制冷与热泵技术 ppt课件
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热泵技术介绍PPT课件
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水源热泵
水源热泵机 组原理图
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水源热泵
• 水源热泵机组的结构和工作原理
如上图所示，空气源热泵机组主要由以下几部 分组成：1.压缩机，2.膨胀阀，3.冷凝器，4.蒸发器， 5～6.循环水泵。
在制冷/制热工况下，制冷剂经膨胀阀时节流， 其压力降低，进入蒸发器；低压的制冷剂吸收了蒸发 器热量而汽化。制冷剂汽体被压缩机吸入，经压缩后 排到冷凝器，这时制冷剂的压力和温度都升高了。压 力和温度较高的制冷剂蒸汽，在冷凝器中进行热交换， 汽化的制冷剂被冷凝为液态。这样，制冷剂便在系统 内作了一个由液体变汽体，又由汽体变液体的循环。 蒸发器处周围介质的热量不断被吸走，温度逐渐下降， 这就是利用制冷剂的物态变化实现制冷/制热的基本原 理。蒸发器与制冷目标区进行热交换为制冷方式；反 之，冷凝器与制热目标区进行热交换为供热方式。
％的速度稳步增长。
第5页/共28页
热泵技术发展史
• 在欧美发达国家，如澳大利亚、英国、法国、 德国、北欧和南欧的一些国家，热泵产品已经进入 了大多数家庭。 我国的热泵事业近几年已开始起步，而且发 展势头看好。目前，我国利用较多的是水源热泵， 而用空气源热泵制取生活用热水在国内近两年刚刚 起步。从2001年春天开始，澳大利亚康特姆公司 在中国已建成数十个地源和空气源热泵示范工程， 收到了很好的效果。
第10页/共28页
空气源热泵
的高温水供暖致使居室装修的木地板因烘烤而翘曲 变形的问题，且经济性好；夏季，该装置通过换向阀， 低压侧的热交换器吸收房间空气中的热量，使房间降 温，解决了传统工质的空调机组在气温较高的情况下 难以适应的缺陷。 同时集空调、抽湿及供热水于一体， 起到了目前普通空调机组实现不了的作用。具有热感 舒适、室温稳定、节能、安全、方便管理等特点，是 一种节能、环保和安全的冷热功能合一的装置，也成 为高档住宅的身份象征。
水源热泵
水源热泵机 组原理图
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水源热泵
• 水源热泵机组的结构和工作原理
如上图所示，空气源热泵机组主要由以下几部 分组成：1.压缩机，2.膨胀阀，3.冷凝器，4.蒸发器， 5～6.循环水泵。
在制冷/制热工况下，制冷剂经膨胀阀时节流， 其压力降低，进入蒸发器；低压的制冷剂吸收了蒸发 器热量而汽化。制冷剂汽体被压缩机吸入，经压缩后 排到冷凝器，这时制冷剂的压力和温度都升高了。压 力和温度较高的制冷剂蒸汽，在冷凝器中进行热交换， 汽化的制冷剂被冷凝为液态。这样，制冷剂便在系统 内作了一个由液体变汽体，又由汽体变液体的循环。 蒸发器处周围介质的热量不断被吸走，温度逐渐下降， 这就是利用制冷剂的物态变化实现制冷/制热的基本原 理。蒸发器与制冷目标区进行热交换为制冷方式；反 之，冷凝器与制热目标区进行热交换为供热方式。
％的速度稳步增长。
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热泵技术发展史
• 在欧美发达国家，如澳大利亚、英国、法国、 德国、北欧和南欧的一些国家，热泵产品已经进入 了大多数家庭。 我国的热泵事业近几年已开始起步，而且发 展势头看好。目前，我国利用较多的是水源热泵， 而用空气源热泵制取生活用热水在国内近两年刚刚 起步。从2001年春天开始，澳大利亚康特姆公司 在中国已建成数十个地源和空气源热泵示范工程， 收到了很好的效果。
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空气源热泵
的高温水供暖致使居室装修的木地板因烘烤而翘曲 变形的问题，且经济性好；夏季，该装置通过换向阀， 低压侧的热交换器吸收房间空气中的热量，使房间降 温，解决了传统工质的空调机组在气温较高的情况下 难以适应的缺陷。 同时集空调、抽湿及供热水于一体， 起到了目前普通空调机组实现不了的作用。具有热感 舒适、室温稳定、节能、安全、方便管理等特点，是 一种节能、环保和安全的冷热功能合一的装置，也成 为高档住宅的身份象征。
工程热力学课件11 制冷循环
