《制冷的基本原理》PPT课件

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1、制冷的概念及系统工作基本原理沈永祥2011-6-21制冷原理与设备是为了适应人们希望能人工改变局部环境温度的需要而产生和发展的。日常生活中常说的“冷”或“热”是人体对温度高低感觉的反应，因此冷和热是一个相对的概念，制冷中所说的冷和热，是相对于环境温度而言的。概念概念所谓制冷，就是把某一物体或空间（包括空间内的物体）的温度，降低到低于环境介质的温度，并保持这一低温状态的过程。为了达到这一目的，就应采用人工的方法不断地将该物体或空问的热量及由外界传入的热量，转移到外界环境中去。这是一个非自发的过程，需要消耗外界能量进行补偿。为实现这一过程所需要的设备称为制冷机。制冷机中使用的工作介质通常称为

2、制冷剂。制冷系统的构成压缩机热交换设备节流机构管道各种控制阀辅助部件制冷系统的构成工作原理制冷时，制冷压缩机将水热交换器内的低压低温制冷气体（R22）吸入气缸，经过压缩机做功，使之变成压力和温度都较高的气体，进入冷凝器内，高温高压的制冷剂气体通过冷凝器冷凝变成中温高压的液体(把热量传给空气)，中温高压的液体再经过节流部件节流降压后变为低温低压的液体进入蒸发器。在蒸发器内，低压液体制冷剂汽化，吸收周围介质(水)的热量，从而使水降温冷却，成为所需要的低温用水。而在热交换器中汽化后的低温制冷剂气体又被压缩机吸入重新进行压缩，这样周而复始不断循环，连续制取冷冻水。制冷与冷却是两个不同的概念冷却是

3、指热量从高温物体传递到低温物体中，由于冷、热物体间存在温度差，所以冷却可以自发地进行，但高温物体的温度不可能降到低于环境介质（空气或水）的温度。制冷&冷却制冷原理图解实际制冷循环分析压焓图为一热力状态图。图中纵坐标表示绝对压力的对数lgp，横坐标表示焓值h。压焓图图中临界点k左边的粗实线为饱和液体线，线上的任何一点代表一个饱和液体状态，干度x=0；这两条曲线将图形分为三个区域：饱和液体线的左边是过冷液体区，该区域的液体称为过冷液体，过冷液体的温度低于同一压力下饱和液体的温度；干饱和线的右边是过热蒸汽区，该区域内的蒸汽称为过热蒸汽，过热蒸汽的温度高于同一压力下饱和蒸汽的温度；两条线之间的

4、区域为两相区，制冷剂在该区域处于汽、液混合状态（湿蒸汽状态）。右边的粗实线为干饱和蒸汽线，线上任何一点代表一个饱和蒸汽状态，干度x=1。图中共有六种等参数线簇：等压线p—水平线；等焓线h—铅垂线；等温线t—液态区几乎为铅垂线。两相区内由于制冷剂的状态变化是在等压等温下进行，与等压线重合，为水平线。过热蒸汽区为向右下方弯曲的倾斜线；等熵线s—向右上方倾斜的实线；等容线v—向右上方倾斜的虚线，但比等熵线平坦等干度线x—只存在于湿蒸汽区域内，其方向大致与饱和液体线或饱和蒸汽线相近，视干度大小而定。对于理论循环，离开蒸发器、进入压缩机的制冷剂蒸汽是处于蒸发压力下的饱和蒸汽；离开冷凝器和进

5、入膨胀阀的液体是冷凝压力下的饱和液体；等熵过程：制冷剂在压缩机中压缩是等熵过程；等压过程：制冷剂在冷却及冷凝过程为等压过程等焓过程：制冷剂通过膨胀阀节流时，节流前后焓值相等：等温过程：制冷剂在蒸发器和冷凝器中没压力损失。点2表示表示制冷剂出压缩机、进入冷凝器时的状态。过程线1-2表示制冷剂蒸汽在压缩机中的等熵压缩过程（s1=s2），压力由蒸发压力p0压缩到冷凝压力pk。等熵线与于压力为冷凝压力pk等压线的交点为2点。压缩过程中外界对制冷剂作功，使制冷剂温度增加，2点处于过热蒸汽状态。点1表示制冷剂出蒸发器、进入压缩机时的状态。对应于蒸发温度t0的饱和蒸汽。根据压力和饱和温度的关系，该

6、点应处于与蒸发压力p0相对应的等压线与饱和蒸汽线（x=0）的交点上。点3表示制冷剂出冷凝器、进膨胀阀的状态，位于与冷凝温度tk相对应的饱和液体线上。过程2-2′-3表示制冷剂蒸汽在冷凝器中冷却（2-2′）和冷凝（2′-3）的过程。由于这个过程是在冷凝压力pk不变的情况下进行的，为等压过程。进入冷凝器的过热蒸汽首先将一部分热量放给外界冷却介质，在等压下变成饱和蒸汽（点2′），然后再在等压、等温下继续放出热量，直至最后冷凝成饱和液体（点3）。压力为pk的等压线与干度x=0的饱和液体线的交点即为点3的状态。点4表示制冷剂出节流阀、进蒸发器的状态。过程线3-4表示制冷剂通过节流阀的节流过程。

7、在这一过程中，制冷剂的压力由冷凝压力pk降低到蒸发压力p0，温度由冷凝温度tk降低到蒸发温度t0，并进入两相区。由于节流前后制冷剂的焓值不变，过程3-4为等焓过程。由点3作等焓线与等压线p0的交点即为点4的状态，由于节流过程是不可逆的，所以用一虚线表示。压缩式制冷系统的心脏主机有用能的输入制冷剂在系统中的循环流动整机性能可靠性寿命噪声1.压缩机与冷凝压力相对应的温度tk称为冷凝温度，tk一定要高于冷却介质的温度；冷凝后的高压液体通过