冰機(jī)制冷原理講解課件

1、學(xué)習(xí)與發(fā)展部客戶培訓(xùn)吉林2006.09.121制 冷 原 理2基本熱力學(xué)術(shù)語(yǔ)壓焓圖利用壓焓圖分析制冷循環(huán)影響制冷效果的因素了解制冷系統(tǒng)常見(jiàn)組件及其工作原理培訓(xùn)目標(biāo)：3溫度壓力熱量飽和溫度飽和壓力一. 基本熱力學(xué)術(shù)語(yǔ)4華氏溫度和攝氏溫度的轉(zhuǎn)換: F轉(zhuǎn)化為: 轉(zhuǎn)化為F5華氏溫度和攝氏溫度的轉(zhuǎn)換=1.8+32=(-32)/1.8 / 1.86絕對(duì)壓力海平面上1大氣壓：101325 Pa14.7 psia1 Bar760 mm Hg壓 力7表壓= 絕對(duì)壓力 大氣壓力真空度= 大氣壓力 絕對(duì)壓力表壓（相對(duì)壓力）和真空度8熱量：物質(zhì)含有熱能的量度。 單位：焦耳。熱量傳遞的兩種形式：顯然傳熱潛熱傳熱熱 量9

2、顯 熱加熱水顯熱：物質(zhì)不發(fā)生相變，僅由于溫度改變而吸收/放出的熱量。比熱：?jiǎn)挝毁|(zhì)量物質(zhì)升高單位溫度所需的熱量（kj / kg）。水的比熱：1卡/ 克 4.2 kj / kg1Btu/lb. F10潛熱潛熱：由于物質(zhì)發(fā)生相變，而傳遞的熱量。氣化潛熱量：?jiǎn)挝毁|(zhì)量液體蒸發(fā)成氣體時(shí)所吸收的熱量。 冷凝潛熱量：?jiǎn)挝毁|(zhì)量氣體冷凝成液體時(shí)所 釋放的熱量。 舉例：在24小時(shí)內(nèi)，將1噸(2000磅)0的冰融化成0的水，所吸收的熱量為1冷噸（3.516 kw）。11液態(tài)氣態(tài)相變過(guò)程中，物質(zhì)的三種狀態(tài)： 過(guò)冷態(tài)（純液態(tài)） 顯熱傳熱 飽和態(tài)（氣液混合態(tài)） 潛熱傳熱 過(guò)熱態(tài)（純氣態(tài)） 顯熱傳熱12加熱水大氣過(guò)冷液體過(guò)冷

3、態(tài)（純液態(tài)）13飽和態(tài)（氣液混合態(tài)）：某種物質(zhì)當(dāng)其處于氣液狀態(tài)共存時(shí)，稱這種物質(zhì)處于飽和態(tài)。當(dāng)物質(zhì)處于飽和態(tài)時(shí)，若壓力維持不變，則溫度也恒定不變，溫度和壓力之間存在一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系，我們稱該溫度（壓力）為該壓力（溫度）對(duì)應(yīng)的飽和溫度（壓力）。100標(biāo)準(zhǔn)大氣壓14標(biāo)準(zhǔn)大氣壓飽和態(tài)（氣液混合態(tài)）舉例: 在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，水的飽和溫度（沸點(diǎn)）為100 。10015升高飽和溫度的方法升高系統(tǒng)壓力水沸騰舉例：高壓鍋通過(guò)加熱密封鍋體使鍋內(nèi)壓力升高。此時(shí)與該壓力對(duì)應(yīng)的飽和溫度也升高。水的飽和溫度（沸點(diǎn)）升高意味著水在100仍為過(guò)冷液體態(tài)。3 psig230 F 16水沸騰舉例：真空泵將空氣抽出容器。使容器內(nèi)

4、壓力下降。此時(shí)與該壓力對(duì)應(yīng)的飽和溫度低于100，這意味水不到100就能燒開(kāi)。真空度 29.67” 40 F 真空泵 降低飽和溫度的方法降低系統(tǒng)壓力17不同制冷劑飽和溫度-飽和壓力對(duì)應(yīng)表18飽和溫度、飽和壓力試查表得出R22在4和40時(shí)的飽和壓力（pa）飽和溫度/壓力表的使用紅色：真空度（in.Hg）黑色：表壓力（psig）19二. 壓 - 焓圖 20 壓 力 焓單位質(zhì)量制冷劑所具有的能量(kJ/kg)此圖針對(duì)單位質(zhì)量制冷劑二. 壓 - 焓圖 21 壓 力焓氣液混合飽和液體線飽和氣體線臨界點(diǎn):無(wú)氣液共存現(xiàn)象二. 壓 - 焓圖 22 壓 力焓100% 液體二. 壓 - 焓圖 23 壓 力焓100%

