液体过冷对循环的影响
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。
工程热力学与传热学11)蒸汽压缩制冷循环
(11-13)
qv
h1' h5 v1'
qv
？
(3)理论比功
w0 h2' h1' (4)单位冷凝热 qk qk h2' h4
(5)制冷系数
1'
w0
增加
(11-14)
增加
(h2' h2 ) (h2 h4 )
(11-14)
h h h h
（7）压缩机
在理论循环中，假设压缩过程为等熵过程。 而实际上，整个过程是一个压缩指数 在不断 变化的多方过程。另外，由于压缩机气缸中有 余隙容积的存在，气体经过吸、排气阀及通道 出有热量交换及流动阻力，这些因素都会使压 缩机的输气量减少，制冷量下降，消耗的功率 增大。
p
4
pk
3 0
2 2 s
5
p0
(11-11)
在蒸发温度和冷凝温度相同的条 件下：
制冷系数愈大 (6)压缩终温 经济性愈好
t2
影响到制冷剂的分解和润滑油结炭。
(7)热力完善度
单级压缩蒸气制冷机理论循环的热 力完善度按定义可表示为
0 h1 h4 1 h1 h4 Tk T0 c h2 h1 Tk 1 h2 h1 T0
q0
单位制冷量可按式（11-5）计算。单位制 冷量也可以表示成汽化潜热r0和节流后的干度 x5的关系：
q0 r0 (1 x5 )
(11-6)
由式（11-6）可知，制冷剂的汽化潜热越 大，或节流所形成的蒸气越少（x5越小）则单 位制冷量就越大。
(2)单位容积制冷量
qv
(11-7)
q0 h1 h4 qv v1 v1
制冷基本知识知识点归纳
制冷原理及设备期末复习有不全的大家相互补充题型：填空20分；选择10分；判断10分；简答45分（5道）；计算1道，带计算器。
绪论•实现人工制冷的方法（4大类，简单了解原理）1.利用物质的相变来吸热制冷；融化（固体—液体）,气化（液体—气体）,升华（固体—气体）气化制冷（蒸气制冷）：包括蒸气压缩式制冷、吸收式制冷、蒸汽喷射式制冷、吸附式制冷。
2.利用气体膨胀产生低温气体等熵膨胀时温度总是降低的，产生冷效应。
3.气体涡流制冷高压气体经涡流管膨胀后，可分为冷热两股气流；4.热电制冷（半导体制冷）利用半导体的温差电效应实现的制冷。
•根据制冷温度的不同，制冷技术可大体上划分三大类：•普通冷冻：＞120K【我们只考普冷】•深度冷冻：120K~20K•低温和超低温：＜20K。
t=T-273.15 (t, ℃; T, Kelvin 开）T=273+t常用制冷的方法有：液体蒸发制冷循环必须具备以下四个基本过程：液体气化制冷制冷剂液体在低压下汽化产生低压蒸气，气体膨胀制冷将低压蒸气抽出并提高压力变成高压气，涡流管制冷将高压气冷凝成高压液体，热电制冷高压液体再降低压力回到初始的低压状态。
按照实现循环所采用的方式之不同，液体蒸发制冷有蒸气压缩式制冷蒸气吸收式制冷蒸气喷射式制冷吸附式制冷等蒸气压缩式制冷系统组成：1-压缩机2-冷凝器3-膨胀阀4-蒸发器组成的密闭系统。
工作原理：制冷剂在蒸发器中吸收被冷却对象的热量而蒸发，产生的低压蒸气被压缩机吸入，经压缩机压缩后制冷剂压力升高，压缩机排出的高压蒸气在冷凝器中被常温冷却介质冷却，凝结成高压液体。
高压液体经膨胀阀节流，变成低压、低温湿蒸气，进入蒸发器，低压液体在蒸发器中再次汽化蒸发。
如此周而复始。
蒸气吸收式制冷系统组成：发生器、吸收器、冷凝器、蒸发器、溶液热交换器、溶液泵、冷剂泵等工质对：制冷剂与吸收剂常用：氨—水溶液溴化锂—水溶液工作原理：Ⅰ.溴化锂溶液在发生器中被热源加热沸腾，产生出制冷剂蒸汽在冷凝器被冷凝成冷剂水。
