蒸气压缩式制冷的应用范围和条件
单级蒸气压缩式制冷理论循环
液体过冷、吸气过热及回热循环 下图为具有液体过冷的循环和理论循环的对比图，1-2-3-4-1为理论循环，1-2-3'4'-1表示过冷循环。 两个循环的比功相同，过冷循环中单位制冷量增加，从而导致过冷循环的制冷 系数增加。
从制冷系数变化的角度对比如下：
理论循环 1-2-3-4-1 q0=h1-h4 w0=h2-h1
• 单级蒸气压缩式制冷实际循环与理论循环的区别
– 1）制冷压缩机的压缩过程不是等熵过程，且 有摩擦损失。 – 2）实际制冷循环中压缩机吸入的制冷剂往往 是过热蒸气，节流前往往是过冷液体，即存在 气体过热、液体过冷现象。 – 3）热交换过程中，存在着传热温差，被冷却 介质温度高于制冷剂的蒸发温度，环境冷却介 质温度低于制冷剂冷凝温度。 – 4）制冷剂在设备及管道内流动时，存在着流 动阻力损失，且与外界有热量交换。 – 5）实际节流过程不完全是绝热的等焓过程， 节流后的焓值有所增加。 – 6）制冷系统中存在着不凝性气体。
3.理论循环过程在压焓图上的表示 1）制冷压缩机压缩过程 2）制冷压缩机冷凝过程 3）制冷压缩机膨胀过程 4）制冷压缩机蒸发过程
理论循环的性能指标及其计算 1、单位质量制冷量
制冷压缩机每输送1kg制冷剂经循环从被冷却介质中制取的冷量 称为单位质量制冷量，用q0表示。 q0=h1-h4=r0（1-x4） （1-1）
4.单位冷凝热负荷
制冷压缩机每输送1kg制冷剂在冷凝器中放出的热量，称为单位冷凝 热负荷，用qk表示。
式中 qk单位冷凝热负荷（kJ/kg）； h2与冷凝压力对应的干饱和蒸气状态所具有的比焓值（kJ/kg）； h3与冷凝压力对应的饱和液状态所具有的比焓值（kJ/kg）；
对于单级蒸气压缩式制冷理论循环，存在着下列关系
两级蒸汽压缩式制冷循环
两级蒸汽压缩式制冷循环两级蒸汽压缩式制冷循环是一种常用的制冷循环方式，广泛应用于家用空调、商用制冷设备等领域。
它通过两级压缩来提高制冷效果，实现更高的制冷效率和更低的能耗。
两级蒸汽压缩式制冷循环的工作原理是：首先，制冷剂在低温低压状态下经过蒸发器，吸收外界的热量并蒸发为低温低压蒸汽；然后，低温低压蒸汽被压缩机1压缩，提高其温度和压力；接着，高温高压蒸汽通过冷凝器，释放热量并冷凝为高温高压液体；最后，高温高压液体经过膨胀阀节流，降低其温度和压力，进入蒸发器进行下一轮的制冷循环。
两级蒸汽压缩式制冷循环相比单级蒸汽压缩式制冷循环具有以下优点：1. 提高制冷效果：通过两级压缩，制冷剂在第一级压缩机的压缩过程中，温度和压力得到了显著提高，使得制冷剂能够更好地吸收热量。
然后，经过第二级压缩机进一步提高温度和压力，使制冷剂在冷凝器中释放更多的热量。
这样，两级蒸汽压缩式制冷循环的制冷效果比单级蒸汽压缩式制冷循环更好。
2. 提高制冷效率：由于两级蒸汽压缩式制冷循环在两个压缩机之间增加了一个冷凝器，使得制冷剂在压缩过程中能够充分释放热量，提高制冷效率。
同时，两级蒸汽压缩式制冷循环还能够减少制冷剂的凝结温度，使得制冷剂在蒸发器中的蒸发速度更快，提高制冷效率。
3. 减少能耗：两级蒸汽压缩式制冷循环通过提高制冷剂的温度和压力，减少了制冷剂在蒸发器和冷凝器中的温度差，从而降低了能耗。
此外，两级蒸汽压缩式制冷循环还能够通过优化制冷剂的回热过程，减少回热损失，进一步降低能耗。
