制冷循环原理
制冷循环原理
3.1 蒸气压缩式制冷原理
如果制冷工质的状态变化跨越液、气两态，则制冷循环称为蒸气压缩制冷循环。蒸气压缩制冷装置是目前使用最广泛的一种制冷装置，绝大多数家用冰箱、空调机、冷柜等都是采用蒸气压缩式制冷。
3.1.1 单级蒸气压缩制冷循环分析
家用冰箱、空调机、冷柜等制冷装置的功能、结构形式、整体布局虽然不同，其主要部件都包括压缩机、冷凝器、膨胀阀（或称节流阀）和蒸发器四部分。通过简化如图3-1所示。
图3-1是蒸气压缩制冷装置制冷循环示意图。其工作循环如下：经过膨胀阀（毛细管）绝热节流，降压降温至状态4的湿蒸气进入蒸发器（冷库），进行定压蒸发吸热，离开蒸发器时已成为干饱和蒸气；从蒸发器出来的状态1的干饱和蒸气被吸入压缩机进行压缩，升压、升温至过热蒸气状态2；进入冷凝器，进行定压放热，凝结为液体3；从冷凝器出来的液体经过膨胀阀（毛细管）节流降压至湿蒸气状态4进入蒸发器（冷库），从而完成了一个循环4-1-2-3-4。
蒸气压缩式制冷循环可概括为四个过程。
①蒸发过程4-1 低温低压的液体制冷剂从冷库中以汽化潜热方式吸收被冷却物热量后，变成低温低压的制冷剂蒸气。
②压缩过程1-2 为了维持一定的蒸发温度，制冷剂蒸气必须不断地从蒸发器引出，从蒸发器出来的制冷剂蒸气被压缩机吸入并被压缩成高压气体，且由于在压缩过程中，压缩机要消耗一定的机械功，机械能又在此过程中转换为热能，所以制冷剂蒸气的温度有所升高，制冷剂蒸气呈过热状态。
③冷凝过程2-3从制冷压缩机排出的高温高压过热的制冷剂蒸气，进入冷凝器后受到冷却物（如冷却水、空气等）的冷却而变为液体。
④节流过程3-4从冷凝器出来的制冷剂液体经过降压设备（如节流阀、膨胀阀等）减压到蒸发压力。节流后的制冷剂温度也下降到蒸发温度，并产生部分闪蒸气体。节流后的气液混合物进入蒸发器进行蒸发过程。
上述四个过程依次不断进行循环，从而达到连续制冷的目的。
3.1.2单级压缩式制冷循环在压-焓图上的表示
单级压缩式制冷循环主要由压缩机、冷凝器、节流装置和蒸发器四大件所组成，这四大件由管道连接起来，便构成了一个最简单的制冷系统（如图3-1所示）。
单级蒸气压缩式制冷理论循环的假设条件是：
①压缩过程1-2是绝热压缩过程，前后熵值不变；
②不考虑制冷剂在流动时摩擦、阻力等损失，即制冷剂在流经冷凝器、蒸发器及连接管道中的压力保持不变，冷凝压力p k保持不变；蒸发压力p0不变；
③节流过程为绝热过程，液态制冷剂的节流前后焓值不变；
该制冷系统运行状态则可在压一焓图上绘制和表示出来，如图3-2所示。其中各点表示的位置是：
0点——蒸发器出口；
1点——压缩机吸气口；
2点——压缩机排气口；
5点——节流装置入口；
6点——蒸发器入口。
图中各线段的意义如下
6-0段：等温等压吸热汽化过程（蒸发过程）。压力P0为蒸发压力，温度t0为蒸发温度。6-0区间，P0与t0相对应。两点间焓值之差就是单位工质的制冷量。
0-1段：压力不变情况下的吸气过热过程。在蒸发器出口段至压缩机入口段间的管道由于吸收外界环境的热量，温度升高，而压力不变。
1-2段：等熵压缩过程。在压缩过程中，气体的温度、压力及焓值升高，比体积减小，熵值不变。h：-九，就是压缩机械功。
2-3段：等压放热过程。高压（冷凝压力）条件下，制冷剂气体放出显热，由排气温度t2：降至冷凝温度t k。温度下降，状态授变，仍为气体。
3-4段：凝结过程。在冷凝压力p k下，制冷剂放出潜热而由气态液化为液态，但温度没变，仍是冷凝温度t k。
4-5段：过冷过程。在冷凝压力p k下，制冷剂液体继续散热，即向外放出显热。
5-6段：等焓节流过程。制冷剂通过节流装置，由高压p k降到低压P0，温度由过冷温度t5降至蒸发温度t0；状态由过冷液体变为气液共存状态。
h0、h3分别是压力p0、p k下干饱和蒸气的焓，h4是压力p k下饱和液体的焓，皆可由饱和蒸气表查得，h2可根据p k和(S2=S1)由过热蒸气表确定，h5、h1分别根据过冷度和过热度确定。蒸气压缩制冷循环0-1-2-3-4-5-6-0在压焓图中的表示如图3-2所示。因为蒸气压缩制冷循环的吸热量、放热量以及所需功量皆可用工质在各状态点的焓差来表示。所以制冷量、冷凝放热量以及压缩所需的功都可以用图中线段的长度表示。
3.1.3单级蒸气压缩式制冷理论循环的热力计算
单级蒸气压缩式制冷理论循环在压焓图上表示如图3-2所示。在压焓图上表示单级蒸气压缩式制冷循环的热力参数有：
①单位质量制冷量（简称单位制冷量） lkg制冷剂在蒸发器内所吸收的热量称为单位制冷量，用符号q0表示，单位kJ/kg。
在压焓图3-2中，可用点6和点0两点的焓差值表示，即
q0 =h0 -h6 =h0–h5 (kJ/kg) (3-1)
②单位压缩功压缩机绝热压缩lkg制冷剂所消耗的功称为单位压缩功，用符号w0表示，单位kJ/kg。在图中用点2和点1两点的焓差表示，即 w0 =h2–h1 (kJ/kg) (3-2)
③单位冷凝热负荷 lkg制冷剂在冷凝器中放出的热量称为单位冷凝热负荷，用符号q k表示，单位是kJ/kg，在图中，可用点2和点5的焓差表示，即 q k =h2–h5 (kJ/kg) (3-3)
④单位容积制冷量 l m3制冷剂在蒸发器所吸收的热量称单位容积制冷量，用符号q v表示，单位是kJ/m3。它可以很方便地从q0换算出来，即 q v= q0 /V1一（h0–h5)/V l (kJ/ m3) (3-4)
式中v1——吸气状态时制冷剂蒸气的比体积，m3 /kg。
⑤循环的制冷系数
ε = q0/( q1-q2) = （h0-h6）/[(h2-h5)-(h1-h6)] = (h0-h6)/(h2-h1) (3-5)
【例题3-1】某压缩制冷设备用氨作制冷剂。已知氨的蒸发温度为-10℃，冷凝温度为38℃，压缩机入口是干饱和氨蒸气，要求制冷量为l00kW，试计算制冷剂流量、压缩机消耗的功率和制冷系数。
解根据题意t1=-10℃，t3 =38℃。由氨的lgp-h图（见附录图2）查出各状态点的参数为
h1 =1430kJ/kg p1 =0. 29MPa
h2=1670kJ/kg p2 =1. 5MPa
h4 =h3 =350kJ/kg
①制冷剂流量
q0 =h1 -h4=(1430-350) kJ/kg=1080kJ/kg
氨的质量流量为m=100/1080=0. 0926kg/s
②压缩机消耗的功率
w0 =h2 -h l =1670-1430=240kJ/kg
P=mw0 =0. 0926×240=22. 22kW
③制冷系数
ε = q0/ w0=1028/240=4.5
3.1.4单级蒸气压缩式制冷实际循环
实际压缩过程与理论循环过程存在很大区别，主要表现在以下几方面：
①压缩过程不是等熵过程；
②实际节流过程中由于与外界有热交换，所以不是绝热节流，而节流后焓值是增大的；
