蒸气压缩式制冷的应用范围和条件
单级蒸气压缩式制冷理论循环
液体过冷、吸气过热及回热循环 下图为具有液体过冷的循环和理论循环的对比图，1-2-3-4-1为理论循环，1-2-3'4'-1表示过冷循环。 两个循环的比功相同，过冷循环中单位制冷量增加，从而导致过冷循环的制冷 系数增加。
从制冷系数变化的角度对比如下：
理论循环 1-2-3-4-1 q0=h1-h4 w0=h2-h1
• 单级蒸气压缩式制冷实际循环与理论循环的区别
– 1）制冷压缩机的压缩过程不是等熵过程，且 有摩擦损失。 – 2）实际制冷循环中压缩机吸入的制冷剂往往 是过热蒸气，节流前往往是过冷液体，即存在 气体过热、液体过冷现象。 – 3）热交换过程中，存在着传热温差，被冷却 介质温度高于制冷剂的蒸发温度，环境冷却介 质温度低于制冷剂冷凝温度。 – 4）制冷剂在设备及管道内流动时，存在着流 动阻力损失，且与外界有热量交换。 – 5）实际节流过程不完全是绝热的等焓过程， 节流后的焓值有所增加。 – 6）制冷系统中存在着不凝性气体。
3.理论循环过程在压焓图上的表示 1）制冷压缩机压缩过程 2）制冷压缩机冷凝过程 3）制冷压缩机膨胀过程 4）制冷压缩机蒸发过程
理论循环的性能指标及其计算 1、单位质量制冷量
制冷压缩机每输送1kg制冷剂经循环从被冷却介质中制取的冷量 称为单位质量制冷量，用q0表示。 q0=h1-h4=r0（1-x4） （1-1）
4.单位冷凝热负荷
制冷压缩机每输送1kg制冷剂在冷凝器中放出的热量，称为单位冷凝 热负荷，用qk表示。
式中 qk单位冷凝热负荷（kJ/kg）； h2与冷凝压力对应的干饱和蒸气状态所具有的比焓值（kJ/kg）； h3与冷凝压力对应的饱和液状态所具有的比焓值（kJ/kg）；
对于单级蒸气压缩式制冷理论循环，存在着下列关系
2.2-双级蒸气压缩式制冷循环
（ 3）容积比的变化对中间压力的影响
当蒸发温度t0和冷凝温度tk都不变时，容积比改变时，
则中间压力pm也随之改变。 容积比的减小，中间压力pm升高；反之，容积比增大， 中间压力pm降低。
在实际双级蒸气压缩式制冷系统的操作运行管理中，可以
通过改变配组双级制冷机低压级压缩机的运转台数， 或改变单机双级制冷压缩机低压级气缸工作的数量，来 改变容积比的大小。低压级卸载，容积比增大，中 间压力pm降低；低压级加载，容积比减小，中间压力pm 升高。
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2、压缩机电动机功率的配备
❖ 对于配组双级的制冷系统，高、低压级压缩 机的电动机要分别选取。 1、高压级压缩机电动机的选取 ①与单级压缩机相同，可以按它的最大轴功 率工况选配电动机的功率； ②也可以按最常运行工况选配电动机，但这 种情况下压缩机的起动过程中带采取部分卸 载或进气节流等措施以降低起动电流，防止 电机过载。
1)根据比例中项法先求得一个中间压力的近似值
2)在中间压力值的上下，按一定的温度间隔(例如2℃) 选取不同的几个中间温度tm1、tm2、tm3、tm4、tm5 。
3)再根据给定的工况和选取的各个中间温度分别画出 双级压缩循环的压焓图，确定循环的各状态点的参 数，计算出相应的制冷系数。
