制冷与空调技术课件——焓熵图
空调制冷原理-压焓图
汽液共存
过冷
饱和
过热
焓
17
P-H 图简介 :
饱和区
饱和区 汽液混合物
18
P-H 图简介 :
质量恒定
压力
100% 液体
焓
19
P-H 图简介 :
质量恒定
压力
100% 蒸汽
焓
20
P-H 图简介 :
质量恒定
压力
20% 液体 80% 蒸汽
焓
21
P-H 图简介 :
质量恒定
LATENT
22
P-H 图简介 :
39
在P-H图上描绘制冷循环:
节流装置
节流装置
压力
22.8 psia
节流装置 • 热力膨胀阀 • 节流孔板 • 浮球阀
6 psia
焓
40
在P-H图上描绘制冷循环:
制冷循环
压力
冷凝器 节流装置
蒸发器
压缩机
焓
制冷剂将热 量排放给冷
却介质
制冷剂从负 荷吸收热量
41
在P-H图上描绘制冷循环:
制冷循环效率
59
冷水机组工作原理(P-H图)
压力
焓
满液式蒸发器 (冷冻水在管内流动 ，制冷剂在管外)
60
冷水机组工作原理(P-H图)
压力
焓
挡液板 (阻止制冷剂液体
进入吸气管)
61
冷水机组工作原理(P-H图)
导流叶片 (冷量控制) 压力
焓
62
冷水机组工作原理(P-H图)
吸气管
TURNING VANES
SUCT PIPE
压缩机
压头
35
在P-H图上描绘制冷循环:
十分钟掌握：制冷系统与压焓图（附视频讲解）
⼗分钟掌握：制冷系统与压焓图（附视频讲解）本次福利：1纯物质的特性纯物质的特性可以绘制成图表。
1、压⼒ – 温度图（P - T 图）2、温度 – 熵图（T - S 图）3、温度 – 焓图（T - h 图）4、压⼒ – 焓图（P - h 图）注意：压⼒ – 焓图经常⽤于制冷和空调系统。
现在举例如下：1、温度 – 焓图（T-h 图）⽔的温度 – 焓图⽔的温度 – 焓图（不同压⼒）2、压⼒ – 温度图（CO2 相态图）CO2 的压⼒ – 温度图3、压⼒ – 焓图（P-h 图）4、压⼒ – 焓图（P-h 图）1、压⼒-焓图是纯物质的特性图。
2、图中包含物质的⼀些更为重要的特性，例如温度、压⼒、⽐容、密度、⽐热、焓或熵。
5、P-h 图和 Log(P)-h 图2压⼒ – 焓图（Log(P)-h 图）压焓图（lgp-h图）指压⼒与焓值的曲线图，，压焓图以绝对压⼒为纵坐标（为了缩⼩图的尺⼨，提⾼低压区域的精度，通常纵坐标取对数坐标），以焓值为横坐标。
压焓图是分析蒸⽓压缩式制冷循环的重要⼯具，常⽤于制冷循环设计、计算和分析。
1、压焓图概述1）、图中有三个区域，分别表⽰液体-混合物- 蒸⽓2）、这些区域⽤蓝⾊的半圆形曲线隔开，这条曲线叫做饱和曲线。
在半圆形区域内，制冷剂达到热平衡，以蒸⽓和液体的混合物形式存在。
3）、混合物中的蒸⽓含量从 0%（饱和半圆的左侧）变为 100%（半圆的右侧）。
4）、在饱和曲线的左外侧，制冷剂仅以液体形式存在。
在饱和曲线的右外侧，制冷剂仅以蒸⽓形式存在。
2、压焓图与制冷循环现在我们⽤ Log(P)-h 图来表现⼀个制冷循环。
3、详细理解压焓图我们来看看如何阅读真正的制冷剂——R134a 的压焓图1）、等温线的绘制2）、等容线的绘制3）、等熵线的绘制4）、等湿线的绘制5）完整的压焓图在压焓图上，我们可以把它分为：⼀点、⼆线、三区、五态、六线。
⼀点：指临界点，临界点为两根粗实线的交点。
在该点，制冷剂的液态和⽓态差别消失。
空调制冷第一讲制冷原理(压焓图)
1.4 单级蒸气压缩式制冷理论循环的热力 计算
单级理论循环是建立在以下一些假设的基础上的：
（1）压缩过程为等熵过程，即在压缩过程 中不存在任何不可逆损失 （2）在冷凝器和蒸发器中，制冷剂的冷凝 温度等于冷却介质的温度，蒸发温度等于被 冷却介质的温度，且冷凝温度和蒸发温度都 是定值
（3）离开蒸发器和进入压缩机的制冷剂蒸 气为蒸发压力下的饱和蒸气，离开冷凝器和进 入膨胀阀的液体为冷凝压力下的饱和液体 （4）制冷剂在管道内流动时，没有流动阻 力损失，忽略动能变化，除了蒸发器和冷凝器 内的管子外，制冷剂与管外介质之间没有热交 换