液体过冷制冷循环
冷凝器的性能参数主要包括传热系数、传热面积、压 力损失等，这些参数的选择和优化对于制冷系统的性
能和效率具有重要影响。
节流阀
节流阀的作用是控制制冷剂的流量和压力，调节制冷剂在 蒸发器中的蒸发量，从而控制制冷系统的制冷量。
节流阀的种类也很多，常见的有手动节流阀、自动节流阀、 电子节流阀等。根据不同的应用场合和制冷剂的不同，其 结构和形式也不同。
蒸发器的种类很多，根据不同的应用场合和制冷剂的不同，其结构和形式也不同。常见的蒸发器有壳管 式、板式、翅片式等。
蒸发器的性能参数主要包括传热系数、传热面积、制冷量等，这些参数的选择和优化对于制冷系统的性 能和效率具有重要影响。
压缩机
压缩机是制冷循环中的核心部件，其主要作用 是压缩制冷剂气体，提高其压力和温度，以便 在冷凝器中冷却和凝结。
在化工行业中，液体过冷制冷循环用于控制化学反应的温度，确保化学反应的顺利进行。在制药行业中，这种制冷技术用于 药品的低温生产和存储，保证药品质量和稳定性。在食品加工行业中，液体过冷制冷循环用于食品的冷冻和冷藏，延长食品 的保质期并保持食品的口感和品质。
空调系统
空调系统是现代建筑中必不可少的设 施之一，用于提供舒适的生活和工作 环境。液体过冷制冷循环在空调系统 中也有广泛应用。通过使用液体过冷 制冷循环技术，可以实现对室内温度 的精确控制，提高空调系统的能效比， 降低能耗和运行成本。
05 液体过冷制冷循环的未来 发展
技术创新
01
02
03
高效能热力膨胀机
研发更高效、紧凑的热力 膨胀机是关键，以提高液 体过冷制冷循环的能效。
新型工质
探索新型、环保、高效的 制冷工质是重要方向，以 适应不断变化的环保要求 和制冷需求。
第1章蒸气压缩式制冷的热力学原理概要
第4章 制冷技术第一节 蒸气压缩式制冷的热力学原理1、蒸气压缩式制冷的工作原理任何液体在沸腾过程中将要吸收热量，液体的沸腾温度（即饱和温度）和吸热量随液体所处的压力而变化，压力越低，沸腾温度也越低。
而且不同液体的饱和压力、沸腾温度和吸热量也各不相同。
只要根据所用制冷液体（称制冷剂）的热力性质，创造一定的压力条件，就可以在一定范围内获得所要求的低温。
要实现制冷循环必须要有一定的设备，而且要以消耗能量作为补偿。
蒸气压缩式制冷循环就是用压缩机等设备，以消耗机械功作为补偿，对制冷剂的状态进行循环变化，从而使用冷场合获得连续和稳定的冷量及低温。
研究蒸气压缩式制冷循环的主要目的，是为了分析影响制冷循环的各种因素，寻求节省制冷能耗的途径。
2、 理想制冷循环——逆卡诺循环逆卡诺循环是使工质（制冷剂）在吸收低温热源的热量后通过制冷装置，并以外功作补偿，然后流向高温热源。
逆向循环是一种消耗功的循环，制冷循环就是按逆向循环进行的，在温—熵或压—焓图上，循环的各个过程都是依次按逆时针方向变化的。
逆卡诺循环由两个等温过程和两个绝热（等熵）过程组成，是一种理想循环。
逆卡诺循环是可逆的理想制冷循环，它不考虑工质在流动和状态变化过程中的内部和外部不可逆损失。
虽然逆卡诺循环无法实现，但是通过该循环的分析所得出的结论对实际制冷循环具有重要的指导意义。
3、逆卡诺循环必须具备的条件利用液体气化制冷的逆卡诺循环必须具备的条件是：高、低温热源温度恒定；工质在冷凝器和蒸发器中与外界热源之间无传热温差；工质在流经各个设备时无内部不可逆损失；膨胀机输出的功为压缩机所利用。
作为实现逆卡诺循环的必要设备是压缩机、冷凝器、膨胀机和蒸发器。
4．制冷系数ε制冷循环常用制冷系数ε表示它的循环经济性能，制冷系数等于单位耗功量所制得的冷量。
