蒸气压缩式制冷循环原理概要
氟利昂蒸汽压缩制冷循环的工作原理
氟利昂蒸汽压缩制冷循环的工作原理
1 Flourene蒸汽压缩制冷循环的工作原理
Flourine蒸汽压缩制冷循环是一种用氟利昂（Fluorine）作为Spray fluid来作为Refrigerant，进行温度控制和制冷而组成的制冷
机械系统。
由于氟利昂具有良好的低温性能，Flourine蒸汽压缩制冷
循环能够在更低的温度下达到更高的制冷性能，从而使温度控制系统
具有更精确的控制功能。
Flourine蒸汽压缩制冷循环由几部分组成：气体压缩机compressor，冷凝器condenser，膨胀阀expansionvalve和蒸发器evaporator。
首先，由压缩机将可变性的蒸汽加压至高压，将其输送
至冷凝器，其次，利用冷凝器释放热量，将气体压缩至低温并变为液体。
然后，由膨胀阀降低气体压力，使其可以进入蒸发器，在蒸发器内，气体蒸发，释放热量到四周，从而实现制冷效果。
最后，冷凝的
液体再回到压缩机，开始新的一次循环。
Flourine蒸汽压缩制冷循环的优点是既省电又稳定，且温度控制
精度较高，可以用于多种业务，如气溶胶发生器、检测仪器、投影机、打印机等的设备的控制和制冷，以及大容量的空调系统。
因此，Flourine蒸汽压缩制冷循环在温度控制方面已成为很多系统及设备必
不可少的组成部分，从而为控制温度提供无穷的可能性。
蒸气压缩式制冷原理
蒸气压缩式制冷原理首先是压缩阶段。
蒸气压缩机是蒸气压缩式制冷器中的核心部件，它负责将低温低压的蒸汽抽入，通过压缩使其温度和压力增加。
这样，蒸汽的温度和压力就达到了高于室温和大气压的状态。
接下来是冷凝阶段。
经过压缩后，蒸汽进入冷凝器，这里蒸汽与冷凝介质（通常是空气或水）接触，通过传热使蒸汽冷却并凝结成液体。
冷凝过程中会释放出大量的热量，正是因为这个原理，所以冷凝器通常放在室外，以便将热量排出去。
然后是膨胀阶段。
冷凝成液体的介质通过膨胀阀进入蒸发器，此时液体的温度和压力都较低。
在蒸发器内部，液体与外界的物质（通常是空气或水）进行传热交换，从而使液体再次变为蒸汽。
在这个过程中，液体吸收了来自外部环境的热量，使得蒸发器的温度会降低。
最后是蒸发阶段。
在蒸发器中，液体通过吸热变为蒸汽，并且将吸收的热量带走。
由于液体蒸发时需要吸收大量的热量，因此蒸发器是制冷装置中温度最低的部分。
蒸发阶段中产生的蒸汽再次进入蒸气压缩机，循环再利用。
通过以上四个阶段的循环，制冷装置可以不断地将室内的热量排出去，并将室内的温度降低。
基本上所有蒸气压缩式制冷器，如空调和冰箱，都是根据这个原理来工作的。
然而，需要注意的是，蒸气压缩式制冷原理只是一种变温装置，而不是真正的制冷。
它通过将热量从一个地方转移至另一个地方，从而使一个地方降温，但它本身并不是自己生产冷气的。
所以，蒸气压缩式制冷设备需要一个外部冷源（如冷凝介质）来使蒸汽冷凝并释放热量，从而实现制冷效果。
总之，蒸气压缩式制冷原理是一种使用蒸汽的物态变化来实现制冷的方法。
通过蒸汽压缩、冷凝、膨胀和蒸发四个阶段的循环，室内的热量可以被排出去，从而实现制冷。
这种制冷原理被广泛应用于空调、冰箱等空调制冷设备中。
蒸汽压缩机制冷原理
蒸汽压缩机制冷原理蒸汽压缩机制冷原理是利用蒸汽在不同压力下的相变过程来实现制冷的一种技术。
