制冷原理及压焓图基本知识
制冷剂的压焓图
制冷剂的压焓图
1.压焓图的构成
制冷剂的压焓图又称lgp-h图,是根据1kg制冷剂的状态变化绘制的。
横坐标表示焓h,标度是均匀的;纵坐标表示压力P，为使低压区内交点更清晰，采用对数坐标,标度是不均匀的。
坐标系内的每一点都对应着制冷剂的一种状态。
为了使用方便，图中还绘制了各种曲线,主要的几种曲线是:
1)等压线和等焓线
图中平行于横轴的直线为等压线，平行于纵轴的直线为等焓线。
2)饱和液体线和干饱和蒸气线
饱和液体线用x=0表示，在这条线上，制冷剂总是处于饱和液体状态;干饱和蒸气线用x=1表示,在这条线上，制冷剂总处于干饱和蒸气状态。
这两条线的交点叫临界点，用K表示。
这两条线将lgp-h图分为三个区域:x=0左边的区域称过冷区，在这个区域，制冷剂总是处于过冷液状态;x=1右边的区域，称为过热蒸气区，在这个区域，制冷剂总是处于过热蒸气状态;中间的区域称为饱和区,制冷剂在这个区域总保持湿蒸气状态。
3)等温线
等温线用t表示，是一条折线:在过冷区为竖虚线;在饱和区为水平虚线与等压线重合;在过热蒸气区为向下的斜线，用虚线绘制。
4)等比体积线
等比体积线用v表示，用点画线绘制。
5)等熵线
等熵线用S表示,为向右上方倾斜的曲线。
6)等干度线
它只存在于饱和区内,用X表示。
在实际应用中,以上各种曲线都有若干条，并标明相应的数据。
制冷原理的压焓图应用
制冷原理的压焓图应用1. 简介制冷原理中，压焓图（Pressure-Enthalpy Diagram）是一种重要的图示方法，用于描述和分析制冷循环过程中的热力学性质变化。
本文将介绍制冷原理中压焓图的基本概念和应用。
2. 压焓图概述压焓图是一种在压力-焓坐标系下绘制的图形，用于分析和展示制冷系统中的热力学性质变化。
在压焓图中，横轴表示焓（即热含量）而纵轴表示压力。
通过绘制制冷循环过程的轨迹，可以直观地了解制冷系统中的性质变化。
3. 压焓图的绘制制冷系统的压焓图可以通过实际测量数据或理论计算得到。
一般情况下，制冷系统的工作流程可以分为压缩、冷凝、膨胀和蒸发四个阶段。
根据不同的制冷循环类型，可以得到相应的压焓图。
下面以蒸氨制冷循环为例，简要介绍压焓图的绘制过程：1.根据制冷系统中的工质和工作参数，确定系统所处的工质状态点。
2.在压焓图上标出各个状态点，并相应地绘制系统的工作流程轨迹。
3.根据工质的热力学性质，计算各个状态点的焓值，并将其标在图上。
4.连接各个状态点，得到系统的工作流程轨迹。
4. 压焓图的应用压焓图在制冷领域中有广泛的应用，下面列举几个常见的应用场景：4.1 制冷剂选择制冷剂的选择是制冷系统设计中的重要一环。
通过压焓图，可以对比不同制冷剂的性能指标，如蒸发温度、冷凝温度、压缩功率等。
利用压焓图中的等温线和等熵线分析，可以找到系统最优的制冷剂。
4.2 制冷循环分析压焓图可以帮助工程师对制冷循环过程进行详细的分析。
通过观察压焓图上的轨迹，可以判断制冷系统中存在的问题，如液态回流、过热过冷程度不合理等。
同时，可以对制冷系统的性能进行评估和优化。
4.3 热交换器设计在制冷系统中，热交换器是实现热量传递的关键设备。
通过压焓图，可以确定制冷循环中的热量传递过程。
通过计算不同状态点的焓差，可以确定热交换器的设计参数，如传热面积、换热系数等。
4.4 节能改造通过分析制冷循环中的能量流动和损失，可以找到节能改造的潜力。
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。
压焓图详释