对于逆卡诺循环而言：)())(()(00000'-''=-'-'-'='=T T T S S T T S S T w q k b a k b a c c ε 从公式可知，逆卡诺循环的制冷系数c ε仅与高、低温热源温度有关，而与制冷剂的热物理性能无关。
制冷循环液体过冷对制冷性能的影响
能 的影 响 。
【 词】 关键 制冷循环 ； 过冷液体 ； 制冷性能
Ｒｅ ｒｇ ｒ ｔ ｎ Ｃｙ ｌ ｑ ｉ ｕ ｃ ｏ ｉ ｇ ｏ ｆ ｉ ｅ ａ ｉ ｎ Ｐｅ ｆ ｒ ｎ ｅ ｆｉ ｅ ａ ｉ ｃ ｅＬｉ ｕ ｄ Ｓ ｂ ｏ ｌ ｎ Ｒｅ ｒｇ ｒ ｔ ｒｏ ｍａ ｃ ｏ ｎ ｏ
【 ｅ ｏｄ］ｅ ｇｒｉ ｙ ｅｓｐｒ ｏ ｄ ｉ ｉ；ｅｉ ｒｉ ｒｒ ａｃ Ｋ ｙｗ ｒｓＲ ｆ ｅ ｔｎｃｃ ；ｕｅ ｏ ｅ ｑ ｄＲ ｆｇ ａｏ ｐ ｆ ｎｅ ｉ ｒ ａｏ ｌ ｃ ｌ ｌｕ ｒｅ ｔ ｎ ｅｏ ｍ
制冷 剂液体 的温 度低于 同一压力下 饱和液 体的温度 称
和液体状态 ， 际循 环中 ， 实 由于 以下原 因使节 流阀前液 体过
冷。
为过冷 。本文就制冷剂到节流 阀前液体过冷 的原 因以及过冷 液体制冷剂对制冷性能的影 响进行探讨 。
１冷凝器 中冷凝面积的选择大于设计所需的冷凝 面积 。 ） ２ 冷凝 器选择 时还要保证在 最热天气 （ ） 环境介质温度最 高） 条件下制冷剂 的冷凝效果。实际使用 中 ， 绝大多数 时间内
Ｓ ｉｎ ｅ＆ Ｔｅｈ ｏｏ ｙ Ｖ ｓ ｎ ｃｅ ｃ ｃｎ ｌｇ ｉｏ ｉ
职校科 技
科 技 视 界
２１年 ８ ０２ 月第 ２ 期 ３
根据表 １ 各参数分别 对制冷剂 Ｒ１４ 、 ２ ３ ａ Ｒ ２进行热 力计
算： 制冷量 ：ｌ １ｈ ＝ ９ ． — ４ ．＝ ４ ．６ Ｊ ｇ ｑ３ 一ａ ３ ２６ ２ ９１ １３ ｋ／ ４ ６ ５ ｋ 单位功 ： ３＝ ２ｈ ＝ ２ — ９ ．６ ３ ．４Ｊ ｇ Ｗ ｈ － ｌ４ ６ ３ ２６＝ ２进行热力计算 ： ２
制冷ｉ ：３ － ４ １ — ３ ． １２ ｋ／ｇ ｌｑ℃ ｌｈ ＝ ０ ． ２ ９２ ６ ． Ｊ ： ＝ ６ ＝ ４ ｋ 单位 功 ： ３－ ２ｈ ＝ ３ ． ℃ ｈ － １ ４５２ １ ＝ ３６Ｊ ｇ ． ３ ．ｋ／ ６ ｋ
微生物培养基的凝固剂
培养基凝固剂及触变性培养基摘要介绍常用培养基凝固剂琼脂、卡拉胶和黄原胶的凝胶性质。
将这三种凝胶配伍使用可配制出具有触变性的培养基，用于特殊的微生物检测。
关键词培养基凝固剂触变性微生物培养基是专供微生物培养、分离、鉴别、研究和保藏用的混合营养物制品，常见形态有液态、流态、半固态和固态。
液体培养基常用于大规模生产和增菌培养；流体培养基常用于霉菌和厌氧菌的检查；半固体培养基常用于菌种传代和保藏，以及贮运标本；固体培养基常用于微生物的分离纯化，抗菌药物的效价试验，菌和疫苗的制造以及菌种保藏。
这几种培养基的差别主要取决于培养基中凝固剂种类和加量的差［1］。
培养基凝固剂一般并不是微生物的营养成分，只起固化或粘合的作用［2］，形成凝胶。
常见的凝固剂有琼脂、卡拉胶、黄原胶、阿拉伯胶、黄蓍胶、明胶和无机硅胶等。
凝胶是胶体质点或高聚物分子相互交联形成的空间网状结构，是介于固体与液体之间的一种特殊的物质形态［3］。
凝胶化是指缩聚反应进行到一定程度，反应体系的粘度突然增大，并且出现具有弹性的凝胶的现象。
此时，体系包含两部分：一部分是凝胶，不溶于一切溶剂；另一部分是溶胶，其分子量较小，被笼罩在凝胶的网络结构中［4］。
由于微生物快速检测的需要，传统的固体及液体培养基已经不能满足现代微生物检测的需求。
如检测油类物质中的微生物，培养基在接种时应为粘度低的溶胶，而在静止培养时，又需恢复为高粘凝胶，使菌落不易移动，便于观察与计数，这就需要培养基具有触变性。
