制冷技術(shù)基礎(chǔ)知識2pptx [修復(fù)的].ppt

1、,GEA Refrigeration China,制冷專題培訓(xùn) 制冷技術(shù)基礎(chǔ)知識 馮昭煌 基伊埃工業(yè)冷凍技術(shù)學(xué)院,主題,GEA Institute of Refrigeration Technologies,GEA Institute of Refrigeration Technologies,一.制冷基本術(shù)語,了解以下基本術(shù)語 制冷 溫度 壓力 蒸發(fā) 冷凝 飽和溫度，飽和壓力 過熱蒸汽，過冷液體,GEA Institute of Refrigeration Technologies,制冷,制冷：利用人工的方法，把某物體或某空間的溫度降低到低于周圍環(huán)境的溫度，并使之維持在這一低溫的過程。 實質(zhì)

2、：將熱量從被冷卻對象中轉(zhuǎn)移到環(huán)境中 制冷冷卻,GEA Institute of Refrigeration Technologies,制冷,制冷機(jī)：實現(xiàn)制冷所需的機(jī)器和設(shè)備。 特點：必須消耗能量電能、機(jī)械能等 制冷劑：制冷機(jī)中把熱量從被冷卻介質(zhì)傳給環(huán)境介質(zhì)的內(nèi)部循環(huán)流動的工作介質(zhì)。 制冷循環(huán)：在制冷機(jī)中，制冷劑周而復(fù)始吸熱、放熱的流動循環(huán)。,GEA Institute of Refrigeration Technologies,制冷,飽和蒸氣：氣態(tài)和液態(tài)共存。 過冷：冷凝后的制冷劑溫度低于冷凝溫度。液態(tài)制冷劑中無蒸氣時才會出現(xiàn)過冷。 過熱：蒸氣的溫度超過沸點。過熱時制冷劑完全為氣態(tài)。 壓力溫度

3、對應(yīng)表：飽和制冷劑的溫度和壓力之間存在一一對應(yīng)關(guān)系。,GEA Institute of Refrigeration Technologies,制冷方法,1）相變制冷：利用液體在低溫下的蒸發(fā)過程或固體在低溫的融化或升華過程從被冷卻物體吸取熱量以制取冷量。 2）氣體絕熱膨脹制冷：高壓氣體經(jīng)絕熱膨脹即可達(dá)到較低溫度，令低壓氣體復(fù)熱即可制取冷量。 3） 氣體渦流制冷：高壓氣體經(jīng)渦流管膨脹后即可分離為熱、冷兩股氣流，利用冷氣流的復(fù)熱過程即可制冷。 4）熱電制冷：令直流電通過半導(dǎo)體熱電堆，即可在一端產(chǎn)生冷效應(yīng)，在另一端產(chǎn)生熱效應(yīng)。,GEA Institute of Refrigeration Techno

4、logies,相變制冷,液體氣化： 物質(zhì)從液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)的過程稱為氣化。 任何液體氣化時都要吸收熱量。在定壓下，單位質(zhì) 量液體氣化時吸收的熱量稱為氣化熱r（J/kg）： rh”h 式中h為焓，單位J/kg，上角表示液態(tài);上角”表示氣態(tài)。 焓是制冷工質(zhì)進(jìn)出熱力設(shè)備時帶入或帶出的內(nèi)能和推動功之和,GEA Institute of Refrigeration Technologies,蒸汽壓縮式制冷循環(huán),GEA Institute of Refrigeration Technologies,制冷循環(huán),冷凝 （環(huán)境溫度）,高壓/溫,低溫/壓,節(jié)流膨脹,蒸發(fā) （設(shè)計溫度）,制冷循環(huán),壓縮機(jī)組,GEA In

5、stitute of Refrigeration Technologies,思考,“四大件”的作用各是什么？ 壓縮機(jī) 冷凝器 節(jié)流閥 蒸發(fā)器,GEA Institute of Refrigeration Technologies,流程,圖為一臺單級壓縮蒸氣制冷機(jī)的 流程圖。它由下列四個基本設(shè)備 組成： 1）壓縮機(jī)：“心臟”，壓縮和輸送制冷劑蒸汽。 2）冷凝器：將壓縮機(jī)送來的高壓高溫氣體冷卻并冷凝成液體。 3）節(jié)流機(jī)構(gòu)：節(jié)流降壓，并調(diào)節(jié)進(jìn)入蒸發(fā)器的制冷劑流量。 4）蒸發(fā)器：吸收被冷卻物體的熱量，從而制冷。,GEA Institute of Refrigeration Technologies,制