③制冷剂在蒸发器与冷凝器内传热过程，由于压力变化，制冷剂的温度是渐变的；
④制冷剂流经阀门、管道和设备时因有阻力存在，为使循环得以实现，故使压缩机的排气压力增高，而吸气压力降低；
⑤在吸气过程中由于有热交换，肯定有一定的有害过热。
由于实际压缩循环与理论压缩循环存在着多方面差别，所以单级压缩制冷机的实际循环的单位压缩功增大，单位制冷量减少，制冷系数低于理论循环。
由于实际过程比较复杂，存在机械摩擦、阻力及热交换等，很难将实际循环过程表示在lgp-h图上。在工程计算时，通常是先按理论循环计算，然后用各种系数进行修正。
3.1.5蒸气压缩式热泵循环
热泵装置与制冷装置的工作原理没有什么差别，只是二者的工作目的不同，制冷装置是为了制冷，而热泵装置则是为了供热。如果将图3-3中的冷凝器放在室内，则当上述装置工作时，就可以从低温环境中吸取热量并释放到室内来，用于取暖。
原则上，可以使一套设备具备制冷和供热两种功能。如图3-3所示，如果用一只四通换向阀A来控制改变制冷工质在装置中的流向，就可以达到夏季对室内制冷、冬季对室内供热的目的。有些国家（如美国和加拿大）早已将这种采暖与制冷兼用装置用于火车车厢和远洋客货轮的空调，以适应长途旅行运输时各地区气候上的变化。
热泵的经济性指标是供热系数ε’，它等于制冷剂在冷凝器中放出的热量q1与压缩机消耗的功w之比，即ε’=q1/w。
由于q1 =w+q2，所以热泵的供热系数恒大于1，它优于其他供暖装置（如电加热器等）之处，就在于消耗同样多的机械功对室内供暖，可比用其他方法得到更多的热量，即除了由机械功所转换的热量外，还包括制冷剂在蒸发器中所吸收的热量。
热泵装置还可以将大量较低品位（即较低温度）的热能提升为较高品位（即较高温度）的热能，以满足生产上的需要。另外，采用热泵供热取代锅炉供热还有利于保护环境不受污染。但是，热泵的使用受到其他条件的限制，例如，我国东北地区冬季室外温度在-20～-30℃或更低，用热泵供热就很不经济，并且由于室内外温差太大，热泵的供热系数将很低，不利于节能；又例如
对工业欠发达的国家或地区，热泵装置的造价往往比其他采暖设备高出很多，这也影响了热泵的使用与推广。
3.2双级蒸气压缩式制冷循环
3.2.1双级蒸气压缩式制冷理论循环
单级制冷压缩机若要制取较低温度时，蒸发温度就很低，相应的蒸发压力就很低，造成制冷机的压缩比（冷凝压力与蒸发压力之间绝对压力的比值）显著增大。当压力比增大到一定程度时，单机制冷压缩机就不能正常工作。这是因为：
①压缩比增大，压缩机的输气量减少，使制冷量下降，
②压缩比增大，使压缩机的排气温度升高，汽缸壁温度上升，影响润滑条件，甚至会出现润滑油的碳化等不正常现象；
③压缩比增大，液态制冷剂节流所引起的损失增大，即节流后产生的闪蒸气体增多，使制冷系数降低。
因此，当需制取-25℃以下低温时一般采用双级压缩。
两级压缩制冷的压缩过程分两个阶段进行：来自蒸发器的制冷剂蒸气先在低压压缩机中压缩到中间压力；经过中间冷却，然后再进入高压压缩机压缩到冷凝压力。两级压缩制冷循环，由于节流级数以及液体和蒸气冷却方式的不同，因而有不同的循环形式。
例如，有两级节流和一级节流循环，中间完全冷却和中间不完全冷却循环等。实际应用的大都是一级节流循环。两级压缩制冷都采用中间冷却。经过中间冷却后，高压级的排气温度就不致过高。两级压缩制冷机的中间冷却方式是随制冷剂的种类不同而有所不同。对于氨，通常是让低压级的排气冷却到中间
压力下的饱和温度，称为中间完全冷却；对于氟里昂，则是让低压级的排气与中间冷却器中蒸发的蒸气相汇合，称为中间不完全冷却。
3.2.2 两级压缩氨制冷循环与系统组成
两级氨压缩制冷机中，大多数是应用一级节流中间完全冷却循环。该循环的系统如图3-4所示。
来自蒸发器E的低压氨蒸气，首先在低压压缩机A中被压缩到中间压力
p z，排入到中间冷却器F中，被其中的氨冷却到中间压力下的饱和温度t z，再进入高压压缩机B中继续被压缩到冷凝压力p k，然后进入冷凝器中被冷凝成液体。由冷凝器C引出的氨液，经过再冷却器D进一步降低温度，然后分成两路：一路经节流阀G降压到中间压力p z，进入中间冷却器F中，利用它的蒸发来冷却低压压缩机的排气和盘管内的高压氨液，中间冷却器中蒸发出来的氨蒸气（中间压力p z下的饱和蒸气），随同低压压缩机的排气（降温到中间压力下的饱和温度）一起进入高压压缩机中被压缩，另一路氨液在中间冷却器F的盘管内被冷却后流经节流阀H节流到蒸发压力P0，再进入蒸发器E中进行蒸发制冷。进入蒸发器的这一部分氨液，在节流以前，首先进入中间冷却器冷却，这
样可以减少节流损失，从而使单位制冷量增
大。如果高压氨液不需要在盘管内冷却，可
让高压氨液经旁通阀I流过，直接经节流阀H 进入蒸发器。
图3-5为该循环的p-h图。图中1-2为氨蒸气在低压压缩机中的压缩过程；2-3为低压压缩机的排气在中间冷却器中的冷却过程，3-6为制冷剂蒸气在高压压缩机中的压缩过程；6-7-8为氨蒸气在冷凝器中的冷却和冷凝过程，8-9为氨液的过冷过程。以后氨液分为两路：9--10为氨液进人中间冷却器的～路，在节流阀G中的节流过程，10-3为进入中间冷却器的氨液，在其中的蒸发吸热过程；9-4为另～路进入蒸发器的氨液，在中间冷却器盘管内的冷却过程，4-5为这部分氨液在节流阀H中的节流过程，5-1为低压氨液在蒸发器中的吸热气化过程。
由于在中间冷却器
中的盘管具有端部传热
温差，高压液体在其中
不可能被冷却到中间温
度t z，而是比中间温度
高出一个温差△t。通常
△t =3～5℃。
在以氟里昂为制冷剂的两级压缩制冷装置中，大都采用一级节流中间不完全冷却的两级压缩循环。其原则性系统图如图3-6所示。这种循环与两级压缩氨制冷循环的主要区别是：低压压缩机的排气不在中间冷却器中冷却，而是与
中间冷却器中产生的饱和蒸气在管路中混合后进入高压压缩机。因此，高压压缩机吸入的不是中间压力下的饱和蒸气，而是过热蒸气。因而该循环中的中间冷却器结构也就比较简单。
