汽车蒸汽压缩式制冷装置组成及工作原理
实验6 蒸汽压缩制冷
实验6 蒸汽压缩制冷（热泵）装置性能实验一、实验目的1. 了解蒸汽压缩制冷（热泵）装置。
学习运行操作的基本知识。
2. 测定制冷剂的制冷系数。
掌握热工测量的基本技能。
3. 分析制冷剂的能量平衡。
二、实验任务1. 测定水冷式单级蒸汽压缩制冷系统的制冷系数。
2. 了解壳管式换热器的性能，节流阀的调节方法和性能。
3. 了解热泵循环系统的流程和制热系数的概念。
三、实验原理该系统是由压缩机、冷凝器、节流阀和蒸发器组成，制冷机的作用是从低温物体中取出热量、并将它传给周围介质。
热力学第二定律指出：“不可能使热量由低温物体传向高温物体而不引起其他的变化”。
本实验用制冷装置，需要消耗机械功。
用工质进行制冷循环，从而获得低温。
蒸汽压缩制冷循环的经济性可用制冷系数ε来评价。
鉴于实际设备存在的各种实际损失，故ε值可分为“理论制冷系数”和“实际制冷系数”。
图6-1 蒸汽压缩制冷循环1. 理论制冷系数图6-1为蒸汽压缩制冷循环的T-S图。
1-2未压缩过程，2-3-4为制冷剂冷凝过程，4-5为节流过程，5-1为吸热蒸发。
理论制冷系数ε为理论制冷量q2和理论功w之比：ε= q2/w = ( h1-h4) / (h2-h1)2. 实际制冷系数实际制冷系数是指制冷机有效制冷能力Q0与实际消耗的电功率N之比：εγ= Q0/N =εηｉηｍηｄηｍ０式中ηｉ为压缩机的指示效率，ηｍ为压缩机的机械效率；ηｄ为传动装置效率；ηｍ０为电机效率。
实际制冷系数约为理论制冷系数的1/2～2/33.工作原理1）工作过程单级蒸汽压缩制冷系统，是由制冷压缩机、冷凝器、蒸发器和节流阀四个基本部件组成。
它们之间用管道依次连接，形成一个密闭的系统，制冷剂在系统中不断地循环流动，发生状态变化，与外界进行热量交换。
制冷系统的基本原理液体制冷剂在蒸发器中吸收被冷却的物体热量之后，汽化成低温低压的蒸汽、被压缩机吸入、压缩成高压高温的蒸汽后排入冷凝器、在冷凝器中向冷却介质(水或空气)放热，冷凝为高压液体、经节流阀节流为低压低温的制冷剂、再次进入蒸发器吸热汽化，达到循环制冷的目的。
蒸汽压缩式制冷循环四大部件之二 冷凝器
第三十七页，编辑于星期五：二十点 九分。
物体在加热或冷却过程中，温度升高或降低而不改变 其原有相态所需吸收或放出的热量，称为“显热”。它 能使人们有明显的冷热变化感觉，通常可用温度计测 量出来。（如将水从20℃的升高到80℃所吸收到的热量， 就叫显热。）
套管式冷凝器特点：
优点:结构紧凑、制造简单、价格便宜、冷凝液体再 冷度较大、冷却水耗量较少。
缺点：两侧流体的流动阻力均较大，且清除水垢较 困难。
适用范围：目前多用于单机制冷量小于25kW的小型氟
利昂制冷机组中。
第二十二页，编辑于星期五：二十点 九分。
(二)空气冷式冷凝器
空气冷式冷凝器又称风冷式冷凝器， 空气冷式冷凝器 完全不需要冷却水，而是利用空气使气态制冷剂冷凝。制冷 剂在风冷式冷凝器中的传热过程和水冷式冷凝器相似，分为 降低过热、冷凝和再冷三个阶段。根据空气流动发生的原因 不同，空冷式冷凝器有自然对流式和强迫对流式之分。强迫
制冷循环四大部件二 ----冷凝器
是制冷装置中的主要换热设备之一
第一页，编辑于星期五：二十点 九分。
冷凝器的种类和工作原理
冷凝器的作用是将制冷压缩机排出的高温高压气态制 冷剂予以冷却、使之液化，以便制冷剂在系统中循环使用。
冷凝器