4. 提高制冷控制性能：两级蒸汽压缩式制冷循环通过两个压缩机的控制，能够更灵活地调节制冷剂的压力和流量，提高制冷控制性能。
这使得两级蒸汽压缩式制冷循环能够根据实际需要进行制冷功率的调节，提高制冷系统的稳定性和可靠性。
两级蒸汽压缩式制冷循环是一种高效、节能的制冷循环方式。
通过两级压缩，它能够提高制冷效果和制冷效率，降低能耗，并且具有较好的制冷控制性能。
在未来的发展中，随着科技的进步和制冷技术的不断创新，两级蒸汽压缩式制冷循环有望进一步提高制冷效率，减少能耗，为人们提供更加舒适和环保的制冷服务。
2.2-双级蒸气压缩式制冷循环
（ 3）容积比的变化对中间压力的影响
当蒸发温度t0和冷凝温度tk都不变时，容积比改变时，
则中间压力pm也随之改变。 容积比的减小，中间压力pm升高；反之，容积比增大， 中间压力pm降低。
在实际双级蒸气压缩式制冷系统的操作运行管理中，可以
通过改变配组双级制冷机低压级压缩机的运转台数， 或改变单机双级制冷压缩机低压级气缸工作的数量，来 改变容积比的大小。低压级卸载，容积比增大，中 间压力pm降低；低压级加载，容积比减小，中间压力pm 升高。
第42页，共54页。
2、压缩机电动机功率的配备
❖ 对于配组双级的制冷系统，高、低压级压缩 机的电动机要分别选取。 1、高压级压缩机电动机的选取 ①与单级压缩机相同，可以按它的最大轴功 率工况选配电动机的功率； ②也可以按最常运行工况选配电动机，但这 种情况下压缩机的起动过程中带采取部分卸 载或进气节流等措施以降低起动电流，防止 电机过载。
1)根据比例中项法先求得一个中间压力的近似值
2)在中间压力值的上下，按一定的温度间隔(例如2℃) 选取不同的几个中间温度tm1、tm2、tm3、tm4、tm5 。
3)再根据给定的工况和选取的各个中间温度分别画出 双级压缩循环的压焓图，确定循环的各状态点的参 数，计算出相应的制冷系数。
第29页，共54页。
双级压缩制冷循环通常应使用中温制冷剂。目前广泛 使用的制冷剂是R717、R22和R502。
对采用回热循环有利的制冷剂，就采用中间不完全冷却的 循环形式；对采用回热循环不利的制冷剂，应采用中间完 全冷却的循环形式。
第28页，共54页。
二、循环工作参数的确定 1.中间压力与中间温度的确定
第一种情况：从循环计算来确定中间压力
空调用制冷技术-第一章 蒸气压缩式制冷的热力学原理
制冷循环的分析工具
lgp-h图
1点、2线、3区 Pressure 6等值线 分析与计算工具 Throttle
valve
Receiver
Condenser
qk wc
Compressor
T-s图
同上
Evaporator
qo
Enthalpy
T-S图
一点、 二线、 三区、 五态、 六等。
P-h图
蒸气压缩式：
R
max
c
计算制冷效率或热力完善度时，必须： (1)计算实际制冷循环的制冷系数或热力系数 (2)计算理想循环的制冷系数或热力系数 (3)计算制冷效率或热力完善度
热力完善度
工作在相同温度区间的不可逆循环的实际制冷 系数ε与可逆循环εc的制冷系数的比值： c
制冷技术的应用发展方向
现在世界制冷技术的发展主要表现在： 新型制冷工质的研究（节能，环保：工质的替 代，R12-R134a,R22-R407c,R410a） 新型制冷原理与系统的研究和开发（吸收、吸 附式制冷系统的发展） 蓄冷技术与集中供冷 制冷设备规模不断扩大（大容量机组，几千kw） 计算机技术在制冷中的应用（制冷装置的自动 化水平:智能化，网络化，信息化）