6、冷系數(shù),從壓縮機(jī)出來的高壓高溫制冷劑氣體進(jìn)入冷凝器被冷卻并進(jìn)一步冷凝成液體后，進(jìn)入節(jié)流裝置膨脹閥減壓，部分液體閃發(fā)成蒸氣，這些氣液兩相的混合物進(jìn)入蒸發(fā)器，在里面吸熱蒸發(fā)成蒸氣后回到壓縮機(jī)重新壓縮，從面完成一個循環(huán)。,在這個循環(huán)中，壓縮機(jī)耗功W，蒸發(fā)器吸熱Q0，Q0稱為制冷量。 壓縮蒸氣制冷循環(huán)的制冷系數(shù)： COPQ0/W,GEA Institute of Refrigeration Technologies,二. 制冷系統(tǒng)壓焓圖,等壓線 水平線 等焓線 垂直線 等干度線 濕蒸汽區(qū)域內(nèi) 等熵線 向右上方傾斜 等容線 向右上方傾斜 等溫線 垂直線水平線 向右下方彎曲,GEA Institute o

7、f Refrigeration Technologies,壓焓圖,GEA Institute of Refrigeration Technologies,思考,如何將制冷循環(huán)用壓焓圖來表示？ 如何用壓焓圖來了解制冷系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)？ 如何用壓焓圖來進(jìn)行解制冷系統(tǒng)的計算與分析？,GEA Institute of Refrigeration Technologies,制冷循環(huán),基本過程 -壓縮 -冷凝放熱 -液體過冷 -膨脹 -蒸發(fā)制冷量 -吸氣過熱,GEA Institute of Refrigeration Technologies,制冷循環(huán),h1=h2,h3,h4,制冷效率 = h3 -

8、h1,輸入功率 = h4 - h3,冷凝熱量 = h4 - h1,P1,P2,制冷量,輸入功率,GEA Institute of Refrigeration Technologies,制冷循環(huán),制冷量,輸入功率,焓 - H,GEA Institute of Refrigeration Technologies,思考,壓力P,輸入功率,制冷量,制冷系數(shù) (COP) =,焓 - H,GEA Institute of Refrigeration Technologies,GEA Institute of Refrigeration Technologies,熱力計算,單位質(zhì)量制冷量q0：1kg制冷劑

9、在蒸發(fā)器內(nèi)從被冷卻物體吸收的熱量 。 q0h1h5h1h4 單位冷凝負(fù)荷qk ：1kg制冷劑在冷卻和冷凝過程中放出的熱量 。 qkh2h4 單位理論壓縮功w0 ：壓縮機(jī)每壓縮輸送1kg制冷劑所消耗的壓縮功 。 w0h2h1 制冷系數(shù)0：,GEA Institute of Refrigeration Technologies,作業(yè),將制冷循環(huán)用壓焓圖來表示，計算制冷量，壓縮功及制冷系數(shù)（COP） ： 制冷劑：氨 蒸發(fā)溫度： -10， 冷凝溫度： 35 壓縮機(jī)吸氣過熱度（假設(shè)過熱發(fā)生在蒸發(fā)器內(nèi)）：5 冷凝器出口過冷度：5,GEA Institute of Refrigeration Technol

10、ogies,作業(yè),壓 力,35,-10,30,-5,A,B,D,焓,查R717對應(yīng)的壓焓圖得到以下數(shù)據(jù)： A：溫度-10，比焓=？ B: 溫度-5，比焓=？ C: 溫度？，比焓=？（等熵過程） 計算得到： 單位質(zhì)量制冷量hB- hA=？ 單位質(zhì)量壓縮功hC- hB=？ 制冷系數(shù)？,C,GEA Institute of Refrigeration Technologies,實際制冷循環(huán),實際制冷循環(huán)壓焓圖： 5-1s：實際蒸發(fā)到壓縮機(jī)吸入過程，與被冷卻物質(zhì)間存在溫差，同時存在壓力降。 1s-2s：不可逆壓縮過程 2s-b： 排氣過程的冷卻 b-c：表示排氣管道中的壓降 c-3-4: 冷凝器中冷卻

11、及冷凝過程，存在壓力降及傳熱溫差 4-5: 節(jié)流過程，同環(huán)境有熱交換，過程前后焓值稍有變化。,GEA Institute of Refrigeration Technologies,制冷循環(huán)性能影響因素,1. 蒸發(fā)溫度的影響 降低蒸發(fā)溫度： 單位制冷量減少； 壓縮機(jī)吸氣溫度變大； 單位壓縮功增大； 制冷系數(shù)減小。,GEA Institute of Refrigeration Technologies,制冷循環(huán)性能影響因素,2. 冷凝溫度的影響 提高冷凝溫度： 單位制冷量減少； 單位壓縮功增大； 制冷系數(shù)減小。,GEA Institute of Refrigeration Technologie

12、s,三. 制冷劑與載冷劑,制冷劑：在被冷卻對象和環(huán)境介質(zhì)之間傳遞熱量， 并最終把熱量從被冷卻對象傳給環(huán)境介質(zhì)的制冷 機(jī)中進(jìn)行制冷循環(huán)的工作物質(zhì)。 常用的制冷劑有哪些？ 各有哪些優(yōu)缺點？,GEA Institute of Refrigeration Technologies,制冷劑使用現(xiàn)狀,R11,R12,R502 已禁止使用 R22 從2000年1月1日起在歐洲禁止在新建 項目中使用，2010年起在日本禁用 R134a, 混合工質(zhì)制冷劑，2011年起在歐 洲禁止在汽車空調(diào)中使用. R404A, R507,R407c R410A, GWP 值較高， HFCs面臨轉(zhuǎn)折,臭氧層破壞潛能值,0,0,2

