蒸汽压缩式制冷-热泵系统的压焓图与性能图资料
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:
制冷设备维修工初级第二章单级压缩制冷系统课件
1.制冷剂在高压侧的状态变化 2.制冷剂在低压侧的状态变化 3.制冷剂在压缩机中的状态变化 4.制冷剂在节流阀中的状态变化
第二章 单极压缩制冷系统
第二节 制冷剂的压焓图
一、压焓图的构成 二、制冷循环在压焓图上的表示 三、制冷剂液体过冷循环在压焓图上的表示 四、制冷剂吸气过热循环在压焓图上的表示 五、制冷剂回热循环在压焓图上的表示
第二章 单极压缩制冷系统
第二章 单极压缩制冷系统
第二节 制冷剂的压焓图
一、压焓图的构成
图2-2 制冷剂的压焓图及主要曲线
1.等压线和等焓线
第二章 单极压缩制冷系统
第二节 制冷剂的压焓图
2.饱和液体线和干饱和蒸气线 3.等温线 4.统
第二节 制冷剂的压焓图
二、制冷循环在压焓图上的表示
第二章 单极压缩制冷系统
第三节 压焓图的应用
三、单级压缩制冷循环的热力计算
图2-8 单级蒸气压缩式制
(1)单位质量制冷量(简称单位制冷量) 即单位质量流量
第二章 单极压缩制冷系统
第三节 压焓图的应用
的制冷剂在制冷系统中所产生的制冷量，用q0表示，单位为kJ／kg。
(2)单位容积制冷量 压缩机每吸入1m3的制冷剂蒸气所制取的制冷量， 用qv表示，单位为kJ／m3。
第二章 单极压缩制冷系统
图2-7 1gp—h图的应用
第三节 压焓图的应用
2)确定制冷循环的各个过程。 3)计算q0、qk、W值。
①等压线p0、pk的确定很关键，在确定时必须以区内的t0、tk等温线 为准。 ②确定各个变化过程时，要注意同一条等温线在不同区域的曲线类型 是不同的。 ③确定状态点后，马上查出对应的焓值并记录下来。 ④不同制冷剂的lgp—h图是不同的，要看清已知条件正确选择lgp—h 图。
制冷原理及压焓图基本知识课件ppt
2021/3/10
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流程图
高温高压气体
压缩机
冷凝器
低温高压气液 混合
节流
低温低压气体
蒸发器
低温低压气液 混合
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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。
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
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
节流阀: 对制冷剂起节流降压作用，并调节进
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。
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2、 压焓图
p
s
T
K
p
v
液态区
x
x
气液混合
过热蒸汽区
a
hb
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压焓图
h
6
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。
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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。
压焓图
压－焓图 工质的状态变化及其热力过程，可以在工质的压－焓图上表示，同时还可以在ｐ－ｖ图和Ｔ－ｓ图中表示。
在制冷工程中，压－焓图的使用最为普遍。
因为使用压－焓图不仅可以简单地确定制冷剂的状态参数，并能直观地表示出循环及过程中参数的变化和能量的变化。
在压－焓图上可以用线段的长短来表示能量的多少。
由于制冷剂在蒸发器和冷凝器中的吸热或放热过程都是在等压下进行的，等压过程中热量的变化及压缩机在绝热压缩过程中所消耗的功都可以通过焓差计算，而制冷剂在节流阀前后的焓值又保持不变，所以利用压－焓图来分析制冷循环及进行循环的热力计算都是很方便的。
一、压－焓图的构成 压－焓图的纵坐标是压力ｐ ，为了使低压部分表示的清楚，采用对数坐标，即ｌｇｐ ；横坐标是比焓ｈ 。
所以也称为ｌｇｐ－ｈ图。
右图所示为工质压－焓图的基本内容。
它是依 据工质的基本参数ｔ、ｐ、ｖ等以及他们之间的关系 式，以１ｋｇ工质为准绘制的列线图。
不同的工质， 性质不同，其压－焓图形也不完全一样，但其内容 及基本形式是相同的。
在压－焓图中，临界点Ｋ把饱和曲线分成两部 分，Ｋ点左边的粗实线为饱和液体线，线上的任何 一点代表一个饱和液体状态，干度ｘ＝０；右边的粗 实线为干饱和蒸汽线，线上任何一点代表一个饱和 蒸汽状态，ｘ＝１。
