制冷原理和发展
空调制冷系统

空调制冷系统空调制冷系统是一种能够将室内空气降温的设备,广泛应用于家庭、商业和工业场所。
随着人们生活水平的提高和气候变暖的影响,空调制冷系统的需求越来越大。
本文将就空调制冷系统的原理、分类、工作流程、优缺点以及未来发展进行详细的介绍。
首先,我们来了解空调制冷系统的原理。
空调制冷系统主要利用了热力学规律中的制冷循环原理,该原理是通过改变工质的物态来实现空气降温。
空调制冷系统最常用的工质是制冷剂,其具有低沸点和高蒸发热的特性。
制冷剂在制冷循环中通过压缩、冷凝、膨胀和蒸发等过程,完成了从低温低压到高温高压再到低温低压的循环。
根据空调制冷系统的使用范围和性能要求,可以将其分为家用空调系统、商用空调系统和工业空调系统。
家用空调系统主要用于个人家庭的室内空调,其制冷能力通常较小,适合较小的房间或者独立空间。
商用空调系统用于商业场所,如办公楼、酒店、商场等,其制冷能力较大,可以满足较大空间的降温需求。
工业空调系统则用于工业生产中的厂房、仓库等场所,其制冷能力更大,能够满足工艺和产能的要求。
空调制冷系统的工作流程通常包括压缩、冷凝、膨胀和蒸发四个过程。
首先,制冷剂通过压缩机被压缩成高温高压的气体,然后进入冷凝器散热,被冷却成高温高压的液体。
接下来,制冷剂通过膨胀阀进入蒸发器,通过蒸发的过程吸收室内热量,将室内空气降温。
最后,制冷剂再次进入压缩机,循环往复实现空气降温的目的。
然而,空调制冷系统也存在一些优缺点。
首先,空调制冷系统能够快速降温,提供舒适的室内环境。
其次,空调制冷系统能够除湿,提高室内空气质量。
再次,空调制冷系统能够根据需要调节温度,满足不同人群的需求。
但是,空调制冷系统也存在一些问题。
首先,空调制冷系统需要耗费大量的电能,增加家庭和社会的能源消耗。
其次,空调制冷系统会产生噪音和震动,影响室内环境的安静和舒适。
再次,空调制冷系统的制冷剂可能对环境造成污染,如臭氧层破坏和温室效应。
随着科技的进步和环保意识的提高,空调制冷系统也在不断发展。
热电制冷技术

5、热电制冷的基本公式
一对电偶消耗的电功率为:
N0 UI I 2 R I ( P N )T
一对电偶的制冷系数定义为为:单位电功率所能吸收的热量:
1 2 ( P N ) ITC I R KT Q0 2 N0 I 2 R I ( P N )T
二、应用方向
热电制冷具有诸多特点,应用开发几乎涉及所有制冷领域,尤其在制冷量不大, 又要求装置小型化的场合,更有其优越性。它在国防、科研、工农业、气象、医疗卫 生等领域得到了广泛应用,用于仪器仪表、电子元件、药品、疫苗等的冷却、加热和 恒温。如无线电元件恒温器、微机制冷器、红外探测器制冷器、便携式冰箱、旅游汽 车冷热两用箱、半导体空调器、军用和医用制冷帽、白内障摘除器、病理切片冷冻台、 潜艇空调器等。半导体制冷器未来将向大功率与微小型方向发展,尤其在民用和其它 市场开发项目中。
把若干对半导体热电偶在电路上串联起来。而在传热方面则是并联的,这就 构成了一个常见的制冷热电堆。接上直流电源后,这个热电堆的上面是冷端,下 面是热端。借助热交换器等各种传热手段,使热电堆的热端不断散热并且保持一 定的温度,把热电堆的冷端放到工作环境中取吸热降温,这就是热电制冷器的工 作原理。
4、热电制冷与机械压缩式制冷的比较
I Q0 max Q0 max
TC
同时,性能系数对电流求导,则可得制冷系数取最大时的最佳电流:
R (TC ) 2 K T 2R
I OP ( 1
T