蒸汽压缩机制冷是目前最常见也是应用最广泛的制冷技术之一。
首先，我们需要了解一些基本概念。
蒸汽是指水在一定温度和压力下变为气态的状态，而压缩机是一种将气体或蒸汽压缩成高压的装置。
蒸汽压缩机制冷的基本原理是通过压缩机将低压蒸汽压缩成高压蒸汽，然后将高压蒸汽传递到冷凝器中，通过冷凝器的冷却作用将高压蒸汽转化为高压液体。
之后，高压液体通过膨胀阀放松压力，在过程中降低温度和压力，然后进入蒸发器，在蒸发器中通过吸热作用使得制冷剂变成低温低压蒸汽，完成一个制冷循环。
具体来说，蒸汽压缩机制冷的工作过程可以分为四个主要的步骤：第一步是压缩，压缩机将低压蒸汽抽取并加压，将蒸汽压缩成高压蒸汽。
在这个过程中，蒸汽的温度和压力都会上升。
第二步是冷凝，高压蒸汽通过冷凝器，与冷却介质（如水或空气）进行换热。
在这个过程中，高压蒸汽会被冷却，从而凝结为高压液体。
这个过程中，蒸汽的温度和压力都会下降。
第三步是膨胀，高压液体通过膨胀阀放松压力，进入蒸发器。
在这个过程中，高压液体的压力和温度会急剧下降，从而使得制冷剂变成低温低压蒸汽。
第四步是蒸发，低温低压蒸汽在蒸发器中与待冷物体或空气接触，从而吸收热量并蒸发为低压蒸汽。
这个过程中，低温低压蒸汽的温度和压力会升高，热量则会被带走，从而实现制冷效果。
以上四个步骤组成了一个完整的蒸汽压缩机制冷循环。
通过不断重复这个循环，制冷机可以不断将热量从一个地方转移到另一个地方，从而实现制冷效果。
蒸汽压缩机制冷具有制冷效果好、能效高、操作简便等优点，在商业和家庭中广泛应用。
同时，由于蒸汽可以循环使用，相较于传统的空调制冷方式，蒸汽压缩机制冷也更加环保和节能。
总结起来，蒸汽压缩机制冷是通过将低压蒸汽经过压缩、冷凝、膨胀和蒸发等过程，不断循环往复，将热量从一个地方转移到另一个地方，从而实现制冷的一种技术。
这种制冷原理既高效又环保，被广泛应用于工业和家庭制冷中。
第五章 蒸汽压缩式制冷循环
三、常用制冷剂的特性
1、水（R718)
2ห้องสมุดไป่ตู้氨（R717）
氨属于无机化合物制冷剂，具有良好的 热力学性能，单位质量制冷量大。沸点：33.4℃.R717有较强的溶水性，对钢铁不腐 蚀，但含水时会腐蚀铜及其合金（磷青铜除 外），属于微溶于润滑油的制冷剂。缺点是 毒性大，有强烈的刺激性气味，会燃烧、会 爆炸。
（1）R12 分子式：CCl2F2 沸点：-29.8℃，凝固点-
155℃ （2）R22 分子式：CHClF2 沸点：-40.8℃，凝固点-
160℃ （3）R134a分子式： C2H2F4 沸点：-29.8℃，
凝固点-155℃
四、关于CFCS的替代 1、使用替代制冷剂的原因
O3+Cl→ClO+O2 ClO+O→Cl+O2 2、替代制冷剂时必须考虑的因素 （1）制冷剂在大气中存在的寿命； （2）臭氧损耗潜能ODP； （3）在逆使用的用途中，变暖影响总单量 TEWI；
具有液体过冷的制冷循环
二、吸气过热的影响
1、定义：制冷剂蒸气的温度高于同一压力下 的饱和蒸气温度称为过热。两者之间的温 差称为过热度。
2、p-h图
3、“无效”过热：制冷剂蒸气过热吸收的热 量全部来自蒸发器外。在实际制冷装置中， 为了减少有害过热，一般在吸气管道上包 扎一层隔热材料。
4、“有效”过热：制冷剂蒸气过热吸收的热 量全部来自蒸发器内被冷却介质。
主要用于大型制冷装置中。
3、氟利昂