理想气体
p 2‘
T
2‘
绝热膨胀，温度降低
1 6 1 2 4 3 v 2 s
5
T
转回温度曲线
实际气体
TH
冷效应区
N
热效应区
TL p pN
p
经济性指标最高的逆向循环是同温限 间的逆向卡诺循环。通常制冷循环以环境 为高温热源（T1=T0），因此在以T0为高 温热源、Tc为低温热源间的逆向卡诺循环 的制冷系数：
膨 胀 阀
压缩机
w
4
q2
1
蒸发器
1-2: 2-3: 3-4: 4-1:
制冷剂在压缩机中的绝热压缩过程 制冷剂在冷凝器中的定压放热过程 制冷剂在膨胀阀中的绝热节流过程 制冷剂在蒸发器中的定压定温气化过程
4 1 3 2
q2 wnet
单位质量制冷剂在冷凝器中放热量：
T
2
q1＝ h2-h3
单位质量制冷剂在蒸发器中吸热量：
1 h
过冷度愈大,制冷系数增加愈多。制冷剂液体离开冷凝 器的温度取决于冷却介质的温度,过冷度一般很小。多数制冷
装置专设一回热器,使从冷凝器出来的制冷剂液体通过回热器 进一步冷却,增大过冷度。回热器的冷却介质通常为离开蒸发 器的低温低压蒸气。
3 4 1
2
热泵供热原理
在所有制冷装置的工作过程中，热从冷藏室取 出并传给较高温度的环境。因此，实现制冷循环的 结果不仅使放出热量的物体被冷却，而且使吸收热 量的物体被加热。根据这个原理，可利用逆循环实 现将热从低温冷源向高源热源的输送。这种目的在 于输送热量给被加热对象(如室内供暖)的装置称为 热泵。向高温热源输送的热量qH，等于取自低温冷 源(如大气环境)的热量qL与实现逆循环从外界输入 功量wnet 之和，即qH=qL+wnet 。热泵就其实质来看， 和制冷装置完全一样，只是两者工作的温度范围不 同。制冷装置工作的上限温度为大气环境温度，其 目的系从冷藏室吸热，以保持冷藏室低温(下限温度) 恒冷；热泵工作的下限温度为大气环境温度，其目 的是向暖室放热，以保持暖室温度(上限温度)恒暖。
(完整ppt)空调用制冷技术 课件
蒸气压缩式制冷理论循 环的两种损失
节流过程带来的节流损失；
T
Tk
3
T0 0 4'
Pk
qk 2' 2
Wc
P0
4 1'
q0
1
干压缩所产生的过热损失； 有传热温差的热交换
b' b a' a s
图1.5 理论循环T—S图
2020/2/5
18
第二节 蒸汽压缩式制冷的理论循环
3）热交换过程的传热温差 在蒸发器和冷凝器实际传热过程中，制冷剂与冷源和热源 由于存在温差，使得制冷系数低于理想过程的制冷系数， 传热温差越大，制冷系数降低越多。 一般蒸发温度比被冷却介质温度低５～７℃,冷凝温度要 高于冷却介质温度５～７℃,以保证必要的传热温差。
2020/2/5
2ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
绪论
③低温和超低温：-253～接近-273 ℃(20～接近0 K)。 2）应用：1)空气调节
2)食品的冷冻和冷藏 3)食品加工 4)工业生产及农牧业 5)建筑工程 6)能源与动力工程 7)国防工业 8)医疗卫生
2020/2/5
3
绪论
2、制冷技术的发展
1755年苏格兰科学家库伦（Cullen）发表论文《液体蒸发 制冷》，人们以此作为人工制冷史的起点。
膨胀阀不做功，损失了膨胀功； 2）过热损失： 湿压缩 ①制冷量减少；
②导致气缸液击，使压缩机汽缸遭到破坏。 为了实现干压缩可在压缩机出口处设置气液分离器
压缩机运行时严禁发生湿压缩
2020/2/5
16
冷凝器、蒸发器、冷水机组
2020/2/5
17
第二节 蒸汽压缩式制冷的理论循环
采用干压缩过程可以增加 单位质量制冷能力，由于 压缩终状态是过热蒸气， 压缩机功耗大，制冷系数 低，降低程度称为过热损 失
节流过程带来的节流损失；
T
Tk
3
T0 0 4'
Pk
qk 2' 2
Wc
P0
4 1'
q0
1
干压缩所产生的过热损失； 有传热温差的热交换
b' b a' a s
图1.5 理论循环T—S图
2020/2/5
18
第二节 蒸汽压缩式制冷的理论循环
3）热交换过程的传热温差 在蒸发器和冷凝器实际传热过程中，制冷剂与冷源和热源 由于存在温差，使得制冷系数低于理想过程的制冷系数， 传热温差越大，制冷系数降低越多。 一般蒸发温度比被冷却介质温度低５～７℃,冷凝温度要 高于冷却介质温度５～７℃,以保证必要的传热温差。
2020/2/5
2ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
绪论
