06 带液体过冷、蒸汽过热、回热系统蒸汽压缩式制冷循环
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。
蒸汽压缩式制冷的热力学原理

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第四节 液体过冷、蒸汽过热及回热循环
• 二、蒸汽过热循环
• 蒸汽过热是指制冷剂蒸汽的温度高于蒸发温度的状态.两者温度之差 称为过热度,用Δt-r表示.具有蒸汽过热的循环就称为蒸汽过热循环.图 1-7为蒸汽过热循环的压焓图.图中1-2-3-4-1为基本理论循环, 而1-1′-2′-2-3-4-1为有过热的循环.其中,1-1′为制冷剂蒸汽的 过热过程,1′-2′为压缩机中的压缩过程,2′-2-3为冷凝器中的冷却 、冷凝过程.
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饱和蒸汽线的交点来确定. • 点2:制冷剂离开压缩机(进入冷凝器)的状态.由通过1点的等熵线与
压力为pk 的等压线的交点来确定.
单级蒸气压缩式制冷的实际循环

(1) 液体过冷
单位质量制冷量
3 单级蒸气压缩式制冷的实际循环
q0 h1 h4
制冷量 理论比功 理论压缩功 制冷系数
Q0
MR
(h1
h4 )
VR v1
(h1
h4 )
N0
M R (h2
h1)
VR v1
(h2
h1)
结论:液体过冷提高制冷量、提高制冷系数
空调用制冷技术
(1) 液体过冷
3 单级蒸气压缩式制冷的实际循环
氟利昂制冷系统采用回热循环的目的:减少有害过热,防止压缩机液击, 对某些制冷剂可以提高制冷系数
空调用制冷技术
3 单级蒸气压缩式制冷的实际循环
(6) 单级蒸气压缩式制冷的实际循环
冷凝过程
节流过程
通过排气 阀排气
蒸发过程
非绝热压缩 (多变过程)
蒸发器内 有效过热
管道的无 效过热
空调用制冷技术
制冷的基本理论知识
空调用制冷技术
3 单级蒸气压缩式制冷的实际循环
问题:
B 4. 回气过热时,如为有效过热会(
)制冷量。
A.降低 B.提高 C.不确定
空调用制冷技术
3 单级蒸气压缩式制冷的实际循环
问题:
A 5. 回气过热时,如为无效过热会(
)制冷量。
A.降低 B.提高 C.不确定
空调用制冷技术
3 单级蒸气压缩式制冷的实际循环
v1 v1
空调用制冷技术
(2) 回气过热
3 单级蒸气压缩式制冷的实际循环
结论:有效过热:提高制冷量 对循环有利的:提高制冷系数(R134a,R407C) 对循环不利的:降低制冷系数 (氨、R22、R410A)
《制冷技术与原理》——第4章_蒸汽压缩式制冷循环

《制冷技术与原理》——第4章_蒸汽压缩式制冷循环蒸汽压缩式制冷循环是一种常用的制冷循环方式,通过压缩蒸汽来提高蒸汽的温度和压力,并将高温高压的蒸汽通过冷凝器冷凝成液体,释放热量,然后通过节流阀将液体蒸发为低温低压的蒸汽,吸收热量,实现制冷效果。
4.1蒸汽压缩式制冷循环的工作原理蒸汽压缩式制冷循环的工作原理可以分为四个主要过程:压缩、冷凝、膨胀和蒸发。
首先,低温低压的蒸汽从蒸发器中吸入压缩机,经过压缩机的压缩作用,变成高温高压的蒸汽。
在这个过程中,蒸汽的温度和压力都会上升,达到制冷所需的高温高压状态。
接下来,高温高压的蒸汽进入冷凝器,通过冷凝器的冷却作用,迅速降温,从蒸汽态转变为液体态。
在冷凝过程中,蒸汽释放出来的热量被传递给外界环境。
随后,冷凝后的液体蒸汽通过节流阀进入蒸发器,液体蒸汽进入蒸发器后,会迅速蒸发为低温低压的蒸汽。
在蒸发的过程中,液体蒸汽从外界环境吸收热量,将热量带走,从而实现制冷效果。
最后,低温低压的蒸汽再次进入压缩机中,循环开始。
蒸汽压缩式制冷循环是通过不断循环地进行压缩、冷凝、膨胀和蒸发这四个过程来实现制冷效果的。
4.2蒸汽压缩式制冷循环的性能参数蒸汽压缩式制冷循环的性能参数主要包括制冷剂的量热特性以及压缩机的性能参数。
首先,制冷剂的量热特性是制冷循环中非常重要的参数。
量热特性指的是制冷剂在不同温度和压力下的物性参数,包括蒸汽压力、蒸汽温度、比焓等。
根据不同的制冷剂,其量热特性也会有所不同,而且这些参数也会随着温度和压力的变化而变化。
了解制冷剂的量热特性可以帮助我们选择合适的制冷剂,优化制冷循环的性能。
其次,压缩机的性能参数也是评价蒸汽压缩式制冷循环性能的重要指标。
压缩机的性能参数可以分为压缩比、冷凝温度和蒸发温度等。
压缩比是指压缩机的排气压力与进气压力的比值,冷凝温度是指压缩蒸汽在冷凝器中的温度,蒸发温度是指压缩蒸汽在蒸发器中的温度。
这些参数会直接影响到压缩机的性能和制冷循环的效果,因此对于压缩机的选择和设计非常重要。
液体过冷制冷循环