5、 氣體二. 壓 - 焓圖 24壓 - 焓圖等溫線 壓 力焓等溫線：過(guò)冷液體區(qū)為垂直線，兩相區(qū)為水平線，過(guò)熱區(qū)幾乎為垂線。思考：A,B,C,D四點(diǎn)溫度誰(shuí)高，誰(shuí)低？ABCD40609025壓 - 焓圖等熵線 壓 力焓 等熵線等熵線：向右上方傾斜的曲線0.280.2926壓 - 焓圖等容線 壓 力焓 等容線等容線：向右上方傾斜的曲線，斜率比等熵線平坦。2.03.027壓 - 焓圖（R22）28蒸發(fā)器冷凝器截流元件壓縮機(jī)冷卻塔制冷劑的制冷循環(huán)末端設(shè)備冷卻水冷凍（鹽）水或工藝介質(zhì)三. 利用壓焓圖分析制冷循環(huán)29制冷循環(huán)分析1.制冷劑在蒸發(fā)器中的蒸發(fā)過(guò)程 壓 力焓蒸發(fā)器中的蒸發(fā)過(guò)程 等壓蒸發(fā)制冷劑進(jìn)入蒸發(fā)

6、器：A點(diǎn)A30 壓 力 焓制冷劑從工藝介質(zhì)吸收熱量制冷循環(huán)分析1.制冷劑在蒸發(fā)器中的等壓蒸發(fā)過(guò)程蒸發(fā)器中的蒸發(fā)過(guò)程 等壓蒸發(fā)A31 壓 力 焓制冷效果制冷循環(huán)分析1.制冷劑在蒸發(fā)器中的等壓蒸發(fā)過(guò)程制冷量?蒸發(fā)器中的蒸發(fā)過(guò)程 等壓蒸發(fā)AB制冷劑離開(kāi)蒸發(fā)器：B點(diǎn)32制冷循環(huán)分析2. 制冷劑在壓縮機(jī)內(nèi)的等熵壓縮過(guò)程制冷劑在壓縮機(jī)內(nèi)沿等熵線壓縮焓 壓 力ABC等熵壓縮：理想的可逆壓縮過(guò)程，沒(méi)有能量損失，壓縮機(jī)的壓縮功完全轉(zhuǎn)換為制冷劑的能量（體現(xiàn)為制冷劑的焓值從hB增加到hC）。hBhC33 壓 力焓制冷劑進(jìn)入冷凝器的狀態(tài)點(diǎn)為C點(diǎn)，離開(kāi)冷凝器的狀態(tài)點(diǎn)為D點(diǎn)。制冷劑把熱量傳給冷卻水，自身能量降低，體現(xiàn)為焓

7、值由hC降到Hd.制冷循環(huán)分析3.制冷劑在冷凝器中的等壓冷凝過(guò)程ADCBhDhC34 壓 力焓節(jié)流裝置熱力膨脹閥固定孔板可變孔板制冷循環(huán)分析4. 制冷劑在節(jié)流裝置中的等焓過(guò)程 壓 力ADBC節(jié)流過(guò)程等焓過(guò)程： 液態(tài)制冷劑經(jīng)過(guò)節(jié)流設(shè)備時(shí)壓力降低，壓力降低會(huì)導(dǎo)致很小一部分液態(tài)制冷劑蒸發(fā)，蒸發(fā)的制冷劑吸收氣化潛熱由液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)，焓值增加，未蒸發(fā)的制冷劑為蒸發(fā)部分的制冷劑提供了能量，溫度降低，焓值降低。 就整個(gè)制冷劑而言，在節(jié)流過(guò)程中蒸發(fā)的能量來(lái)自制冷劑本身，制冷劑焓值（單位質(zhì)量制冷劑所具有的能量）不變。 經(jīng)過(guò)節(jié)流，制冷劑壓力降低，含氣量增加，溫度降低35 壓 力焓冷凝器壓縮機(jī)節(jié)流裝置蒸發(fā)器制冷劑從工

8、藝介質(zhì)吸收熱量制冷劑向冷卻水釋放熱量制冷循環(huán)36 壓 力焓(h)節(jié)流裝置制冷循環(huán)分析能量分析冷凝器壓縮機(jī)蒸發(fā)器ABCD單位制冷劑從工藝介質(zhì)吸收的熱量單位制冷劑吸收的壓縮功單位制冷劑向冷卻水釋放的熱量目的 h1 h2 h3 h2h1制冷系數(shù)（COP） 代價(jià)制冷能力單位制冷劑壓縮功 h3h237四. 影響制冷效果的因素 供液過(guò)冷（過(guò)冷度） 吸氣過(guò)熱（過(guò)熱度） 蒸發(fā)壓力及冷凝壓力對(duì)制冷效果的影響381. 供液過(guò)冷對(duì)制冷效果的影響壓力焓蒸發(fā)冷凝 壓縮節(jié)流裝置沒(méi)有過(guò)冷過(guò)冷度對(duì)應(yīng)的飽和溫度離開(kāi)冷凝器的制冷劑溫度39壓力焓過(guò)冷度冷凝過(guò)冷對(duì)制冷效果的影響：1. 提高制冷量：BA BA2. 減少制冷劑在節(jié)流元件

