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(制冷原理与装置)第一章制冷的热力学基础

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制冷与低温工程

制冷与低温工程

第一章制冷的热力学基础1、分析高低温热源温度变化对逆向卡诺循环制冷系数的影响。

答：制冷系数与低温热源的温度成正比，与高低温热源的温差成反比。

当高低温热源的温度一定时，制冷系数为定值。

制冷系数与制冷剂的性质无关。

2、比较制冷系数和热力完善度的异同。

答：制冷系数与热力完善度的异同：1.两者同为衡量制冷循环经济性的指标；2.两者定义不同。

制冷系数为制冷循环总的制冷量与所消耗的总功之比。

热力完善度为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。

3.两者的作用不同。

制冷系数只能用于衡量两个工作于相同温度范围内的制冷循环的经济性，热力完善度可用于衡量两个工作于不同温度范围内的制冷循环的经济性。

4.两者的数值不同。

制冷系数一般大于1，热力完善度恒小于1。

第二章制冷剂、载冷剂及润滑油1、为下列制冷剂命名：（1）CCI2F2：R12 （2）CO2 :R744 （3）C2H6 :R170 （4）NH3 :R717 （5）CBrF3:R13 （6）CHCIF2 :R22 （7）CH4 :R50 （8）C2H4:R150 （9）H2O :R718 （10）C3H6 R270 2、对制冷剂的要求有哪几方面？答：1、热力学性质方面（1）在工作温度范围内，要有合适的压力和压力比。

即：PO>1at，PK不要过大。

（2）q0和qv要大。

（3）w和wv（单位容积功）小，循环效率高。

（4）t排不要太高，以免润滑油粘度降低、结焦及制冷剂分解。

2、迁移性质方面（1）粘度及密度要小，可使流动阻力减小，制冷剂流量减小。

（2）热导率3、物理化学性质方面（1）无毒，不燃烧，不爆炸，使用安全。

（2）化学稳定性和热稳定性好，经得起蒸发和冷凝的循环变化，不变质，不与油发生反应，不腐蚀，高温下不分解。

（3）对大气环境无破坏作用，即不破坏臭氧层，无温室效应。

4、其它原料来源充足，制造工艺简单，价格便宜。

要大，可提高换热器的传热系数，减小换热面积。

制冷装置及原理

制冷装置及原理

制冷装置及原理（一）2016-09-11工程设备部赛升药业工程设备部制冷制冷是指用机械的方法，从一个有限的空间内取出热量，使该空间的温度降低到所要求的程度，这个过程是靠热传递来完成的．人工制冷的方法很多，目前应用最广泛的是蒸汽压缩式制冷，其次是蒸汽吸收式制冷．蒸汽压缩式制冷是利用某些低沸点的液体，在汽化时能维持温度不便而吸收热量的性质来实现制冷．制冷循环：制冷系统是有制冷压缩机＼冷凝器＼节流装置＼蒸发器四个最基本部分，通过管道相连，形成一个闭合的系统．制冷剂在系统中不断的循环流动，通过相态的变化与外界进行热量交换，达到循环制冷的目的．工作原理是：液体制冷剂在蒸发器中吸收被冷却物体的热量后，汽化成低压低温的蒸汽，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）方热冷凝为高压液体，经节流装置节流为低压低温液体，再次进行进入蒸发器吸热汽化．什么叫氟利昂氟利昂来自英语Ｆｒｅｏｎ的译音，从问世以来是美国杜邦公司制冷剂的商品明，以后为大家所习用．目前使用的氟利昂主要是甲烷＼乙烷和丙烷的附生物．氟利昂蒸汽或液体都是无色透明的，没有气味，大多数对人体无毒害，不易燃烧和爆炸．氟利昂和水的作用，随时间增长与金属共存时会慢慢发生水解，生成酸性物质，会腐蚀镁及其合金，因此，氟利昂制冷设备不能采用镁及含镁超过２％的镁＼锌和铝合金，否则会发生腐蚀．公司常用的制冷剂氟利昂12（CF2CL2，R12）是氟利昂制冷剂中应用较多的一种，CFC制冷剂，主要以中、小型食品库、家用电冰箱以及水、路冷藏运输等制冷装置中被广泛采用。