2.饱和碳氢化合物类
• 主要有:甲烷（CH4）-R50； 乙烷（CH3CH3）R170； 丙烷（CH2CH2CH3）-R290； 丁烷 (CH3CH2CH2CH33)--R600 ； 异丁烷 (CH(CH3)3)--R600a 。从经济观点来看，它们 是出色的制冷剂，但易燃，安全性很差。
3.不饱和碳氢化合物类
（续）氟里昂从环保角度的分类
Ⅱ
•
• • •
④ 氢氟烃-HFCs，碳氢化合物中氢原子部分被氟 置换，没有氯原子；如R134a、R410a、R407c等。 因此不破坏臭氧层，是替代CFCs的首选物质。 ⑤ 碳氢化合物-HC，碳氢化合物，如丙烷R290、 丁烷R600、异丁烷 R600a等。 ⑥ 全氯代烃-PCCs，碳氢化合物氢原子全部被氯 置换，如：R10等。 ⑦ 含氯代烃-HCCs，碳氢化合物氢原子部分被氯 置换，如：R40、R30等。 ⑧ 溴氟烷烃-BCFC，这类氟里昂如CClF2Br等能 分离出氯和溴，会消耗臭氧分子，很少用于制冷 剂，主要是灭火剂。
3.5 中国正式加入《蒙特利尔议定书》
• 联合国环保组织1987年在加拿大蒙特利尔市召开会议， 36个国家和10个国际组织共同签署了《关于消耗大气臭 氧层物质的蒙特利尔议定书》，我国1992年正式宣布加 入修订后的《蒙特利尔议定书》。 • 对于CFCs：发达国家，从1996年1月1日起完全停止生产 和消费；发展中国家，最后停用日期是2010年。 对于HCFCs：发达国家，从1996年起冻结生产量，2004 年开始削减，2020年完全停用；发展中国家，从2016年 开始冻结生产量，2040年完全停用。以上时间表可能还 会提前。 R12, R22 目前已禁止使用, • R134a 日本和美国的无氟替代制冷剂, • R600a 我国最佳无氟替代制冷剂.
制冷剂压-焓图 介绍
制冷剂压-焓图(lgP-h图)介绍制冷剂的热力学性质可通过热力参数之间的关系来描述，而制冷剂的热力参数之间的关系是通过实验方法测定出来的，一般用热力学性质图、表来表示。
制冷剂的lgP—h图：(又称莫里尔图(Molliev Diagram)）图中：K ——临界点 P ——等压线 h ——等焓线 t ——等温度线s ——等熵线 v ——等比容线 x ——等干度线在lgP—h图上任意一点都能表示制冷剂的一种热力状态，在一个状态点上，制冷剂具有确定的压力、温度、比容、焓和熵，以及蒸气所占的比例，即干度值X。
X = 制冷剂蒸气质量 / 制冷剂总质量饱和液体线（X=0）：在lgP—h图上，将不同温度下的饱和液体的各点连接起来的曲线叫做饱和液体线。
在饱和液体线上的各点所表示的是制冷剂饱和液体在此点压力下的饱和温度。
干饱和蒸气线（X=1）：在lgP—h图上，将不同温度下的干饱和蒸气的各点连接起来的曲线叫做干饱和蒸气线。
在干饱和蒸气线上的各点所表示的是制冷剂干饱和蒸气在此点压力下的饱和温度。
饱和液体线和干饱和蒸气线均为粗实线，相交于临界点，这两条线将lgP—h图分成三个区域。
饱和液体线左边是过冷液体区，干饱和蒸气线右边是过热蒸气区，两条曲线中间的区域为饱和区，也就是湿蒸气区，在这个区域内的制冷剂为饱和状态，区域内各点上的饱和蒸气均为湿蒸气。
等温线（t）：将表示温度相同的各点用点划线连接起来成一条折线，这条折线就是等温线。
等温线在过冷液体区为竖直线，与等焓线重合；在湿蒸气区为水平直线，与等压线重合；在过热蒸气区为向右下方向的曲线。
等比容线（v）：将比容相同的各点用虚线连接起来的曲线叫做等比容线。
等熵线（h）：将熵值相同的各点用细实线连接起来的曲线叫做等熵线。