13、,0,4,0,6,0,8,1,R407 C,R134a,R404A,NH 3,R290,R22,R11,臭氧層破壞潛能： 以 R11= 1,全球變暖潛能值,制冷劑發(fā)展方向,GWP 150; 五大類天然制冷劑 氨 Ozone Depletion Potential = 0, Global Warming Potential = 0 HC類：丙烷 乙烯 丙烯 異丁烷 CO2 H2O 空氣,GEA Institute of Refrigeration Technologies,載冷劑,在間接冷卻的裝置中，被冷卻物體或空間中的熱 量是通過一種中間介質(zhì)傳給制冷劑。這種中間介 質(zhì)在制冷工程中稱為載冷劑或第

14、二制冷劑。 常用的載冷劑有哪些？,GEA Institute of Refrigeration Technologies,制冷主要設(shè)備與供液方式,制冷主要設(shè)備： 壓縮機(jī) （活塞式，螺桿式，離心式） 冷凝器（水冷，風(fēng)冷，蒸發(fā)式冷凝器） 節(jié)流裝置 蒸發(fā)器,GEA Institute of Refrigeration Technologies,制冷主要設(shè)備與供液方式,制冷設(shè)備,Grasso 活塞壓縮機(jī),Grasso鹽水機(jī)組,空氣分離器,AWP 閥門,Grasso 復(fù)疊機(jī)組,Geneglace片冰機(jī),Kueba冷風(fēng)機(jī)，冷凝器,Grasso 螺桿壓縮機(jī),GEA Institute of Refriger

15、ation Technologies,水冷式冷凝器與蒸發(fā)式冷凝器,殼管式冷凝器利用水的顯熱帶走熱量， 蒸發(fā)式冷凝器是利用水的汽化潛熱帶走熱量。,殼管式冷凝器系統(tǒng)示意圖,蒸發(fā)式冷凝器系統(tǒng)示意圖,GEA Institute of Refrigeration Technologies,水冷式冷凝器,GEA Institute of Refrigeration Technologies,蒸發(fā)式冷凝器,GEA Institute of Refrigeration Technologies,風(fēng)冷式冷凝器,翅片式冷凝器,汽車空調(diào)冷凝器,風(fēng)冷式冷凝器,GEA Institute of Refrigeratio

16、n Technologies,蒸發(fā)器,殼管式蒸發(fā)器,螺旋管蒸發(fā)器,翅片式蒸發(fā)器,板式蒸發(fā)器,冷風(fēng)機(jī),GEA Institute of Refrigeration Technologies,節(jié)流機(jī)構(gòu),節(jié)流機(jī)構(gòu)的作用 節(jié)流降壓，調(diào)節(jié)供液量。 節(jié)流原理：,GEA Institute of Refrigeration Technologies,節(jié)流機(jī)構(gòu)的類型,1. 手動膨脹閥（節(jié)流閥、調(diào)節(jié)閥） 2. 浮球膨脹閥 3. 熱力膨脹閥 4. 毛細(xì)管,GEA Institute of Refrigeration Technologies,直接膨脹供液,GEA Institute of Refrigeratio

17、n Technologies,直接膨脹供液,方式：通過膨脹閥直接向蒸發(fā)器供液。 特點： 供液的動力來自于系統(tǒng)內(nèi)部的壓力差； 供液可能會不均，宜在單一節(jié)流控制單一蒸發(fā)回路中采用； 蒸發(fā)器為單一通道，管的長度受限； 適用范圍： 主要用于氟利昂系統(tǒng)和成套制備空調(diào)冷凍水或低溫鹽水的氨系統(tǒng)；生活服務(wù)性小冷庫。,GEA Institute of Refrigeration Technologies,直接膨脹供液，DX蒸發(fā)器的特點,適用于冷量較小的應(yīng)用 適用于冷卻粘度較大的流體（載冷劑） 采用熱力膨脹閥，依靠蒸氣出口過熱度調(diào)節(jié)供液量 冷媒充注量較小 依靠管內(nèi)流速實現(xiàn)回油,GEA Institute of R

18、efrigeration Technologies,重力供液,方式：利用制冷劑液柱的重力來向蒸發(fā)器供液。 特點： 供給蒸發(fā)器的為制冷劑液體，且便于均勻供液； 回氣帶液滴，壓縮機(jī)吸入前仍要經(jīng)過氣液分離器； 氣液分離器液面相對穩(wěn)定，便于實現(xiàn)液面自控； 蒸發(fā)壓力受液柱影響，液位越高，影響越大； 氣液分離器的流速不高于允許流速； 適用范圍:大型制冷系統(tǒng),GEA Institute of Refrigeration Technologies,重力供液，滿液式蒸發(fā)器,GEA Institute of Refrigeration Technologies,重力供液，板式蒸發(fā)器,GEA Grasso 氨冷水/鹽水機(jī)組 采用重力供液,回壓縮機(jī)的吸氣管道,suction li