溴化锂吸收式制冷原理 溴化锂吸收式制冷机以水为制冷剂，溴化锂水溶液为吸收剂，制取0℃以上的低温水，多用于空调系统。 溴化锂的性质与食盐相似，属盐类。它的沸点为1265℃，故在一般的高温下对溴化锂水溶液加热时，可以认为仅产生水蒸气，整个系统中没有精馏设备，因而系统更加简单。溴化锂具有极强的吸水性，但溴化锂在水中的溶解度是随温度的降低而降低的，溶液的浓度不宜超过66％，否则运行中，当溶液温度降低时，将有溴化锂结晶析出的危险性，破坏循环的正常运行。溴化锂水溶液的水蒸气分压，比同温度下纯水的饱和蒸汽压小得多，故在相同压力下，溴化锂水溶液具有吸收温度比它低得多的水蒸气的能力，这是溴化锂吸收式制冷机的机理之一。 溴化锂吸收式制冷原理同蒸汽压缩式制冷原理有相同之处，都是利用液态制冷剂在低温、低压条件下，蒸发、气化吸收载冷剂(冷水)的热负荷，产生制冷效应。所不同的是，溴化锂吸收式制冷是利用“溴化 锂一水”组成的二元溶液为工质对，完成制冷循环的。 在溴化锂吸收式制冷机内循环的二元工质对中，水是制冷剂。在真空(绝对压力：870Pa)状态下蒸发，具有较低的蒸发温度(5℃)，从而吸收载冷剂热负荷，使之温度降低，源源不断地输出低温冷水。 工质对中溴化锂水溶液则是吸收剂，可在常温和低温下强烈地吸收水蒸气，但在高温下又能将其吸收的水分释放出来。制冷剂在二元溶液工质对中，不断地被吸收或释放出来。吸收与释放周而复始，不断循环，因此，蒸发制冷循环也连续不断。制冷过程所需的热能可为蒸汽，也可利用废热，废汽，以及地下热水(75'C以上)。在燃油或天然气充足的地方，还可采用直燃型溴化锂吸收式制冷机制取低温水。这 些特征充分表现出溴化锂吸收式制冷机良好的经济性能，促进了溴化锂吸收式制冷机的发展。 因为溴化锂吸收式制冷机的制冷剂是水，制冷温度只能在o℃以上，一般不低于5℃，故溴化锂吸收式制冷机多用于空气调节工程作低温冷源，特别适用于大、中型空调工程中使用。溴化锂吸收式制冷机在某些生产工艺中也可用作低温冷却水。 第一节吸收式制冷的基本原理 一、吸收式制冷机基本工作原理 从热力学原理知道，任何液体工质在由液态向气态转化过程必然向周围吸收热量。在汽化时会吸收汽化热。水在一定压力下汽化，而又必然是相应的温度。而且汽化压力愈低，汽化温度也愈低。如一个大气压下水的汽化温度为100~C，而在o．05大气压时汽化温度为33℃等。如果我们能创造一个 压力很低的条件，让水在这个压力条件下汽化吸热，就可以得到相应的低温。 一定温度和浓度的溴化锂溶液的饱和压力比同温度的水的饱和蒸汽压力低得多。由于溴化锂溶液和水之间存在蒸汽压力差，溴化锂溶液即吸收水的蒸汽，使水的蒸汽压力降低，水则进一步蒸发并吸收热量，而使本身的温度降低到对应的较低蒸汽压力的蒸发温度，从而实现制冷。 蒸汽压缩式制冷机的工作循环由压缩、冷凝、节流、蒸发四个基本过程组成。吸收式制冷机的基本工作过程实际上也是这四个过程，不过在压缩过程中，蒸汽不是利用压缩机的机械压缩，而是使用另一种方法完成的。如图2—1所示，由蒸发器出来的低压制冷剂蒸汽先进人吸收器，成在吸收器中用一种液态吸收剂来吸收，以维持蒸发器内的低压，在吸收的过程中要放出大量的溶解热。热量由管内冷却水或其他冷却介质带走，然后用溶液泵将这一由吸收剂与制冷剂混合而成的溶液送人发生器。溶液在发
双级压缩制冷装置中间压力的确定 论文作者：吴春江 摘要：随着制冷技术的发展，对于用冷量大的系统采用单机双级压缩制冷装置已不是最佳方案，而采用单机配打双级压缩制冷装置得到越来越广泛的应用。本文主要介绍双级压缩制冷过程中间压力对制冷系数的影响，从而为设计单机配打双级压缩制冷装置时，合理的选择中间压力提供依据。 关键词：制冷工况蒸发压力冷凝压力 0、引言 随着我国国民经济和社会的发展，双级压缩制冷技术已在国防、科研、化工、医院、食品等建筑中广泛应用，从而使国民经济和社会发展用于制冷技术方面的能耗逐年增长。一些单位或工厂企业使用双级压缩制冷技术面越来越广，而对于单机配打双级压缩制冷装置设计使用过程中的通常是简单选择中间温度，也因为目前国内、外对于双级压缩制冷中间温度没有系统的标准，实际运行过程中具有一定的随意性，从而导致双级压缩冷冻机经常不处于最大制冷系数的工况下工作，影响整套设备的制冷效果，不利于节能要求。 我国的节约能源法中指出，节能是指加强用能的管理，采取技术可行、经济合理以及环境和社会可以承担的措施，减少从能源生产到消费各个环节中的损失和浪费，更加有效、合理地利用能源。节能还包括再生能源和新能源的开发利用。节能对于我国现代化建设来说，具有更重大的意义。目前，全国各地电力十分紧张，但所需能量也在迅速增长。由此要求我们制冷专业人员在设计、施工到运行管理的各个环节中都应通力合作，才能实现节能的目的。 1、双级压缩制冷系统的基本类型及制冷经济技术指标 两级压缩制冷机是将压缩过程分为两次来实现，系将来自蒸发器压为为Pe的低压制冷剂蒸气先用低压压缩机(或压缩机的低压级)压缩到中间压力Pm，然后再用高压压缩机(或压缩机的高压级)压缩到冷凝压力Pc。因此，它需要用两台压缩机(或使用双级压缩机)。现在，对于活塞式和螺杆式压缩机，大多是选用单级压缩机组合成两级压缩制冷机，而不专门针对两级压缩制冷的要求设计和生产高压及低压压缩机。 双级压缩制冷系统的基本类型 两级节流中间完全冷却： # T-S图： P-S图
空调压缩机的工作原理 1、空调压缩机就是在空调制冷剂回路中起压缩驱动制冷剂 的作用。工作回路中分蒸发区与冷凝区,室内机与室外机分别属于高压或低压区。压缩机一般装在室外中,压缩机把制冷剂从低压区抽取来经压缩机后送到高压区冷却凝结,通过散热片散发出热能到空气中,制冷剂也从气态变成液态,压力升高。制冷剂再从高压区流向低压区,经过毛细管喷射到蒸发器中,压力骤降,液态制冷剂立即变成气态,通过散热片吸收空气中大量的热量。这样,机器不断工作,就不断把低压区一端的热能吸收到制冷剂中再送到高压区散发到空气中,起到调节气温的作用。 2、空调在作制冷运行时,低温低压的制冷剂气体被压缩机吸 入后加压变成高温高压的制冷剂气体,高温高压的制冷剂气体在室外换热气中放热变成中温高压的液体,中温高压的液体再经过节流部件节流降压后变成低温低压的液体,低温低压的液体制冷剂在室内换热气中吸热蒸发后变成低温低压的气体,然后进入压缩机压缩,往复循环。 3、压缩机就是制冷系统的心脏,无论就是空调、冷库、化工制 冷工艺等等工况都要空压缩机这个重要的环节来做保障！ 制冷压缩机种类与形式很多,根据原理可分为容积型与速度型两类,其中容积式就是最为普遍的。 那压缩机又就是如何压缩空气的呢？
简单而说就就是通过改变气体的容积来完成气体的压缩与输送过程！任何动力设备都需要一个动力来做功完成,压缩机也就是一样,它需要一个电动机来带动。 容积型压缩机又分为往复活塞式与回转式两种。 往复活塞式就是通过活塞在气缸内做往复运动改变气体工作容积;活塞式压缩机历史悠久,生产技术成熟。 回转式压缩机包括刮片旋转式压缩机 螺杆式压缩机,目前国内生产的空调器多采用旋转式压缩机; 蜗杆式压缩机主要用于大型制冷设备,现在一些大型商场办公楼内也有很多采用蜗杆式压缩机。 空调的基本原理就是这样的,压缩机将冷冻剂压缩成高压饱与气体,这种气态冷冻剂再经过冷凝器冷凝。 通过节流装置节流之后,通入到蒸发器中,将所需要冷却的媒介冷却换热。例如将蒸发器连接到楼里的各个房间,蒸发器的蛇形管将同空气进行换热,再通过鼓风将冷气吹向空气洞中。 而蒸发器蛇形管内的冷冻剂换热后变成低压蒸气回到压缩机,在被压缩机压缩,这样循环利用就完成了制冷系统。 4、分析空调图