水冷
风冷
水-空气冷却
制冷剂 其他工质
空气调节用制冷常用冷凝器
第二页，编辑于星期五：二十点 九分。
冷系统的制冷能力和运行经济性均有利。因此，制冷装 置中目前多采用这种冷凝器。
常用的水冷式冷凝器有壳管冷凝器和套管式冷凝器
，现分别叙述如下。
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。
蒸汽压缩式制冷系统的组成
蒸汽压缩式制冷系统的组成蒸汽压缩式制冷系统是一种常用于制冷和空调系统中的技术。
它的核心是压缩机，该压缩机通过压缩制冷剂，将其转化为高压高温的气体，然后通过冷凝器将其冷却，使其变成高压液体，最后通过蒸发器降温蒸发，产生冷量，从而完成制冷循环。
以下是蒸汽压缩式制冷系统的主要组成。
1. 压缩机：蒸汽压缩式制冷系统的核心部件，主要用于将低温低压的制冷剂压缩成高温高压的气态制冷剂，从而提高制冷效率。
压缩机的类型有很多种，包括活塞式压缩机、螺杆式压缩机、离心式压缩机等。
2. 冷凝器：压缩机压缩制冷剂后，产生的高温高压气体通过冷凝器散热，从而使其冷却成高压液态制冷剂。
冷凝器一般为管式或板式换热器，通常采用风冷或水冷方式散热。
3. 蒸发器：蒸发器是制冷系统中完成制冷的关键部件。
它将高压液态制冷剂通过节流装置降压成低压液态，在蒸发器内通过换热，与空气或冰水进行接触，从而产生冷量。
蒸发器一般为管式或板式的换热器。
4. 膨胀阀：膨胀阀负责在制冷系统中降低制冷剂的压力，使其从高压液态制冷剂转变为低压液态制冷剂，从而实现制冷的目的。
目前广泛采用的是电子膨胀阀和电磁膨胀阀。
5. 制冷剂：制冷剂是蒸汽压缩式制冷系统中完成制冷的重要介质。
一般采用氟利昂等环保制冷剂。
6. 油分离器：制冷系统中经常需要使用润滑油，因此需要设置油分离器来分离出油和制冷剂，防止油滞留在制冷系统中，影响制冷效果和运行稳定性。
7. 管道和阀门：管道和阀门是蒸汽压缩式制冷系统中的重要组成部分。
它们负责将制冷剂从一个部件输送到另一个部件，同时也需通过控制阀门来调整制冷系统的运行状态和效率。
综上所述，蒸汽压缩式制冷系统是一种由多个部件组成的复杂系统，其中压缩机、冷凝器、蒸发器、膨胀阀、制冷剂、油分离器、管道和阀门等部件相互协作，共同完成制冷和空调的功能。
随着制冷技术的不断发展，蒸汽压缩式制冷系统也在不断优化和改进，以提高其效率和环保性能。
蒸汽压缩式冷冻机原理
蒸汽压缩式冷冻机原理
蒸汽压缩式冷冻机是一种常用的制冷设备，其原理是利用蒸发和压缩的过程实现制冷。
蒸汽压缩式冷冻机的主要组成部分包括压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器。
首先，压缩机将低压低温的蒸气吸入，通过机械压缩使其温度和压力升高，从而形成高温高压的蒸汽。
然后，高温高压的蒸汽进入冷凝器，在冷凝器中与冷却介质进行热交换，使蒸汽的温度和压力降低，同时冷却介质的温度升高。
这个过程中，蒸汽由气态转变为液态，释放出大量的热量。
接下来，冷凝后的高压液体通过膨胀阀进入蒸发器。
在膨胀阀的作用下，液体的压力骤然降低，使得部分液体蒸发为低温低压的蒸汽。
在这个过程中，蒸发器吸收环境中的热量，实现制冷效果。
最后，低温低压的蒸汽再次进入压缩机，循环进行上述过程。
通过这个循环，蒸汽压缩式冷冻机能够将热量从低温环境移动到高温环境，从而实现对低温环境的制冷。