氟利昂制冷剂是应用最广泛的制冷剂。 它无色、无味、不燃烧、毒性小。含氯原子 的氟利昂与明火接触产生剧毒的光气 （COCl2）渗透性强，单位容积制冷量小。
蒸汽压缩式制冷原理
蒸汽压缩式制冷原理
蒸汽压缩式制冷原理是一种常见的制冷方式，广泛应用于家用空调、商用冷藏
设备以及工业制冷设备中。
该原理利用了蒸汽的物理特性，通过压缩、冷凝、膨胀和蒸发等过程，实现了制冷效果。
下面我们将详细介绍蒸汽压缩式制冷原理的工作过程和关键组件。
首先，蒸汽压缩式制冷原理的工作过程可以分为四个主要步骤，压缩、冷凝、
膨胀和蒸发。
在这个过程中，制冷剂（通常是氟利昂或氨）在制冷循环系统中不断循环流动，完成制冷作用。
在压缩阶段，制冷剂以低压状态进入压缩机，经过压缩机的工作，制冷剂的压
力和温度都会显著提高。
接着，制冷剂进入冷凝器，在冷凝器中，制冷剂通过与外界环境交换热量的方式，使其温度下降，从而变成高压液态制冷剂。
随后，高压液态制冷剂通过膨胀阀进入蒸发器，在蒸发器中，制冷剂受到蒸发
器内部低压环境的影响，从而发生蒸发过程，吸收周围的热量，使得蒸发器内部温度下降。
最后，制冷剂以低压气态状态再次进入压缩机，重复上述循环过程。
在整个蒸汽压缩式制冷原理中，压缩机、冷凝器、蒸发器和膨胀阀是四个关键
的组件。
压缩机负责将低压制冷剂压缩成高压状态，冷凝器用于将高压液态制冷剂冷凝成高压液态制冷剂，蒸发器则是用来将高压液态制冷剂蒸发成低压气态制冷剂，而膨胀阀则用来控制制冷剂的流量和压力。
总的来说，蒸汽压缩式制冷原理通过不断循环利用制冷剂的物理特性，实现了
从低温到高温的热量传递过程，从而达到制冷的效果。
这种原理简单、可靠，因此被广泛应用于各种制冷设备中。
以上就是关于蒸汽压缩式制冷原理的详细介绍，希望能对大家有所帮助。
蒸汽制冷的原理
蒸汽制冷的原理
蒸汽制冷是一种利用蒸汽的变化状态来实现制冷效果的技术。
它的原理基于蒸热和冷却效应，通过水蒸汽的相变过程，使被冷却的物体表面温度下降，从而实现降温的目的。
蒸汽制冷的原理可以分为以下几个步骤：
1. 压缩阶段：首先，低温低压的蒸汽被抽入蒸汽压缩机中。
在蒸汽压缩机内部，蒸汽受到高压力的压缩作用，使其温度和压力都升高。
2. 冷凝阶段：接下来，高温高压的蒸汽通过冷凝器进行冷却。
冷凝器中通入了冷却介质，此时的蒸汽会释放出冷凝热，并与冷却介质进行热交换。
这一过程使得蒸汽温度快速下降，转化为饱和水。
3. 膨胀阶段：冷凝水进入膨胀阀，膨胀阀的作用是降低冷凝水的压力，使其部分蒸发并降低温度。
一旦冷凝水通过膨胀阀变为低温低压的蒸汽，它就会进入蒸发器。
4. 蒸发阶段：在蒸发器中，低温低压的蒸汽遇到外界的热源，从而吸收了热量。
这个过程中，蒸汽再次变为高温高压的蒸汽，循环开始。
通过这个循环过程，蒸汽制冷系统能够不断地将热量从冷却物体中吸收，使其温度下降。
这个原理与传统的制冷方式相比，具有能源效率高、环保等优点。
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。
蒸汽压缩式制冷原理
蒸汽压缩式制冷原理蒸汽压缩式制冷系统是目前应用最为广泛的一种制冷方式，其原理简单而高效。
在蒸汽压缩式制冷系统中，蒸汽被压缩成高压蒸汽，然后通过冷凝器冷却成液态，并通过膨胀阀进行节流，形成低压蒸汽，最终吸收热量完成制冷循环。
下面将详细介绍蒸汽压缩式制冷原理的具体过程。