双级压缩制冷循环原理 一、两级压缩采用得原因 制冷系统得冷凝温度(或冷凝压力)决定于冷却剂(或环境)得温度,而蒸发温度(或蒸发压力)取决于制冷要求、由于生产得发展,对制冷温度得要求越来越低,因此,在很多制冷实际应用中,压缩机要在高压端压力(冷凝压力)对低压端压力(蒸发压力)得比值(即压缩比)很高得条件下进行工作、由理想气体得状态方程Pv/Ｔ≡Ｃ可知,此时若采用单级压缩制冷循环,则压缩终了过热蒸气得温度必然会很高(V一定,Ｐ↑→Ｔ↑),于就是就会产生以下许多问题。 1、压缩机得输气系数λ大大降低,且当压缩比≥２0时,λ=0 。 2。压缩机得单位制冷量与单位容积制冷量都大为降低。 ３。压缩机得功耗增加,制冷系数下降。 4、必须采用高着火点得润滑油,因为润滑油得粘度随温度升高而降低。 5.被高温过热蒸气带出得润滑油增多,增加了分油器得负荷,且降低了冷凝器得传热性能。 总上所述,当压缩比过高时,采用单级压缩循环,不仅就是不经济得,而且甚至就是不可能得。为了解决上述问题,满足生产要求,实际中常采用带有中间冷却器得双级压缩制冷循环。但就是,双级压缩制冷循环所需得设备投资较单级压缩大得多,且操作也较复杂。因此,采用双级压缩制冷循环并非在任何情况下都就是有利得,一般当压缩比≥８时,采用双级压缩较为经济合理。 二、双级压缩制冷循环得组成及常见形式 两级压缩制冷循环,就是指来自蒸发器得制冷剂蒸气要经过低压与高压压缩机两次压缩后,才进入冷凝器。并在两次压缩中间设置中间冷却器、两级压缩制冷循环系统可以就是由两台压缩机组成得双机(其中一台为低压级压缩机,另一台为高压级压缩机)两级系统,也可以就是由一台压缩机组成得单机两级系统,其中一个或两个汽缸作为高压缸,其余几个汽缸作为低压缸,其高、低压汽缸数量比一般为1:3或1:2 。 两级压缩制冷循环由于节流方式与中间冷却程度不同而有不同得循环方式,通常分为:两次节流中间完全冷却、两次节流中间不完全冷却、一次节流中间完全冷却与一次节流中间不完全冷却四种两级压缩制冷循环方式。其中,两次节流就是指制冷剂从冷凝器出来要先后经过两个膨胀阀再进入蒸发器,即先由冷凝压力节流到中间压力,再由中间压力节流到蒸发压力,而一次节流只经过一个膨胀阀,大部分制冷剂从冷凝压力直接节流到蒸发压力,相比之下,一次节流系统比较简单,且可以利用其较大得压力差实现远距离或高层冷库得供液。因此实践中
《制冷原理与设备》实验指导书 郭兆均 主编 二00七年二月 制冷（热泵）循环演示装置 实验指导书 一、实验目的 制冷循环演示装置可为“制冷原理与设备”的专业课程进行演示性实验。通过本实验，让同学们加深对制冷（热泵）循环工作过程的理解，熟悉制冷（热泵）循环演示系统工作原理。并进一步掌握制冷（热泵）循环系统的操作、调节方法，并能进行制冷（热泵）循环系统粗略的热力计算。 这套装置是采用玻璃作换热器的壳体，管路中有透明观察窗，因此，实验过程能让同学们清晰地观察到制冷工质的蒸发、冷凝过程及流后产生的“闪发”气体面形成的二相流，使之了解蒸汽压缩式制冷循环工质状态的变化及循环全过程的基本特征。 二、实验装置简图： 制冷（热泵）循环演示装置原理图 三、实验所用仪表、仪器设备： 1. 转子流量计 2.温度计 3.压力表 4.电压表 5 .电流表 6. 蒸汽压缩式制冷机 四、操作步骤： 1. 制冷循环演示的操作，先将制冷系统中的回通换向阀调至“制冷”位置上，然后打开冷却水阀门，利 用转子流量计上面的阀门作适当调节蒸发器和冷凝器的供水流量，再开启压缩机、观察制冷工质的冷凝及蒸发过程与其现象，待制冷系统运行（约8分钟）稳定后，即可记录制冷压缩机输入电流、电压、冷凝压力、蒸发压力，以及冷凝器及蒸发器的进水温度、出水温度、水流量等有关的参数。 2. 热泵循环演示：把制冷系统中的四通阀调整至“热泵”位置上，再打开冷却水阀门，利用转子流量计 上面的阀门作适当调节蒸发器和冷凝器的供水流量，再开启压缩机、观察制冷工质的冷凝及蒸发过程与其现象，待制冷系统运行（约8分钟）稳定后，即可记录制冷压缩机输入电流、电压、冷凝压力、蒸发压力，以及冷凝器及蒸发器的进水温度、出水温度、水流量等有关的参数。实验结束后，必须先按下停止压缩机的开关，切断压缩机的供给电源，然后再关闭供水阀门。 五、实验数据处理 六、制冷（热泵）循环系统的热力计算 1. 当系统做制冷运行时： 换热器1的制冷量为： 11121()P Q G C t t q =-+g （Kw ） 换热器1的制冷量为： 22342()P Q G C t t q =-+g （Kw ） 热平衡误差为： 1221 () 100%Q Q N Q --?= ?
制冷压缩机在系统中的作用 为了能连续不断地制冷，需用压缩机将已汽化的低压蒸气从蒸发器中吸出并对其做功，压缩成为高压的过热蒸气，再排入冷凝器中(提高压力是为了使制冷剂蒸气容易在常温下放出热量而冷凝成液体)。在冷凝器中利用冷却水或空气将高压的过热蒸气冷凝成为液体并带走热量，制冷剂液体又从冷凝器底部排出。如此周而复始，实现连续制冷。 概括地说,这种制冷方法是使制冷剂在低温低压的条件下汽化而吸取周围介质的热量，并在常温高压的条件下冷凝液化而放出热量并由冷却水(或空气)带走。欲使制冷剂实现这样的热量转移，必须提供与蒸发温度和液化温度相对应的低压和高压条件，而这一条件正是由压缩机创造的。因此，在蒸气压缩式制冷循环中，只有有了压缩机，制冷机才能将低温物体的热量不断地转移给常温介质，从而达到制冷的目的。 目前各类压缩机的大致应用范围及制冷量大小： 制冷压缩机的种类与分类 制冷压缩机按其工作原理可以分为: 容积型和速度型 1.压缩机的种类 （1）容积型压缩机：用机械的方法使密闭容器的容积变小,使气体压缩而增加其压力的机器。 它有两种结构型式：往复活塞式(简称活塞式)和回转式
（2）速度型压缩机：用机械的方法使流动的气体获得很高的流速，然后在扩张的通道内使气体流速减小，使气体的动能转化为压力能，从而达到提高气体压力的目的，这种机器称为速度型压缩机。属于这一类的有离心式制冷压缩机。 这种压缩机工作时，气体在高速旋转的叶轮推动下，不但获得了很高的速度，并且在离心力的作用下，沿着叶轮半径方向被甩出，然后进入截面积逐渐扩大的扩压，在那里气体的速度逐渐下降而压力则随之提高。 压缩机种类图： 2 .压缩机的分类 (1) 按工作蒸发温度范围分类单级制冷压缩机一般可按其工作蒸发温度的范围分为高温、中温和低温压缩机三种，但在具体蒸发温度区域的划分上并不统一。下面列举一种著名压缩机的大致工作蒸发温度的分类范围。 高温制冷压缩机(-10 ~ 0 )℃ 中温制冷压缩机(-15 ~ 0 )℃ 低温制冷压缩机(- 40 ~ -15 )℃ (2) 按制冷量的大小分类： 大型≥550kW 中型（25~550）kW