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。
说明蒸汽压缩式制冷机的工作过程
蒸汽压缩式制冷机的工作过程1. 引言蒸汽压缩式制冷机是一种常见的制冷设备，广泛应用于家庭和商业领域。
它利用蒸发和冷凝的物理原理来实现制冷效果。
本文将详细介绍蒸汽压缩式制冷机的工作过程，包括其基本原理、组成部分以及工作循环。
2. 基本原理蒸汽压缩式制冷机的工作原理基于卡诺循环。
根据热力学第一定律，能量守恒，热量可以从高温区域传递到低温区域。
而根据热力学第二定律，热量无法自行从低温区域传递到高温区域。
因此，在制冷过程中，需要消耗外部能源来将热量从低温区域转移到高温区域。
3. 组成部分蒸汽压缩式制冷机由以下几个主要组成部分组成：3.1 蒸发器（Evaporator）蒸发器是制冷系统中的一个重要组件。
其作用是将制冷剂从液态转变成气态，吸收周围环境的热量。
在蒸发器中，低压制冷剂流经管道，在与外界空气接触的过程中蒸发，并从周围环境吸收热量。
3.2 压缩机（Compressor）压缩机是蒸汽压缩式制冷机的核心部件，其作用是将低温、低压的气体制冷剂吸入，然后通过增加压力和温度来提高制冷剂的温度和压力。
这样做的目的是为了使制冷剂能够流动到冷凝器中，并且能够释放更多的热量。
3.3 冷凝器（Condenser）冷凝器是将高温、高压的气体制冷剂转变为液态的关键组件。
在冷凝器中，制冷剂通过与外界空气或水接触，释放热量并降温，从而使制冷剂从气态转变为液态。
3.4 膨胀阀（Expansion Valve）膨胀阀控制着制冷剂从高压区域流向低压区域的速度。
它通过限制制冷剂的流量，降低其压力和温度，从而实现制冷效果。
4. 工作循环蒸汽压缩式制冷机的工作循环包括四个主要过程：蒸发、压缩、冷凝和膨胀。
下面将对每个过程进行详细描述：4.1 蒸发过程在蒸发器中，低温、低压的液态制冷剂吸收外界空气或物体的热量，从而使制冷剂蒸发成气态。
这个过程是通过增加制冷剂与周围环境接触面积来提高传热效率的。
4.2 压缩过程在压缩机中，气态制冷剂被吸入并被压缩成高温、高压的气体。
蒸气压缩式制冷原理
蒸气压缩式制冷原理
一、蒸气压缩式制冷原理
蒸气压缩式制冷机是将气体（如空气、氯气、甲烷等）从一个压力的设定值通过蒸气压缩机送入到另一个压力的设定值，以实现温度和湿度的控制。
在压缩过程中，气体产生的热量被抽出，会使气体温度降低，有助于冷却或加湿空气。
蒸气压缩式制冷机由蒸气压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器和压缩机组成。
蒸气压缩机把气体压缩到一定压力，经过冷却后，气体变成液体，在进入膨胀阀前把液体压缩到一定的压力。
膨胀阀以线性方式控制气体的流量，当压力加入时，膨胀阀会自动开启，将气体释放到气体中，此时气体的温度和压力会减小。
此时，气体进入到蒸发器，这里的气体受到加热，温度升高，也会增加湿度，从而实现制冷和加湿的目的。
最终，气体经过蒸发器后进入到蒸气压缩机，然后再次压缩，重复循环，实现制冷和加湿的目的。
蒸气压缩机的优势是压缩率高，传热效率高，结构简单，安全可靠，制冷性能优良，使用寿命长。
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汽车蒸汽压缩式制冷装置组成及工作原理
汽车蒸汽压缩式制冷装置组成及工作原理