等干度线（x）：在饱和区内将干度相同的点连接而成的曲线叫做等干度线。
在lgP—h图中，箭头所指的方向表示各参数数值增加的方向。
另外，可以根据任意两个状态参数就能确定其在lgP—h图上的状态点，通过这个点，就可以查出其它几个状态参数。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
同的区域变化形状不同，在过冷区等温线几乎与横坐 标轴垂直；在湿蒸气区却是与横坐标轴平行的水平线 ；在过热蒸气区为向右下方急剧弯曲的倾斜线。
等熵线：图上自左向右上方弯曲的细实线为等熵线。
制冷剂的压缩过程沿等熵线进行，因此过热蒸气区的 等熵线用得较多，在lgp-h图上等熵线以饱和蒸气线作 为起点。 等容线：图上自左向右稍向上弯曲的虚线为等比容线 。与等熵线比较，等比容线要平坦些。制冷机中常用 等比容线查取制冷压缩机吸气点的比容值。 等干度线：从临界点K出发，把湿蒸气区各相同的干 度点连接而成的线为等干度线。它只存在与湿蒸气区
流程图
高温高压气体
冷凝器
低温高压气液 混合
压缩机
节流
低温低压气体
蒸发器
低温低压气液 混合
压缩机: 压缩和输送制冷蒸汽，并造成蒸发器
中低压、冷凝器中高压，是整个系统 的心脏。
冷凝器: 输出热量的设备，将制冷剂在蒸发器
中吸收的热量和压缩机消耗功所转化 的热量排放给冷却介质。
节流阀: 对制冷剂起节流降压作用，并调节进
p0
1
h
理论循环在p-h图上的表示
END
谢 谢！
上述六个状态参数（p、t、v、x、h、s）中，只要知
道其中任意两个状态参数值，就可确定制冷剂的热力 状态。在lgp-h图上确定其状态点，可查取该点的其 余四个状态参数
3、制冷循环过程在压焓图上的表示
3 4 B 2
p
C
5 D
1 A
4
pk
3
2
5 制冷系统图
A—压缩机； B—冷凝器； C—节流阀； D—蒸发器。
制冷原理及压焓图基本知识
杜波波 2011.8.16
压缩制冷的理论循环
1 系统与循环
成循环的四个基本过程
①制冷剂液体在低压（低温）下蒸发，成为低 压蒸气 ②将该低压蒸气提高压在普通高压蒸气 ③将高压蒸气冷凝，使之成为高压液体 ④高压液体降低压力重新变为低压液体，返回 到①从而完成循环。
在制冷机中，蒸发与冷凝过程主要在湿蒸气区进行，
压缩过程则是在过热蒸气区内进行。
六组等参数线
等压线：图上与横坐标轴相平行的水平细实线均是等
压线，同一水平线的压力均相等。
等焓线：图上与横坐标轴垂直的细实线为等焓线，凡
处在同一条等焓线上的工质，不论其状态如何焓值均 相同。
等温线：图上用点划线表示的为等温线。等温线在不
入蒸发器的制冷剂流量。
蒸发器: 输出冷量的设备，制冷剂在蒸发器中
吸收被冷却对象的热量，从而达到制 冷的目的。
2、 压焓图
p
T p
液态区
s
K
v
x
气液混合
x
过热蒸汽区
a
h
b h
压焓图
临界点K和饱和曲线
临界点K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。
K点左边的粗实线Ka为饱和液体线，在Ka线上任意
一点的状态，均是相应压力的饱和液体；K点的右 边粗实线Kb为饱和蒸气线，在Kb线上任意一点的 状态均为饱和蒸气状态，或称干蒸气。
三个状态区
Ka左侧——液体区，该区域内的制冷剂温度低于同压
力下的饱和温度； Kb右侧——过热蒸气区，该区域内的蒸气温度高于同 压力下的饱和温度； Ka和Kb之间——气液混合区，即湿蒸气区。该区内制 冷剂处于饱和状态，压力和温度为一一对应关系。