③低温和超低温：-253～接近-273 ℃(20～接近0 K)。 2）应用：1)空气调节
2)食品的冷冻和冷藏 3)食品加工 4)工业生产及农牧业 5)建筑工程 6)能源与动力工程 7)国防工业 8)医疗卫生
2020/2/5
3
绪论
2、制冷技术的发展
1755年苏格兰科学家库伦（Cullen）发表论文《液体蒸发 制冷》，人们以此作为人工制冷史的起点。
膨胀阀不做功，损失了膨胀功； 2）过热损失： 湿压缩 ①制冷量减少；
②导致气缸液击，使压缩机汽缸遭到破坏。 为了实现干压缩可在压缩机出口处设置气液分离器
压缩机运行时严禁发生湿压缩
2020/2/5
16
冷凝器、蒸发器、冷水机组
2020/2/5
17
第二节 蒸汽压缩式制冷的理论循环
采用干压缩过程可以增加 单位质量制冷能力，由于 压缩终状态是过热蒸气， 压缩机功耗大，制冷系数 低，降低程度称为过热损 失
制冷原理培训教材(PPT44页)
工质膨胀推动活塞做功过程 活塞面积A
术
移动距离L
推动功只有在工质移动位置时才起作用
1.2 热力学第一定律
1.2.2 热力学第一定律的基本能量方程式
制
冷
进入系统的能量-离开系统的能量=系统中储存能量的增加
原
理
与
任何系统，任何过程均可据此原则建立能量平衡式
技
术
1.2 热力学第一定律
1.2.3 能量方程式的应用
1.1.3 气体状态变化过程方程
气体状态的变化，主要表现为压力和温度的变化，而压力的变化是由比
制
体积的变化得来的（压缩式循环中），或者是由温度变化得来的（在吸 收式循环中）。
冷
• 过程方程 ： p n 定值
原
∆ 绝热过程：指数n=k，称为绝热过程指数 k c p cv
理
∆ 等温过程：n=1
与
∆ 多变过程：介于两者间有热量交换的过程，1<n<k
制 冷 原 理 与 技 术
1.5.1 循环特点
• 热源温度不变的逆向可逆循环
• 具有两个可逆的等温过程和 两个等熵过程组成。
• 在相同温度范围内，它是 消耗功最小的循环，即热力 学效率最高的制冷循环，因 为它没有任何不可逆损失。
CARNOT REFRIGERANTION CYCLE
T0
4
3
Absolute Temp.
制冷原理培训教材(PPT44页)
制 冷 原 理 与 技 术
制冷原理培训教材(PPT44页)
制冷原理培训
2008.03
目录
制
一. 热工基础
冷
原
二. 蒸汽压缩式制冷
理
与
第二章 蒸气压缩式制冷与热泵的热力学原理
当制冷机用于供热（利用转移到高温处的热量）时，称为热泵。
概念：
1.制冷量：单位时间内蒸发器从被冷却介质中提取的热量， 用
Q 表示。
e
2.制热量：单位时间内热泵的冷凝器供出的热量，在制冷机中称为冷凝热量， 用 Q 表示 。
c
法定单位：W、KW； 工程制单位：千卡/小时（kcal/h），英热单位/小时（Btu/h）。
（2）状态点1改为饱和蒸气状态。
（3）使Te<T1，Tc>T2。
LOGO
饱和循环在lgp-h图上的表示
LOGO
（1）蒸发器（4-1） 制冷量
Q e M r ( h1 h 4 )
单位质量制冷剂的制冷量 （2）蒸发器（2-3） 制热量
Q c M r ( h 2 h3 )
LOGO
图2 氨制冷系统流程图
LOGO
空调用蒸气压缩式制冷机组
一、冷（热）水机组
17 16 15 14 13 12
生产冷冻水， 提供给室内 末端
1 冷冻水进口
3
2
冷冻水出口
接冷却塔
4 7
5 11 10 9 冷却水进口 6 18 8
冷却水出口
图 6-3
换算关系：1W=0.86kcal/h
1kW=860kcal/h 1kcal/h=1.163W 1W=3.412Btu/h
LOGO
3.压缩机消耗的功率： 制冷机或热泵中压缩机在单位时间内消耗的功称为压缩机 消耗的功率，用 W 表示，单位为W、kW。 4.制冷机或热泵的性能系数 制冷机 热 泵
图 2.7
变 频 热 泵 型 VRV空 调 系 统 原 理 图
制冷和热泵循环
蒸汽压缩制冷装置的理想循环由四个可逆过程组成，即绝热压缩过程 1-2、定压放热过程2-3、绝热膨胀过程3-4和定压吸热过程4-1。
2.1 实际制冷循环（工作原理）
压缩机从蒸发器吸入气体，并压缩到高压后送 入冷凝器，蒸发器因为蒸汽不断抽走而维持在 较低压力状态，制冷剂的蒸发温度低于低温源 的温度，它从低温源吸取热量使液体制冷剂蒸 发；送到冷凝器的高压蒸汽的饱和温度高于高 温源（环境），向环境排热，凝结的高压液体 制冷剂经节流器降压，以大部分液体湿蒸汽状 态进入蒸发器，液体制冷剂吸热而蒸发，在被 压缩机吸走