1 ZT 1) R 2 1 1 T Z (TH TC ) H 2 TC 1 1 Z (TH TC ) 1 2
3、多级制冷热电堆
一级热电堆在通常情况下只能得到大约60度的温差,为了得到更大的温差和更 低的温度,可用级联的方法制造多级制冷器,第二级热电堆热端贴在第一级热电堆 的冷端上,第一级热电堆实际上起到第二级的散热器的作用,如图所示为三级热电 堆示意图: 设第一,二,三级热电堆的温差和制冷系数分别为
制冷工作原理

制冷工作原理
制冷是指将热量从低温区域转移到高温区域的过程,以达到降低低温区域温度
的目的。
制冷技术在现代社会中得到了广泛的应用,从家用冰箱到工业冷冻设备,制冷技术无处不在。
那么,制冷是如何实现的呢?下面我们就来了解一下制冷的工作原理。
首先,制冷的基本原理是利用物质的相变过程来吸收热量。
常见的制冷剂包括氨、氟利昂、丙烷等,它们在不同的温度下能够从液态转变为气态,或者从气态转变为液态。
在制冷装置中,制冷剂通过压缩、膨胀、蒸发和冷凝等过程,完成从液态到气态、再从气态到液态的循环,从而实现吸收和释放热量的目的。
其次,制冷装置通常由压缩机、蒸发器、冷凝器和节流阀等部件组成。
首先,
制冷剂从蒸发器中吸收低温区域的热量,使其蒸发成为低温蒸汽。
然后,这些低温蒸汽通过压缩机被压缩成高温高压的气体,同时释放出热量。
接着,高温高压的气体通过冷凝器散发热量,冷却成为高压液体。
最后,高压液体通过节流阀减压,再次成为低温低压的制冷剂,回到蒸发器中完成循环。
此外,制冷装置的工作原理还与热力学的基本规律密切相关。
根据热力学第一
定律,能量守恒,热量可以从一个系统传递到另一个系统,但不能自发地从低温传递到高温。
因此,为了将热量从低温区域转移到高温区域,需要借助外部能量,如电能或机械能,来推动制冷剂的循环流动。
总的来说,制冷的工作原理是通过制冷剂的相变过程来吸收和释放热量,利用
制冷装置完成制冷循环,并借助外部能量来推动循环过程。
制冷技术的发展不仅改善了人们的生活质量,也在工业生产中发挥着重要作用。
随着科学技术的不断进步,相信制冷技术将会有更广阔的应用前景。
制冷原理基础知识

制冷原理基础知识制冷原理⼀、概述(⼀)制冷技术发展史古代地窖作冷贮室、⽔蒸发降温等1755年德国库仑利⽤⼄醚蒸发使⽔结冰。
布莱克导出潜热概念,发明了冰量热器,标志着现代制冷技术的开始。
1834年美国波尔⾦斯造出第⼀台以⼄醚为⼯质的压缩式制冷机,成为后来蒸⽓压缩式制冷机的雏形。
1844年美国⾼⾥⽤封闭循环的空⽓制冷机建⽴了⼀座空调站,标志着空⽓制冷机开始应⽤。
1875年美国林德采⽤氨作制冷剂,从此蒸⽓压缩式制冷机在制冷领域中开始了它的统治地位。
1859年凯利发明氨⽔吸收式制冷系统。
1910年莱兰克在巴黎发明蒸⽓喷射式制冷系统。
1930年起发现氟利昂制冷剂;全封闭压缩机研制成功;混合制冷剂应⽤等。
(⼆)制冷的定义⽤⼈⼯的⽅法在⼀定的时间和⼀定空间内将某物体或流体冷却,使其温度降到环境温度以下,并保持这个低温。
(三)制冷⽅法1、蒸汽压缩式制冷2、蒸汽吸收式制冷3、蒸汽喷射式制冷4、吸附式制冷5、空⽓膨胀制冷6、热电制冷(温差电制冷)7、涡流管制冷⼆、制冷剂与载冷剂(⼀)制冷剂的种类1、⽆机化合物如:⽔、氨、⼆氧化碳、⼆氧化硫2、氟利昂:饱和碳氢化合物的氟、氯、溴的衍⽣物的总称。
如:R12、R22、R134a、R152a3、碳氢化合物如: R600、R600a、R1704、混合制冷剂混合制冷剂是由两种或两种以上的氟利昂组成的混合物。