单级压缩蒸气制冷机的理论比功也是随 制冷剂的种类和制冷机循环的工作温度 而变的。
制冷方法与分类
按照制冷原理，制冷技术可分为以下几种方法：
（1）相变制冷：利用液体在低温下的蒸发过程或固体在低温下的 融化或升华过程从被冷却物体吸取热量以制取冷量。这类制冷方 法有蒸气压缩式、吸收式、蒸气喷射式、吸附式制冷等。 （2）气体绝热膨胀制冷：高压气体经绝热膨胀即可达到较低的温 度，令低压气体复热即可制取冷量。 （3）气体涡流制冷：高压气体经涡流管膨胀后即可分离为热、冷 两股气流，利用冷气流的复热即可制冷。 （4）热电制冷：令直流电通过半导体热电堆，即可在一端产生冷 效应，在另一端产生热效应。 （5） 磁制冷：利用磁热效应的制冷方式，绝热退磁制冷。 （6） 化学制冷： （7）氦稀释制冷等。
蒸气压缩式制冷原理
蒸气压缩式制冷原理蒸气制冷是利用某些低沸点的液态制冷剂在不同压力下汽化时吸热的性质来实现人工制冷的。
在制冷技术中，蒸发是指液态制冷剂达到沸腾时变成气态的过程。
液态变成气态必须从外界吸收热能才能实现，因此是吸热过程，液态制冷剂蒸发汽化时的温度叫做蒸发温度，凝结是指蒸汽冷却到等于或低于饱和温度，使蒸汽转化为液态。
在日常生活中，我们能够观察到许多蒸发吸热的现象。
比如，我们在手上擦一些酒精，酒精很快蒸发，这时我们感到擦酒精部分反应很凉。
又如常用的制冷剂氟利昂F—12液体喷洒在物体上时，我们会看到物体表面很快结上一层白霜，这是因为F—12的液体喷到物体表面立即吸热，使物体表面温度迅速下降(当然这是不实用的制冷方法，制冷剂F—12不能回收和循环使用)。
目前一些医疗机构采用的冷冻疗法即是利用了这一原理。
蒸气压缩式制冷是利用液态制冷剂汽化时吸热，蒸汽凝结时放热的原理进行制冷的。
二、制冷循环压缩机是保证制冷的动力，利用压缩机增加系统内制冷剂的压力，使制冷剂在制冷系统内循环，达到制冷目的。
开始压缩机吸入蒸发制冷后的低温低压制冷剂气体，然后压缩成高温高压气体送冷凝器；高压高温气体经冷凝器冷却后使气体冷凝变为常温高压液体；当常温高压液体流入热力膨胀阀，经节流成低温低压的湿蒸气，流入蒸发器，从周围物体吸热，经过风道系统使空调房间温度冷却下来，蒸发后的制冷剂回到压缩机中，又重复下一个制冷循环，从而实现制冷目的。
三、制冷剂在制冷系统中状态从压缩机出口经冷凝器到膨胀阀前这一段称为制冷系统高压侧；这一段的压力等于冷凝温度下制冷剂的饱和压力。
高压侧的特点是：制冷剂向周围环境放热被冷凝为液体，制冷剂流出冷凝器时，温度降低变为过冷液体。
从膨胀阀出口到进入压缩机的回气这一段称为制冷系统的低压侧，其压力等蒸发器内蒸发温度的饱和压力。
制冷剂的低压侧段先呈湿蒸气状态，在蒸发器内吸热后制冷剂由湿蒸气逐渐变为汽态制冷剂。
到了蒸发器的出口，制冷剂的温度回升为过热气体状态。
蒸汽制冷原理
蒸汽制冷原理介绍蒸汽制冷是一种利用蒸汽进行制冷的技术。
与传统的制冷方式相比，蒸汽制冷具有环境友好和高效节能的优点。
本文将对蒸汽制冷的原理进行全面、详细、完整且深入地探讨。
工作原理蒸汽制冷利用了蒸汽的特性以及其与物质相互作用的原理进行制冷。
其工作原理如下：1.压缩：蒸汽制冷的第一步是将蒸汽通过压缩机进行压缩。
压缩机将蒸汽压缩成高温高压的蒸汽，提高了其温度和压力。
2.冷凝：压缩后的蒸汽通过冷凝器，减压并降温，使其转变为高压液态。
3.膨胀：冷凝后的高压液体通过节流阀进行膨胀。
