第三章制冷原理中

第三章制冷原理中第1页，课件共40页，创作于2023年2月一、液体过冷的影响

制冷剂在冷凝器中被冷凝成液体后，如果液体制冷剂继续向外界放热，制冷剂液体的温度就会低于饱和温度(对应于冷凝压力的冷凝温度)而成为过冷液体。饱和温度与过冷液体温度差称为过冷度，记Δtg。第2页，课件共40页，创作于2023年2月造成原因：冷凝器的传热能力有富余；冷却介质的使用、参数、流量大小；专门设置一个传热装置如回热器。造成后果：制冷循环改变了，由1-2-3-4-5-1变成1-2-3-4’-5’-1第3页，课件共40页，创作于2023年2月具有液体过冷的循环图示

第4页，课件共40页，创作于2023年2月

具有液体过冷的循环与无过冷的理论循环比较．(1）单位质量制冷量增加．增加量与过冷度成正比(2）循环所消耗的单位理论功ω0不变(3）循环的制冷系数ε0提高第5页，课件共40页，创作于2023年2月实现制冷剂液体的过冷其本质是增大冷凝器的热负荷。可以用适当增大冷凝器表面积和提高冷却介质流量的方法来达到。一般制冷剂的过冷度取3—5℃。第6页，课件共40页，创作于2023年2月二、吸气过热的影响制冷剂在蒸发器中被蒸发为气体后，如果气体制冷剂继续吸热，制冷剂蒸汽的温度就会高于饱和温度(对应于蒸发压力的蒸发温度)而成为过热汽。过热蒸汽温度与饱和温度差称为过热度，记Δtr。第7页，课件共40页，创作于2023年2月造成原因：

蒸发器的传热能力有富余；进入压缩机的管道较长，制冷剂进一步吸热制冷剂进入压缩机前用于冷却电机专门设置一个传热装置如回热器。造成后果：

制冷循环改变了，由1-2-3-4-5-1变成1’-2’-3-4-5-1-1’第8页，课件共40页，创作于2023年2月具有吸气过热的制冷循环图示

第9页，课件共40页，创作于2023年2月具有蒸汽过热的循环与无过热的理论循环比较．（1）循环的单位质量制冷量的不变。（2）压缩机所消耗的单位理论功却增大第10页，课件共40页，创作于2023年2月（3）制冷系数减少（4）轴功率N0的变化与所采用的制冷剂性质有关：对于R12的制冷装置，绝热压缩功率有利下降对于R22的制冷装置，绝热压缩功率基本不变对于R717的制冷装置，绝热压缩功率增加了第11页，课件共40页，创作于2023年2月事实上，为了保证制冷装置的压缩机运转安全，总是使压缩机的吸气有一定的过热度。因为没有吸气过热度，压缩机所吸入的蒸气就难以避免不带入未蒸发完毕的少量液滴，液滴在气缸中受热产生急剧的汽化，不仅会降低压缩机的实际吸气量，而且液体多时，甚至可能引起液击事故。第12页，课件共40页，创作于2023年2月三、回热循环的影响

让从蒸发器出来的低温制冷剂蒸气在特定的热交换器中与高温制冷剂液体进行热交换，使高温液体得到较大的过冷度，同时低温蒸气也能获得一定的过热度，减小了与环境的温差。该循环为回热循环回热循环用1—1’—2’—3—4—4’—5’—1表示。第13页，课件共40页，创作于2023年2月回热循环图示第14页，课件共40页，创作于2023年2月回热循环计算：单位质量制冷量回热循环的单位质量制冷量增大了第15页，课件共40页，创作于2023年2月单位理论功制冷系数第16页，课件共40页，创作于2023年2月分析和研究表明：Rl2制冷装置采用回热循环是有利的。回热换热器流动阻力损失较小时，回热循环的制冷系数能提高10一12%，而且当冷凝温度一定时，蒸发温度越低回热效果越好。对于氨制冷装置，采用回热循环不利；对R22制冷装置，应用回热循环后，性能指标则无甚变化。第17页，课件共40页，创作于2023年2月第三节蒸气压缩制冷机

的实际循环为了便于用热力学方法分析蒸气压缩制冷机循环，我们在第一节中曾对作了某些简化的理论循环进行了讨论，但是由于各种不能消除的因素影响，蒸气压缩制冷机的实际循环不同于理论循环。第18页，课件共40页，创作于2023年2月实际循环与理论循环的区别分析：制冷剂流过管路、蒸发器、冷凝器等各种附件、阀门，以及流过压缩机内部时，都会产生阻力压降；压缩机入口的蒸气已有一定的过热度膨胀阀前的液体也有一定的过冷度；压缩机压缩蒸气不是绝热压缩的等熵过程。蒸气压缩制冷机的实际循环过程如图．第19页，课件共40页，创作于2023年2月蒸气压缩制冷机的实际循环图第20页，课件共40页，创作于2023年2月一、实际循环与理论循环的区别分析蒸气压缩制冷机的实际循环与理论循环相比，压缩机的实际输气量减小，而单位实际压缩功增大。引起这种结果的原因，除压缩机的实际工作过程偏离理论过程外，还有制冷剂循环流经所有管路都存在阻力压降。第21页，课件共40页，创作于2023年2月实际循环的计算方法（1）只要计算具有吸气过热和液体过冷的理论循环1—2—4—4’一5—1，（2）使用压缩机的输气系数和效率两个参数进行修正。第22页，课件共40页，创作于2023年2月二、输气系数（λ）的确定方法

