制怀冷四、膜实际柔制冷妨系统弱的耗巴能评怜价指振标性能艳系数且CO痛P:消耗营单位饰压缩拍机轴推功产触生的者制冷扇量能效醒比EE茎R：单位拘电动港机输使入功厅所产播生的橡制冷所量实际歼制冷雨循环及热力址计算孤举例1.冷凝新温度辫的影偿响当提鹊高冷之凝温料度：压缩寄比增角加，足导致米压缩叹机效勉率降厘低单位桨制冷包量减播少；单位涨压缩温功增剂大；制冷牲系统庆性能滴系数迷降低敌，运叼行经邪济指容标变裤劣。五、绝制冷旦系统伟性能授影响菜