(1)共沸制冷剂如:R500(R12/R152a)、R502(R22/R115)(2)⾮共沸制冷剂如:R404A(R125/R143a/134a)、R407C(R32/R125/R134 a)(⼆)对制冷剂的要求1、热⼒学性质(1)在⼤⽓压⼒下的沸点要低,凝固点也要低;(2)蒸发压⼒最好稍⾼于⼤⽓压⼒;(3)在常温下的冷凝压⼒不应过⾼;(4)在给定的温度条件下,对应的冷凝压⼒和蒸发压⼒之⽐较⼩;(5)制冷剂在给定的蒸发温度下的汽化潜热值要⼤;(6)制冷剂的临界温度⾼于环境⼤⽓温度;(7)对于⼤中型制冷压缩机,要求单位容积制冷剂的制冷能⼒较⼤,以减⼩压缩机的尺⼨、重量和⾦属消耗量,对于⼩型制冷装置,则要求单位容积制冷剂的制冷能⼒不太⼤,以免压缩机及流道的尺⼨过⼩⽽增加制造上的困难。
制冷循环原理

制冷循环原理
制冷循环原理是通过一系列的过程来实现冷却效果的。
这个循环过程主要涉及到四个基本组件,即压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器。
首先,制冷循环开始于压缩机。
压缩机的作用是将低压低温的制冷剂气体抽入并压缩,使其变为高压高温的气体。
通过使用电力或者机械力,压缩机会进行压缩工作。
接下来,高温高压的制冷剂气体会被送入冷凝器。
冷凝器是一个换热器,它通过散热的方式将制冷剂气体中的热量释放出去。
在这个过程中,制冷剂气体会被冷却并转变为高压液体。
冷凝器通常通过外界的冷凝介质(如空气或水)来实现热量的散发。
然后,高压液体制冷剂会通过膨胀阀进入蒸发器。
膨胀阀的作用是将高压液体制冷剂迅速放松,使其在压力下降的同时,温度也随之降低。
在蒸发器中,制冷剂会吸收外界的热量来进行蒸发,从而形成低温低压的蒸汽。
最后,低温低压的制冷剂蒸汽会返回压缩机,开始下一循环。
此时,制冷剂蒸汽再次经过压缩,形成高压气体,以便再次进入冷凝器。
通过不断地循环,制冷循环可以提供持续的冷却效果。
这种原理常被应用于家用空调、冰箱等制冷设备中,以提供舒适的室内环境和保鲜食品的需要。
制冷技术入门知识点总结

制冷技术入门知识点总结一、基本原理1. 制冷效应制冷效应是指通过外界的助力,把热能从低温的物体或物体的低温部分转移到高温的物体或物体的高温部分的现象。
在自然界中,有几种使物体变凉的方法,如蒸汽凝结、蒸发冷却、压缩膨胀等,就是其中的一些例子。
2. 理想制冷循环制冷循环是制冷系统的核心部分,它由四个基本过程组成:蒸发、压缩、冷凝和膨胀。
这些过程按照一定的顺序循环进行,从而实现将热量从低温的物体或系统中移开的目的。
二、常见制冷设备1. 制冰机制冰机是一种常见的制冷设备,它是用来冻结水或其它液体的设备,将液体冷冻成固体状态,从而实现冷却的目的。
2. 冰箱冰箱是一种家庭电器,用于储藏食物和保鲜食物。
它通过制冷剂的循环往复运动,将室内的热量带走,从而实现室内温度的降低。
3. 空调空调是一种用于调节室内空气温度、湿度、流速等参数的设备。
它通过压缩机、冷凝器、蒸发器、膨胀阀等部件,配合制冷剂循环工作的方式,将室内的热量转移到室外,从而实现室内温度的调节。
4. 制冷舱制冷舱是一种用于运输食品、药品、化工品等易变质品的车辆或设备,它通过制冷系统的工作方式,将舱内的温度控制在一定的范围内,从而实现货物的保鲜和保质。
三、制冷剂1. 制冷剂的选择制冷剂是制冷系统中起着传递热量和吸收热量作用的物质。
常见的制冷剂有氨、氯氟烃等。
在选择制冷剂时,需要考虑其对环境的影响、安全性、可靠性以及性能等因素。
2. 制冷剂的循环制冷剂在制冷系统中循环起到传热、吸热的作用,是制冷系统能够正常工作的关键部件。