式中：Vh—理论输气量，表示一台压缩机每秒所有气缸的活塞行程容积之和。

Vs—实际输气量

第23页，课件共40页，创作于2023年2月影响输气系数（λ）的因素

输气系数与压缩机的余隙容积、进气和排气压力损失、蒸气与气缸壁的热交换及不严密处的泄漏状况有关。输气系数λ＜1压缩机的输气系数由压缩机制造厂提供第24页，课件共40页，创作于2023年2月理论输气量Vh的计算公式：

其中：d—气缸直径(m)；s—活塞行程(m)；n—压缩机转速(r／min)

z—压缩机的气缸数。第25页，课件共40页，创作于2023年2月三、压缩机效率的确定方法（1）压缩机的指示效率ηi计算ω0

—压缩机在理论循环过程中，压缩每公斤制冷剂蒸气所消耗的功称为单位理论功ωi—压缩机在实际循环过程中，压缩每公斤制冷剂蒸气所消耗的功称为单位指示功第26页，课件共40页，创作于2023年2月（2）压缩机机械效率ηj计算ωi—压缩机在实际循环过程中，压缩每公斤制冷剂蒸气所消耗的功称为单位指示功ωe—压缩机在实际循环过程中，压缩每公斤制冷剂蒸气所消耗的功称为实际轴功第27页，课件共40页，创作于2023年2月（3）压缩机总效率ηe计算可见，压缩机总效率包括：实际过程中压缩蒸气的效率机械摩擦效率第28页，课件共40页，创作于2023年2月实际循环计算实际循环的单位制冷量实际循环的单位功实际循环的制冷系数第29页，课件共40页，创作于2023年2月第四节蒸气压缩制冷机的热力计算

一、蒸气压缩制冷机热力计算目的：

（1)求得制冷机循环的性能指标（2）压缩机的容量和功率（3）换热器的热负荷为压缩机和换热器的设计或选型提供必要的数据。第30页，课件共40页，创作于2023年2月二、蒸气压缩制冷机热力计算步骤（1）计算准备

制冷剂和循环的型式选定

循环的工作参数确定，内容包括：

冷凝温度蒸发温度过冷度过热度

第31页，课件共40页，创作于2023年2月

车辆用制冷装置均用风冷冷凝器和直接蒸发式表面空气冷却器，冷凝温度和蒸发温度和车外温度和蒸发器中空气出口温度有关。一般，冷凝温度

tk=th+(13-15)(℃)th为计算外气温度(℃)

蒸发温度

t0=tc-(8-10)(℃)

tc为蒸发器中空气出口温度(℃)冷凝温度和蒸发温度确定之后，冷凝压力和蒸发压力也相应确定了。第32页，课件共40页，创作于2023年2月过冷度和过热度的确定压缩机吸气温度按蒸气离开蒸发器时的情况及进入压缩机吸气腔前的传热情况来确定。吸气温度不超过15℃，液体过冷度可选3—5℃第33页，课件共40页，创作于2023年2月（2）根据己知的温度和压力，在制冷剂的压焓图绘制循环过程第34页，课件共40页，创作于2023年2月（3）通过压焓图或物性表上查出循环各主要点参数。状态点焓值其它参数1h1=1’h1’=υ1’=2h2=4h4=5h5=第35页，课件共40页，创作于2023年2月(4)实际循环数值计算

①计算理论循环的单位质量制冷量、单位理论功、制冷系数等性能指标。②计算制冷机的制冷量Q0

(kw)

Q0=G×q0(kw)

G—工质的循环量（Kg/h）③压缩机选型

如果制冷量Q0已给定，要进行压缩机选型时，可先求出工质的循环量(G)和压缩机的实际输气量：第36页，课件共40页，创作于2023年2月工质的循环量(G)压缩机的实际输气量（VS）：压缩机的理论输气量（Vh）根据理论输气量(Vs)即可选配压缩机

第37页，课件共40页，创作于2023年2月④压缩机的轴功率计算压缩机的理论功率压缩机的轴功率式中ηj—压缩机的机械效率

ηe—压缩机的总效率第38页，课件共40页，创作于2023年2月⑤