R12具有较好的热力学性能，冷藏压力较低，采用风冷或自然冷凝压力约0.8-1.2KPa。

R12的标准蒸发温度为-29℃，属中温制冷剂，用于中、小型活塞式压缩机可获得-70℃的低温。

而对大型离心式压缩机可获得-80℃的低温。

近年来电冰箱的代替冷媒为R134a。

氟利昂22（CHF2CL，R22）HCFC制冷剂，是氟里昂制冷剂中应用较多的一种，主要以家用空调和低温冰箱中采用。

制冷原理培训教材(PPT44页)

制冷原理培训教材(PPT44页)

工质膨胀推动活塞做功过程 活塞面积A
术
移动距离L
推动功只有在工质移动位置时才起作用
1.2 热力学第一定律
1.2.2 热力学第一定律的基本能量方程式
制
冷
进入系统的能量-离开系统的能量=系统中储存能量的增加
原
理
与
任何系统，任何过程均可据此原则建立能量平衡式
技
术
1.2 热力学第一定律
1.2.3 能量方程式的应用
1.1.3 气体状态变化过程方程
气体状态的变化，主要表现为压力和温度的变化，而压力的变化是由比
制
体积的变化得来的（压缩式循环中），或者是由温度变化得来的（在吸 收式循环中）。
冷
• 过程方程 ： p n 定值
原
∆ 绝热过程：指数n=k，称为绝热过程指数 k c p cv
理
∆ 等温过程：n=1
与
∆ 多变过程：介于两者间有热量交换的过程，1<n<k
制 冷 原 理 与 技 术
1.5.1 循环特点
• 热源温度不变的逆向可逆循环
• 具有两个可逆的等温过程和 两个等熵过程组成。
• 在相同温度范围内，它是 消耗功最小的循环，即热力 学效率最高的制冷循环，因 为它没有任何不可逆损失。
CARNOT REFRIGERANTION CYCLE
T0
4
3
Absolute Temp.
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制 冷 原 理 与 技 术
制冷原理培训教材(PPT44页)
制冷原理培训
2008.03
目录
制
一. 热工基础
冷
原
二. 蒸汽压缩式制冷
理
与

制冷技术手册

制冷技术手册

目录前言第一章制冷技术的热力学理论基础 (1)第一节热力学的基本概念 (1)第二节热力学第一定律及其应用 (3)第三节热力学第二定律及其应用 (6)第四节气液集态变化及蒸气的热力性质 (8)第二章空调器制冷原理 (12)第一节制冷剂、载冷剂与冷冻油 (12)第二节蒸气压缩式制冷 (18)第三节影响致冷系数的主要因素 (21)第四节制冷设备 (23)第五节空调器的性能 (37)第三章房间空调器的结构 (41)第一节空调器的型号 (41)第二节空调器系统的组成 (42)第三节整体式空调器的结构 (52)第四节分体式空调器的结构 (54)第四章空调器的电气控制 (58)第一节电工学基础知识 (58)第二节空调器基本控制电路原理 (62)第三节空调器电路举例与分析 (71)第五章房间空调器的维修 (75)第一节一般故障检测方法、使用故障与安装故障 (75)第二节制冷系统故障的维修 (79)第三节电控系统故障的维修 (85)第四节空调器常见故障与原因分析 (91)1第一章制冷技术热力学理论基础工程技术上所谓的制冷，就是使某一系统（即空间或物体）的温度低于周围环境介质的温度，并维持这个低温的过程，这里所说的环境介质是指自然界的空气和水.制冷与空调设备以流体（气体与液体的总称）作为载能物质，实现热能与其它形式能量（主要为机械能）之间的转换或热能的转移。

本章介绍流体的性质、热能与机械能之间的转换规律和热量的传递规律，这些知识是空调技术必不可少的理论基础。

第一节热力学基本概念工质在制冷系统中，一会儿从气体变为液体，一会儿又从液体变为气体，制冷剂的这种物态变化以及温度的升降、压力的变化、吸热与放热等现象，是具有一定的热力学内在关系的。