首先，蒸汽从蒸发器中吸收热量，并被蒸发成低压蒸汽。
在这个过程中，蒸汽从低温低压状态变为低温高压状态，吸收了大量的热量，使蒸发器内的物体得到降温。
这一步是制冷循环的起点，也是整个制冷过程中最关键的一步。
接着，低温低压的蒸汽被压缩机吸入，压缩机将低温低压的蒸汽压缩成高温高压的蒸汽。
在这一步骤中，蒸汽的温度和压力都得到了显著的提高，这也是制冷循环中消耗能量最多的一步。
压缩机的工作使得蒸汽的内能增加，成为高温高压蒸汽。
然后，高温高压的蒸汽通过冷凝器，被冷却成为高压液态。
在冷凝器中，蒸汽释放出大量的热量，通过冷却水或者风冷进行散热，使得蒸汽的温度迅速下降，从而变成高压液态。
这一步骤使得蒸汽的状态发生了明显的改变，从气态变为液态，也是整个制冷过程中的关键一环。
最后，高压液态蒸汽通过膨胀阀进行节流，变成低温低压的蒸汽，重新回到蒸发器中吸收热量，完成整个制冷循环。
膨胀阀的作用是使高压液态蒸汽迅速膨胀，降低温度和压力，使得蒸汽重新回到低温低压状态，为下一个循环做好准备。
蒸汽压缩式制冷系统通过不断循环这一系列步骤，实现了制冷的目的。
在这个过程中，蒸汽的状态不断发生变化，热量的吸收和释放也在不断进行，从而实现了对物体的制冷效果。
总的来说，蒸汽压缩式制冷原理是通过蒸汽的压缩、冷凝、膨胀等步骤，不断循环实现对物体的制冷。
这种制冷方式简单高效，应用广泛，是现代制冷技术中的重要组成部分。
通过对蒸汽压缩式制冷原理的深入了解，可以更好地掌握制冷技术的核心原理，为相关领域的工作和研究提供重要的理论支持。
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二、变温热源的逆向循环
冷却介质
被冷却介质
图1.4 恒温热源逆向循环
冷却介质
被冷却介质
图1.5 变温热源逆向循环
单一物质制冷剂无法实现变温逆向循环，
非共沸混合制冷剂可以实现。
三、热泵的应用
逆向循环可以用来制冷，也可以用来供 热，或者冷、热同时使用。 用来制冷的逆向循环装置，称为制冷装 置；用来供热时则称为热泵装置。 供热系数：
T1称为吸气过热温度；
（T1－T0）称为过热度；
增加制冷量△q04；
增加压缩机耗功量△w；
制冷系数是否提高取决于
q 04 b ad
S
是否
q04 q0 。 w w
有效过热：在蒸发器中发生，其增加的制冷量 为有效制冷量；
有害过热：在压缩机吸气管中因吸收环境空气
中的热量而产生的吸气过热，其必使制冷系数
tk＝35℃，t0＝0℃
3
2
4
1
冷凝 参数
tk (℃) Pk (MPa)
蒸发
t0 (℃) Pk (MPa) h1 (kJ/kg) h2 h3=h4 (kJ/kg) (kJ/kg) 制冷系数
h1 h 4 h 2 h1
6.60 5.64 4.59
A工况 B工况 C工况
35 40 40
1.35 1.53 1.53
tk＝40℃，t0＝0℃，t3＝35℃
2 3
4
1
tk＝40℃，t0＝0℃，t1＝5℃
2 3
4
1
冷凝
参数
tk (℃) Pk (MPa) t0 (℃)
蒸发
Pk (MPa)
h1 (kJ/g)
h2 h3=h4 制冷系数 (kJ/kg) (kJ/kg) h1 h 4 h 2 h1
433 433 440.4 249.7 243.1 249.7 5.64 5.87 5.51