p
4’ 4
5’ 5
pk
3
2
p0
q0
q0
1
w
h
过冷循环在p-h图上的表示
（1）单位制冷量
q0 h1 h5
q0
增加
) (h1 h5 ) (h5 h5 (2)单位容积制冷量 qv 增加
h1 h5 q v1 (3)理论比功 w0
' v
(1-13)
不变
(4)单位冷凝热
等干度线----只存在于湿蒸气区域内，其方向大致与饱 和液体线或饱和蒸气线相近，视干度大小而定。
1.3 制冷循环过程在压焓图上的表示
3 4 B C 5 D 2
p
1 A
4
pk
3
2
5 单级蒸气压缩 式制冷系统图
A—压缩机； B—冷凝器； C—节流阀； D—蒸发器。
p0
q0
1
w
h
理论循环在p-h图上的表示
q0 (h1 h5 )
(2)单位容积制冷量
(1-13)
qv
减小
制冷原理与压焓图图文详解
1）将潜热和显热从高压制冷剂传递给冷却水；
2）贮存足够的液体在冷凝器和膨胀阀之间形成液封阻隔蒸气。
膨胀阀的作用？
膨胀阀是截流元件的一种。来自冷凝器的高压液体流经膨胀阀后转变成低压的气
/液体混合物。
蒸发器中提供换热表面，使低压制冷剂液体蒸发成制冷剂蒸气。在液态向气态的 转变过程中吸收潜热。这些潜热来自被冷却的载冷剂（冷冻水）。
饱和：某种物质在其饱和温度和压力下，处于饱和的气/液混合状态。
过热：指某种气态物质，其温度高于其饱和温度，高出饱和温度的值 Nhomakorabea是过热 度。
过冷:指某种液体温度低于其饱和温度，低于饱和温度的值即是过冷度。 制冷循环示意图
蒸气压缩
高温、高压的制冷剂蒸气排入冷凝器。当高温气体与冷的管壁接触时，它首先释 放显热（过热）成为饱和气体。然后，将潜热释放给管内的冷却水之后，气态制 冷剂凝结成液体。
制冷原理与压焓图图文详解
发布时间：2018-04-1611:33
制冷一些概念和术语
T与C的换算
F=9/5C+32, C=5/9（F-32）
式中F-华氏温度，C-摄氏温度。
显热：显热即指引起物质温度变化的热量；如果加热某种物质，使其温度升高， 则加入的热量称为显热；同样地，如果冷却某种物质，使其温度降低，则释放的 热量也称为显热；显热可以通过温度的变化测量出来。
在冷凝过程中，制冷剂压力保持不变。
低温、低压的制冷剂蒸气被压缩机吸入，压缩机将其压缩成高温、高压的制冷剂 蒸气。
蒸发器split:蒸发器饱和温度与蒸发器出水温度差。
蒸发器ran ge:蒸发器进、出水温度差。
冷凝器split:冷凝器饱和温度与冷凝器出水温度差。
制冷剂中焓和熵的关系？
制冷剂中焓和熵的关系？1压焓图1、焓是一种能量，用来表明制冷剂所处状态的热力状态参数，它表示制冷剂所具有总能量的大小；即：制冷剂的焓等于制冷剂内能与外能的总和（H=U pV）。
焓用符号“h”或“i”表示，单位是“J/kg”或“kJ/kg”。
在热力学中，焓的物理意义是指在特定温度下物质所含有的热量。
在制冷过程中，制冷工质在系统中流动时，其内能和外功总是同时出现的，所以，引入“焓”这个状态参数，可以使热力计算得到简化：dQ =dh（式中Q为热量、h为焓、d为变量）焓是状态参数，只与系统的初、终状态有关而与过程无关。
例如：某一制冷剂由状态1（含热量为h1）通过吸热变化为状态2（含热量为h2），那么，其在吸热过程中所吸收的热量（热变量）dQ就是吸热前与吸热后两个状态点的焓差；即：dQ = h2– h1，而与吸热的过程没有关系。
2、制冷系统热力计算——焓的使用上图为某制冷系统的压焓图，再来看看这些状态点的参数：那么制冷系统的单位制冷量我们就可以算出来了：如果有了制冷剂的流量，我们就可以计算出制冷系统的制冷量了。
2温熵图1、熵是一种用来表明制冷剂所处状态的热力状态参数，用符号“s”表示，单位“J/kg·K”或“kJ/kg·K”。
熵所描述的是在某一温度条件下制冷剂所具有的热量。
当制冷剂吸收热量时，熵值增大；制冷剂放出热量时，熵值减小；制冷剂既不吸热也不放热，熵值就不会变化。