双级压缩制冷循环原理 一、萨震两级压缩采用的原因 制冷系统的冷凝温度（或冷凝压力）决定于冷却剂（或环境）的温度，而蒸发温度（或蒸发压力）取决于制冷要求。由于生产的发展，对制冷温度的要求越来越低，因此，在很多制冷实际应用中，压缩机要在高压端压力（冷凝压力）对低压端压力（蒸发压力)的比值（即压缩比）很高的条件下进行工作。由理想气体的状态方程Pｖ/T≡Ｃ可知，此时若采用单级压缩制冷循环，则压缩终了过热蒸气的温度必然会很高(Ｖ一定，Ｐ↑→Ｔ↑），于是就会产生以下许多问题。 １.压缩机的输气系数λ大大降低，且当压缩比≥20时，λ＝0 。 ２.压缩机的单位制冷量和单位容积制冷量都大为降低。 ３.压缩机的功耗增加，制冷系数下降。 ４.必须采用高着火点的润滑油，因为润滑油的粘度随温度升高而降低。 ５.被高温过热蒸气带出的润滑油增多，增加了分油器的负荷，且降低了冷凝器的传热性能。 总上所述，当压缩比过高时，采用单级压缩循环，不仅是不经济的，而且甚至是不可能的。为了解决上述问题，满足生产要求，实际中常采用带有中间冷却器的双级压缩制冷循环。但是，双级压缩制冷循环所需的设备投资较单级压缩大的多，且操作也较复杂。因此，采用双级压缩制冷循环并非在任何情况下都是有利的，一般当压缩比≥８时，采用双级压缩较为经济合理。 二、双级压缩制冷循环的组成及常见形式 两级压缩制冷循环，是指来自蒸发器的制冷剂蒸气要经过低压与高压压缩机两次压缩后，才进入冷凝器。并在两次压缩中间设置中间冷却器。两级压缩制冷循环系统可以是由两台压缩机组成的双机（其中一台为低压级压缩机，另一台为高压级压缩机）两级系统，也可以是由一台压缩机组成的单机两级系统，其中一个或两个汽缸作为高压缸，其余几个汽缸作为低压缸，其高、低压汽缸数量比一般为1:3或1:2 。 两级压缩制冷循环由于节流方式和中间冷却程度不同而有不同的循环方式，通常分为：两次节流中间完全冷却、两次节流中间不完全冷却、一次节流中间完全冷却和一次节流中间不完全冷却四种两级压缩制冷循环方式。其中，两次节流是指制冷剂从冷凝器出来要先后经过两个膨胀阀再进入蒸发器，即先由冷凝压力节流到中间压力，再由中间压力节流到蒸发压力，而一次节流只经过一个膨胀阀，大部分制冷剂从冷凝压力直接节流到蒸发压力，相比之下，一次节流系统比较简单，且可以利用其较大的压力差实现远距离或高层冷库的供液。因此实践中采用的基本上都是一次节流两级压缩制冷循环系统。至于采用哪一种中间冷
第七章 吸收式制冷 吸收式制冷是液体气化制冷的另一种形式，它和蒸气压缩式制冷一样，是利用液态制冷剂在低温低压下气化以达到制冷目的的。所不同的是：蒸气压缩式制冷是靠消耗机械功（或电能）使热量从低温物体向高温物体转移，而吸收式制冷则依靠消耗热能来完成这种非自发过程。 第一节 吸收式制冷的基本原理 一、基本原理 对于吸收剂循环而言，可以将吸收器、发生器和溶液泵看作是一个“热力压缩机”，吸收器相当于压缩机的吸入侧，发生器相当于压缩机的压出侧。吸收剂可视为将已产生制冷效应的制冷剂蒸气从循环的低压侧输送到高压侧的运载液体。 二、吸收式制冷机的热力系数 蒸气压缩式制冷机用制冷系数ε评价其经济性，由于吸收式制冷机所消耗的能量主要是热能，故常以“热力系数”作为其经济性评价指标。热力系数ζ是吸收式制冷机所获得的制冷量0φ与消耗的热量g φ之比。 g φζφ= (7-1) 图7-1 吸收式与蒸气压缩式制冷循环的比较 （a ）蒸气压缩式制冷循环 （b ）吸收式制冷循环 (b ) (a )
0g a k e P φφφφφ++=+= (7-2) 00g e S S S S ?=?+?+?≥ (7-3) 0g e g e S T T T φφφ?=- - + ≥ (7-4) g e e g g T T T T P T T φφ--≥- (7-5) ) () (000T T T T T T e g e g g --≤ =φφζ (7-6) 最大热力系数ζmax 为 c c 0 max εηζ=--= T T T T T T e g e g (7-6a) 热力系数ζ与最大热力系数ζmax 之比称为热力完善度ηa ，即 max a ζηζ= (7-7) 第二节 二元溶液的特性 一、二元溶液的基本特性 B A v v V )1(1ξξ-+= (7-8) 两种液体混合前的比焓 k 蒸发器冷媒 环境 发生器热媒 图7-2 吸收式制冷系统与外界 的能量交换 图7-3 可逆吸收式制冷循环
a绪论 一、填空： 1、人工制冷温度范围的划分为：环境温度~－153.35为普通冷冻；－153.35℃~-268.92℃为低温冷冻；-268.92℃~接近0k为超低温冷冻。 2、人工制冷的方法包括（相变制冷）（气体绝热膨胀制冷）（气体涡流制冷）（热电制冷）几种。 3、蒸汽制冷包括（单级压缩蒸气制冷）（两级压缩蒸气制冷）（复叠式制冷循环）三种。 二、名词解释：人工制冷；制冷；制冷循环；热泵循环；制冷装置；制冷剂。 1.人工制冷：用人工的方法，利用一定的机器设备，借助于消耗一定的能量不断将热量由低温物体转移给高温物体的连续过程。 2.制冷:从低于环境温度的空间或物体中吸取热量,并将其转移给环境介质的过程称为制冷。 3.制冷循环：制冷剂在制冷系统中所经历的一系列热力过程总称为制冷循环 4.热泵循环：从环境介质中吸收热量，并将其转移给高于环境温度的加热对象的过程。 5.制冷装置：制冷机与消耗能量的设备结合在一起。 6.制冷剂：制冷机使用的工作介质。 三、问答： 制冷原理与设备的主要内容有哪些？ 制冷原理的主要内容： 1.从热力学的观点来分析和研究制冷循环的理论和应用； 2.介绍制冷剂、载冷剂及润滑油等的性质及应用。 3.介绍制冷机器、换热器、各种辅助设备的工作原理、结构、作用、型号表示等。 第一章制冷的热力学基础 一、填空： 1、lp-h图上有_压强_、_温度_、_比焓_、__比熵_、_干度_、比体积_六个状态参数。 2、一个最简单的蒸气压缩式制冷循环由_压缩机__、__蒸发器_、_节流阀、_冷凝器___几大件组成。 3、一个最简单的蒸气压缩式制冷循环由_绝热压缩、_等压吸热_、_等压放热_、__绝热节流_几个过程组成。 4、在制冷技术范围内常用的制冷方法有_相变制冷_、__气体绝热膨胀制冷_、_气体涡流制冷_、_热电制冷_几种。 5、气体膨胀有__高压气体经膨胀机膨胀_、_气体经节流阀膨胀_、_绝热放气制冷三种形式。 6、实际气体节流会产生零效应_、热效应_、冷效应_三种效应。制冷是应用气体节流的_冷_效应。理想气体节流后温度_不变_。 二、名词解释： 相变制冷；气体绝热膨胀制冷；气体涡流制冷；热电制冷；制冷系数；热力完善度；热力系数； 洛伦兹循环；逆向卡诺循环； 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的物体吸取热量以制取冷量。 2.气体绝热膨胀制冷：高压气体经绝热膨胀以达到低温，并利用膨胀后的气体在低压下的复热过程来制冷 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，利用冷气流的复热过程即可制冷。4.热电制冷：令直流电通过半导体热电堆，即可在一段产生冷效应，在另一端产生热效应。 5制冷系数：消耗单位功所获得的制冷量的值，称为制冷系数。ε=q。/w。 6.热力完善度：实际循环的制冷系数与工作于相同温度范围内的逆向卡诺循环的制冷系数之比。其值恒小于1。 7.热力系数：获得的制冷量与消耗的热量之比。用ζ0表示 8.洛仑兹循环：在热源温度变化的条件下，由两个和热源之间无温差的热交换过程及两个等熵过程组成的逆向可逆循环是消耗功最小的循环，即制冷系数最高的循环。 9.逆向卡诺循环：当高温热源和低温热源的温度不变时，具有两个可逆的等温过程和两个可逆的绝热过程组成的逆向循环，称为逆向卡诺循环