一般来说,制冷剂需要具备一定的蒸汽压、凝固点等性能参数,才能满足制冷系统的工作要求。
四、制冷系统1. 制冷系统的组成制冷系统主要由压缩机、冷凝器、蒸发器、膨胀阀等部件组成。
这些部件按照一定的顺序循环工作,通过制冷剂的循环,实现对物体或系统的制冷效果。
2. 制冷系统的工作原理制冷系统的工作原理是通过压缩机对制冷剂进行压缩,然后通过冷凝器散热,将制冷剂冷却成液体,再通过膨胀阀降压并将制冷剂喷射到蒸发器中,实现对空气或物体的制冷效果。
总结制冷原理的步骤与方法

总结制冷原理的步骤与方法
制冷原理的步骤与方法可以总结为以下几点:
1. 压缩:制冷系统中的压缩机会将制冷剂从低压态压缩成高压态,从而提高其温度和压力。
2. 冷凝:高压高温的制冷剂进入冷凝器,在冷凝器中与外部环境的热交换,冷凝剂的温度和压力降低,从而使其转化为高压液体。
3. 膨胀:高压液体制冷剂通过膨胀阀(节流装置)进入蒸发器,由于膨胀过程中的急剧降压,制冷剂的温度也会急剧降低,转化为低温低压的蒸发气体。
4. 蒸发:在蒸发器中,低温低压的制冷剂与外界的热量进行吸收,从而从蒸发器中的冷媒盘管内部吸收热量,使其完全蒸发,从而完成制冷作用。
制冷原理的方法包括:
1. 压缩循环制冷:利用压缩机将制冷剂压缩,提高其温度和压力,再通过冷凝器、膨胀阀和蒸发器等元件实现热量的传递和转换,完成制冷作用。
2. 吸收式制冷:利用吸收剂和制冷剂的相互作用,在吸收剂中实现制冷剂的溶解和析出,通过加热、冷凝、蒸发等过程完成制冷作用。
3. 热泵制冷:通过热泵的工作原理,将低温热量从低温环境提取,经过压缩和热交换等过程,提高温度并释放高温热量,从而实现制冷或供暖效果。
4. 蒸发冷却:利用蒸发过程中的吸热效应,将水或其他液体转化为蒸汽,从而达到降低温度的目的。
此方法常用于空调、冷藏等领域。
空调制冷的工作原理

空调制冷的工作原理随着科技的不断发展,空调已经成为现代生活中不可或缺的一部分。
空调的出现,让我们在炎热的夏季里能够感受到清凉舒适的体验。
而空调的制冷技术,也是空调能够达到这一效果的关键。
本文将详细介绍空调制冷的工作原理,让大家更好地了解空调的工作方式。
一、空调制冷的基本原理空调的制冷原理,可以用一个简单的物理学公式来描述:制冷=吸热-放热。
也就是说,通过吸收室内热量,然后将这些热量通过换热器释放到室外,从而达到降温的效果。
空调制冷的过程,可以分为四个基本部分:蒸发器、压缩机、冷凝器和节流阀。
下面将对这四个部分进行详细的介绍。
二、蒸发器蒸发器是空调制冷的第一个步骤。
当室内空气经过蒸发器时,蒸发器内的制冷剂会吸收空气中的热量,从而使空气温度降低。
这个过程类似于我们在夏季里喝冰水降温的过程,只不过空调是通过制冷剂来实现这一效果的。
三、压缩机在蒸发器中,制冷剂吸收了空气中的热量,并变成了气态。
这时,制冷剂需要通过压缩机进行压缩,从而提高其温度和压力。
压缩机是空调制冷的核心部件,它的作用是将制冷剂压缩成高温高压的气体,从而能够将蒸发器中吸收的热量带到冷凝器中。
四、冷凝器冷凝器是空调制冷的第三个步骤。
在冷凝器中,高温高压的制冷剂会通过换热器和室外空气进行换热,从而释放掉蒸发器中吸收的热量。
这个过程类似于我们在炎热的夏季里把瓶装水放在冰箱里降温的过程,只不过空调是通过制冷剂来实现这一效果的。
五、节流阀节流阀是空调制冷的最后一个步骤。
在节流阀中,高温高压的制冷剂会通过节流阀的调节,从而使制冷剂的温度和压力降低。
这个过程可以使制冷剂重新回到蒸发器中,从而完成一个完整的制冷循环。
六、总结空调制冷的工作原理,是一个非常复杂的物理学过程。
