制冷基础知识

制冷基础知识一、制冷术语：什么叫工质?凡是用来实现热能与机械能的转换或用来传递热能的工作物质统称为工质。

在制冷装置中，不断循环流动以实现能量转换的工作物质称为工质。

也是制冷系统中完成制冷循环的工作介质。

例如：氟利昂、氨、水等。

什么叫制冷剂？制冷剂即制冷工质，是制冷系统中完成制冷循环的工作介质。

制冷剂在蒸发器内吸取被冷却对象的热量而蒸发，在冷凝器内将热量传递给周围空气或水而被冷凝成液体。

制冷机借助于制冷剂的状态变化，达到制冷的目的。

什么叫载冷剂?载冷剂也称冷媒是指在间接制冷系统中用以传送冷量的中间介质。

载冷剂在蒸发器中被制冷剂冷却后，送到冷却设备中，吸收被冷却物体或环境的热量，再返回蒸发器被制冷剂重新冷却，如此不断的循环，以达到连续制冷的目的。

载冷剂传递冷量是依靠显热作用，而不象别的制冷剂那样依靠蒸发潜热来实现制冷。

例如：空气、水、盐水、有机化合物及其水溶液等。

二、制冷系统中的工作参数的概念1、温度：温度是表示物质冷热程度的量度。

常用的温度单位（温标）有三种：摄氏温度、华氏温度、绝对温度。

1）摄氏温度（t ,℃）：我们经常用的温度。

用摄氏温度计测得的温度。

2）华氏温度（F ,℉）：欧美国家常用的温度。

3）绝对温标（T，oK）：一般在理论计算中使用。

三种温度单位之间换算：A、华氏温度F (℉) = 9/5×摄氏温度t(℃) ＋32 （已知摄氏温度求华氏温度）B、摄氏温度t （℃）= [华氏温度F（℉）-32]×5/9 （已知华氏温度求摄氏温度）例： F (℉) t （℃）212 10032 05 -150 -17.8C、绝对温标T（oK）= 摄氏温度t (℃) ＋273 （已知摄氏温度求绝对温度）例： t (℃) T（oK）-30 243-10 2630 27330 3032、压力（P）：在制冷中，压力是单位面积上所受的垂直作用力，即压强。

通常用压力表、压力计测得。

1）压力的常用单位有：Mpa（兆帕）,Kpa（千帕）,Pa(帕)，bar（巴或巴帕）,kgf/cm2(即标准大气压,一般看作是：1bar、0.1MPa），at(工程大（平方厘米公斤力）,atm或BO（毫米水柱）。

气压)，mmHg（毫米汞柱）,mmH22）换算关系：1 Mpa = 1000 Kpa =106 Pa = 10 bar ＝10atm=10at= 7500.6 mmHg = 10.197 kgf/cm2= 760 mmHg = 1.01326 bar = 0.101326 Mpa1 B工程上一般用：1bar（巴或巴帕） = 0.1Mpa（兆帕）=100 Kpa（千帕）=105Pa(帕)≈1 kgf/cm2(标准大气压)= 1 at(工程大气压)= 760 mmHg（毫（平方厘米公斤力）≈ 1 atm或B米汞柱）O（毫米水柱）=9.8 Pa(帕) 1 mmHg（毫米汞柱）=1托=133.3 Pa(帕) 1 mmH23）几种压力表示法：）空气对地球表面所产生的压力。