冷凝器的性能参数主要包括传热系数、传热面积、压 力损失等,这些参数的选择和优化对于制冷系统的性
能和效率具有重要影响。
节流阀
节流阀的作用是控制制冷剂的流量和压力,调节制冷剂在 蒸发器中的蒸发量,从而控制制冷系统的制冷量。
节流阀的种类也很多,常见的有手动节流阀、自动节流阀、 电子节流阀等。根据不同的应用场合和制冷剂的不同,其 结构和形式也不同。
蒸发器的种类很多,根据不同的应用场合和制冷剂的不同,其结构和形式也不同。常见的蒸发器有壳管 式、板式、翅片式等。
蒸发器的性能参数主要包括传热系数、传热面积、制冷量等,这些参数的选择和优化对于制冷系统的性 能和效率具有重要影响。
压缩机
压缩机是制冷循环中的核心部件,其主要作用 是压缩制冷剂气体,提高其压力和温度,以便 在冷凝器中冷却和凝结。
在化工行业中,液体过冷制冷循环用于控制化学反应的温度,确保化学反应的顺利进行。在制药行业中,这种制冷技术用于 药品的低温生产和存储,保证药品质量和稳定性。在食品加工行业中,液体过冷制冷循环用于食品的冷冻和冷藏,延长食品 的保质期并保持食品的口感和品质。
空调系统
空调系统是现代建筑中必不可少的设 施之一,用于提供舒适的生活和工作 环境。液体过冷制冷循环在空调系统 中也有广泛应用。通过使用液体过冷 制冷循环技术,可以实现对室内温度 的精确控制,提高空调系统的能效比, 降低能耗和运行成本。
05 液体过冷制冷循环的未来 发展
技术创新
01
02
03
高效能热力膨胀机
研发更高效、紧凑的热力 膨胀机是关键,以提高液 体过冷制冷循环的能效。
新型工质
探索新型、环保、高效的 制冷工质是重要方向,以 适应不断变化的环保要求 和制冷需求。
蒸汽压缩制冷循环

2. 制冷剂的p-h图
p
3 2Байду номын сангаас4 1 h
1-2:制冷剂在压缩机中的绝热压缩过程 2-3:制冷剂在冷凝器中的定压放热过程 3-4:制冷剂在膨胀阀中的绝热节流过程 4-1:制冷剂在蒸发器中的定压定温汽化过程
三、影响制冷系数ε的主要因素
1. 蒸发温度
p
原循环的制冷系数
h1 h4 h2 h1
热 泵
制冷装置—从低温处吸收热量,保持低温。 热泵—向高温处提供热量。 逆循环
Q1 Q2 W 1 供热系数 h W W
热泵传给高温物体的热量包括由消耗的机械功变成的热量 。所以,热泵的供热系数比工作在相同条件下制冷装置的制冷
系数大。直接用电炉取暖所消耗的能量要比用电机带动热泵消 耗的能量大得多,这是因为电炉至多只能将电能全部转化为热 能,而热泵循环不仅如此,还可将取自环境的热量一起送到需 要取暖的房间。
p
25 ℃ 3 30℃ 2
-15℃ 4
1
-5℃
h
附:单级压缩双蒸发器的制冷循环
T-s图及p-h图
高压蒸发器的蒸发压力由蒸发器后面的背压阀来控制,使之 具有较高的蒸发温度。5-6:绝热节流过程,6与8混合成状态点1 。
吸收制冷循环
由低温热源向高温热源传递热量必须消耗能量。在压缩式 制冷装置中要消耗机械功,而在吸收式制冷装置中则主要是消耗
第九节
蒸汽压缩制冷循环
• 一、蒸汽压缩制冷的理想循环 • 二、制冷剂p-h图的特征及其应用 • 三、影响制冷系数的主要因素
制冷循环 — 制冷系数 热泵循环 — 热泵系数 性能系数 COP =收益/花费的代价 h
一、蒸气压缩制冷的理想循环
2 蒸汽压缩制冷循环

