描述蒸汽压缩式制冷循环的过程
制冷循环介绍
制 冷 循 环 介 绍
制 冷 循 环 介 绍
压缩机
制
低温系统
冷凝蒸发器
冷 循 环 介 绍
节流阀
蒸发器 制冷剂 R13
制 冷 循 环 介 绍
低温级R13制冷循环：蒸发温度-80度，蒸发冷凝器中冷 凝温度-25度(冷凝器)； 高温级R22制冷循环：蒸发冷凝器中蒸发温度-30度(蒸发 器)，冷凝温度30度；
(2-17)
在过热区，过热度越大，其等熵线的斜率 越大，根据式（2-1），得
w0 0
（2-18）
措施： 1、增加蒸发器的传热面积（有效过热） 制冷系数、制冷量变化？
制 冷 循 环 介 绍
2、压缩机吸气管道保温不好（无效过热）
制冷系数、制冷量变化？
3.回热循环 利用回热使节流前的制冷剂液体与压缩 机吸入前的制冷剂蒸气进行热交换，使 液体过冷、蒸气过热，称之为回热。
回热循环的性能指标如下： 单位制冷量
制 冷 循 环 介 绍
q' 0 h1 h4 h1 h4
单位功
（2-21）
w' h2 h1
制冷系数
（2-22）
q' 0 h1 h4 ' w' h2 h1
（2-23）
由图（2-5）可知，与无回热循环1-23-4-5-1相比较，回热循环的单位制冷 量增大了
（2-5）
q0=h1-h5=h1-h4（2-6）制 冷 循 环 介 绍
为了说明单级压缩蒸气制冷机理论循环的 性能，采用下列一些性能指标，这些性能 指标均可通过循环各点的状态参数计算出 来。 (1)单位质量制冷量q0
q0称为单位质量制冷量，习惯上取为正 值，在T-s图上用面积1-5-b-a-1代表， 而在lg p-h图上则用线段5-1表示。
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
蒸气压缩式制冷的热力学原理
➢(1)节流阀代替膨胀机 1kg制冷剂损失的膨胀功
We h3 h4' 034 '0
➢ 节流过程的不可逆损失
q'0 h4 h4' 4bb'4'4
T
3
Tk
T0 0 4'
Pk
qk 2' 2
Wc
P0
4 1'
q0
1
b' b a' a s
蒸气压缩式制冷的理论循环的T－s图
➢采用节流阀代替了膨胀机，一方面损失了膨 胀功，另一方面产生了无益气化，降低了制冷 能力，导致制冷系数有所下降。 ➢其降低的程度，称为节流损失。
lgp
pk
3 3'
2' 2
p0
4 q0
1 Wc
qk
0
h4=h3
h1 h2 h
蒸汽压缩制冷理论循环p h图
二、蒸气压缩式制冷理论循环的热力计算
（1）制冷剂单位质量制冷量q0：1kg制冷剂在蒸发器中 蒸发从被冷却介质吸收的热量。
q0＝h1－h4＝h1－h3 ；kJ/kg lgp
pk
3 3'
2' 2
p0
T
3 qk
2
T'k
∑w
T'0
4
1
q0
0
b
a
s
制冷循环性能指标
➢对于逆卡诺循环，制冷系数c' :
c
q0 q0 T0 W qk q0 Tk T 0
T T'k
3 qk
2
∑w
T'0
4
1
✓大小只取决于两个热源的温度； T0'↗或T k'↘ ， → c' ↗
压缩机制冷的工作原理
压缩机制冷的工作原理
压缩机是制冷剂循环系统中的核心部件，其主要工作原理如下：
1. 压缩机吸气（低压气体）：压缩机的槽线腔在活塞下行过程中，通过吸气阀门会将制冷剂从蒸发器中吸入槽线腔，此时制冷剂处于低压状态。
2. 压缩气体：活塞上行时，槽线腔内气体被挤压，体积减小，压力逐渐增大，使制冷剂的压力升高。
3. 排气（高压气体）：当压缩机的槽线腔内气体达到一定压力之后，排气阀门打开，高压气体被排出压缩机。
4. 压缩机的排线腔在活塞下行过程中，制冷剂在压缩腔中呈高压液体状态。
5. 制冷剂进入冷凝器：经过排气管道，高压液体进入冷凝器，通过散热，将制冷剂的温度降低，使其变成高压液体。
6. 高压液体进入膨胀阀：高压液体通过膨胀阀调节，降低其压力，进入蒸发器。
7. 蒸发器中的制冷剂吸热蒸发：在蒸发器内，高压液体经过膨胀，压力降低，变为低压蒸汽，与外界空气进行换热，吸收空气中的热量，从而制冷剂温度降低。
8. 低压蒸汽再次进入压缩机：低压蒸汽经过吸气管道再次进入压缩机，循环往复，实现制冷过程。
通过以上循环过程，压缩机能够将制冷剂在不同压力和温度下进行相互转换，从而达到冷却空间的目的。
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。
第三章-单级蒸汽压缩式制冷循环
3．1 单级蒸气压缩式制冷的理论循环
一、制冷系统与循环过程 1.制冷系统的组成 2. 制冷系统的循环过程 压缩过程 冷凝过程 节流过程 蒸发过程
3．1 单级蒸气压缩式制冷的理论循环
二、压焓图和温熵图
1.压焓图
一点：临界点C 三区：液相区、两相区、气相区。
五态：过冷液状态、饱和液状态、湿蒸气状态、
压缩机的压缩过程为等熵压缩；
制冷剂通过膨胀阀的节流过程为等焓过程； 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。