膨胀过程中，高压液体在节流阀的作用下减压，温度和压力均下降，进而形成低温低压的液态蒸汽或蒸汽-液体混合物。
4.蒸发：膨胀后的低温低压的液态蒸汽或蒸汽-液体混合物通过蒸发器进一步降温，吸收周围环境的热量，将热量传递到蒸汽中，从而使蒸汽蒸发成低温低压的蒸汽。
5.循环：低温低压的蒸汽再次经过压缩机进行循环，重复上述过程，从而实现制冷效果。
蒸汽制冷的应用蒸汽制冷广泛应用于各个领域，例如：冷库和冷藏箱蒸汽制冷被广泛应用于冷库和冷藏箱中，用于保鲜、储存食品和药品等物品。
蒸汽制冷可以实现低温和恒温的环境，从而延长物品的保存时间。
空调系统蒸汽制冷在空调系统中也有应用。
通过调节蒸汽的温度和压力，可以实现不同温度的空气供应，从而实现空调效果。
工业制冷工业领域中的一些制造过程需要低温环境，蒸汽制冷可以提供所需的制冷效果。
例如，某些化学反应需要在低温下进行，蒸汽制冷可以为这些过程提供所需的低温环境。
蒸汽制冷的优点相比传统的制冷方式，蒸汽制冷具有以下优点：•高效节能：蒸汽制冷利用了蒸汽的特性，具有高效节能的优点。
相比传统的制冷方式，蒸汽制冷能够更好地利用能源，降低能源消耗。
•环境友好：蒸汽制冷不使用氟利昂等对环境有害的物质，具有较好的环境友好性。
•温控效果好：蒸汽制冷可以实现精确的温度控制，适用于各种不同的制冷需求。
•安全性高：蒸汽制冷相对于其他制冷方式来说更加安全可靠。
双级蒸汽压缩式与复叠式制冷循环
高温蒸发器在较高压力下工作，低温蒸发器在较低压力下工 作，通过中间冷却器将高温蒸发器的制冷剂蒸气冷凝成液体 ，再通过节流阀降低压力后进入低温蒸发器，从而实现更低 的制冷温度。
系统的组成
中间冷却器
用于将高温蒸气冷 凝成液体。
低温蒸发器
用于在较低压力下 吸收热量，产生低 温蒸气。
高温蒸发器
用于吸收热量，产 生高温蒸气。
系统组成的比较
要点一
总结词
双级蒸汽压缩式制冷循环系统通常包括两个或更多个独立 的制冷剂循环系统，每个系统都有自己的蒸发器、压缩机 、冷凝器和膨胀阀等。而复叠式制冷循环则由多个独立的 制冷剂循环系统组成，每个系统有自己的蒸发器和冷凝器 ，以及独立的压缩机和膨胀阀等。
要点二
详细描述
双级蒸汽压缩式制冷循环系统中，每个级别的制冷剂循环 都是独立的，但它们之间通过中间冷却器进行热量传递。 而复叠式制冷循环则是由多个独立的制冷剂循环系统组成 ，每个系统都有自己的制冷剂和相应的设备。这种设计使 得复叠式制冷循环可以同时实现多个温度等级的制冷需求 ，并且每个温度等级的制冷剂都可以独立控制，灵活性更 高。
市场发展前景
市场需求持续增长
随着全球气候变暖和能源消耗的增加，双级 蒸汽压缩式和复叠式制冷循环的市场需求将 持续增长。
技术创新推动市场发展
未来，技术的不断创新和进步将进一步推动双级蒸 汽压缩式和复叠式制冷循环的市场发展。
市场竞争加剧
随着市场需求的增长，竞争将进一步加剧， 企业需要加强技术创新和服务质量提升以获 得竞争优势。
双级蒸汽压缩式与复叠式制冷循环
目 录
• 双级蒸汽压缩式制冷循环 • 复叠式制冷循环 • 双级与复叠式制冷循环的比较 • 双级与复叠式制冷循环的应用场景 • 双级与复叠式制冷循环的发展趋势与挑战
吸收式制冷和蒸汽压缩制冷相比的特点和区别
吸收式制冷和蒸汽压缩制冷相比的特点和区别制冷技术是为了在恒温条件下将热能从低温物体移动到高温物体，达到降温升温的目的。