大气压的大小与位置高度和温度有（1）大气压（B关，所以规定了标准大气压，其值为0.1MPa。

绝对压力（Pj）：在容器中，分子热运动而对容器内壁产生的压力。

用Pj或P来表示。

绝制冷剂热力性质表中的压力一般为绝对压力。

（2）表压（Pb）：制冷系统中用压力表测得的压力。

用Pb或P表来表示。

表压是容器内气体压力与大气压(B0)的差值。

Pb= Pj- B0：一般认为：表压加上1bar、或0.1Mpa，就是绝对压力。

（3）真空度（H）：容器内的绝对压力小于当地大气压的数值，即当表压是负值时，它的绝对值就是真空度。

对于制冷系统来说，就是制冷系统低于外界大气压力。

用H或P真表示。

H= B0- Pj或H= ∣Pj- B∣。

一般不加说明时压力均指表压。

3、气化、蒸发、沸腾、沸点1）气化：是指物质从液态变成气态的现象。

气化有蒸发和沸腾两种形式2）蒸发：是指在任何温度下的液体表面进行的气化现象。

如盘中的水在室温下水量会慢慢的减少直至消失的现象，还有水变水蒸气的现象。

3）沸腾：是指液体通过各种途径吸热使温度升到沸点时，在液体内部进行的剧烈气化现象。

但在制冷过程中，制冷剂的汽化被习惯称为蒸发。

4）沸点：是指液体在饱和状态下的饱和温度。

也就是制冷技术中所说的蒸发温度。

4、比热、显热、潜热1）比热：1克的物质温度升高1℃所需的热量即为该物质的比热。

单位为KJ/Kg.K即千焦/千克K或Kcal/Kg.k即千卡/千克℃。

2）显热：仅使物体温度升高或降低，但并没有改变物体的形态，那么物体所吸收或放出的热称为显热。

如冷水变热水所吸的热为显热。

3）潜热：仅使物体状态发生改变，但其温度不变，那么物体所吸收或放出的热称为潜热。

如制冷剂从液体变气体沸腾时所吸的热就是潜热。

单位为J/g(焦耳/克)或KJ/Kg（千焦/千克）。

5、制冷剂热力性质表：制冷剂热力性质表列出了制冷剂在饱和状态的温度（饱和温度）和压力（饱和压力）等参数。

R717（氨）、R22饱和状态温度、压力对照表.制冷剂在饱和状态的温度和压力是一一对应的。

1）什么是饱和状态？饱和状态就是制冷剂气体和液体共存的状态。

一般认为：蒸发器、冷凝器、气液分离器（氨分）、低压循环桶里的制冷剂是处于饱和状态的。

处于饱和状态下的蒸汽（液体）称为饱和蒸汽（液体），饱和蒸气也称为干饱和蒸气；所对应的温度、压力称为饱和温度和饱和压力。

在制冷系统中，对于一种制冷剂来说，其饱和温度与饱和压力是一一对应的，饱和温度越高，饱和压力也越高。

制冷剂在蒸发器中蒸发以及在冷凝器中冷凝都是在饱和状态下进行的，所以蒸发温度与蒸发压力、冷凝温度与冷凝压力也是一一对应的。

对应关系可查制冷剂热力性质表。

2）查表练习：（1）氨（R717）蒸发温度℃蒸发压力（绝对）蒸发压力（表压）2 0.463 Mpa 0.363 MPa-15 0.236 Mpa 0.136 MPa-25 0.151 Mpa 0.051 Mpa-33 0.103 Mpa 0.003 Mpa-35 0.093 Mpa -0.007 Mpa (真空度为53.2 mmHg)冷凝温度℃冷凝压力（绝对）冷凝压力（表压）30 1.169 Mpa 1.069 MPa35 1.353 Mpa 1.253 MPa40 1.557 Mpa 1.457 Mpa（2）氟里昂22（R22）蒸发温度℃蒸发压力（绝对）蒸发压力（表压）2 0.531 Mpa 0.431 Mpa-15 0.296 Mpa 0.196 Mpa-25 0.201 Mpa 0.101 Mpa-33 0.144 Mpa 0.044 Mpa-35 0.132 Mpa 0.032 Mpa冷凝温度℃冷凝压力（绝对）冷凝压力（表压）30 1.192 Mpa 1.092 MPa35 1.355 Mpa 1.255 MPa40 1.534 Mpa 1.434 Mpa7、蒸发、吸气、排气、冷凝的压力和温度1）蒸发压力（温度）：是指液体制冷剂在蒸发器内蒸发沸腾时的饱和压力（温度）。

蒸发温度与蒸发压力呈一一对应关系。

蒸发温度可以通过回气压力表的读数换算成绝对压力后，查制冷剂的热力性质表得到。

蒸发温度一般比库温低10度左右。

按设计规定：冷却间的蒸发温度为-8～10℃；冻结物冷藏间的蒸发温度为-28℃；冻结间的蒸发温度为-33℃。

制冷系统最佳的蒸发温度是根据制冷工艺要求而决定的，如以水或盐水为载冷剂时，则蒸发温度比载冷剂出口温度低4～6℃；以空气为载冷剂用风机强制循环时，则蒸发温度比空气温度低5～10℃；当空气为自然对流时，则蒸发温度比库温低10～15℃。