压缩机在压缩的过程，是制冷剂从低压到高压的过程，此时的制冷剂既不吸热也不放热，所以压缩机的压缩过程是一个等熵压缩的过程。
制冷剂在状态变化过程中吸收或放出的热量“dQ”和此时制冷剂的热力学温度“T”的比值，就是熵的变化量，即：ds =dQ/T = s2 – s1那么：dQ =ds·T =（s2 – s1）T也就是说，物质吸收或放出的热量，等于物质的热力学温度和熵的变化量的乘积。
2、制冷系统温-熵图： T-S 图制冷系统热力循环在T-S 图上的表示：压焓图曲线的含义可以用一点（临界点）、二线（饱和液体线、饱和蒸汽线）、三区（液相区、两相区、气相区）、五态（过冷液状态、饱和液状态、过热蒸汽状态、饱和蒸汽状态、湿蒸汽状态）和八线（等压线、等焓线、饱和液线、饱和蒸汽线、等干度线、等熵线、等比体积线、等温线）来概括。
制冷技术中的常用术语及图表
Qv=q0/v1（KJ/m3） 式中
v1 — 压缩机吸气状态下制冷剂蒸汽的比
容（m3/kg）；
q0 — 单位质量制冷量。
3、制冷剂循环量
制冷剂循环量指压缩机单位时间吸入的
制冷剂蒸气的质量。用G表示
G=Q0/q0
式中：Q0 — 机组的制冷量； q0 — 单位质量制冷量。
4、单位理论功及理论功率
2、排气过程：当气缸压力大于排气阀阻力时，气缸内气体排除 压缩机。
3、膨胀过程：排气过程结束后，活塞由上止点向下止点移动， 残留在活塞内的高压气体随气缸容积的扩大而膨胀。
4、吸气过程：活塞由上止点向下止点移动过程中，当气缸内压 力低于外界压力时，进气阀开启，外界气体进入压缩机。
第四节 制冷设备
图5－4 蒸汽压缩式制冷理论循环图
六组等参数线群为： 等压线：与横坐标平行的水平线 等焓线：与纵坐标平行的垂直线 等温线（T）：在过冷区内近于垂直h轴；在湿蒸汽区为水平线；在过热蒸汽区则弯曲向下。 等熵线：向右上方倾斜的实线。 等比容线：向右上方倾斜但比等熵线平缓的虚线。 等干度线；仅在湿蒸汽区内存在近似平行于饱和液体线或饱和蒸气线的线。
图4-16 直接蒸发式空气冷却器及其安装位置示意图 （a）横向垂直；（b）水平；（c）倾斜。 1-膨胀阀；2-分液器；3-分液管； 4-汇集管；4-回气管；6-感温包。
二、辅助设备
在实际的制冷系统中，为改善制冷装置的工作条件，提 高运行的经济性和安全可靠性，还必须设一些辅助设 备，如贮液器、气液分离器、干燥过滤器等。
（二）贮液器
贮液器亦称储液筒，是用来贮存制冷循 环中的制冷液体，以适应工况变动时制 冷剂流量的变化。 （三）气液分离器
气液分离器是用来分离蒸发器出口的 蒸气中的液体，从而保证压缩机为干压 缩。
制冷知识第四讲压焓图
第四讲压焓图压力：垂直于物体表面的作用力，单位牛顿（N）。
压强：单位面积所受到的作用力，单位帕（Pa）。
焓：物体内能与压力能之和。
单位焦（J）。
等压过程中，系统从外界所吸收的热量等于系统焓值的增加。
比焓：1kg某物质的焓值。
单位kj/kg。
在压焓图上，X轴所表示的单位为比焓。
Y轴所表示的单位为压强。
为缩小尺寸，提高低压表示的精度，故取对数。
熵：能与绝对温度的比值，表示热量转换成功的程度。
在绝热过程中系统的熵不变。
单位J/K。
系统的熵在可逆绝热过程中不变，在不可逆绝热过程中单调增大。
这就是熵增加原理。
由于孤立系统内部的一切变化与外界无关，必然是绝热过程，所以熵增加原理也可表为：一个孤立系统的熵永远不会减少。
它表明随着孤立系统由非平衡态趋于平衡态，其熵单调增大，当系统达到平衡态时，熵达到最大值。
熵的变化和最大值确定了孤立系统过程进行的方向和限度，熵增加原理就是热力学第二定律。
温度：表征物体冷热程度的物理量。
标志着物体内部无规则运动的剧烈程度。
一切相互热平衡的系统，温度一定相同。
温标：表示温度数值的方法称为温标。
常用为摄氏温标与理想气体温标。
等温线：在气体区，液体区，都随压力下降温度直线下降，只有在饱和区内，与等压线重合，平行于X轴。