但是,通过以上的介绍,相信大家已经对空调制冷的基本原理有了一个初步的了解。
空调的制冷过程,需要依靠多个部件的协作,才能够达到最佳的降温效果。
在使用空调的时候,我们需要注意空调的使用方法和注意事项,从而让空调更加高效地发挥其降温作用。
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制冷原理与发展(陈剑飞Q09310108)制冷就是使某一空间或某物体达到低于其周围环境介质的温度,并维持这个低温的过程。
随着社会的进步,制冷技术已经广泛运用于各个行业,如食品工业、钢铁工业、石油化工、轻工业、农业、建筑业、军工业等,深入到了我们生活中的各个方面。
随着科技的发展,许多产品对工艺环境的控制精确性及稳定性提出了更高的要求,制冷技术的作用更是不可替代。
一、制冷的热力学原理:理想制冷循环—逆卡诺循环逆卡诺循环由两个等温过程和两个绝热过程组成。
假设低温热源(即被冷却物体)的温度为T0,高温热源(即环境介质)的温度为Tk, 则工质的温度在吸热过程中为T0,在放热过程中为Tk,就是说在吸热和放热过程中工质与冷源及高温热源之间没有温差,即传热是在等温下进行的,压缩和膨胀过程是在没有任何损失情况下进行的。
其循环过程为:首先工质在T0下从冷源(即被冷却物体)吸取热量q0,并进行等温膨胀4-1,然后通过绝热压缩1-2,使其温度由T0升高至环境介质的温度Tk,再在Tk下进行等温压缩2-3,并向环境介质(即高温热源)放出热量qk, 最后再进行绝热膨胀3-4,使其温度由Tk 降至T0即使工质回到初始状态4,从而完成一个循环。
对于逆卡诺循环来说,由图可知:q0=T0(S1-S4)qk=Tk(S2-S3)=Tk(S1-S4)w0=qk-q0=Tk(S1-S4)-T0(S1-S4)=(Tk-T0)(S1-S4)则逆卡诺循环制冷系数εk为:T0/Tk-T0。
由上式可见,逆卡诺循环的制冷系数与工质的性质无关,只取决于冷源(即被冷却物体)的温度T0和热源(即环境介质)的温度Tk;降低Tk,提高T0,均可提高制冷系数。
此外,由热力学第二定律还可以证明:“在给定的冷源和热源温度范围内工作的逆循环,以逆卡诺循环的制冷系数为最高”。
任何实际制冷循环的制冷系数都小于逆卡诺循环的制冷系数。
综上所述,理想制冷循环应为逆卡诺循环。
而实际上逆卡诺循环是无法实现的,但它可以用作评价实际制冷循环完善程度的指标。
通常将工作于相同温度间的实际制冷循环的制冷系数ε与逆卡诺循环制冷系数εk之比,称为该制冷机循环的热力完善度,用符号η表示。
即:η=ε/εk热力完善度是用来表示制冷机循环接近逆卡诺循环循环的程度。
它也是制冷循环的一个技术经济指标,但它与制冷系数的意义不同,对于工作温度不同的制冷机循环无法按其制冷系数的大小来比较循环的经济性好坏,而只能根据循环的热力完善度的大小来判断。
二、单级蒸气压缩式制冷循环2.1、工作原理蒸气压缩式制冷机有单级,多级和复叠式等多种形式。
单级蒸气压缩式制冷机是目前应用最广泛的一种。
所谓单级压缩,是指制冷剂在一个循环中只经过一次压缩,图2.1给出了单级蒸气压缩式制冷系统循环过程。
图2.1 单级蒸气压缩式制冷系统1 压缩机2 冷凝器3 膨胀阀4 蒸发器图2.1的单级蒸气压缩式制冷系统由压缩机、冷凝器、节流阀和蒸发器四个基本部分组成;四部分之间用管道连接,形成一个封闭系统;制冷剂在系统内循环流动,发生一系列状态变化,并与外界进行能量交换,从而达到制冷的目的。