冷剂，其过热度范围可以大一些，如R12
等一般控制在10～40℃之内。
三、回热制冷循环
制冷剂液体过冷和吸气过热，是利用流出蒸发器 的低温饱和蒸气与流出冷凝器的饱和液体通过热交换 器的传热过程而产生的。
T
2' Tk T0 3' 3 0 4 4' w q0 1' 1 q0 dc 2 Pk
P0
q0 ba
S
回热循环特别适用于增加吸气过热度能提 高其循环制冷系数、以及绝热指数较小， 绝热压缩后排气温度较低的制冷剂，如 R12（K = 1.136）、R22、R502。 对氨（ K = 1.310 ）、 R11 等，因为绝热指 数较大，提高过热度后会降低其制冷系数， 所以不采用回热循环。
热交换器中的热量平衡
压缩机的单位质量 绝热压缩耗功量
w＝h2－h1 (kJ/kg) 制冷剂在冷凝器中 的单位质量放热量
h
qk＝h2－h3 (kJ/kg)
制冷剂的单位容积制冷量：
q0 (kJ/m3) qv v1 若已知总制冷量为Q0(kW)，则制冷剂的质量循环量：
Q0 Mr q0
(kg/s)
压缩机的吸气体积流量：
一、液体过冷对制冷循环的影响
T3称为过冷温度；
（Tk － T3）称为过冷度；
Tk
T
2' 3' 3 0 4 4' w q0 1'
Pk
增加制冷量△q03，其随 T3的降低而增加； 压缩机耗功量不变；
P0
T0
q 03 cb a
制冷系数增加。
S
二、吸气过热对制冷循环的影响
T
2' Tk T0 0 3' w 4' q0 1' 1 2 Pk T2 w P0 T1
a
S
h 3= h 4
h1
h2
h
1－2为绝热压缩过程，2－3为等压冷凝过程， 3－4为绝热节流过程，4－1为等压蒸发过程。
lgP
Pk t0 P0
tk 3 tk 2 t2 v1 4 t0 q0 qk h 3= h 4 h1 h2 1 w
制冷剂在蒸发器中 的单位质量制冷量 q0＝h1－h4 (kJ/kg)
wc
q0
4
b 压缩机的净功 wc=qk－q0 =(Tk－T0)(Sa－Sb) 面积12341
S
绝热膨胀过程 膨胀机输出功we 面积3043
外界输给压缩机的 净功wc＝w －we 面积12341
衡量制冷循环经济性能的指标： 制冷系数（COP）
q0 T0 c w c Tk T0
制冷系数仅与高、低温热源的温度有关，而 与制冷剂的热物理性能无关。
qk w c q0 Tk c 1 1 c wc wc Tk T0
例：
有一台冷暖两用的热泵型空调器，假设 其按照逆卡诺循环运行，压缩机的净功 率是1030W，夏季的制冷量为3200W，问 制冷系数为多少？在冬季运行时，制热 量和供热系数各为多少？ ε＝3.11 qk=4230W，μc=4.11
0 0 －5
0.498 0.498 0.421
405.4 405.4 403.5
430 433 437
243.1 249.7 249.7
例1.2
过冷循环和吸气过热循环
A工况：tk＝40℃，t0＝0℃； B工况：tk＝40℃，t0＝0℃， 过冷温度t3＝35℃;
C工况：tk＝40℃，t0＝0℃，
吸气过热温度t1＝5℃ 。
干压缩代替湿压缩后的影响
T
2 Pk Tk T'k T' 0 T0 3 we 4' 0 4" 4 q 01 cb d a 3' 2' 1' 1" 2" 5 wb P0 1 q02
饱和损失 面积522”5 增加制冷量 △q02=h1－h1”