当在一定的冷凝压力下，蒸发温度过高或过低都是不利的。

蒸发温度过高，满足不了系统的降温要求；蒸发温度过低，则制冷量下降，单位制冷量耗功增加。

决定蒸发温度和蒸发压力的主要因素是制冷剂的蒸发量与压缩机吸气量之间的关系。

如果蒸发量等于压缩机的吸气量，则蒸发压力与蒸发温度会稳定不变。

反之，则会引起蒸发压力与蒸发温度的升高或降低。

影响蒸发量和吸气量的因素主要与库房的热负荷、蒸发器的传热面积和压缩机的容量有关。

在实际操作中，通过节流器来改变蒸发量与吸气量之间的关系，是调节蒸发温度和蒸发压力的基本方法。

在冷凝温度不变时，蒸发温度越高，制冷量应增加。

2）压缩机的吸气压力(温度)：压缩机吸气口处制冷剂气体的压力(或温度)。

可以通过压缩机吸气压力表(或温度计)观测到。

由于回气管道存在流动阻力，所以吸气压力比蒸发压力略低，而吸气温度总是高于蒸发温度（其差值称为过热度），一般高出5～10℃。

氟利昂系统吸气过热度增加可使制冷量略有增加，一般控制在5～15℃；氨系统吸气过热度过高是有害的，一般控制在5～8℃。

在制冷系统中，如果吸气压力过低，将引起压缩比增大、油压过低和制冷效率降低等不良后果。

因此，压缩机的安全保护上都装有低压控制器，以保证压缩机运行的经济性和安全性。

引起吸气压力过低的主要原因有：蒸发压力过低、回去管道堵塞或吸气阀开得过小等。

而吸气温度过低，则有可能吸入湿蒸汽，导致压缩机发生液击；如吸气温度太高，必将提高压缩机的排气温度，使制冷量下降，功耗增大；因此吸气过热度太大或过低，都会对系统不利。

制冷系统开始调试时，调节节流机构的开启度，只要排气压力允许，压缩机能正常运行，应尽量提高吸气压力。

3）排气压力(温度)：是指制冷剂蒸汽经压缩机压缩后排出排气口处的压力(温度)。

可以通过压缩机排气压力表(或温度计)观测到。

排气温度也可以用吸气状态和排气压力在压焓图上查得。

由于冷凝器盘管的管道阻力，使排气压力比冷凝压力略高。

排气温度取决于吸气压力Po 、排气压力PK、压缩比（PK/Po）、吸气过热度和干度，吸气温度过高或压缩比较大，都会使排气温度升高。

在其他参数不变的情况下，压缩机吸、排气压差越大，排气温度越高；吸气过热度越大，排气温度越高。

压缩比是指气体被压缩后的绝对压力与压缩前的绝对压力之比，称为压缩比，又称“压力”比。

在制冷压缩机中，通常以冷凝压力（绝对压力）与蒸发压力（绝对压力）之比代替。

为方便起见，制冷系统的蒸发压力与冷凝压力都在压缩机的吸、排气口检测。

即通常称为压缩机的吸、排气压力。

在使用氟利昂制冷剂的单级活塞压缩机的压缩比一般不超过10，而使用氨的单级活塞压缩机的压缩比一般不超过8；对于单级螺杆压缩机，因采用喷油冷却，其压缩比比活塞压缩机的大一些；对于单级离心式压缩机的压缩比比活塞压缩机的小得多，即使用氟利昂也只能达到4左右。

如果压缩比过高将会使压缩机的吸气量减少，相应的输气量减少；压缩终了的温度过高，相应的排气温度升高，造成润滑油变稀甚至挥发分解和碳化，则会降低传热效果和恶化压缩机的润滑条件；制冷剂经节流损失增大，节流后制冷剂的干度增大，制冷量和制冷性能下降；故对压缩机的可靠性和经济性均不利。