内容：制冷和热泵循环
第七讲 制冷和热泵循环
1 逆卡诺循环及其性能比较标准 2 实际制冷循环 3 热泵循环及其节能原理 4 压缩制冷设备的节能途径与空调热水机 5 压缩机的循环
1.1 逆卡诺循环
最简单的制冷循环是逆向卡诺循环。由四个过程 组成： 1-2—绝热膨胀； 2-3—定温吸热； 3-4—绝 热压缩； 4-1—定温放热。
涡旋式压缩机：主要用在制冷量在7—35kw的空调上 螺旋式压缩机：主要采用水冷冷凝器 滑动叶片式压缩机：主要用于家用空调上
离心式压缩机： 主要用于制冷量在800kw以上的场合
W Eu, h Eu, o (1 To Th)Qh 0
式说明零品位的环境空气能与高品位的功能结合使用 时，只要满足上式的条件，就可以节约高品位的功能。
3.2热泵循环及节能原理
• 热泵的性能系数为
coph Qh W
热泵的有效率为
u, h (1 T 0 )coph
Th
4.压缩制冷设备的节能途径
循环中系统消耗净功 w0 ，循环从温度为Tc的低热源
吸收热量q2，而向温度为Th较高的环境放热 q1
2.1 实际制冷循环（工作原理）
压缩机从蒸发器吸入气体，并压缩到高压后送 入冷凝器，蒸发器因为蒸汽不断抽走而维持在 较低压力状态，制冷剂的蒸发温度低于低温源 的温度，它从低温源吸取热量使液体制冷剂蒸 发；送到冷凝器的高压蒸汽的饱和温度高于高 温源（环境），向环境排热，凝结的高压液体 制冷剂经节流器降压，以大部分液体湿蒸汽状 态进入蒸发器，液体制冷剂吸热而蒸发，在被 压缩机吸走
内容：制冷和热泵循环
第七讲 制冷和热泵循环
1 逆卡诺循环及其性能比较标准 2 实际制冷循环 3 热泵循环及其节能原理 4 压缩制冷设备的节能途径与空调热水机 5 压缩机的循环
1.1 逆卡诺循环
最简单的制冷循环是逆向卡诺循环。由四个过程 组成： 1-2—绝热膨胀； 2-3—定温吸热； 3-4—绝 热压缩； 4-1—定温放热。
涡旋式压缩机：主要用在制冷量在7—35kw的空调上 螺旋式压缩机：主要采用水冷冷凝器 滑动叶片式压缩机：主要用于家用空调上
离心式压缩机： 主要用于制冷量在800kw以上的场合
W Eu, h Eu, o (1 To Th)Qh 0
式说明零品位的环境空气能与高品位的功能结合使用 时，只要满足上式的条件，就可以节约高品位的功能。
3.2热泵循环及节能原理
• 热泵的性能系数为
coph Qh W
热泵的有效率为
u, h (1 T 0 )coph
Th
4.压缩制冷设备的节能途径
循环中系统消耗净功 w0 ，循环从温度为Tc的低热源
吸收热量q2，而向温度为Th较高的环境放热 q1
蒸汽压缩式制冷-热泵系统的压焓图与性能图_图文
扰动因素
– 蒸发器 – 节流装置
调节变量
采用图形法进行性能 分析，简单、直观
*
清华大学建筑学院建筑技术科学系
44
2.定速压缩机制冷系统的性能图
*
45
压缩机工作特性（1）
*
– 如果吸气状态位于两相区（点6）时， 则不能直接确定干度x6
• 采用节流方法使之降压（6→1）成过 热蒸气（点1）
• 根据p1和t1的读数确定出点1的状态 • 再根据h6= h1原理求解压力为p0、比
焓为h1的湿蒸气（点6）的干度x6
3
2
6 4
1
h6=h1
当压缩机出现回液时，也可 采取同样方法，以保证压缩 机的安全
*
清华大学建筑学院建筑技术科学系
33
预备知识
• 制冷量Qe
3
• 输入功率Pin
4
• COP (当Mrev=Mrcom时)
*
清华大学建筑学院建筑技术科学系
2 1
34
回热循环
• 特点
– 可提高压缩机回气过热度，防止液 击、以利于提高带油速度
– 高压液体得到再冷，可防止制冷剂 沿程闪发
– 对于某些制冷剂而言，回热是减小 节流损失的重要措施
Pin
水
热
RM
Pin
H1
Qe
0
source / fridge
• 消耗能量
• 消耗能量
*
清华大学建筑学院建筑技术科学系
4
制冷机与热泵的相互关系
• 相同点
– 热力学原理相同（如：蒸气压缩式制冷原理） – 结构相同（四大主要部件+制冷剂）
• 不同点
– 使用目的（功能）不同
– 蒸发器 – 节流装置
调节变量
采用图形法进行性能 分析，简单、直观
*
清华大学建筑学院建筑技术科学系
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2.定速压缩机制冷系统的性能图
*
45
压缩机工作特性（1）
*