压缩机是怎么制冷的工作原理是什么 我们日常使用的电冰箱，正好由这四要件加上箱体组成，箱体就好像冷库。不过电冰箱上的③节流阀在技术上由相同作用的毛细管替代。首先讲讲什么叫制冷。制冷两字只能说是技术上的术语，严格讲是错误的，世界上没有那国的科学家能制造出“冷”来。那到底什么是冷，例：在寒冬腊月，气温降到－5℃，我们说今天天气真冷，可东北人说不冷；在大伏天，气温在＋32℃时，我们会说不算热，但气温突然降到＋25℃，我们会说太冷了；这冷是随着人的常识来定的，在物理学中没有冷的定义。在工程中冷是跟着生产需要而定的。如老总问，冷库打冷了吗？你说打冷了，这个冷是指－18℃；老总问，水果库温度稳定吗？你说很稳定，这回答的含义是水果库温度稳定在±0℃了，这是我们这个行业对冷的定义。但是我们还是把这种利用机械设备把降温对象降到所需温度的方法叫制冷，这就是术语。什么叫制冷，比如我们将装有一公斤20℃冷水的水壶放到一块烧到500℃的铁板上，没有多久水就开了，如果不拿开水壶，不多久水就干了。大家和说钢板在对水加热，反过来也可以说水在对钢板降温。而且，降了多少度，都可计算出来，因为一公斤水从20℃升到100℃，它需要外界提供它80大卡热量，水从100℃到烧干，它需要外界提供539大卡热量，也就是说一公斤20℃冷水烧到干，要外界提供619大卡热量。如果按制冷的角度它从外界或钢板中提取了619大卡热量而变成了水蒸汽，使钢板降温了，这就是制冷，是利用水对钢板制冷。如果将水倒在钢板上，那就更直观了。 在上述的制冷过程中，如果钢板的大小一定，并排除外界空气的降温因素，那么钢板降了多少度，是可以精确计算出来的。在这里所述及到的‘热量’、‘温度’、‘大卡’、‘℃’等物理量，我想学过物理的人都能理解。初中物理就讲到，热量总是通过传导、对流、辐射，从温度高的物体转移到温度低的物体，绝不可能反过来进行。一个物体失去一些热量后，它的温度也会降低一些。我们的目的就是通过制冷系统，将商品中和空气中的热量向比商品温度更低的制冷剂传递，达到降低商品温度的目的。 我们的制冷系统与锅炉的制热系统在热力学上来讲是完全一样的，它们的热传导公式也完全一样，我们先以锅炉作比拟，进一步讲讲制冷剂在制冷时的作用。上面讲的烧水壶也可算是一只锅炉，不过水烧开了，我们就灌热水瓶了，如果我们在壶嘴上套根管子，通到浴室，那就可以洗桑拿了，水壶就成小锅炉了。要注意的是这时水壶中的水永远是100℃，水壶出口处的蒸汽温度也是100℃，为什么不是110℃，不是90℃？这是因为在一个大气压下水的沸腾温度是100℃，这是水的物理性能所决定了的。在青藏高原，大气压力较低，水70℃左右就开了，没有高压锅就只能吃夹生饭，而在高压锅里，温度可达到110℃，因为高压锅排气阀的重量，刚好使锅内压力保持在1Kg/CM2表压力（实际是2个大气压）。一般小型锅炉可烧4Kg/CM2表压力蒸汽，蒸汽温度也接近140℃，锅炉中的水温也与蒸汽温度一样也是140℃。煤气炉的火头温度可达1000℃左右，火头将热量传递给水，使水的温度上升直达沸点，一公斤水从沸点到烧干（全部变成蒸汽），将从煤气火头中带走的热量与上面所讲水壶给钢板降温是一样的，接近壶底的火焰是一个降温过程。锅炉中的煤燃烧温度在1200℃左右，没有锅炉中水的降温，锅炉中的排管将被烧塌。
螺杆式制冷压缩机的工作原理 发布时间：2012年4月20日 螺杆式制冷压缩机的工作原理 1、螺杆式制冷压缩机的特点 与活塞压缩机的往复容积式不同，螺杆式压缩机是一种回转容积式压缩机。与活塞压缩机相比，螺杆式制冷压缩机有以下优点： a．体积小重量轻，结构简单，零部件少，只相当于活塞压缩机的1/3～1/2； b．转速高，单机制冷量大； c．易损件少，使用维护方便； d．运转平稳，振动小； e．单级压比大，可以在较低蒸发温度下使用； f．排气温度低，可以在高压比下工作； g．对湿行程不敏感； h．制冷量可以在10%～100%之间无级调节； i．操作方便，便于实现自动控制； j．体积小，便于实现机组化。 缺点： 转子、机体等部件加工精度要求高，装配要求比较严格； 油路系统及辅助设备比较复杂；因为转速高，所以噪声比较大。 2、螺杆式制冷压缩机工作原理 双螺杆（压缩机）是由一对相互啮合、旋向相反的阴、阳转子，阴转子为凹型，阳转子为凸型。随着转子按照一定的传动比旋转，转子基元容积由于阴阳转子相继侵入而发生改变。侵入段（啮合线）向排气端推移，于是封闭在沟槽内的气体容积逐渐缩小，压力逐渐升高，压力升高到一定值（或者说转子旋转到一定位置）时，齿槽（密闭容积）与排气孔相通，高压气体排出压缩机，进入油分离器。吸气、压缩、排气过程见示意图。 3、内压比与螺杆压缩机经济性的关系 螺杆压缩机是没有气阀的容积型回转式压缩机，吸、排气孔的打开和关闭完全为几何结构决定的，即吸气终了的体积和压缩结束时的体积是固定的，即内容积比是固定的。而活塞压缩机的吸、排气阀片的打开是由吸、排气腔的压力决定的。 内容积比：Vi＝VS/Vd VS—吸气终了时的容积，Vd—压缩终了时的容积 内压力比：Za ＝Pd / P0 Pd—压缩终了压力，P0—吸入压力 可见，内压比是由内容积比决定的。所以，压缩终了压力Pd是由吸气压力和内容
制冷原理： 逆xx 卡诺循环1824年,法国青年工程师卡诺研究了一种理想热机的效率,这种热机的循环过程叫做“卡诺循环”。这是一种特殊的,又是非常重要的循环,因为采用这种循环的热机效率最大。 卡诺循环是由四个循环过程组成，两个绝热过程和两个等温过程。它是1824年N.L.S.卡诺（见卡诺父子）在对热机的最大可能效率问题作理论研究时提出的。卡诺假设工作物质只与两个恒温热源交换热量，没有散热、漏气、磨擦等损耗。为使过程是准静态过程，工作物质从高温热源吸热应是无温度差的等温膨胀过程，同样，向低温热源放热应是等温压缩过程。因限制只与两热源交换热量，脱离热源后只能是绝热过程。作卡诺循环的热机叫做卡诺热机。 xx进一步证明了下述xx定理： ①在相同的高温热源和相同的低温热源之间工作的一切可逆热机的效率都相等，与工作物质无关，为，其中T 1、T2分别是高温和低温热源的绝对温度。②在相同的高温热源和相同的低温热源之间工作的一切不可逆热机的效率不可能大于可逆卡诺热机的效率。可逆和不可逆热机分别经历可逆和不可逆的循环过程。 阐明 卡诺定理阐明了热机效率的限制，指出了提高热机效率的方向（提高T 1、降低T 2、减少散热、漏气、摩擦等不可逆损耗，使循环尽量接近卡诺循环），成为热机研究的理论依据、热机效率的限制、实际热力学过程的不可逆性及其间联系的研究，导致热力学第二定律的建立。 在卡诺定理基础上建立的与测温物质及测温属性无关的绝对热力学温标，使温度测量建立在客观的基础之上。此外，应用卡诺循环和卡诺定理，还可以研究表面张力、饱和蒸气压与温度的关系及可逆电池的电动势等。还应强调，