这两条粗实线将图分为三个区域： 饱和液体线的左边是未饱和液体区，该区域内的液 体为未饱和液体，它的温度低于同压力下的饱和温度，所以也称为过冷液体，这样未饱和区也称为过冷液体区；干饱和蒸汽线的右边是过热蒸汽区，该区域内的蒸汽称为过热蒸汽，它的温度高于同一压力下饱和蒸汽的温度；两条线之间的区域为两相区，工质在该区域内处于气、液混合状态，所以也称为湿蒸汽区。
图中共有６种等参数线簇： １）等压线ｐ＝ｃ－－－水平线。
２）等焊线ｈ＝ｃ－－－垂直线。
３）等温线ｔ＝ｃ－－－过冷液体区几乎为垂直线。
两相区内因制冷剂状态的变化是在等压、等温下进行的，故等温线与对应的等压线重合，是水平线。
压焓图
压焓图（干饱和蒸气线（干度X=1）），在Kb线上任意一点的状态均为不同温度下的饱和蒸气状态，或称干蒸气。
2、三个区Ka左侧——过冷液体区，该区域内的制冷剂温度低于同压力下的饱和温度；在我们制冷循环计算中，将制冷剂饱和液体的温度降低就变为过冷液体。
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；将制冷剂饱和气体的温度升高就进入了过热蒸汽区。
Ka和Kb之间——湿蒸气区（湿饱和蒸气区或气液两相区），即气液共存区。
该区内制冷剂处于饱和状态，压力和温度为一一对应关系。
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。
3、五个状态过冷液体状态、饱和液体状态、气液共存状态、饱和气体状态、过热蒸汽状态4、六组等参数线（1）等压线p（p=定值）：图上与横座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。
（2）等焓线h（或i=定值）：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。
（3）等温线t（t=定值）：图上用点划线表示的为等温线。
等温线在不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。
（4）等熵线s（s=定值）：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，单级蒸汽压缩式制冷理论循环在lgp-h图上等熵线以饱和蒸气线作为起点。
（5）等容线v（v=定值）：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。
（6）等干度线x（X=0）：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。
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。
2021优选蒸气压缩式制冷系统优秀课件ppt
❖ 液体汽化时要吸收热量，此热量称为汽化潜热。汽化潜 热来自被冷却对象，使被冷却对象变冷。为了使这一过 程连续进行，就必须从容器中不断地抽走蒸汽，并使其 凝结成液体后再回到容器中去。从容器中抽出的蒸汽如 直接冷凝成蒸汽，则所需冷却介质的温度比液体的蒸发 温度还要低，我们希望蒸汽的冷凝是在常温下进行，因 此需要将蒸汽的压力提高到常温下的饱和压力。
v点1表示制冷剂出蒸发器、进入压缩机时的状态。对
应于蒸发温度t0的饱和蒸汽。根据压力和饱和温度的关
系，该点应处于与蒸发压力p0相对应的等压线与饱和
蒸汽线（x=0
❖ 点2表示表示制冷剂出压缩机、进
入冷凝器时的状态。过程线1-2表
示制冷剂蒸汽在压缩机中的等熵压
缩过程（s1=s2），压力由蒸发压
力p0压缩到冷凝压力pk。等熵线与
❖ 图中共有六种等参数线簇：
❖ 等压线p—
❖ 等焓线h—
❖ 等温线t—液态区几乎为铅垂线。 两相区内由于制冷剂的状态变化是
Lnp h t
k S
=0 =1
在等压等温下进行，与等压线重合，
P
为水平线。过热蒸汽区为向右下方
h
❖ 等熵线s—向右上方倾斜的实线； ❖ 等容线v—向右上方倾斜的虚线，
❖ 等干度线x—只存在于湿蒸汽区域 内，其方向大致与饱和液体线或饱 和蒸汽线相近，视干度大小而定。
Lnp h t
k S
Lnp
3
2' 2
=0 =1
P
4
1
h
h
❖ 过程4-1表示制冷剂在蒸发器中的 汽化过程。这一过程是在等温、 等压（温度为t0、压力为p0）下 进行的，液体制冷剂吸收被冷却 对象的热量而不断汽化，其状态 沿等压线p0向干度增大的方向变 化，直到全部变为饱和蒸汽为止。 制冷剂的状态又变回到进入压缩 机前的状态点1，完成了一个完整
压焓图
Lgp-h Diagram
动力循环与制冷（热泵)循环
• 动力Power循环 —正循环
输入热,通过循环输出功
• 制冷Refrigeration循环—逆循环
输入功量（或其他代价），从低温 热源取热
• 热泵Heat Pump循环 —逆循环
输入功量（或其他代价），向高温 热用户供热
制冷空调原理与装置
[ kJ/kg ] [ kJ ]
1、焓是状态量 state property 2、H为广延参数 H=U+pV= m(u+pv)= mh
h为比参数
3、对流动工质，焓代表能量(内能+推进功) 对静止工质，焓不代表能量
4、物理意义：开口系中随工质流动而携带的、取决 于热力状态的能量。
