(制冷原理)-用戶培訓資料20110829

歡迎來自全國各地的制冷界同仁光臨武冷！制冷原理第1部分制冷技術概述第2部分制冷技術的熱力學基礎第3部分蒸氣壓縮式制冷循環(huán)1.1制冷就是使某一空間內(nèi)物體的溫度低于周圍環(huán)境介質(zhì)的溫度，并連續(xù)維持這樣一個溫度的過程。第1部分制冷技術概述1.2實現(xiàn)制冷的途徑相變制冷：即利用物質(zhì)相變的吸熱效應實現(xiàn)制冷；氣體絕熱膨脹制冷；半導體制冷：珀爾帖效應。目前生產(chǎn)實際中廣泛應用的制冷方法是：利用液體氣化(相變)實現(xiàn)制冷，這種制冷常稱為蒸氣制冷。它的類型有：蒸汽壓縮式制冷(消耗機械能)、吸收式制冷(消耗熱能)和蒸汽噴射式制冷(消耗熱能)三種。

1.3制冷技術應用：空調(diào)工程：溫度、濕度、潔凈度進行不同程度的控制食品工程：冷凍冷藏庫、冷藏運輸車或船、冷藏售貨柜臺化工工業(yè)：化學工藝過程中對化工原料進行冷卻醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)：血漿、疫苗及某些特殊藥品需要低溫保存水利工程：水利工程中大壩澆注的混凝土降溫煤礦礦井施工及地鐵施工：凍結法施工2.1制冷工質(zhì)的熱力狀態(tài)參數(shù)：

第2部分制冷技術的熱力學基礎2.1.1溫度：描述熱力系統(tǒng)冷熱狀態(tài)的物理量攝氏溫標又叫國際百度溫標，常用符號t表示，單位℃。絕對溫標常用符號T表示，單位為開爾文（代號為K）。絕對溫標與攝氏溫標僅是起點不同而已（t=0℃時，T=273.16K），它們每度的溫度間隔確是一致的。在工程上其關系可表示為：T=273+t（K）。

2.1.2

壓力單位面積上所承受的垂直作用力，符號P，單位：帕斯卡(Pa)，實際應用時也用兆帕斯卡(MPa)或巴(bar)1MPa＝106Pa，1bar＝105Pa。壓力的標記有絕對壓力、表壓力和真空度三種情況。絕對壓力（P）指氣體的實際壓力；表壓力（Pb）指壓力表（或真空表）所指示的壓力；真空度（Pk）當氣體的絕對壓力比大氣壓力（B）還低時，氣體的絕對壓力比大氣壓力低的數(shù)值。三者之間的關系是：

Pb＝P－B或Pk＝B－P作為工質(zhì)的狀態(tài)參數(shù)應該是絕對壓力，而不是表壓力或真空度。

2.1.3

比容單位質(zhì)量工質(zhì)所占有的容積，符號υ，單位m3/kg。比容是說明工質(zhì)分子之間密集程度的一個物理量。密度，即單位容積工質(zhì)所具有的質(zhì)量，符號ρ，單位kg/m3

比容和密度之間互為倒數(shù)關系υ=1/ρ對１kg工質(zhì)而言，ｈ＝ｕ＋Pυ

（kJ/kg）式中ｈ—焓或稱比焓（kJ/kg）υ—比容（m3/kg）ｕ—內(nèi)能（kJ/kg）P—絕對壓力（N/m2或Pa）焓是狀態(tài)參數(shù)。確切地說，焓是一定質(zhì)量的流體，從某一初始狀態(tài)變?yōu)槿我粺崃顟B(tài)所加入的總能量

2.1.4

焓一個復合熱力狀態(tài)參數(shù)，表征系統(tǒng)中所有的總能量，內(nèi)能與壓力能之和，符號h，單位kJ/kg2.2熱力學第二定律與制冷循循環(huán)：

2.2.1熱力學第二定律：不可能把熱量從低溫物體傳到高溫物體，而不引起其它變化。熱力學第一定律只能說明在熱量傳遞和熱、功轉換時，它們之間的數(shù)量關系。熱力學第二定律揭示了對于能量傳遞和轉換進行的方向、條件。熱轉換為功熱自低溫傳至高溫2.2.2循環(huán)：工質(zhì)從初態(tài)出發(fā)，經(jīng)過一系列狀態(tài)變化又回到初態(tài)的封閉過程，稱為“循環(huán)”。按其進行方向又可分為正循環(huán)和逆循環(huán)。逆卡諾循環(huán)P－v圖逆卡諾循環(huán)T－s圖