9、處產(chǎn)生的閃發(fā)氣體（由于壓力降低而導(dǎo)致的小部分制冷劑蒸發(fā)），避免“氣蝕”對(duì)節(jié)流裝置的影響。ABA12過(guò)冷度（）：T1T21. 供液過(guò)冷對(duì)制冷效果的影響40 壓力 焓過(guò)熱 在蒸發(fā)器中發(fā)生（干式蒸發(fā)器），稱為有效過(guò)熱。 在吸氣管道中產(chǎn)生，稱為無(wú)效過(guò)熱。無(wú)效過(guò)熱時(shí)： 單位質(zhì)量功耗增大 單位制冷量(制冷效果)不變 冷凝器單位熱負(fù)荷增大 吸氣比容增大，制冷劑質(zhì)量流量下降 制冷效果下降2. 吸氣過(guò)熱對(duì)制冷效果的影響41 壓 力焓 吸氣比容不變(2點(diǎn))，制冷劑質(zhì)量流量不變。 單位質(zhì)量制冷劑制冷效果減小（由2-1減小到2-1）。 消耗的壓縮功率增大（由3-2增加到3-2） COP 值降低3. 冷凝溫度升高對(duì)制冷

10、效果的影響：2114433制冷循環(huán)由原來(lái)的1-2-3-4, 變?yōu)?-2-3-442 壓 力焓 吸氣比容增大，制冷劑 質(zhì)量流量減小。 單位質(zhì)量制冷劑制冷效果降低（由原來(lái)的2-1降為2-1）。 壓縮功增大（由原來(lái)的3-2，增大到3-2 ）。 COP值降低。4. 蒸發(fā)溫度降低對(duì)制冷效果的影響：2134123制冷循環(huán)由原來(lái)的1-2-3-4, 變?yōu)?-2-3-443制冷系統(tǒng)常見(jiàn)組件 壓縮機(jī) 冷凝器 節(jié)流裝置 蒸發(fā)器44制冷壓縮機(jī)的主要類型滾動(dòng)轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)容積型速度型往復(fù)式（活塞式）回轉(zhuǎn)式渦旋式螺桿式離心式軸流式45兩種類型壓縮機(jī)的工作方式： 容積型壓縮機(jī)：通過(guò)縮小置于密閉空間中蒸氣的體積，提高蒸氣壓力的

11、壓縮機(jī)。也稱為正壓置換式壓縮機(jī)。 速度型壓縮機(jī)：首先通過(guò)離心等方式提高制冷蒸氣的運(yùn)動(dòng)速度（提高動(dòng)能/動(dòng)壓），其次再將速度（動(dòng)能/動(dòng)壓）轉(zhuǎn)化為蒸氣壓力（勢(shì)能/靜壓），最終實(shí)現(xiàn)提高蒸氣壓力的功能。制冷壓縮機(jī)的工作方式46根據(jù)冷卻介質(zhì)的不同，冷凝器可以分為以下幾類：風(fēng)冷冷凝器水冷冷凝器蒸發(fā)式冷凝器管殼式冷凝器套管式冷凝器冷凝器的分類47水冷-冷凝器殼管式冷卻水85冷卻塔過(guò)冷器中間支撐板管內(nèi)走水 空氣濕球溫度28冷卻水進(jìn)水溫度32水冷冷凝器 管殼式48蒸發(fā)冷卻式冷凝器風(fēng)機(jī)擋液板冷凝盤管噴水管49通過(guò)節(jié)流，使液態(tài)制冷劑由高壓變?yōu)榈蛪?。常?jiàn)的節(jié)流設(shè)備包括：熱力膨脹閥浮球閥孔板電子膨脹閥節(jié)流設(shè)備50滿液式蒸發(fā)器直膨式蒸發(fā)器 熱虹吸式蒸發(fā)器蒸發(fā)器的分類配獨(dú)立氣液分離器的雙殼式蒸發(fā)器氣液分離器內(nèi)置式Kettle 蒸發(fā)器半管束式蒸發(fā)器51滿液式蒸發(fā)器配獨(dú)立氣液分類器的雙桶式蒸發(fā)器液態(tài)制冷劑入口氣態(tài)制冷劑出口冷凍水入口冷凍水出口獨(dú)立的氣液分離器52滿液式蒸發(fā)器冷凍水入口冷凍水出口液態(tài)制冷劑入口氣態(tài)制冷劑出口內(nèi)置的氣液分離空間配有內(nèi)置式氣液分離空間的