国外已商品化生产的有 MicrobMonitor［2］培养基成品。
使用前不需进行培养基的制备和加热就可直接应用，但国内还没有类似产品。
1 琼脂琼脂是一种由琼脂糖和琼胶质组成的长链多糖复合体，是从石花菜、江篱、紫菜等红藻类植物中提取而制成的。
在液体培养基中加l0～ 20 g／L的琼脂，加热融化凝固后可得固体培养基，加5 g／ L的琼脂可得半固体培养基［2］。
琼脂溶于 7 5 ℃以上的热水和甲酰胺，微溶于乙醇胺，不溶于冷水，但能吸水膨胀。
ppm、LEL和VOL的含义及其之间的单位换算
ppm、LEL和VOL的含义及其之间的单位换算一、ppm、LEL和VOL的含义1.ppm:气体体积百分比含量的百万分之一，是无量纲单位。
如：5ppm一氧化碳指的是空气中含有百万分之5的一氧化碳。
2.LEL:可燃气体在空气中能引爆的最低体积百分比浓度，也就是我们说的气体爆炸下限浓度。
（UEL:气体爆炸上限浓度。
）LEL%爆炸下限百分比，即把爆炸下限分为一百份，一个单位为1LEL%。
例如：25LEL% 为爆炸下限的25%50LEL% 为爆炸下限的50%3.VOL:气体体积百分比，是物理单位。
如：5%VOL指的是特定气体在空气中的体积占5%。
三者相互之间的关系：一般来说ppm用在较为精确的测量；LEL 用于测爆的场合；VOL的数量级是它们三个中最大的。
我们举个例子：如甲烷的爆炸下限是5%VOL，所以10%LEL的甲烷气体有以下对应关系：10%LEL=5000ppm=0.5%VOL二、ppm与LEL单位换算ppm单位转换成LEL如下公式：ppm=%LEL×LEL（vol%）*100例如：35％LEL的甲烷，它的LEL为2vol％，等于：ppm＝35（%LEL）*2（vol%）*100=7000ppm甲烷。
％LEL=ppm/（LEL（vol%）*100）ppm是体积浓度.摘要：气体检测浓度单位ppm与毫克/立方米的换算关系对环境大气（空气）中污染物浓度的表示方法有两种：质量浓度表示法：每立方米空气中所含污染物的质量数，即mg/m3 体积浓度表示法：一百万体积的空气中所含污染物的体积数，即ppm 大部分气体检测仪器测得的气体浓度都是体积浓度（ppm）。
而按我国规定，特别是环保部门，则要求气体浓度以质量浓度的单位（如：mg/m3）表示，我们国家的标准规范也都是采用质量浓度单位（如：mg/m3）表示。
这两种气体浓度单位mg/m3与ppm有何关系呢？其间如何换算？使用质量浓度单位（mg/m3）作为空气污染物浓度的表示方法，可以方便计算出污染物的真正量。
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液体过冷对循环的影响
液体制冷剂节流后进入湿蒸汽区，节流后制冷剂的干度愈小，它在蒸发器中气化时的吸热量愈大，循环的制冷系数愈高。
在一定的冷凝温度和蒸发温度下，采用使节流前制冷剂液体过冷的方法可以达到减少节流后干度的目的。
在世界循环中，往往采用一定的过冷度通常情况下，假定冷凝器出水温度比冷凝温度低
3-5K，冷却水在冷凝器中的温升为3－8K，因而冷却水的进口温度比出口温度低5－13K，这就足以使制冷剂出口温度达到一定的过冷度。
下图1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。
图1 具有液体过冷的循环
蒸气过热对循环性能的影响
实际循环中，为了不将液滴带入压缩机，通常制冷剂液体在蒸发器中完全蒸发后仍然要继续吸收一部分热量，这样，在它到达压缩机之前已处于过热状态，如下图表示。