– 如果吸气状态位于两相区（点6）时， 则不能直接确定干度x6
• 采用节流方法使之降压（6→1）成过 热蒸气（点1）
• 根据p1和t1的读数确定出点1的状态 • 再根据h6= h1原理求解压力为p0、比
焓为h1的湿蒸气（点6）的干度x6
3
2
6 4
1
h6=h1
当压缩机出现回液时，也可 采取同样方法，以保证压缩 机的安全
*
清华大学建筑学院建筑技术科学系
33
预备知识
• 制冷量Qe
3
• 输入功率Pin
4
• COP (当Mrev=Mrcom时)
*
清华大学建筑学院建筑技术科学系
2 1
34
回热循环
• 特点
– 可提高压缩机回气过热度，防止液 击、以利于提高带油速度
– 高压液体得到再冷，可防止制冷剂 沿程闪发
– 对于某些制冷剂而言，回热是减小 节流损失的重要措施
Pin
水
热
RM
Pin
H1
Qe
0
source / fridge
• 消耗能量
• 消耗能量
*
清华大学建筑学院建筑技术科学系
4
制冷机与热泵的相互关系
• 相同点
– 热力学原理相同（如：蒸气压缩式制冷原理） – 结构相同（四大主要部件+制冷剂）
• 不同点
– 使用目的（功能）不同
制冷技术 制冷热力学原理
因此，液体蒸发制冷循环必须具备以下四个 基本过程：低压下蒸发汽化、蒸气升压、高压气 体液化、高压液体降压。其中将低压蒸汽提高压 力需要能量补偿。
制冷原理
利用某种物质状态变化，从较低温度的热源吸取一 定的热量，通过一个消耗功（或热量）的补偿过程， 向较高温度的热源放出热量。 为了实现上述能量转换，首先 必须有使制冷机能达到比低温 热源更低温度的过程，并连续 不断地从被冷却物体吸取热量。
可逆循环和不可逆循环
循环由过程构成 可逆
过程
不可逆
可逆循环 循环
不可逆循环
➢不可逆过程可分成两类：内部不可逆和外部 不可逆。 ➢制冷剂在其流动或状态变化过程中因摩擦、 扰动及内部不平衡而引起的损失，都属于内部 不可逆； ➢蒸发器、冷凝器及其他换热器中有温差时的 传热损失，属于外部不可逆。
逆循环
逆循环：逆时针方向（消耗功把热量由低温
p 热1源送至高温热源）T
2
2
V
净效应：对内作功
1
S
净效应：放热
动力循环与制冷（热泵)循环
• 动力Power循环—正循环 输入热,通过循环输出功
• 制冷Refrigeration循环—逆循环 输入功量（或其他代价），从低温热源取热
• 热泵Heat Pump循环—逆循环 输入功量（或其他代价），向高温热用户供热
自然界自发过程都具有方向性
自发过程的方向性
功量 功量
摩擦生热
100% 发电厂 40%
热量 热量
放热
自发过程具有方向性、条件、限度
热力学第二定律的表述与实质
热二律的表述有 60-70 种
热功转换
传热
1851年 开尔文－普朗克表述
热功转换的角度
制冷原理
利用某种物质状态变化，从较低温度的热源吸取一 定的热量，通过一个消耗功（或热量）的补偿过程， 向较高温度的热源放出热量。 为了实现上述能量转换，首先 必须有使制冷机能达到比低温 热源更低温度的过程，并连续 不断地从被冷却物体吸取热量。
可逆循环和不可逆循环
循环由过程构成 可逆
过程
不可逆
可逆循环 循环
不可逆循环
➢不可逆过程可分成两类：内部不可逆和外部 不可逆。 ➢制冷剂在其流动或状态变化过程中因摩擦、 扰动及内部不平衡而引起的损失，都属于内部 不可逆； ➢蒸发器、冷凝器及其他换热器中有温差时的 传热损失，属于外部不可逆。
逆循环
逆循环：逆时针方向（消耗功把热量由低温
p 热1源送至高温热源）T
2
2
V
净效应：对内作功
1
S
净效应：放热
动力循环与制冷（热泵)循环
• 动力Power循环—正循环 输入热,通过循环输出功
• 制冷Refrigeration循环—逆循环 输入功量（或其他代价），从低温热源取热
• 热泵Heat Pump循环—逆循环 输入功量（或其他代价），向高温热用户供热
自然界自发过程都具有方向性
自发过程的方向性
功量 功量
摩擦生热
100% 发电厂 40%
热量 热量
放热
自发过程具有方向性、条件、限度
热力学第二定律的表述与实质
热二律的表述有 60-70 种
热功转换
传热
1851年 开尔文－普朗克表述
热功转换的角度
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制冷剂液体在蒸发器内以与被冷却对象 发生热交换，吸收被冷却对象的热量并 气化，产生的低压蒸汽被压缩机吸入； 经压缩后排出高温高压气态制冷剂进冷 凝器，被常温的冷却水或空气冷却，凝 结成高压液体；高压液体流经膨胀阀时 节流，变成低压低温的气液两相混合物， 进入蒸发器，其中的液态制冷剂在蒸发 器中蒸发制冷；然后蒸发器中的低压蒸 汽再次被压缩机吸入。如此周而复始， 不断循环。