目前制冷技术主要有吸收式制冷和蒸汽压缩制冷两种类型，本文将从工作原理、能源效率、适用范围、设备价格等方面探讨两种制冷技术的特点和区别。
一、工作原理吸收式制冷的工作原理是利用溶液的可逆吸附性能，将蒸发器中的制冷剂蒸气吸收到吸收器中的溶液中，在放热器中加热使溶液分解，从而释放吸附的制冷剂制冷。
因此，吸收式制冷不需要机械压缩制冷剂，而是利用吸收剂的吸收和脱吸收，将制冷剂从低温处移动到高温处。
蒸汽压缩制冷则利用制冷剂的物理特性，将蒸发器中的低温制冷剂蒸汽压缩成高温高压的制冷剂气体，再通过冷凝器中的冷却水，将高温高压制冷剂气体冷凝成高压液体，然后经过节流阀降压扩容，变成低温低压的蒸汽，从而实现制冷效果。
因此，吸收式制冷和蒸汽压缩制冷的工作原理存在很大的差异，吸收式制冷利用吸收剂吸附制冷剂的物理性质传递热量，而蒸汽压缩制冷则利用机械压缩使制冷剂在不同状态之间转化。
二、能源效率吸收式制冷和蒸汽压缩制冷在能源效率方面也存在一定的差异。
吸收式制冷主要依靠热源供能，因此能源利用率高，可以使用太阳能、生物质、工业余热等一些低品位能源。
而蒸汽压缩制冷则需要很高的电功率支持制冷剂的压缩和膨胀，因此能源利用率低。
可以通过COP（Coefficient of Performance，性能系数）的比较看出吸收式制冷和蒸汽压缩制冷的性能差异。
COP是指制冷器的制冷量与耗费能量的比值，COP值越高制冷效率越高。
吸收式制冷机的COP通常在0.6-1.0之间，高于蒸汽压缩制冷机的COP值（通常在2.5-5.0之间）。
但是吸收式制冷并不需要额外的动力来源，所以独立地运行在没有电源的地方，所以总体能源消耗是比较低的，这也是吸收式制冷在某些特定的场合下的优势。
三、应用范围吸收式制冷和蒸汽压缩制冷在应用范围上也存在着很大的差异。
- 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)。
蒸气压缩式制冷的应用
范围和条件
集团标准化工作小组 #Q8QGGQT-GX8G08Q8-GNQGJ8-MHHGN#
在普冷的技术领域内，蒸气压缩制冷、蒸汽喷射制冷、吸收式制冷和热电制冷等是常用的制冷方法，其中蒸气压缩制冷从19世纪70年代开始发展，到如今已有100多年的历史，是目前发展比较完善、应用最为广泛的方法之一。
而蒸气压缩式制冷的应用范围和特点是什么呢
蒸气压缩式制冷的特点有以下几点：
1)能得到较宽的制冷温度范围，从稍低于温度到一150℃左右的温度均可实现。
2)单机容量大、规格多。
单机制冷量从100W到数千千瓦。
有大、中、小各种容量，可以根据需要选择，非常方便。
3)中小容量范围的设备比较紧凑，可适应不同场合的需要，目前广泛用于空气调节、冷藏、、等领域。
4)在普冷领域的较高温度范围内，效率较高，制冷系数较大。
5)在温度较低时，其综台性能变差。
通常当使用温度低于-70℃时，级数增加，机器变得十分复杂，可靠性低，不易维护使用，成本也大大提高。
6)要使用专门的，而有的制冷剂造成对环境的污染和破坏。
在制冷技术的应用中，由于大多数场合所用温度在-50℃以上，故蒸气压缩制冷在低温下的缺点不明显，加上新型制冷剂的研制，蒸与压缩制冷仍是目前制冷技术中的生流，广泛用于工业生产、食品冷藏、空与调节及科研实验等多方面。
根据不同的温度需要，蒸气压缩制冷循环可分为单级蒸气压缩制冷循环、多级蒸气压缩制冷循环和复叠式蒸气压缩循环等，每一种循环有各自的特点和温度适用范围。