卡诺定理这种撇开具体装置和具体工作物质的抽象而普遍的理论研究，已经贯穿在整个热力学的研究之中。 逆卡诺循环奠定了制冷理论的基础，逆卡诺循环揭示了空调制冷系数（俗称EER或COP）的极限。一切蒸发式制冷都不能突破逆卡诺循环。 理论 在逆卡诺循环理论中间，要提高空调制冷系数就只有以下二招： 1。提高压机效率，从上面推导可以发现小型空调理论上只存在效率提高空间19%；大型螺杆水机效率提高空间9%。 2。膨胀功损失与内部摩擦损失（所谓内部不可逆循环）： 其中减少内部摩擦损失几乎没有空间与意义。在我们songrui版主的液压马达没有问世之前，解决膨胀功损失的唯一方法是采用比容大的制冷剂，达到减少输送质量的目的。如R410A等复合冷剂由于比容较R22大，使膨胀功损失有所减少，相对提高了制冷系数。但是就目前情况看通过采用比容大的制冷剂，制冷系数提高空间不会超过6%。（极限空间12%） 工作原理 根据逆xx基本原理： 高温高压气态制冷剂经膨胀机构节流处理后变为低温低压的液态制冷剂，进入空气交换机中蒸发吸热，从空气中吸收大量的热量Q2； 蒸发吸热后的制冷剂以气态形式进入压缩机，被压缩后，变成高温高压的制冷剂（此时制冷剂中所蕴藏的热量分为两部分： 一部分是从空气中吸收的热量Q2，一部分是输入压缩机中的电能在压缩制冷剂时转化成的热量Q1； 被压缩后的高温高压制冷剂进入热交换器，将其所含热量（Q1+Q2）释放给进入热换热器中的冷水，冷水被加热到60℃直接进入保温水箱储存起来供用户使用；
双级压缩式制冷循环 2．5两级压缩及复叠式制冷原理 2．5．1采用两级压缩的原因 单级压缩在选用合适的制冷剂时，其蒸发温度只能达到-25～-35℃，原因是压缩比0 p p k 不能 再提高了。因为： （1）↑↓ ↓→ ↓→00p p p T k o ，压缩机输气量↓→制冷量↓ （2）↑→0p p k 压缩机排气温度↑(↑=↑RT pv )→汽缸壁温↑→吸入蒸汽温度↑→↑v →吸气量↓ 例如：当蒸发温度-30℃，冷凝温度40℃时，单级氨压缩机排气温度可达160℃以上。必须作如下限制： ① 单级氨压缩机排气温度＜140℃ ② 单级氟压缩机（R12）排气温度＜100℃ ③ 单级氟压缩机（R22）排气温度＜115℃ （3） ↑→0 p p k 偏离理想等熵压缩机过程的程度↑→压缩机效率↓ 我国规定：R717： 0p p k ≤8 R12、R22：0 p p k ≤10 （P38表2-3） 要获得-30～-65℃的蒸发温度，又要符合合适的压缩比，则需要两级压缩制冷。 2．5．2两级压缩制冷循环 1．两级压缩制冷循环的类型 k m p p p p 压缩 压缩 （中间冷却器冷却后）→→→0201 总压缩比02 01p p p p k m ?= 每一级压缩比≤8～10以下 可分为???一级节流两级节流? ? ?中间不完全冷却中间完全冷却 * 两级节流：冷凝压力k p 节流到m p 中间压力，再节流到蒸发压力0p
* 一级节流：冷凝压力k p节流到蒸发压力0p，容易调节，实际生产中常用一级节流。 * 两级压缩采用中间冷却的目的是降低高压级的排气温度，降低压缩机功耗。 ①中间完全冷却——低压级排气温度（过热蒸汽）被冷却成m p中间压力下的干饱和蒸汽温 度。（氨压缩机） ②中间不完全冷却——低压级排气温度（过热蒸汽）被冷却降低了温度，来达到m p中间压 力下的干饱和蒸汽温度。（氟压缩机） 2．一级节流中间完全冷却循环 这种循环形式被大多数的两级压缩氨制冷系统所采用。 如图所示：从压缩机高压级排出的高压高温过热蒸汽4，进入冷凝器后被冷却成饱和液体5；从冷凝器出来的液体分为两路，一路经膨胀阀A进行节流，节流后降温为6，然后进入中间冷却器吸热，使中间冷却器中来自低压级的排气2充分冷却，6与2混合后的气体3为中间压力m p下的饱和温度m t，3作为高压级的吸气经高压级压缩后变成过热蒸汽4，至此构成一个高压级的循环回路；另一路饱和液体5经中间冷却器过冷后变成过冷液7，经膨胀阀B进行节流后变成低压液体8，进入蒸发器汽化制冷，然后变成饱和蒸汽1，在低压级压缩后变成过热蒸汽2，在中间冷却器冷却并与在中间冷却器汽化的蒸汽混合，变成饱和蒸汽了，作为高压级的吸气经压缩后变成高压级排气4，形成另一个循环，这是实现低温制冷的主循环。如果高压液体不要过冷时，可经过旁通阀直接进入膨胀阀B。 从图（b）可看到，循环3—4—5—6—3在中间冷却器里产生冷量，供另一个循环中饱和液体的过冷（过程5—7）和低压级过热蒸汽的完全冷却（过程2—3）之用。另一个循环1—2—3
压缩机制冷原理 点击次数：2295 发布时间：2009-12-1 17:00:08 压缩机制冷原理 作者：admin 最简单的制冷由四大要件组成：①压缩机；②冷凝器；③节流阀；④蒸发器； 首先讲讲什么叫制冷。制冷两字只能说是技术上的术语，严格讲是错误的，世界上没有那国的科学家能制造出“冷”来。那到底什么是冷，先举例说明：在寒冬腊月，气温降到－5℃，我们说今天天气真冷，可东北人说不冷；在大伏天，气温在＋32℃时，我们会说不算热，但气温突然降到＋25℃，我们会说太冷了；这冷是随着人的常识来定的，在物理学中没有冷的定义。在工程中冷是跟着生产需要而定的。如老总问，冷库打冷了吗？你说打冷了，这个冷是指－18℃；老总问，水果库温度稳定吗？你说很稳定，这回答的含义是水果库温度稳定在±0℃了，这是我们这个行业对冷的定义。但是我们还是把这种利用机械设备把降温对象降到所需温度的方法叫制冷，这就是术语。什么叫制冷，比如我们将装有一公斤20℃冷水的水壶放到一块烧到500℃的铁板上，没有多久水就开了，如果不拿开水壶，不多久水就干了。大家和说钢板在对水加热，反过来也可以说水在对钢板降温。而且，降了多少度，都可计算出来，因为一公斤水从20℃升到100℃，它需要外界提供它80大卡热量，水从100℃到烧干，它需要外界提供539大卡热量，也就是说一公斤20℃冷水烧到干，要外界提供619大卡热量。如果按制冷的角度它从外界或钢板中提取了619大卡热量而变成了水蒸汽，使钢板降温了，这就是制冷，是利用水对钢板制冷。如果将水倒在钢板上，那就更直观了。 在上述的制冷过程中，如果钢板的大小一定，并排除外界空气的降温因素，那么钢板降了多少度，是可以精确计算出来的。在这里所述及到的‘热量’、‘温度’、‘大卡’、‘℃’等物理量，我想学过物理的人都能理解。