熵的导出
克劳修斯不等式
h xh" (1 x)h'
v xv" (1 x)v'
y xy" (1 x) y'
s xs" (1 x)s'
x
y y' y" y'
已知p或T(h’,v’,s’,h’’,v’’,s’’)+干度x
h ,v ,s
压焓图(计算制冷循环的热力特性)
压焓图为一热力状态图。图中纵坐标表示 绝对压力的对数lgp，横坐标表示焓值h。
未饱和液，过冷液 Subcooled liquid 压缩液 Compressed liquid
饱和液 Saturated liquid
饱和湿蒸气
Saturated liquid-vapor mixture 饱和蒸气 Saturated vapor 过热蒸气 Superheated vapor 汽化潜热 Latent heat of Vaporization
压焓图其实很简单，看过你就懂了
压焓图其实很简单，看过你就懂了
■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。
3、六组等参数线
■制冷剂的压-焓(LgPE)图中共有⼋种线条:等压线P(LgP等焓线( Enthalpy)饱和液体线( Saturated Liquid)等熵线( Entropy)等容线( Volume)⼲饱和蒸汽线( SaturatedVapor)等⼲度线( Quality)等温线(Temperature)
■(1)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。
■(2)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
■(3)等温线:图上⽤点划线表⽰的为等温线。
等温线在不同的区域变化形状不同,在过冷区等温线⼏乎与橫坐标轴垂直;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。
■(4)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图上等熵线以饱和蒸⽓线作为起·在lgph因此过热蒸⽓区的等熵线⽤得较多.
4)除节流元件产⽣节流降压外,制冷剂在设备、管道内的流动没有阻⼒损失(压⼒降),与外界环境没有热交换
5)节流过程为绝热过程,即与外界不发⽣热交换。
2制冷剂的压焓图为了对蒸⽓压缩式制冷循环有⼀个全⾯的认识,不仅要知道循环中每个过程,⽽且要了解各个过程之间的关系以及某⼀过程发⽣变化时对其它过程的影响。
在制冷循环的分析和计算中,通常借助于压焓图,可使整个循环问题简化,并可以看到循环中各状态的变化以及这些变化对循环的影响.。
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田中俊六. 省エネ ルギーシステム 概論（ヒートポン プとヒートパイプ はまったく別物な のか？）
(b) 水泵·水车灌溉
电力
∞℃
100kW
COP=5
制热量 500kW
电驱动热热汇泵
. Q
电动机
大气
RM
采热量400kW . P Q
热源
(d) 电驱动热泵制热
热泵装置 制取热量 制冷装置 制取冷量
8/22/2019
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制冷机与热泵的相互关系
8/22/2019
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空调的工作原理：从压缩机出来的高温高压制冷蒸汽通过高压软管进入冷凝器； 由于车外温度低于进入冷凝器的制冷剂温度，借助于冷凝风扇的作用，在冷凝器 中流动的制冷剂的大部分热量被车外空气带走，从而高温高压气体被冷凝成低温 高压的液体。这种低温高压液体流过节流膨胀阀时，由于节流作用，体积突然变 大而降压，变成低压低温的雾状液体进入蒸发器，并在定压下汽化，由于制冷剂 在管内汽化时的温度低于蒸发器管外的车内循环风，故它能吸收管外空气中的热 量，从而使流经蒸发器的空气温度降低，从而产生制冷降温效果，汽化了的制冷
目前，制冷机与热泵广泛采用蒸气压缩式制 冷技术 制冷机与热泵的设计、控制、运行与管理的 理论基础是“压焓图”和“性能图”
8/22/2019
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第二节 lgp-h图及其应用
8/22/2019
11
1.制冷剂的 lgp-h图
8/22/2019
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压焓图（lgp-h图）的功能
蒸气压缩式制冷的应用领域
蒸气压缩式是目前广泛采用的制冷方法
制冷机类：电冰箱、冷藏柜、陈列柜、冷库、工艺冷水设备等 热泵类：房间空调器、商用中央空调、水源热泵、多联机等
8/22/2019
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小结
制冷机与热泵可以独立成为设备，也可成为 集成设备
中国称之为“热泵”的设备主要是指集成设备