09.03.2021
9
制冷与热泵技术
液体汽化制冷
为了使上述过程得以连续进行，必须不断地从容器中 抽走制冷剂蒸汽，再不断地将其液体补充进去。通过一定 的方法将蒸汽抽出，再令其凝结为液体后返回到容器中， 就能满足这一要求。
因此，液体蒸发制冷循环必须具备以下四个基本过程： 低压下蒸发汽化、蒸气升压、高压气体液化、高压液体降 压。其中将低压蒸汽提高压力需要能量补偿。
09.03.2021
18
制冷与热泵技术
液体汽化制冷——蒸气喷射式制冷
也有四个基本过程，其喷射器相当于蒸气压 缩式的压缩机。
特点：以热能为补偿能量形式；结构简单； 加工方便；没有运动部件；使用寿命长，故 具有一定的使用价值，例如用于制取空调所 需的冷水。但这种制冷机所需的工作蒸气的 压力高，喷射器的流动损失大，因而效率较 低。
13
制冷与热泵技术
液体汽化制冷——蒸气吸收式制冷
目前吸收式制冷机多用二组分溶液，习惯上 称低沸点组分为制冷剂，高沸点组分为吸收 剂，二者合称为工质对。最常用的工质对有 氨水（氨为制冷剂）和溴化锂水溶液（水为 制冷剂）。
整个系统包括两个回路：一个是制冷剂回路， 一个是溶液回路。
制冷剂回路由冷凝器、制冷剂节流阀、蒸 发器组成。高压制冷剂气体在冷凝器中冷凝， 产生的高压制冷剂液体经节流后到蒸发器蒸 发制冷。
液体汽气化形成蒸汽，吸收热量，利用该过程的吸热 效应制冷的方法称液体汽化制冷。
09.03.2021
5
制冷与热泵技术
液体汽化制冷
T2 T1
3500
3000
2500
2000
P1
P/ KPa
1500
1000
P2
500
0
200 220 240 260 280 300 320 340 360 380 400 420
热科学和能源工程系
制冷与热泵技术
相变制冷
制 冷
气体膨胀制冷
方
热电制冷
法
涡流管制冷
化制冷 固体升华制冷 液体汽化制冷
蒸气压缩式 √ 吸收式
蒸气喷射式 吸附式
热声制冷 电磁制冷 电化学制冷
任何伴随有吸 热的物理现象 原则上都有可 能用来制冷。
······
2
精品资料
• 你怎么称呼老师？
09.03.2021
12
制冷与热泵技术
液体汽化制冷——蒸气吸收式制冷
吸收式制冷机利用溶液在一定条件 下能析出低沸点组分的蒸气，在另一种 条件下又能吸收低沸点组分这一特性完 成制冷循环。
吸收式制冷系统是由发生器、冷凝 器、制冷节流阀、蒸发器、吸收器、溶 液节流阀、溶液热交换器和溶液泵组成。
09.03.2021
T /K
饱和蒸气压曲线
09.03.2021
温度下 降
抽 气
蒸 发
吸 热 Q
6
制冷与热泵技术
液体汽化制冷
09.03.2021
7
制冷与热泵技术
液体汽化制冷
09.03.2021
8
制冷与热泵技术
液体汽化制冷
evaporator
expansion device
condenser
compressor
09.03.2021
17
制冷与热泵技术
液体汽化制冷——蒸气喷射式制冷
工作过程如下：锅炉产生的高温高压工作 蒸气进入喷嘴，膨胀并以高速流动（流速 可达1000m/s以上），在喷嘴出口处造成 很低的压力，使蒸发器中的水汽化，吸收 潜热，使未汽化的水温度降低（制冷）产 生低温水。蒸发器中产生的水蒸气与工作 蒸气在喷嘴出口处混合，一起进入扩压器； 在扩压器中流速降低压力升高；到冷凝器， 被冷却水冷却为液态水后分两路：一路经 过节流阀降压后送回蒸发器，继续蒸发制 冷；另一路用泵提高压力送回锅炉，重新 加热产生工作蒸气。
• 如果老师最后没有总结一节课的重点的难点，你 是否会认为老师的教学方法需要改进？
• 你所经历的课堂，是讲座式还是讨论式？ • 教师的教鞭
• “不怕太阳晒，也不怕那风雨狂，只怕先生骂我 笨，没有学问无颜见爹娘 ……”
• “太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早……”
制冷与热泵技术
液体汽化制冷
物质有三种集态：气态、液态、固态。物质集态的改 变称之为相变。相变过程中，由于物质分子的重新排列和 分子热运动速度的改变，会吸收或放出热量。这种热量称 作相变潜热。物质发生从质密态到质稀态的相变是将吸收 潜热；反之，当它发生从质稀态向质密态的相变时，则放 出潜热。
根据抽取蒸气的方式不同，主要有4种液体汽化制冷方式。