面积1”1ad1
增加耗功量△wb
S
面积122”1”1
第三节 液体过冷和吸气过热 对制冷循环的影响
T
2' Tk T0 3' 3 0 4 4' w q0 1' 1 2
Pk
C(T3’ －T3)＝C’(T1－T1’) 面积1’1cd1’等于面积44’ab4
P0
q0 ba dc
q0
S
由于液体比热C总大 于气体比热C’，所以 液体温度的降低总小 于吸气温度的提高。
第四节 理论制冷循环的热力计算
一、制冷剂的压-焓图（lgP-h图）
下降；
因此压缩机的吸气管应具有良好的隔热措施， 尽量减少制冷剂的有害过热。
吸气过热度增加，排气温度也随之上升， 这将使润滑油的粘度变稀，影响摩擦件的 润滑，损坏机件，并使润滑油炭化，阀片 表面积炭，影响阀片的启闭和压缩机的正 常运行。因此，吸气过热即使对制冷系数 有利的制冷剂，它的过热度也应控制在一 定范围之内。
为什么要用膨胀阀代替膨胀机？
代替之后有什么影响呢？
损失膨胀功
T
2 Pk Tk T'k T' 0 T0 3 we 4' 0 4" 4 q 01 cb d a 3' 2' 1' 1" 2" 5 wb P0 1 q02
we=h3－h4’’
面积34”03 减少制冷量 △q01=h4－h4” 面积4”4bc4”
影响节流损失大小的因素
（Tk－T0）取决于制冷循环工况 饱和液体线的斜率取决于液态制冷剂的物性 比热 制冷剂节流后的干度取决于其潜热
用膨胀阀代替膨胀机后，增加了 we ，损失了 △q01，这使制冷系数和热力完善度下降。
二、用干压缩代替湿压缩后的饱和损失
为什么要用干压缩代替湿压缩
在制冷压缩机的实际运行中，若气缸吸入 湿蒸气，会引起液击现象，损坏压缩机的 阀片和其他零部件。 过量的液体制冷剂进入高温的气缸后，会 发生强烈的热交换而迅速汽化，占有气缸 容积，使吸气量减少，制冷量下降。
表明具有传热温差的不可逆循环的制冷 系数，总小于相同冷热源温度时的逆卡 诺循环制冷系数，而且随传热温差△T0 和△Tk的增大而降低。
蒸发器传热温差△T0对制冷系数的影响 大于冷凝器传热温差△Tk 。
相同冷热源温度时，实际循环和逆卡诺 循环制冷系数的比值，可用来表示实际 循环的热力完善度。
c ' 1 c
Q0 Vr M r v1 qv
(m3/s)
冷凝器的热负荷： Qk = Mrqk (kW) 压缩机的理论耗功量： N = Mrw (kW)
理论制冷系数： Q 0 q 0 h1 h 4 N w h 2 h1
例1.1
理论循环
A工况：tk＝35℃，t0＝0℃； B工况：tk＝40℃，t0＝0℃； C工况：tk＝40℃，t0＝－5℃。
2 1
绝热 压缩
4 a
等温 b 蒸发
S
逆卡诺循环的热量和功量
在每个制冷循环中，1kg的制冷剂：
从低温热源吸热 q0=T0(Sa－Sb) 面积4ab14
T Tk 3
0 we qk
2 1 a
两者相等
绝热压缩过程 外界输入功w 面积123041
向低温热源放热 T0 qk=Tk(Sa－Sb) 面积3ab23
1"
q 01
cb d
a
S
理论制冷循环 12341
理论制冷循环与逆卡诺循环（理想制冷 循环）的区别：
1．在冷凝器和蒸发器中，制冷剂按等压过 程循环，而且具有传热温差； 2．制冷剂用膨胀阀绝热节流，而非膨胀机 绝热膨胀； 3．压缩机吸入饱和蒸气，而不是湿蒸气。