为此，通过压力与库温比较，可以知道蒸发温度是否正常（要加减系数），以判断故障。
干度：气液共存区域中，气态含量所占百分比称为干度。
当制冷剂在有限密闭空间内气液共存时，称为饱和状态。
饱和状态下的液体和蒸汽称为饱和液体与饱和蒸汽。
相态：物质所呈现的状态。
物质的三种形态又称为三种物相。
物态变化，简称相变。
三相点：物质三种物相同时存在，并达到平衡时的温度压力点。
每种物质，只有唯一的一个点。
水的三相点为0℃，610.5帕（绝对压力）。
是温标的校正点。
临界点：物质相态变化所达到的温度，压力状态点。
比容：单位质量的物质所占有的容积称为比容，用符号"V"表示。
其数值是密度的倒数。
空调制冷第一讲制冷原理(压焓图)演示幻灯片共62页PPT
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71、既然我已经踏上这条道路，那么，任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下去。——康德 72、家庭成为快乐的种子在外也不致成为障碍物但在旅行之际却是夜间的伴侣。——西塞罗 73、坚持意志伟大的事业需要始终不渝的精神。——伏尔泰 74、路漫漫其修道远，吾将上下而求索。——屈原 75、内外相应，言行相称。——韩非
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梦 境
3、人生就像一杯没有加糖的咖啡，喝起来是苦涩的，回味起来却有 久久不会退去的余香。
空调制冷第一讲制冷原理(压焓图)演示幻 4、守业的最好办法就是不断的发展。 5、当爱不能完美，我宁愿选择无悔，不管来生多么美丽，我不愿失 去今生对你的记忆，我不求天长地久的美景，我只要生生世世的轮 回里有你。 灯片
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湿空气状态 变化过程
湿空气的冷却过程 等焓加湿过程
等焓减湿过程
湿空气的基本热 力过程
一、加热过程
特点：湿空气成分 d, pv 不变即都不变，温度升
高、焓值增加、相对湿度减小、热湿比为正无穷
φ φ
φ=100% 湿空气h-d图中的加热过程
➢ 湿空气经过加热 器被定压加热时, 由于其中的水蒸 汽质量未变,所以 这一过程称为定 含湿量过程，而 且湿空气中水蒸 汽的分压力和露 点都不变。
d 0.622 ps (t) pb ps (t)
t
100%
0.622 pb pb pb
0.622 1
d
焓湿图的结
构
5、pv 线
h
h
d
t
d 0.622 pv
pb pv
0.622 pv pb
100%
pv
d
h
6、露点td
pv下饱和湿
空气 1
td
焓湿图的 结构
h
t
100%
-2000
剖析焓湿图的结构
焓湿图的结构
1、d 线
h
d=0 干空气
135度 h
2、 h 线
h 1.005t d(25011.863t)
h 与 t 很接近
人为将 h 旋转135度
d
焓湿图的结
构
3、t 线 h
等干球温度线
h
t
h d
t
25011.863t
Const 0
正斜率的直线
d
焓湿图的结 构h
加湿特 点
温度 t
过程焓 值变化
Δh
过程含 湿量变 化Δd
过程 相对 湿度φ 的变 化
过程 的热 湿比ε
等焓加 湿
降低
≈0
>0
增加
0
定
φ
温
φ
加
湿
过
φ=ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ00%
程
湿空气h-d图中的等温加湿过程
加湿特点
温度 t
过程焓值 变化Δh
过程含湿 量变化Δd
过程相 对湿度φ 的变化
过程的 热湿比ε
等温加湿 几乎不变
增加
>0
增加
>0
分两种情况： １.喷水加湿过程
工程上可近似地把喷水加 湿过程按定焓过程处理， 12。 ２. 工程上可近似把喷蒸汽加 湿过程按定温过程处理， 13。