初中物理就讲到，热量总是通过传导、对流、辐射，从温度高的物体转移到温度低的物体，绝不可能反过来进行。一个物体失去一些热量后，它的温度也会降低一些。我们的目的就是通过制冷系统，将商品中和空气中的热量向比商品温度更低的制冷剂传递，达到降低商品温度的目的。 我们的制冷系统与锅炉的制热系统在热力学上来讲是完全一样的，它们的热传导公式也完全一样，我们先以锅炉作比拟，进一步讲讲制冷剂在制冷时的作用。上面讲的烧水壶也可算是一只锅炉，不过水烧开了，我们就灌热水瓶了，如果我们在壶嘴上套根管子，通到浴室，那就可以洗桑拿了，水壶就成小锅炉了。要注意的是这时水壶中的水永远是100℃，水壶出口处的蒸汽温度也是100℃，为什么不是110℃，不是90℃？这是因为在一个大气压下水的沸腾温度是100℃，这是水的物理性能所决定了的。在青藏高原，大气压力较低，水70℃左右就开了，没有高压锅就只能吃夹生饭，而在高压锅里，温度可达到110℃，因为高压锅排气阀的重量，刚好使锅内压力保持在1Kg/CM2表压力（实际是2个大气压）。一般小型锅炉可烧4Kg/CM2表压力蒸汽，蒸汽温度也接近140℃，锅炉中的水温也与蒸汽温度一样也是140℃。煤气炉的火头温度可达1000℃左右，火头将热量传递给水，使水的温度上升直达沸点，一公斤水从沸点到烧干（全部变成蒸汽），将从煤气火头中带走的热量与上面所讲水壶给钢板降温是一样的，接近壶底的火焰是一个降温过程。锅炉中的煤燃烧温度在1200℃左右，没有锅炉中水的降温，锅炉中的排管将被烧塌。从我们的角度来讲，在这里的水就是制
制冷循环系统的基本知识与简单原理 一、概念 1、定义；制冷是指用人工的方法在一定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。 2、制冷机：机械制冷中所需机器和设备的总称为制冷机。 3、制冷剂：制冷机中使用的工作介质称为制冷剂。制冷剂在制冷机中循环流动，同时与外界发生能量交换，即不断地从被冷却对象中吸取热量，向环境排放热量。制冷剂一系列状态变化过程的综合为制冷循环。 4、制冷的方法：制冷的方法很多，可分为物理方法和化学方法。但绝大多数为物理方法。目前人工制冷的方法主要有相变制冷、气体绝热膨胀制冷、半导体制冷和磁制冷等。 4.1.相变制冷：即利用物质相变的吸热效应实现制冷。如冰融化时要吸取80 kcal/kg的熔解热；干冰在１标准大气压下升华要吸取137kcal/kg的热量，其升华温度为－78.9℃。 4.2.气体绝热膨胀制冷：利用气体通过节流阀或膨胀机绝热膨胀时，对外输出膨胀功，同时温度降低，达到制冷目的。 4.3.半导体制冷:两种不同金属组成的闭合电路中接上一个直流电源时，则一个接合点变冷，另一个接合点变热。但纯金属的珀尔帖效应很弱，且热量通过导线对冷热端有相互干扰，而用两种半导体（Ｎ型和Ｐ型）组成的直流闭合电路，则有明显的珀尔帖效应且冷热端无相互干扰。因此，半导体制冷就是利用半导体的温差电效应实现制冷。（两种不同的金属构成闭合回路，当回路中存在直流电流时，两个接头之间将产生温差。 利用物理现象制冷的方法还有很多，我们不一一介绍。目前生产实际中广泛应用的制冷方法是：利用液体的气化实现制冷，这种制冷常称为蒸气制冷。它的类型有：蒸汽压缩式制冷（消耗机械能）、吸收式制冷（消耗热能）、蒸汽喷射式制冷（消耗热能）和吸附式制冷等几种。 二、制冷循环原理 一般制冷机的制冷原理，液体制冷剂在蒸发器中吸收被冷却的物体热量之后→汽化成低温低压的蒸汽→被压缩机吸入→压缩成高压高温的蒸汽后排入冷凝器→在冷凝器中向冷却介质(水或空气)放热→冷凝为低温高压液体→经节流阀节流→再次进入蒸发器吸热汽化变成低温低压的气态（湿蒸汽）→吸入压缩机达到循环制冷的目的。这样，制冷剂在系统中经过蒸发、压缩、冷凝、节流四个基本过程完成一个制冷循环 三、构成制冷系统的四大要素
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, ℃; 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。冷剂水经U型管节流进入蒸发器，在低压下蒸发，产生制冷效应。 Ⅱ.发生器中出来的浓溶液，经热交换器降温、降压后进入吸收器，与吸收器中的稀溶液混合为中间浓度的溶液。中间热度的溶液被吸收器泵输送并喷淋，吸收从蒸发器中产生的冷剂蒸汽，形成稀溶液。稀溶液由发生器泵输送到发生器，重新被热源加热，形成浓溶液。 氨水吸收式制冷循环工作原理： 在发生器中的氨水浓溶液被热源加热至沸腾，产生的蒸气（氨气中含有一小部分水蒸汽）经精馏塔精馏后（得到几乎是纯氨的蒸气），进入冷凝器放出热量后被冷凝成液体，经节流机构节流，进入蒸发器，低压液体制冷剂，吸收被冷却物体的热量而蒸发，达到制冷的目的，产生的低压蒸气进入吸收器。而发生器中发生后的稀溶液，降压后也进入吸收器，吸收由蒸发器来的制冷剂蒸气，浓溶液经溶液泵加压后送入发生器。如此不断循环。
制冷压缩机的工作原理及结构 第一节螺杆式制冷压缩机的工作原理 1、螺杆式制冷压缩机的特点 与活塞压缩机的往复容积式不同，螺杆式压缩机是一种回转容积式压缩机。与活塞压缩机相比，螺杆式制冷压缩机有以下优点： a.体积小重量轻，结构简单，零部件少，只相当于活塞压缩机的1/3～1/2； b.转速高，单机制冷量大； c.易损件少，使用维护方便； d.运转平稳，振动小； e.单级压比大，可以在较低蒸发温度下使用； f. g.对湿行程不敏感； h. 制冷量可以在10%～ 100%之间无级调节； i.操作方便，便于实现自动控制； j.体积小，便于实现机组化。 缺点： 转子、机体等部件加工精度要求高，装配要求比较严格；
油路系统及辅助设备比较复杂；因为转速高，所以噪声比较大。2、螺杆式制冷压缩机工作原理 双螺杆（压缩机）是由一对相互啮合、旋向相反的阴、阳转子，阴转子为凹型，阳转子为凸型。随着转子按照一定的传动比旋转，转子基元容积由于阴阳转子相继侵入而发生改变。侵入段（啮合线）向排气端推移，于是封闭在沟槽内的气体容积逐渐缩小，压力逐渐升高，压力升高到一定值（或者说转子旋转到一定位置）时，齿槽（密闭容积）与排气孔相通，高压气体排出压缩机，进入油分离器。吸气、压缩、排气过程见示意图。 3、内压比与螺杆压缩机经济性的关系 螺杆压缩机是没有气阀的容积型回转式压缩机，吸、排气孔的打开和关闭完全为几何结构决定的，即吸气终了的体积和压缩结束时的体积是固定的，即内容积比是固定的。而活塞压缩机的吸、排气阀片的打开是由吸、排气腔的压力决定的。 内容积比：Vi=VS/Vd VS—吸气终了时的容积，Vd—压缩终了时的容积 内压力比：Za = Pd / P0 Pd—压缩终了压力，P0—吸入压力 可见，内压比是由内容积比决定的。所以，压缩终了压力Pd是由吸气压力和内容积比决定的。 外压力比：Zy = Py / P0 Py—排气背压力，或者说冷凝压力