装置：压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器，循环管网。
工作原理：制冷剂经过压缩、冷凝、膨胀、蒸发、循环制冷。
用蒸发器出风温度来控制压缩机电磁离
合器吸合或脱离，用间歇运行来控制系统制冷能力和车内空调负荷摇板式压缩机工作原理
(1) 压缩机
压缩机的作用是将从蒸发器出来的低温、低压的气态制冷剂通过压缩转变为高温、高压的气态制冷剂，并将其送入冷凝器。
目前在汽车空调系统中所采用的压缩机有多种类型，比较常见的有斜盘式压缩机、叶片式压缩机、涡旋式压缩机、曲轴连杆式压缩机等。
此外，压缩机还可分为定排量和变排量的两种型式，变排量压缩机可根据空调系统的制冷负荷自动改变排量，使空调系统运行更加经济。
a) 旋转斜盘式压缩机
结构: 旋转斜盘式压缩机的结构见图4-47，这种压缩机通常在机体圆周方向上布置有6个或者10个气缸，每个气缸中安装一个双向活塞形成6缸机或10缸机，每个气缸两头都有进气阀和排气阀。
活塞由斜盘驱动在气缸中往复运动，活塞的一侧压缩时，另一侧则为进气。
图4-47 旋转斜盘式压缩机的结构
工作过程: 旋转斜盘式压缩机的工作过程见图4-48，压缩机轴旋转时，轴上的斜盘同时驱动所有的活塞运动，部分活塞向左运动，部分活塞向右运动。
图中的活塞在向左运动中，活塞左侧的空间缩小，制冷剂
被压缩，压力升高，打开排气阀，向外排出，与此同时，活塞右侧空间增大，压力减小，进气阀开启，制冷剂进入气缸。
由于进、排气阀均为单向阀结构，所以保证制冷剂不会倒流。
图4-48 旋转斜盘压缩机的工作过程
b) 摇板式压缩机
结构: 这种压缩机是一种变排量的压缩机，其结构如图4-49所示，它的结构与旋转斜盘式压缩机类似，通过斜盘驱动周向分布的活塞，只是将双向活塞变为单向活塞，并可通过改变斜盘的角度改变活塞的行程，从而改变压缩机的排量。
压缩机旋转时，压缩机轴驱动与其连接的凸缘盘，
凸缘盘上的导向销钉再带动斜盘转动，斜盘最后驱动活塞往复运动。
图4-49 摇板式压缩机的结构
工作过程: 压缩制冷剂的工作过程此处不再重复，这里主要介
绍一下变排量的原理，见图4-50，这种压缩机可以根据制冷负荷的大小改变排量，制冷负荷减小时，可以使斜盘的角度减小，减小活塞的行程，使排量降低。
负荷增大时则相反。
下面以负荷减小为例来说明压缩机排量如何减小，制冷负荷的减小会使压缩机低压腔压力降低，低压腔压力降低可使波纹管膨胀而打开控制阀，高压腔的制冷剂便会通过控制阀进入斜盘腔，使斜盘腔的压力升高。
图4-50 摇板式压缩机变排量的工作过程
?桑塔纳jv型发动机蜡式节温器工作原理：蜡式节温器是通过石蜡在高低温的状态变形推动中心杆进而控制阀
门的开闭实现大小循环的切换
?关键字: 节温器Thermostat工作原理
常温下石蜡呈固态，水温低于349K（76℃）时，主阀门完全关闭，旁通阀完全开启，由气缸盖出来的水经旁通管直接进入水泵，故称为小
循环。
由于水只是在水泵和水套之间流动，不经过散热器，且流量小，所以冷却强度弱。
当发动机水温达349K（76℃）以上时，石蜡逐渐变成液态，体积随之增大，迫使橡胶管收缩，从而对中心杆下部锥面产生向上的推力。
由于杆的上端固定，故中心杆对橡胶管及感应体产生向下的反推力，克服弹簧张力使主阀门逐渐打开，旁通阀开度逐渐减小。
当发动机水温升高到359K（86℃），主阀门完全开启，旁通阀完全关闭，冷却水全部流经散热器，称为大循环。
由于此时冷却水流动线路长，流量大，冷却强度强。