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双级压缩制冷循环通常应使用中温制冷剂。目前广泛 使用的制冷剂是R717、R22和R502。
对采用回热循环有利的制冷剂，就采用中间不完全冷却的 循环形式；对采用回热循环不利的制冷剂，应采用中间完 全冷却的循环形式。
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二、循环工作参数的确定 1.中间压力与中间温度的确定
第一种情况：从循环计算来确定中间压力
简述各类压缩机的适用范围
简述各类压缩机的适用范围压缩机是一种将气体或蒸汽压缩成高压气体或液体的设备。
根据其工作原理和适用范围的不同，压缩机可以分为多种类型。
本文将简述各类压缩机的适用范围。
1. 微型压缩机微型压缩机通常体积小、重量轻，适用于一些小型家电或仪器设备中。
例如，微型空调、冰箱、冷柜等都会使用微型压缩机来压缩制冷剂，以达到制冷效果。
微型压缩机的特点是体积小、噪音低，适用于对空间要求较高的场合。
2. 往复式压缩机往复式压缩机是一种通过往复运动来压缩气体的机械设备。
它的适用范围非常广泛，包括空调、制冷、石油化工、电力、冶金等领域。
往复式压缩机的特点是结构简单、可靠性高、维护成本低，适用于大部分常规的压缩工作。
3. 螺杆式压缩机螺杆式压缩机是一种通过两个螺杆的旋转来压缩气体的设备。
它适用于高压、大流量的压缩工作，常见于空气压缩机、冷冻压缩机、涡旋压缩机等领域。
螺杆式压缩机的特点是体积小、噪音低、效率高，适用于对空气质量要求较高的场合。
4. 离心式压缩机离心式压缩机是一种通过离心力来压缩气体的设备。
它适用于高压、中小流量的压缩工作，常见于空气压缩机、石油化工等领域。
离心式压缩机的特点是结构紧凑、振动小、运行平稳，适用于对空气流量要求较高的场合。
5. 涡旋式压缩机涡旋式压缩机是一种通过涡旋运动来压缩气体的设备。
它适用于低压、大流量的压缩工作，常见于空气压缩机、污水处理等领域。
涡旋式压缩机的特点是体积小、振动低、效率高，适用于对空气质量要求较低的场合。
6. 轴流式压缩机轴流式压缩机是一种通过轴向流动来压缩气体的设备。
它适用于低压、大流量的压缩工作，常见于风力发电、空调等领域。
轴流式压缩机的特点是体积小、噪音低、效率高，适用于对空气流量要求较高的场合。
各类压缩机根据其工作原理和适用范围的不同，可以满足不同场合的压缩需求。
选择适合的压缩机可以提高工作效率，降低能耗，实现更好的压缩效果。
在实际应用中，应根据具体的工作要求和条件选择合适的压缩机类型。
蒸汽制冷原理
蒸汽制冷原理介绍蒸汽制冷是一种利用蒸汽进行制冷的技术。
与传统的制冷方式相比，蒸汽制冷具有环境友好和高效节能的优点。
本文将对蒸汽制冷的原理进行全面、详细、完整且深入地探讨。
工作原理蒸汽制冷利用了蒸汽的特性以及其与物质相互作用的原理进行制冷。
其工作原理如下：1.压缩：蒸汽制冷的第一步是将蒸汽通过压缩机进行压缩。
压缩机将蒸汽压缩成高温高压的蒸汽，提高了其温度和压力。
2.冷凝：压缩后的蒸汽通过冷凝器，减压并降温，使其转变为高压液态。
3.膨胀：冷凝后的高压液体通过节流阀进行膨胀。
膨胀过程中，高压液体在节流阀的作用下减压，温度和压力均下降，进而形成低温低压的液态蒸汽或蒸汽-液体混合物。