压缩机(绝热压缩)——冷凝器(等压放热)——节流阀(绝热节流)——蒸发器(等压吸热)2. 制冷剂状态参数和术语◆压力和温度1.制冷剂在冷凝器中的放热过程是()A.等温放热B.等压放热C.升温放热D.升压放热2.采用液体过冷后,以下说法正确的是()A.提高单位制冷制冷量B.降低功耗C.排气效果好D.防止湿压缩3.为了加强传热,蒸发器加肋片一般要加在()的一侧。
A.表面传热系数小B.表面传热系数大C.温度高D.温度低4.冷凝或液化伴随着()过程。
A.吸热B.放热C.吸热与放热D.凝固热5.制冷系统制冷量的输出端是(),制冷剂在其中吸取被冷却物体热量以达到制冷目的。
A.蒸发器B.冷凝器C.节流阀D.压缩机6.氨机允许吸入气体稍有过热度,目的是为保证压缩机安全运行,防止()。
A.湿冲程B.过热C.过冷D.油温过热7.氨机允许吸入气体稍有过热度,目的是为保证压缩机安全运行,防止()。
A.湿冲程B.过热C.过冷D.油温过热8.蒸发温度过低会使()。
A.压缩机制冷能力降低B.压缩机功耗减少C.制冷成本减少D.压缩机制冷能力增加9.制冷循环的冷凝温度越高,蒸发温度越低,则压缩理论功率()。
A.越大B.越小C.不变D.无法确定10.在制冷系统中,有过热循环的产生,就会使()。
A.吸气比容增大B.吸气比容减小C.吸气压力降低D.吸气压力升高11.在含湿量不变的情况下,空气温度降低则相对湿度()。
A.降低B.提高C.不变D.波动12.在空调运行中,对于一般湿空气,其越接近相对湿度φ=100%时,表明空气越接近于()。
A.饱和B.未饱和C.状态没变化D.无法确定13.冷却干燥过程中空气的焓值一定()A.增加B.减少C.保持不变D.无法确定14.在h-d图上,等()线平行于纵坐标轴。
A.温度B.压力C.含湿量D.焓。
第三节 液体过冷、蒸汽过热及回热循环