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。
3．1 单级蒸气压缩式制冷的理论循环
4. 单级蒸气压缩式制冷理论循环在压焓图上的表示 1-2：压缩过程 2-3：冷凝过程 3-4：膨胀过程
剂分配的均匀性，影响制冷效果。
3．2 单级蒸气压缩式制冷的实际循环
6. 蒸发器 假定不改变蒸发器出口制冷剂的状态，为了克服制冷剂在蒸发器中的 流动阻力，必须提高制冷剂进蒸发器时的压力，从而提高了蒸发过程中 的平均蒸发温度，使传热温差减小，要求的传热面积增大，但对循环的 性能没有什么影响。如果假定不改变蒸发过程中的平均温度，那么蒸发 器出口制冷剂的压力应稍有降低，压缩机吸气比容增大，压缩比增大， 压缩机比功增加，制冷系数下降。
3．2 单级蒸气压缩式制冷的实际循环
2. “有效过热”性能分析
(1) 单位比功w0增大，单位质量制冷量q0增大， 单位容积制冷量增大，制冷系数的大小与制冷剂 性质有关； (2) 如果给定制冷量Q0，则质量流量qm减小，容
1 1'
lg p 3 pk 2 2'
p0 4
单级压缩式制冷理论循环
得到低温低压制冷剂
制冷剂液体吸热、蒸发、制冷
21
1.1 单级蒸气压缩式制冷循环 的基本工作原理
制冷剂的变化过程(flash)
22
制冷剂的变化过程
制冷剂在制冷压缩机中的变化
制冷剂蒸气由蒸发器的末端进入 压缩机吸气口时，压力越高温度 越高，压力越低温度越低。
制冷剂蒸气在压缩机中被压缩成
5
T0
1
TL
44
3） 制冷剂液体在节流前无过冷，为饱 和液体。
4） 制冷剂在管路中流动时无任何状态 变化，即无流阻压降，无传热。
5） 节流为绝热过程，节流前后焓值相 等。
45
qK
P
4
2
w0
5
1
q0
单级蒸汽压缩制冷循环
ht 液相区
C 气相区 s
两相区
v
x=0 x
x
p
x=1 t
h
46
3、理论循环的热力状态图 p-h 图
吸热蒸发，变成低温低压制冷剂气
26
作业：
简单描述单级蒸汽压缩式制冷循环。 蒸气压缩制冷循环系统主要由哪些部件
组成，各有何作用？
27
二、理论的单级蒸气压缩式制冷循环及 热力计算
28
单级蒸汽压缩式制冷理论循环组成：
制冷压缩机 冷凝器 节流器 蒸发器
单级蒸气压缩式制冷循环，是指制冷剂在一 次循环中只经过一次压缩，最低蒸发温度可 达-40～-30℃。单级蒸气压缩式制冷广泛用 于制冷、冷藏、工业生产过程的冷却，以及 空气调节等各种低温要求不太高的制冷工程。
饱和蒸气在等温条件下，继续放出热 量而冷凝产生了饱和液体。
制冷剂在节流元件中的变化
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。
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描述蒸汽压缩式制冷循环的过程
1. 引言
蒸汽压缩式制冷循环是一种常见的制冷系统，广泛应用于家用空调、商用冷藏设备以及工业制冷等领域。
它通过利用蒸汽的物理性质，实现对空气或物体的降温，从而达到制冷的目的。
本文将详细描述蒸汽压缩式制冷循环的过程。
2. 蒸发器
蒸汽压缩式制冷循环的过程始于蒸发器，也称为冷凝器。
在蒸发器中，高温高压的气体蒸汽通过传热与外界热源接触，从而释放热量并逐渐冷却，同时将蒸汽转化为低温低压的气体状态。
这一过程中，蒸汽吸收了来自外界的热量，从而使蒸汽的温度和压力下降。
3. 压缩机
低温低压的气体经过蒸发器后进入压缩机。
压缩机是整个制冷循环的核心部件，它将低温低压的气体进行压缩，使其温度和压力升高。
压缩机的作用相当于给气体注入了能量，使其能够进一步提供制冷效果。
4. 冷凝器
压缩机将气体压缩后，高温高压的气体进入冷凝器。
在冷凝器中，气体通过与外界的换热，将热量传递给外界，从而使气体的温度逐渐下降。
冷凝器通常采用散热片或冷却剂等方式，通过增大气体与
外界接触的面积，加快热量传递的速度。
在冷凝器中，气体逐渐冷却并转化为液体状态。
5. 膨胀阀
冷凝器出口的液体通过膨胀阀进入蒸发器。
膨胀阀是一个可控制液体流量的装置，它使高压液体在通过膨胀阀后迅速减压，从而实现液体的蒸发。
膨胀阀的作用是控制制冷剂的流量和压力，使其能够进入蒸发器并蒸发，从而完成制冷循环的闭合。
6. 蒸汽压缩循环
通过以上的蒸发器、压缩机、冷凝器和膨胀阀的相互作用，蒸汽压缩式制冷循环实现了对空气或物体的降温。
具体来说，蒸发器中的蒸汽吸收了外界的热量，并通过压缩机的作用将其压缩，使其温度和压力升高。
然后，高温高压的气体进入冷凝器，在与外界的热交换过程中释放热量，使气体温度降低并转化为液体。
最后，液体通过膨胀阀进入蒸发器，重新开始循环，完成制冷过程。
7. 总结
蒸汽压缩式制冷循环通过蒸发器、压缩机、冷凝器和膨胀阀的相互作用，实现了对空气或物体的降温。
这一制冷循环过程中，蒸汽在蒸发器中吸收热量，通过压缩机的作用将其压缩，然后在冷凝器中释放热量并转化为液体，最后通过膨胀阀进入蒸发器重新开始循环。
蒸汽压缩式制冷循环的应用广泛，为人们的生活和工业生产提供了
便利。