4.蒸发：膨胀后的低温低压的液态蒸汽或蒸汽-液体混合物通过蒸发器进一步降温，吸收周围环境的热量，将热量传递到蒸汽中，从而使蒸汽蒸发成低温低压的蒸汽。
5.循环：低温低压的蒸汽再次经过压缩机进行循环，重复上述过程，从而实现制冷效果。
蒸汽制冷的应用蒸汽制冷广泛应用于各个领域，例如：冷库和冷藏箱蒸汽制冷被广泛应用于冷库和冷藏箱中，用于保鲜、储存食品和药品等物品。
蒸汽制冷可以实现低温和恒温的环境，从而延长物品的保存时间。
空调系统蒸汽制冷在空调系统中也有应用。
通过调节蒸汽的温度和压力，可以实现不同温度的空气供应，从而实现空调效果。
工业制冷工业领域中的一些制造过程需要低温环境，蒸汽制冷可以提供所需的制冷效果。
例如，某些化学反应需要在低温下进行，蒸汽制冷可以为这些过程提供所需的低温环境。
蒸汽制冷的优点相比传统的制冷方式，蒸汽制冷具有以下优点：•高效节能：蒸汽制冷利用了蒸汽的特性，具有高效节能的优点。
相比传统的制冷方式，蒸汽制冷能够更好地利用能源，降低能源消耗。
•环境友好：蒸汽制冷不使用氟利昂等对环境有害的物质，具有较好的环境友好性。
•温控效果好：蒸汽制冷可以实现精确的温度控制，适用于各种不同的制冷需求。
•安全性高：蒸汽制冷相对于其他制冷方式来说更加安全可靠。
蒸汽压缩式制冷工作原理
蒸汽压缩式制冷工作原理蒸汽压缩式制冷是一种常见的制冷方式，广泛应用于家用空调、商用空调、冷库等领域。
其工作原理是利用制冷剂在压缩机内的压缩和膨胀过程中吸收和释放热量，从而实现制冷的目的。
蒸汽压缩式制冷系统由四个主要部分组成：压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器。
制冷剂在这四个部分之间循环流动，完成制冷过程。
制冷剂从蒸发器中吸收热量，变成低温低压的蒸汽。
蒸汽经过压缩机的压缩，变成高温高压的蒸汽。
在这个过程中，制冷剂吸收了外界的热量，使得压缩机内的温度升高。
接下来，高温高压的蒸汽进入冷凝器，通过与外界的热交换，将热量释放出去，变成高压液体。
在这个过程中，制冷剂释放了之前吸收的热量，使得冷凝器内的温度降低。
然后，高压液体通过膨胀阀进入蒸发器，变成低温低压的液体。
在蒸发器中，制冷剂吸收了外界的热量，变成低温低压的蒸汽。
在这个过程中，制冷剂再次吸收了外界的热量，使得蒸发器内的温度进一步降低。
低温低压的蒸汽再次进入压缩机，循环往复，完成制冷过程。
蒸汽压缩式制冷的工作原理可以用热力学的角度来解释。
在压缩机内，制冷剂的压力和温度都升高，其内能增加。
在冷凝器中，制冷剂的压力不变，但温度降低，其内能减少。
在膨胀阀中，制冷剂的压力和温度都降低，其内能减少。
在蒸发器中，制冷剂的压力不变，但温度升高，其内能增加。
这样，制冷剂在整个循环过程中，从低内能状态到高内能状态，再从高内能状态到低内能状态，完成了内能的转化，从而实现了制冷的目的。
蒸汽压缩式制冷的优点是制冷效率高、制冷量大、制冷温度可调节、使用方便等。
但同时也存在一些缺点，如噪音大、能耗高、制冷剂对环境的污染等。
因此，在使用蒸汽压缩式制冷系统时，需要注意节能减排，选择环保的制冷剂，加强维护保养等方面。
蒸汽压缩式制冷是一种常见的制冷方式，其工作原理是利用制冷剂在压缩和膨胀过程中吸收和释放热量，从而实现制冷的目的。
了解其工作原理，有助于我们更好地使用和维护制冷设备，提高制冷效率，减少能源消耗，保护环境。