具体的工作过程如下:工作时压缩机吸入蒸发器内产生的低压(低温)制冷剂蒸气,保持蒸发器内的低压状态,使蒸发器内制冷剂液体在低温下能够沸腾;吸入的蒸气经过压缩,压力和温度都升高,使制冷剂能够在常温下进行液化;高压高温的制冷剂蒸气排入冷凝器后,在压力不变的情况下被冷却介质(水或空气)冷却,放出热量温度降低,最后凝结成液体从冷凝器排出;高压制冷剂液体经节流阀节流降压,导致部分制冷剂液体汽化,吸收汽化潜热,使其本身的温度也相应降低,成为低压、低温的湿蒸气,然后进入蒸发器;在蒸发器中制冷剂液体在等压的情况下,吸收被冷却介质(空气、水或盐水等)的热量从而发生汽化,形成的低压低温蒸气再被压缩机吸走,如此不断进行循环。
2.2、单级蒸气压缩式制冷理论循环在压焓图和温熵图上的表示理论制冷循环与实际循环是存在偏差的,但由于理论循环可使问题得到简化,便于对它们进行分析研究,而且理论循环的各个过程均是实际循环的基础,它可作为实际循环的比较标准,因此仍有必要对它加以详细的分析与讨论。
对于理论制冷循环,通常作出如下的假设:(1)离开蒸发器和进入压缩机的制冷剂蒸气是处于蒸发压力下的饱和蒸气;(2)离开冷凝器和进入膨胀阀的液体是处于冷凝压力下的饱和液体;(3)压缩机的压缩过程为等熵压缩;(4)制冷剂通过膨胀阀的节流过程为等焓过程;(5) 制冷剂在蒸发和冷凝过程中为定压过程,且没有传热温差,即制冷剂的冷凝温度等于冷却介质温度,蒸发温度等于被冷却介质的温度。
(6) 制冷剂在各设备的连接管道中流动没有流动损失,与外界不发生热量交换。
根据上述假设条件,单级蒸气压缩式制冷理论循环工作过程可清楚的表示在压焓图上,如图2.2所示。
制冷循环中的各状态点及各个过程如下:图2.2单级理论循环压焓图过程线1-2表示等熵压缩过程,压力由蒸发压力0p 升高到冷凝压力k p 。
点1表示制冷剂进人压缩机的状态,它对应于蒸发温度的饱和蒸气。
根据压力与饱和温度的对应关系,该点位于蒸发压力0p 的等压线与饱和蒸气线的交点上;点2表示制冷剂出压缩机时的状态,也是进冷凝器时的状态。
该点可通过1点的等熵线和冷凝压力k p 的等压线的交点来确定。
由于压缩过程中外界对制冷剂作功,制冷剂温度升高,因此点2表示过热蒸气状态。
过程线2-3表示制冷剂在冷凝器中的冷却(2-2′)和冷凝(2′-3)过程。
点3表示制冷剂出冷凝器时的状态,它是与冷凝温度k t 所对应的饱和液体。
整个过程是在冷凝压力不变的情况下进行的,进入冷凝器的过热蒸气首先将部分热量放给冷却介质,在等压下冷却成饱和蒸气(点2′)。
然后再在等压、等温条件下继续放出热量,直至最后冷凝成饱和液体(点3)。
因此,压力为k p 的等压线和饱和液体线的交点即为点3。
过程线3-4表示制冷剂在节流阀中的节流过程。
点4表示制冷剂出节流阀时的状态,也是进入蒸发器时的状态。
在该过程中,制冷剂的压力由冷凝压力k p 降至蒸发压力0p ,温度由冷凝温度k t 降到蒸发温度0t ,并进入两相区。
由于节流前后制冷剂的焓值不变,因此由点3作等焓线与压力为0p 的等压线的交点即为点4。
由于节流过程是一个不可逆过程,所以通常用虚线表示3—4过程。
过程线4—1表示制冷剂在蒸发器中的气化过程。
该过程是在等温、等压下进行的,液体制冷剂吸取被冷却介质的热量而不断气化,制冷剂的状态沿等压线0p 向干度增大的方向变化,直到全部变为饱和蒸气为止。
这样,制冷剂的状态又重新回到进入压缩机前的状态点1,从而完成一个完整的理论制冷循环。
同样单级蒸气压缩式制冷理论循环工作过程可清楚的表示在温熵图上,如图2.3所示。
