制冷循环系统的基本知识与简单原理.doc

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1、制冷循环系统的基本知识与简单原理一、概念1、定义；制冷是指用人工的方法在一定时间和一定空间内将某物体或流体冷却，使其温度降到环境温度以下，并保持这个低温。2、制冷机：机械制冷中所需机器和设备的总称为制冷机。3、制冷剂：制冷机中使用的工作介质称为制冷剂。制冷剂在制冷机中循环流动，同时与外界发生能量交换，即不断地从被冷却对象中吸取热量，向环境排放热量。制冷剂一系列状态变化过程的综合为制冷循环。4、制冷的方法：制冷的方法很多，可分为物理方法和化学方法。但绝大多数为物理方法。目前人工制冷的方法主要有相变制冷、气体绝

2、热膨胀制冷、半导体制冷和磁制冷等。4.1.相变制冷：即利用物质相变的吸热效应实现制冷。如冰融化时要吸取80kcal/kg的熔解热；干冰在１标准大气压下升华要吸取137kcal/kg的热量，其升华温度为－78.9℃。4.2.气体绝热膨胀制冷：利用气体通过节流阀或膨胀机绝热膨胀时，对外输出膨胀功，同时温度降低，达到制冷目的。4.3.半导体制冷:两种不同金属组成的闭合电路中接上一个直流电源时，则一个接合点变冷，另一个接合点变热。但纯金属的珀尔帖效应很弱，且热量通过导线对冷热端有相互干扰，而用两种半导体（Ｎ型和Ｐ型

3、）组成的直流闭合电路，则有明显的珀尔帖效应且冷热端无相互干扰。因此，半导体制冷就是利用半导体的温差电效应实现制冷。（两种不同的金属构成闭合回路，当回路中存在直流电流时，两个接头之间将产生温差。利用物理现象制冷的方法还有很多，我们不一一介绍。目前生产实际中广泛应用的制冷方法是：利用液体的气化实现制冷，这种制冷常称为蒸气制冷。它的类型有：蒸汽压缩式制冷（消耗机械能）、吸收式制冷（消耗热能）、蒸汽喷射式制冷（消耗热能）和吸附式制冷等几种。二、制冷循环原理v一般制冷机的制冷原理，液体制冷剂在蒸发器中吸收被冷却的物体

4、热量之后→汽化成低温低压的蒸汽→被压缩机吸入→压缩成高压高温的蒸汽后排入冷凝器→在冷凝器中向冷却介质(水或空气)放热→冷凝为低温高压液体→经节流阀节流→再次进入蒸发器吸热汽化变成低温低压的气态（湿蒸汽）→吸入压缩机达到循环制冷的目的。这样，制冷剂在系统中经过蒸发、压缩、冷凝、节流四个基本过程完成一个制冷循环三、构成制冷系统的四大要素v1、压缩机：1.1活塞式制冷压缩机：活塞式压缩机具有高速、多缸、能量可调、热效率高、适于多种制冷剂等优点；其缺点是：结构较复杂，需检修周期长，对湿行程敏感。1.2螺杆式压缩机，

5、没有活塞式压缩机所需的气缸，活塞、活塞环、汽缸套等易损部件，机器结构紧凑，体积小，重量轻，少量液体进入机内时无液击危险。可利用活阀进行10%～100%的无级能量调节，适用范围广，运行平稳可靠。但是，螺杆式制冷压缩机的加工和装配精度较高，有较大的噪音，一般情况下，需装置消音和隔音设备，在制冷压缩时，需要喷加润滑油，因而需要油泵、油冷却器和油回收器等辅助设备。1.2.1双螺杆制冷压缩机，双螺杆制冷压缩机是一种能量可调式喷油压缩机。它的吸气、压缩、排气三个连续过程是靠机体内的一对相互啮合的阴阳转子旋转时产生周期性

6、的容积变化来实现。一般阳转子为主动转子，阴转子为从动转子。v1.2.2单螺杆制冷压缩机，利用一个主动转子和两个星轮的啮合产生压缩。它的吸气、压缩、排气三个连续过程是靠转子、星轮旋转时产生周期性的容积变化来实现的。转子齿数为六，星轮为十一齿。容量可以从10%-100%无级调节。由于星轮对称布置，循环在每旋转一周时便发生两次压缩，排气量相应是上述一周循环排气量的两倍。v2、蒸发器v2.1卧式蒸发器，按供液方式可分为：壳管式蒸发器和干式蒸发器两种。卧式壳管式蒸发器广泛使用于闭式盐水循环系统。其主要特点是：结构紧凑

7、，液体与传热表面接触好，传热系数高。但是它需要充入大量制冷剂，液柱对蒸发温度将会有一定的影响。且当盐水浓度降低或盐水泵因故停机时，盐水在管内有被冻结的可能。若制冷剂为氟利昂，则氟利昂内溶解的润滑油很难返回压缩机。v干式氟利昂蒸发器主要区别在于：制冷剂在管内流动，而载冷剂在管外流动。节流后的氟利昂液体从一侧端盖的下部进入蒸发器，经过几个流程后从端盖的上部引出，制冷剂在管内随着流动而不断蒸发，所以壁面有一部分为蒸气所占有，因此，它的传热效果不如满液式。但是它无液柱对蒸发温度的影响，且由于氟利昂流速较高(≥4m/

8、s)，则回油较好。此外，由于管外充入的是大量的载冷剂，从而减缓了冻结的危险。这种蒸发器内制冷剂的充注量只需满液式的1/2～l/3或更少，故称之为干式蒸发器v2.2立管式蒸发器，立管式蒸发器特点是制冷剂在管内蒸发，整个蒸发器管组沉浸在盛满载冷剂的箱体内(或池、槽内)，为了保证载冷剂在箱内以一定速度循环，箱内焊有纵向隔板和装有螺旋搅拌器。载冷剂流速一般为0.3—0.7m/s，以增强传热。这两种蒸发器只能用于开式循环系