吸收式制冷和蒸汽压缩制冷相比的特点和区别
吸收式制冷和蒸汽压缩制冷相比的特点和区别制冷技术是为了在恒温条件下将热能从低温物体移动到高温物体，达到降温升温的目的。
目前制冷技术主要有吸收式制冷和蒸汽压缩制冷两种类型，本文将从工作原理、能源效率、适用范围、设备价格等方面探讨两种制冷技术的特点和区别。
一、工作原理吸收式制冷的工作原理是利用溶液的可逆吸附性能，将蒸发器中的制冷剂蒸气吸收到吸收器中的溶液中，在放热器中加热使溶液分解，从而释放吸附的制冷剂制冷。
因此，吸收式制冷不需要机械压缩制冷剂，而是利用吸收剂的吸收和脱吸收，将制冷剂从低温处移动到高温处。
蒸汽压缩制冷则利用制冷剂的物理特性，将蒸发器中的低温制冷剂蒸汽压缩成高温高压的制冷剂气体，再通过冷凝器中的冷却水，将高温高压制冷剂气体冷凝成高压液体，然后经过节流阀降压扩容，变成低温低压的蒸汽，从而实现制冷效果。
因此，吸收式制冷和蒸汽压缩制冷的工作原理存在很大的差异，吸收式制冷利用吸收剂吸附制冷剂的物理性质传递热量，而蒸汽压缩制冷则利用机械压缩使制冷剂在不同状态之间转化。
二、能源效率吸收式制冷和蒸汽压缩制冷在能源效率方面也存在一定的差异。
吸收式制冷主要依靠热源供能，因此能源利用率高，可以使用太阳能、生物质、工业余热等一些低品位能源。
而蒸汽压缩制冷则需要很高的电功率支持制冷剂的压缩和膨胀，因此能源利用率低。
可以通过COP（Coefficient of Performance，性能系数）的比较看出吸收式制冷和蒸汽压缩制冷的性能差异。
COP是指制冷器的制冷量与耗费能量的比值，COP值越高制冷效率越高。
吸收式制冷机的COP通常在0.6-1.0之间，高于蒸汽压缩制冷机的COP值（通常在2.5-5.0之间）。
但是吸收式制冷并不需要额外的动力来源，所以独立地运行在没有电源的地方，所以总体能源消耗是比较低的，这也是吸收式制冷在某些特定的场合下的优势。
三、应用范围吸收式制冷和蒸汽压缩制冷在应用范围上也存在着很大的差异。
单级压缩式制冷理论循环
得到低温低压制冷剂
制冷剂液体吸热、蒸发、制冷
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1.1 单级蒸气压缩式制冷循环 的基本工作原理
制冷剂的变化过程(flash)
22
制冷剂的变化过程
制冷剂在制冷压缩机中的变化
制冷剂蒸气由蒸发器的末端进入 压缩机吸气口时，压力越高温度 越高，压力越低温度越低。
制冷剂蒸气在压缩机中被压缩成
5
T0
1
TL
44
3） 制冷剂液体在节流前无过冷，为饱 和液体。
4） 制冷剂在管路中流动时无任何状态 变化，即无流阻压降，无传热。
5） 节流为绝热过程，节流前后焓值相 等。
45
qK
P
4
2
w0
5
1
q0
单级蒸汽压缩制冷循环
ht 液相区
C 气相区 s
两相区
v
x=0 x
x
p
x=1 t
h
46
3、理论循环的热力状态图 p-h 图
吸热蒸发，变成低温低压制冷剂气
26
作业：
简单描述单级蒸汽压缩式制冷循环。 蒸气压缩制冷循环系统主要由哪些部件
组成，各有何作用？
27
二、理论的单级蒸气压缩式制冷循环及 热力计算
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单级蒸汽压缩式制冷理论循环组成：