1-2-3-4-1表示理论循环，1'-2'-3-4-1'表示具有蒸气过热的循环。
图2 具有蒸汽过热循环
吸入过热蒸气对制冷量和制冷系数的影响取决于蒸气过程时吸收的热量是否产生有用的制冷效果以及过热度的大小。
（1）过热没有产生有用的制冷效果
由蒸发器出来的低温制冷剂蒸气，在通过吸入管道进入压缩机之前，从周围环境中吸取热量而过热，但它并没有对被冷却物质产生任何制冷效应，这种过热称为“无效”过热。
由于循环的单位制冷量和运行在相同冷凝温度和蒸发温度下的理论循环的单位制冷量是相等的，但蒸气比容的增加使单位容积制冷量减少，对给定压缩机而言它将导致循环制冷量的降低。
（2）吸热本身产生有用的制冷效果
如果吸入蒸气的过热产生在蒸发器本身的后部，或者产生在安装于被冷却室内的吸气管道上，或者产生在两者皆有的情况下，那么，由于过热而吸收的热量来自被冷却空间，因而产生了有用的制冷效果，我们称这种过热为“有效”过热。
下图为一些制冷剂在过热区内单容积制冷量的变化情况。
从图中可以看出，氨过热对容积制冷量是不利的，它将使装置的制冷量减少。
图3 各种制冷剂在过热区内单位容积制冷量的变化情况
气、液热交换对循环性能的影响
在系统中增加一个气-液热交换器，结果使得制冷剂液体过冷，低温蒸气有效过热。
这样，不但可增加单位制冷量，而且可以减少蒸气与环境空气之间的传热温差，减少甚至消除吸气管道中的有害过热具有气-液热交换器的压焓图如下所示。
图4 回热循环的P-H图
热交换及压力损失对循环性能的影响
实际循环中，由于热交换和流动阻力的存在，制冷剂热力状态的变化不可避免。
下面将讨论这些因素对循环性能的影响
（1）吸入管道
吸入管道对循环性能的影响最大。
吸入管道中的压力降始终是有害的，它使得吸气比容增大，压缩机的压力比增大，单位容积制冷量减少，压缩机容积效率降低，比压力增大，制冷系数下降。
（2）排出管道
在压缩机的排出管道中，热量由高温制冷剂蒸气传给周围空气，它不会引起性能的改变，仅仅是减少了冷凝器中的热负荷。
（3）冷凝器到膨胀阀之间的液体管道
在冷凝器到膨胀阀这段管路中，热量通常由液体制冷剂传给周围空气，使液体制冷剂过冷，制冷量增大。
然而，也可能水冷冷凝器中的冷却水温度很低，
冷凝温度低于环境温度，热量由空气传给液体制冷剂，可能导致部分液体气化，这不仅使单位制冷量下降，而且使得膨胀阀不能正常工作。
（4）膨胀阀到蒸发器之间的管道
通常膨胀阀是紧靠蒸发器安装的。
倘若将它安装在被冷却空间内，传给管道的热量将产生有效制冷量；若安装在室外，热量的传递使制冷量减少，因而此段管道必须保温。
（5）冷凝器
假定出冷凝器的压力不变，为克服冷凝器中制冷剂的流动阻力，必须提高进冷凝器时制冷剂的压力，这必须导致压缩机的排气压力升高，压力比增大，压缩机耗功增加，制冷系数下降。
（6）压缩机
在理论循环中，假设压缩过程为等熵过程。
而实际上，整个过程是一个压缩指数在不断变化的多方过程。
另外，由于压缩机气缸中有余隙容积的存在，气体经过吸、排气阀及通道出有热量交换及流动阻力，这些因素都会使压缩机的输气量减少，制冷量下降，消耗的功率增大。
不凝性气体的存在对循环性能的影响
系统中的不凝性气体往往积存在冷凝器上部，因为它不能通过冷凝器的液封。
不凝性气体的存在将使冷凝器内的压力增加，从而导致压缩机排气压力提高，比功增加制冷系数下降，压缩机容积效率降低。
应及时加以排除。
实际循环与理论循环的比较图（p－h）如下图所示：
图5 单级压缩实际制冷循环的P-H图
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