四、湿空气的 混合
混合的特点：一般无水蒸气凝结、混合点后的 状态点落在混合前的两个状态点的连线上。
混合点、混合前两点的焓值和含湿量之间有一 定的规律性的关系。
ε>0 ＋ ＋ ± 喷蒸汽可近似实现
等湿过程
Ⅱ
ε<0 ＋ － ＋ 增焓，减湿，升温
Ⅲ
ε>0 － － ± 减焓，减湿
Ⅳ
ε<0 － ＋ － 减焓，增湿，降温
过程图
hc h1 h2 hc
dc d1 d2 dc
即
1
2
混合点分点到两点的距离与混合前 两点含干空气的质量成比例关系。
混合点靠近质量大的点。 混合点参数的计算方法：
hc
ma1h1 ma2 h2 ma1 ma2
d ma1d1 ma2 d 2 ma1 ma2
混合点也可以通过作图查值的方法得出。
湿空气的加热过程 A B 湿空气的冷却过程 A C 等焓加湿过程 A E 等焓减湿过程 A D
多 等温加湿过程A
变 过
F
程 冷却干燥过程
A G
B D
Ⅱ Ⅰ
A
F
Ⅲ
ⅣE
C G
变化过程的特征表
h-d图中不同象限内湿空气状态变化过程的特征
象限 Ⅰ
状态参数变化趋势
热湿比 hd t
过程特征
增焓增湿，
Ⅲ : h 0, d 0 Ⅳ : h 0, d 0 d
h
0.001d
热湿比 线
用来表示湿空 气变化过程的特 征和进行的方向
h
热湿比 已知初态1
4000
过程斜率已知 可确定终态
焓湿图的
结构
h
2
1
t
100%
400p0v
d
五. 焓湿图的 应用
➢ 湿空气的焓湿图不仅能表示其状态和各 状态参数，同时还能表示湿空气状态的 变化过程，并能方便地求得两种或多种 湿空气的混合状态湿空。气的加热过程
φ=100% 湿空气h-d图中的混合过程
关系推导如下：
由于过程热湿平衡： ma1h1 ma2 h2 (ma1 ma2 )hc mac hc
ma1d1 ma2d 2 (ma1 ma2 )dc mac dc 整理得：
ma2 hc h1 d c d1 ma1 h2 hc d 2 d c
4、 线
等相对湿度线 是一组向上凸的线
100% 饱和线
h 1.005t d (25011.863t)
d 0.622 ps (t) pb ps (t)
h
t
100%
上部未饱和线 下部无意义
0 干空气d=0
d
焓湿图的结
构
4、 线
h
d ts=99.63oC h
ps (99.63) pb
通常降 低
<0
φ
φ
φ
φ
φ=100%
φ=100% 湿空气h-d图中的冷却过程
分两种情况：
➢ 若冷却器壁面温度高 于该湿空气的露点温 度，12。
➢ 若冷却器壁面温度低 于该湿空气的露点温 度，12’34。
过程特点： 过程绝热， 系统能量转 移使气体温 度明显变化
三、绝热加湿过 程
φ φ
φ=100% 湿空气h-d图中的绝热加湿过程
pv
d
h
7、湿球温度tw
t
绝热饱和温度
tw
h1 hw
td
焓湿图的 结构
h t
100%
pv
d
焓湿图的
8、热湿比
h
h2 h1 h
d2 d1 d
Const
结构
0
h
Ⅱ t 4000
Ⅰ
Ⅲ
h-d图上为直线
Ⅳ
Ⅰ: h 0, d 0 Ⅱ : h 0, d 0
角系数：过程方向 与特征
第八讲 焓湿图 第八讲 焓湿图
湿空气的焓湿图
湿空气的焓湿图是在不同的大气 压力B下，纵坐标是其焓值，横坐 标是含湿量值 。
焓湿图组 0 成
等湿线 1.等焓线 2.等温线
3.等相对湿度 4.水线蒸汽分压力
线
5.热湿比线
10
20
30 P（q 10 Pa）
d
6000
5000 3000
2000 1000 0
二、冷却 过程 过程特点：一般的空气处理冷却分为两种情况
φ
φ
φ
φ
φ=100%
φ=100% 湿空气h-d图中的冷却过程
冷却特 点
冷却冷 媒温度
t
过程温 度变化
Δt
过程焓 值变化
Δh
过程含 湿量变 化Δd
过程相
对湿度 φ的变
化
过程的 热湿比
ε
等湿降
温
>td
<0
<0
0
降低
-∞
减湿降 温
<td
<0
<0
<0