制冷循环中的各状态点及各个过程如下:图2.3 单级理论循环温熵图过程线1-2表示等熵压缩过程,温度由蒸发温度0t 升高到冷凝温度k t 。
点1表示制冷剂进人压缩机的状态,它对应于蒸发温度的饱和蒸气,所以该点位于温度为蒸发温度0t 的等温线与饱和蒸气线的交点上;点2表示制冷剂出压缩机时的状态,也是进冷凝器时的状态。
该点可通过1点的等嫡线和压力k p 的等压线的交点来确定。
由于压缩过程中外界对制冷剂作功,制冷剂温度升高,因此点2表示过热蒸气状态。
过程线2-3表示制冷剂在冷凝器中的冷却(2-2′)和冷凝(2′-3)过程。
点3表示制冷剂出冷凝器时的状态,它是与冷凝温度k t 所对应的饱和液体。
整个过程是在冷凝压力不变的情况下进行的,进入冷凝器的过热蒸气首先将部分热量放给冷却介质,在等压下冷却成饱和蒸气(点2′)。
然后再在等压、等温下继续放出热量,直至最后冷凝成饱和液体(点3)。
因此,温度为k t 的等温线和饱和液体线的交点即为点3。
过程线3-4表示制冷剂在节流阀中的节流过程。
点4表示制冷剂出节流阀时的状态,也是进入蒸发器时的状态。
在该过程中,制冷剂的温度由冷凝温度k t 降到蒸发温度0t ,压力由冷凝压力k p 降至蒸发压力0p ,并进入两相区。
由于节流前后制冷剂的焓值不变,因此由点3作等焓线与温度为0t 的等温线的交点即为点4。
由于节流过程是一个不可逆过程,所以通常用虚线表示3—4过程。
过程线4—1表示制冷剂在蒸发器中的气化过程。
该过程是在等温、等压下进行的,液体制冷剂吸取被冷却介质的热量而不断气化,制冷剂的状态沿等温线0t 向干度增大的方向变化,直到全部变为饱和蒸气为止。
这样,制冷剂的状态又重新回到进入压缩机前的状态点1,从而完成一个完整的理论制冷循环。
三、提高制冷效率的途径逆卡诺循环制冷系数εk 为:T0/Tk-T0。
由上式可见,逆卡诺循环的制冷系数与工质的性质无关,只取决于冷源(即被冷却物体)的温度T0和热源(即环境介质)的温度Tk ;Tk 越高,T0越高,制冷系数越大,制冷循环的经济性就越好。
逆卡诺循环从理论上指明了提高制冷装置经济性的重要方向,如制冷工质的蒸发温度不要太低,冷凝温度也不要太高等。
四、制冷技术的发展前景1、太阳能驱动制冷技术由于制冷空调热泵行业广泛采用CFC 与HCFC 类物质对臭氧层有破坏作用以及产生温室效应,人们一直早寻求一种新的技术来免除对环境的破坏。
太阳能驱动的半导体制冷系统,它具有使用维护简单,安全性能好,可分散供电,储能比较方便,无环境污染等特点。
另外,利用帕尔贴效应的半导体制冷系统与一般的机械制冷相比,它不需要泵、压缩机等运动部件,因此不存在磨损和噪声。
它不需要制冷剂,因此不会产生环境污染,也省去了复杂的传输管路,它只需切换电流方向就可以使系统由制冷状态变为制热状态。
这些无可比拟的优点,使得人们对太阳能半导体制冷技术产生了浓厚的兴趣。
虽然目前太阳能半导体制冷系统的效率还比较低,系统的一些重要技术问题还有待深入研究,但它必是以后制冷技术的发展趋势。
2、声波制冷技术声波制冷即热声制冷,无需使用污染环境的制冷剂,而是使用惰性气体或其混合物作为工质。
而且结构简单可靠,成本低,寿命长,与传统的蒸汽压缩式制冷系统相比,热声热机具有无可比拟的优势。
3、冷板制冷技术铁路部门已成功研制了由地面充冷的第一代冷板车和自带机组的第二代冷板车。
90年代的香港,不仅市内运送冰淇淋使用深低温的冷板汽车,贮藏冰淇淋的冷析冷冻也发展起来,当今石油能源紧张的情况下,冷板制冷技术不失为一种良好的选择,它不仅是一项有利于环保、节能的新技术,而且应用范围广泛,具有良好的拓展前景。