制冷压缩机 冷凝器 节流器 蒸发器
单级蒸气压缩式制冷循环，是指制冷剂在一 次循环中只经过一次压缩，最低蒸发温度可 达-40～-30℃。单级蒸气压缩式制冷广泛用 于制冷、冷藏、工业生产过程的冷却，以及 空气调节等各种低温要求不太高的制冷工程。
饱和蒸气在等温条件下，继续放出热 量而冷凝产生了饱和液体。
制冷剂在节流元件中的变化
蒸汽压缩式制冷的原理和工况
蒸汽压缩式制冷的原理和工况
蒸汽压缩式制冷系统是由压缩机、冷凝器、节流装置、蒸发器等四个主要部分组成。
当压缩机在进行工作的时候，会对进入压缩机的制冷剂气体进行压缩，经过压缩之后，低压会变成高压的状况，而气体此时会因为压缩而温度提升，进入冷凝器内对压缩机排出的高温高压气态制冷剂进行冷却，使其放热。
在温度和压力之下，气态的制冷剂会变成高压业态制冷剂，放出来的热量会起到冷却的作用。
高压业态制冷剂进入节流膨胀阀进行节流膨胀，压力降低以保证冷凝器与蒸发器之间的压差，便于节流后的低压液态制冷剂在要求的低压下进人蒸发器。
低压液体从周围介质吸收热量后蒸发为气体，而这周围介质可以是空气、水或其他物质。
制冷剂蒸发吸热，呈低压气态后再进入压缩机内进行压缩，从而完成了一个制冷循环，如此连续进行不断的循环而达到制冷的目的。
蒸汽压缩式制冷具有多方面的特点，第一是制冷温度范围是比较大的，在零下150度的温度下都可以正常来使用。
第二单机的容量大，规格多，有多个容量，用户在具体挑选的时候，可以根据自身的需求来挑选，能满足个性化的需求。
第三中小容量的设备结构比较紧凑，能在空调、食品冷藏等领域当中使用。
在外界环境温度比较低的状况下，综合性能会变得不太理想，所以说可靠性并不是很高，成本也会随着增加不少。
设备运行需要使用专门的制冷剂，而有的制冷剂会对环境造成一定的污染。
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在普冷的技术领域内，蒸气压缩制冷、蒸汽喷射制冷、吸收式制冷和热电制冷等是常用的制冷方法，其中蒸气压缩制冷从19世纪70年代开始发展，到如今已有100多年的历史，是目前发展比较完善、应用最为广泛的方法之一。
而蒸气压缩式制冷的应用范围和特点是什么呢?
蒸气压缩式制冷的特点有以下几点：
1)能得到较宽的制冷温度范围，从稍低于环境温度到一150℃左右的温度均可实现。
2)单机容量大、规格多。
单机压缩机制冷量从100W到数千千瓦。
有大、中、小各种容量，可以根据需要选择，非常方便。
3)中小容量范围的设备比较紧凑，可适应不同场合的需要，目前广泛用于空气调节、食品冷藏、石油、化工等领域。
4)在普冷领域的较高温度范围内，效率较高，制冷系数较大。
5)在温度较低时，其综台性能变差。
通常当使用温度低于-70℃时，级数增加，机器变得十分复杂，可靠性低，不易维护使用，成本也大大提高。
6)要使用专门的制冷剂，而有的制冷剂造成对环境的污染和破坏。
在制冷技术的应用中，由于大多数场合所用温度在-50℃以上，故蒸气压缩制冷在低温下的缺点不明显，加上新型制冷剂的研制，蒸与压缩制冷仍是目前制冷技术中的生流，广泛用于工业生产、食品冷藏、空与调节及科研实验等多方面。
根据不同的温度需要，蒸气压缩制冷循环可分为单级蒸气压缩制冷循环、多级蒸气压缩制冷循环和复叠式蒸气压缩制冷循环等，每一种循环有各自的特点和温度适用范围。