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10
制冷与热泵技术
液体汽化制冷——蒸气压缩式制冷
蒸汽压缩式制冷系统 由压缩机、冷凝器、 膨胀阀(毛细管)、蒸 发器组成，用管道将 它们连接成一个密封 系统。
09.03.2021
11
制冷与热泵技术
液体汽化制冷——蒸气压缩式制冷
压缩式通过压缩机完成，吸收式则是通过吸 收器、溶液泵、发生器和节流阀完成。
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制冷与热泵技术
液体汽化制冷——蒸气喷射式制冷
蒸气喷射式制冷系统组成部件包 括：喷射器、冷凝器、蒸发器、 节流阀、泵。喷射器又由喷嘴、 吸入室、扩压器三个部分组成。 喷射器的吸入室与蒸发器相连； 扩压器于冷凝器相连。
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制冷与热泵技术
液体汽化制冷——蒸气吸收式制冷
与压缩式的共同点是：
四个基本过程一样。
它们的不同点是：
1)提供的能量不同。 压缩式消耗机械功，吸收式消耗热能。
2)吸取制冷剂蒸气的方式不同。 压缩式用压缩机吸取蒸气，吸收式用吸收剂
在吸收器内吸取制冷剂蒸气。 3)将低压制冷剂蒸气变为高压制冷剂蒸气时 采取的方式不同。
09.03.2021
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制冷与热泵技术
液体汽化制冷——蒸气吸收式制冷
溶液回路由发生器、吸收器、溶液节流阀、 溶液热交换器和溶液泵组成。在吸收器中， 吸收剂吸收来自蒸发器的低压制冷剂气体， 形成富含制冷剂的稀溶液，并泵送到发生器， 加热使溶液中的制冷剂重新蒸发出来，送入 冷凝器。另一方面，产生的浓溶液经冷却、 节流后进入吸收器，吸收来自蒸发器的低压 制冷剂蒸汽。吸收过程中伴随释放吸收热， 为了保证吸收的顺利进行，需要冷却吸收液。
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制冷与热泵技术
液体汽化制冷
为了使上述过程得以连续进行，必须不断地从容器中 抽走制冷剂蒸汽，再不断地将其液体补充进去。通过一定 的方法将蒸汽抽出，再令其凝结为液体后返回到容器中， 就能满足这一要求。
因此，液体蒸发制冷循环必须具备以下四个基本过程： 低压下蒸发汽化、蒸气升压、高压气体液化、高压液体降 压。其中将低压蒸汽提高压力需要能量补偿。
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制冷与热泵技术
液体汽化制冷——蒸气喷射式制冷
也有四个基本过程，其喷射器相当于蒸气压 缩式的压缩机。
特点：以热能为补偿能量形式；结构简单； 加工方便；没有运动部件；使用寿命长，故 具有一定的使用价值，例如用于制取空调所 需的冷水。但这种制冷机所需的工作蒸气的 压力高，喷射器的流动损失大，因而效率较 低。
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液体汽化制冷——蒸气吸收式制冷
目前吸收式制冷机多用二组分溶液，习惯上 称低沸点组分为制冷剂，高沸点组分为吸收 剂，二者合称为工质对。最常用的工质对有 氨水（氨为制冷剂）和溴化锂水溶液（水为 制冷剂）。
整个系统包括两个回路：一个是制冷剂回路， 一个是溶液回路。
制冷剂回路由冷凝器、制冷剂节流阀、蒸 发器组成。高压制冷剂气体在冷凝器中冷凝， 产生的高压制冷剂液体经节流后到蒸发器蒸 发制冷。
液体汽气化形成蒸汽，吸收热量，利用该过程的吸热 效应制冷的方法称液体汽化制冷。
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液体汽化制冷
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P1
P/ KPa
1500
1000
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500
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相变制冷
制 冷
气体膨胀制冷
方
热电制冷
法
涡流管制冷
化制冷 固体升华制冷 液体汽化制冷
蒸气压缩式 √ 吸收式
蒸气喷射式 吸附式