a-d工質(zhì)絕熱膨脹；

b-a工質(zhì)向熱源(T1)可逆定溫放熱；

d-c工質(zhì)從熱源(T2)可逆定溫吸熱；

c-b工質(zhì)被絕熱壓縮；2.2.3循環(huán)效率：逆卡諾循環(huán)制冷系數(shù)εk

εk＝q2w0＝T2T1－T2逆卡諾循環(huán)的制冷系數(shù)與工質(zhì)的性質(zhì)無關，只取決于冷源（即被冷卻物體）的溫度T2，和熱源（即環(huán)境）的溫度T1；降低T1，提高T2，均可提高制冷系數(shù)。在給定的冷源和熱源溫度范圍內(nèi)工作的逆循環(huán)，以逆卡諾循環(huán)的制冷系數(shù)為最高。收獲消耗＝2.3制冷劑的相態(tài)變化

汽化物質(zhì)從液態(tài)轉變?yōu)闅鈶B(tài)的過程稱為汽化，分為蒸發(fā)和沸騰。特點：汽液兩相共存，飽和壓力與飽和溫度對應，飽和溫度愈高，飽和壓力也愈高，反之亦然。

冷凝物質(zhì)從汽態(tài)轉變?yōu)橐簯B(tài)的過程稱為冷凝或叫做液化。汽體的液化溫度與壓力有關，增大壓力，可使汽體在較高的溫度下液化。液化的基本方法是降低溫度和增加壓力。

2.4制冷劑的壓—焓圖壓-焓圖（lgP-h圖）：以絕對壓力的對數(shù)值lgP為縱坐標，焓值為橫坐標的熱工圖表。采用對數(shù)值lgP（而不P）為縱坐標的目的是為了縮小圖的尺寸，提高低壓區(qū)域的精確度，但在使用時仍然直接從圖上讀出P的數(shù)值。壓-焓（lgP-h）圖圖上可繪制出六種狀態(tài)參數(shù)線定焓線h=const定壓線p=const

定熵線s=const

定容線v=const

定溫線t=const

定干度線x=const3.1蒸氣壓縮制冷循環(huán)原理壓縮式制冷循環(huán)工作原理圖原則上可實現(xiàn)逆卡諾循環(huán)：1’-3-4-8-1’T－s圖實際的蒸氣壓縮制冷循環(huán)：1-2-3-4-5-1第3部分蒸氣壓縮式制冷循環(huán)3.2蒸氣壓縮制冷循環(huán)及壓焓圖1-2表示壓縮機中的絕熱壓縮過程，定熵，2過熱氣體壓-焓（lgP-h）圖T-s圖2-3-4是冷凝器中的定壓冷卻過程，定壓，3飽和氣體，4飽和液體4-5為膨脹閥中的絕熱節(jié)流過程，定焓，5氣液兩相5-1表示蒸發(fā)器中的定溫蒸發(fā)過程，定溫，1飽和氣體3.3循環(huán)效率：蒸氣壓縮制冷循環(huán)的制冷系數(shù)εk

εk＝q2W0＝h1－h(huán)5收獲消耗＝h2－h(huán)1

制冷量q2＝h1－h(huán)5

消耗的循環(huán)凈功W0＝h2－h(huán)1

冷凝器放熱量q1＝h2－h(huán)43.4幾種蒸氣壓縮式制冷循環(huán)最簡單的壓縮式制冷循環(huán)系統(tǒng)由：蒸發(fā)器、壓縮機、冷凝器和膨脹閥四大部件組成

3.4.1單級壓縮式制冷循環(huán)單級壓縮可滿足溫度不太低的場合，當蒸發(fā)溫度較低時，吸排氣壓比過大，常采用雙級壓縮，以提高壓縮機的容積效率和壓縮過程絕熱效率，從而提高循環(huán)效率(COP值)3.4.2單級帶經(jīng)濟器壓縮式制冷循環(huán)系統(tǒng)由：壓縮機、冷凝器、蒸發(fā)器、膨脹閥和經(jīng)濟器組成

3.4.3雙級壓縮一次節(jié)流中間完全冷卻制冷循環(huán)系統(tǒng)由：低壓級壓縮機、中間冷卻器、高壓級壓縮機、冷凝器、蒸發(fā)器、膨脹閥和輔助膨脹閥組成

低壓級排氣被冷卻至中間壓力下的飽和狀態(tài)，然后進入高壓級3.4.4雙級壓縮一次節(jié)流中間不完全冷卻制冷循環(huán)系統(tǒng)由：低壓級壓縮機、中間冷卻器、高壓級壓縮機、冷凝器、蒸發(fā)器、膨脹閥和輔助膨脹閥組成低壓級排氣沒有被冷卻至中間壓力飽和狀態(tài)，即進入高壓級3.4.5經(jīng)濟器雙級壓縮一次節(jié)流中間不完全冷卻制冷