第三节液体过冷、蒸汽过热及度低于其压力所对应的饱和液体温度。
过冷度:液体过冷温度和其压力所对应的饱和液体温度之差。
具有液体过冷的循环称为液体过冷循环。
2.分析
3.实现方法
1.冷凝器后装过冷器(★图1-6)
2.设计,选型时,适当增大冷凝器面积F×1.15(较多使用)
4.压缩机吸气温度t1:
氨:t1=t0+(5~8℃)
氟利昂(回热循环):t1=15℃
★例1-1
如p=1atm时,水的ts=100℃,而通常自来水的温度为20℃,自来水即为过冷液体,过冷度为80℃。
点4’的温度:过冷温度trc
过冷度△trc=tk-trc
过冷器中通以温度较低的冷却水,如深井水等。可获得较大的过冷度。
3.过热分析
有效过热分析:对循环是否有益与制冷剂性质有关。
2.过热原因
a.蒸发器面积大于设计所需面积(有效过热)
b.蒸发器与压缩机间的连接管道吸取外界环境热量而过热(有害)
c.连接管道吸取被冷却对象的热量而过热(有效)
d.系统中设置回热器(有害过热,但有过冷过程伴随)
★实际运行中,希望有适当的过热度:
3.制冷系统中设置回热器,采用回热循环
二、蒸汽过热
1.定义
蒸汽过热:制冷剂蒸汽的温度高于其压力所对应的饱和温度。
过热度:蒸汽过热后的温度和同压力下饱和温度的差值。
具有蒸汽过热的循环称为蒸汽过热循环。
有效过热:过热吸收热量来自被冷却介质,产生有用的制冷效果。
有害过热:过热吸收热量来自被冷却介质以外,无制冷效果。
液体过冷会增大初投资及运行费用,通常对大型的制冷装置才采用液体过冷,而且根据计算,当蒸发温度低于-5℃时,应用液体过冷才是有利的。故一般空调用制冷装置都不采用液体过冷。对于大型的且蒸发温度很低的制冷装置,在条件许可时尽可能采用液体过冷。
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三、回热循环
5. 优点
• 利于压缩机运行,防止液击;
• 提高压缩机输气系数;
• 改善低温下压缩机的润滑条件。
• 蒸发器面积大于设计所需面积(有效); • 蒸发器与压缩机间的连接管道吸取外界环境热量而 过热(有害); • 连接管道吸取被冷却对象的热量而过热(有效); • 系统中设置回热器(有害过热,但有过冷过程伴 随)。
二、蒸气过热
4. 热力分析
(1)有害过热分析: • 单位压缩功增加 • 单位制冷量不变 • 单位冷凝负荷增大 • 进入压缩机的制冷剂比容增大 • 压缩机的排气温度升高
• 2-3 (冷凝器):等压放热;
• 3-3’(过冷器):等压传热;
• 3’-4(节流阀):等焓节流;
• 4-1 (蒸发器):等压吸热
一、液体过冷
3. 实现方法
• 冷凝器后装过冷器;
• 设计,选型时,适当增大冷凝器面积;
• 制冷系统中设置回热器,采用回热循环。
一、液体过冷
4. 热力分析 • 单位制冷制冷量:q0=h1-h5’ • 单位理论压缩功:w0=h2-h1 单位质量制冷量提高 耗功量不变 制冷系数增大
二、蒸气过热
4. 热力分析
(2)有效过热分析:
对循环是否有益与制冷剂性质有关。
(3)实际运行中: 希望有适当的过热度。氨过热度5~8℃, 氟利昂一般取可采取较大的过热度。
三、回热循环
1.回热循环
冷凝后的制冷剂液体与蒸发后的制冷剂 蒸气进行热交换,实现液体过冷蒸气过 热的制冷循环。
2.实现方法:系统中设回热器。
制 冷 技 术
第4讲
带液体过冷、蒸汽过热、回热系统
蒸汽压缩式制冷循环
一、液体过冷
1. 基本概念
• 液体过冷:液体制冷剂的温度低于其压力所对应的饱
和液体温度。
• 过冷度:液体过冷温度和其压力所对应的饱和液体温
度之差。
• 过冷循环:具有液体过冷的循环称为液体过冷循环。
一、液体过冷
2. 过冷循环
• 1-2 (压缩机):等熵压缩;
冷效果。
• 有害过热:过热吸收热量来自被冷却介质以外,无制冷效
果。
二、蒸气过热
2. 过热循环
• 1’-2 (压缩机):等熵压缩; • 2-3 (冷凝器):等压放热; • 3-4 (节流阀):等焓节流; • 4-1 (蒸发器):等压吸热 ;
• 1-1’ (过热):等压传热
二、蒸气过热
3. 实现方法
三、回热循环
3. 循环过程
• 1’-2(压缩机):等熵压缩; • 2-3(冷凝器):等压放热冷凝; • 3-3’(回热器):等压放热过冷; • 3’-4(节流阀):等焓节流; • 4-1(蒸发器):等压吸热制冷; • 1-1’ (回热器):等压吸热过热。
三、回热循环
4. 热力分析 • 单位压缩功增加; • 单位制冷量增加; • 回热循环不一定能提高制冷系数; • 氨不采用回热循环; • 回热适合在氟制冷系统中使用。
0 p0 5'pk 3 2
过冷循环
h
二、蒸气过热
1. 基本概念
• 蒸气过热:制冷剂蒸汽温度高于其压力对应的饱和温度。
• 过热度:蒸汽过热后的温度和同压力下饱和温度的差值。 • 过热循环:具有蒸汽过热的循环称为蒸汽过热循环。 • 有效过热:过热吸收热量来自被冷却介质,产生有用的制