热声制冷 电磁制冷 电化学制冷
任何伴随有吸 热的物理现象 原则上都有可 能用来制冷。
······
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液体汽化制冷——蒸气吸收式制冷
吸收式制冷机利用溶液在一定条件 下能析出低沸点组分的蒸气，在另一种 条件下又能吸收低沸点组分这一特性完 成制冷循环。
吸收式制冷系统是由发生器、冷凝 器、制冷节流阀、蒸发器、吸收器、溶 液节流阀、溶液热交换器和溶液泵组成。
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液体汽化制冷
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液体汽化制冷
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condenser
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液体汽化制冷——蒸气喷射式制冷
工作过程如下：锅炉产生的高温高压工作 蒸气进入喷嘴，膨胀并以高速流动（流速 可达1000m/s以上），在喷嘴出口处造成 很低的压力，使蒸发器中的水汽化，吸收 潜热，使未汽化的水温度降低（制冷）产 生低温水。蒸发器中产生的水蒸气与工作 蒸气在喷嘴出口处混合，一起进入扩压器； 在扩压器中流速降低压力升高；到冷凝器， 被冷却水冷却为液态水后分两路：一路经 过节流阀降压后送回蒸发器，继续蒸发制 冷；另一路用泵提高压力送回锅炉，重新 加热产生工作蒸气。
• 如果老师最后没有总结一节课的重点的难点，你 是否会认为老师的教学方法需要改进？
• 你所经历的课堂，是讲座式还是讨论式？ • 教师的教鞭
• “不怕太阳晒，也不怕那风雨狂，只怕先生骂我 笨，没有学问无颜见爹娘 ……”
• “太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早……”
制冷与热泵技术
液体汽化制冷
物质有三种集态：气态、液态、固态。物质集态的改 变称之为相变。相变过程中，由于物质分子的重新排列和 分子热运动速度的改变，会吸收或放出热量。这种热量称 作相变潜热。物质发生从质密态到质稀态的相变是将吸收 潜热；反之，当它发生从质稀态向质密态的相变时，则放 出潜热。
根据抽取蒸气的方式不同，主要有4种液体汽化制冷方式。
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液体汽化制冷——蒸气压缩式制冷
蒸汽压缩式制冷系统 由压缩机、冷凝器、 膨胀阀(毛细管)、蒸 发器组成，用管道将 它们连接成一个密封 系统。
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11
制冷与热泵技术
液体汽化制冷——蒸气压缩式制冷
压缩式通过压缩机完成，吸收式则是通过吸 收器、溶液泵、发生器和节流阀完成。
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16
制冷与热泵技术
液体汽化制冷——蒸气喷射式制冷
蒸气喷射式制冷系统组成部件包 括：喷射器、冷凝器、蒸发器、 节流阀、泵。喷射器又由喷嘴、 吸入室、扩压器三个部分组成。 喷射器的吸入室与蒸发器相连； 扩压器于冷凝器相连。
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液体汽化制冷——蒸气吸收式制冷
与压缩式的共同点是：
四个基本过程一样。
它们的不同点是：
1)提供的能量不同。 压缩式消耗机械功，吸收式消耗热能。
2)吸取制冷剂蒸气的方式不同。 压缩式用压缩机吸取蒸气，吸收式用吸收剂
在吸收器内吸取制冷剂蒸气。 3)将低压制冷剂蒸气变为高压制冷剂蒸气时 采取的方式不同。
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液体汽化制冷——蒸气吸收式制冷
溶液回路由发生器、吸收器、溶液节流阀、 溶液热交换器和溶液泵组成。在吸收器中， 吸收剂吸收来自蒸发器的低压制冷剂气体， 形成富含制冷剂的稀溶液，并泵送到发生器， 加热使溶液中的制冷剂重新蒸发出来，送入 冷凝器。另一方面，产生的浓溶液经冷却、 节流后进入吸收器，吸收来自蒸发器的低压 制冷剂蒸汽。吸收过程中伴随释放吸收热， 为了保证吸收的顺利进行，需要冷却吸收液。