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制冷循环在压焓图上表示
Receiver p
Condenser
qk
COP hC hB hD hC
COPh
hD hD
hA hC
Compressor
B Evaporator
qo
wc
h
1、实际制冷循环中，制冷剂 流量不是1 kg/s，而是m kg/s；
2、实际制冷循环存在各种压 力损失。
• 采用节流方法使之降压（6→1）成过 热蒸气（点1）
• 根据p1和t1的读数确定出点1的状态 • 再根据h6= h1原理求解压力为p0、比
焓为h1的湿蒸气（点6）的干度x6
lg p
pk
3
2
p0
4
p1
6 1 h
h6=h1
当压缩机出现回液时，也可 采取同样方法，以保证压缩 机的安全
8/22/2019
清华大学建筑学院建筑技术科学系
清华大学建筑学院建筑技术科学系
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lgp-h图的应用举例 1
两相区以外的制冷剂状态点必须由两 个独立状态参数才能描述
例如：具有一定过热度的压缩机吸气 状态（点1）可由压缩机吸气管上的压 力表（p1）以及温度计（t1）读数， 经制冷剂物性方程或lgp-h图来确定
如果吸气状态位于两相区（点6）时， 则不能直接确定干度x6
80m
20m 0m
100℃
20 ℃ 0℃
80℃
灌溉水量 100T/d
河流
(a) 瀑布直接灌溉
COP=2
热量 100kW
高温热源
高温热源
制热量 200kW
热驱热汇动热泵
. Q
大气
RM
. Q
采热量100k.W
Q
(c) 热驱动热低温泵热制源热
瀑布流量 100T/d
灌溉水量 500T/d
采水量400T/d
水坝
蒸汽被压缩机抽吸压缩，变成高温高压气体，完成一个制冷系统的循环。
膨胀阀具有自动调节功能，在蒸发器温度高的时候开启量孔大，温度低时，膨胀 阀里的量孔通过调节针阀伸缩来调节冷媒流动。达到制冷温度的基本恒定
高压阀:当系统压力超过规定值时，安全阀打开，将系统中的一部分气体排入大 气，使系统压力不超过允许值，从而保证系统不因压力过高而发生事故 低压开关:在没冷媒（制冷剂）时不让压缩机工作以保护压缩机的.
压焓图（lgp-h图）是分析蒸气压缩式制冷 （热泵）循环的重要工具
循环设计：构造各种制冷循环 循环计算：计算制冷（热泵）循环，选配各部件 容量 循环分析：对已知系统进行热力分析
8/22/2019
清华大学建筑学院建筑技术科学系
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制冷剂压焓图（lgp-h图）
1点：临界点C
lg p
C
s
2线：饱和液线ф =0
饱和气线ф =1
p ф =0x
ф =1
h
v
t
h
3区：过冷液体区 饱和区 过热蒸气区
6线：等压线 等温线 等比焓线 等比熵线 等比容线 等干度线
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14
单质/共沸/近共沸制冷剂压焓图（R134a）
清华大学建筑学院建筑技术科学系
15
2.制冷循环的lgp-h图
8/22/2019
“制冷空调技术提高与创新”继续教育讲座
第二讲 蒸汽压缩式制冷/热泵系统的压焓图与
性能图
清华大学 王宝龙
8/22/2019
1
提纲
预备知识 压焓图（lgp-h图）的应用 制冷装置的性能图及其应用 总结
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第一节 预备知识
8/22/2019
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水泵与热泵（制冷机）的原理对比
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lgp-h图的应用举例 2
当从贮液器至膨胀阀之间的高
lg p
压液体管存在较大压力损失时， pk
3
2
制冷剂容易出现沿程闪发
4 4'
①高压液体上升立管高度过高（重 力损失） ②管道过细及局部阻力部件过多 ③沿程吸热量过大
重力损失的计算方法泵）
sink / ambient
Qc
Pin
水
热
RM
Pin
H1
Qe
0
source / fridge
消耗能量 Pin H 2 H1
消耗能量 Pin Tc Te
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（水泵）农田灌溉与（热泵）建筑采暖
100m
瀑布流量 100T/d
8/22/2019
清华大学建筑学院建筑技术科学系
5
制冷机与热泵的相互关系
相同点
热力学原理相同（如：蒸气压缩式制冷原理） 结构相同（四大主要部件+制冷剂）
不同点
使用目的（功能）不同
• 制冷机：吸收蒸发潜热，降温、除湿 • 热泵：释放冷凝潜热，升温
二者可以构成独立的机器；也可集成为一台机器， 通过自动控制部件转换制冷剂流向，改变机器的 功能