现在介绍一些参数、术语和基本概念,为掌握热力学基础知识作准备。

1．温度：是用来度量物体冷、热程度的参数。

温度的指示单位有三种:摄氏温度（℃）华氏温度（°F) 绝对温度（K）它们之间的换算关系是:℃=5/9（°F –32) °F=9/5℃+32 K=℃+273.15 2．干球温度：用一般温度计所测得的空气温度，它是该空气的真正温度.3．湿球温度：湿球温度计感温球部位包着潮湿棉纱，用这种温度计测量空气的温度时,由于棉纱中的水在蒸发时要吸收空气的热量，当空气传递给水的热量恰好等于水表面蒸发所需热量时所测得的温度称为湿球温度。

第1章蒸气压缩式制冷的热力学原理概要

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。

空调用制冷技术-第一章_蒸气压缩式制冷的热力学原理

空调用制冷技术-第一章_蒸气压缩式制冷的热力学原理

理论循环的假设
（3）离开蒸发器和进入压缩机的制冷剂蒸气为 蒸发压力下的饱和蒸气， 蒸发压力下的饱和蒸气，离开冷凝器和进入膨 胀阀的液体为冷凝压力下的饱和液体 （4）制冷剂在管道内流动时，没有流动阻力损失， 制冷剂在管道内流动时，没有流动阻力损失， 忽略动能变化，除了蒸发器和冷凝器内的管子外， 忽略动能变化，除了蒸发器和冷凝器内的管子外， 制冷剂与管外介质之间没有热交换 （5）制冷剂在流过节流装置时，流速变化很小， 制冷剂在流过节流装置时，流速变化很小， 可以忽略不计， 可以忽略不计，且与外界环境没有热交换
空调领域的制冷技术原理
制冷技术：
普通制冷：高于－ 普通制冷：高于－120℃ ℃ 深度制冷：－120℃～20K 低温和超低温：20K以下
食品冷藏和空调用制冷技术属于普冷范围 液体气化制冷法
蒸气压缩式制冷 吸收式制冷
制冷技术的应用
空气调节 食品的冷藏链 机械、电子工业 医疗卫生事业 土木工程 体育事业 日常生活
N．L．Sadi．Carnot 1796-1832
萨迪.卡诺
1812年进巴黎查理曼大帝公立中学学习，不久以优异成绩考入巴黎工 艺学院，从师于S.-D.泊松、J.L.盖－吕萨克、A.－M.安培和D.F.J.阿喇 戈等人。1814年进工兵学校。1816年任少尉军官。1819年在巴黎任职 于总参谋部，次年请长假回家，编入预备役，继续从事他所酷爱的自 然科学的学习和研究。大概从1820年开始，他潜心于蒸汽机的研究。 1820 1824年，卡诺发表了名著《谈谈火的动力和能发动这种动力的机器》 1824 (Reflexions sur la puissance motrice du feu etsar les machines propres a developper cette puissance)，但当时并没有引起人们的注意，直到 他逝世后才引起人们的重视。1827年，卡诺又被总参谋部召回服役， 并将他以上尉身份派往现役部队任军事工程师。在里昂等地经过短期 工作后，1828年卡诺永远辞去了在军队中的职务，回到巴黎继续研究 蒸汽机的理论。1830年卡诺因父亲的关系被推选为贵族院议员，但他 断然拒绝了这个职务，因为他是一个共和主义者，认为职位的世袭不 符合共和主义的思想。1832年因染霍乱病于 8月24日逝世，年仅36岁。 由于害怕传染,他的随身物件,包括他的著作、手稿，均被焚毁。

用热力学知识解释空调制冷的原理

用热力学知识解释空调制冷的原理空调是现代家庭和办公室不可缺少的电器之一。

空调的制冷原理实际上就是利用热力学原理进行的。

这篇文章将为你详细介绍空调制冷的原理和相关知识。

空调制冷原理的基本概念就是“蒸发吸热，冷凝放热”，即利用制冷剂在蒸发和冷凝过程中的物理变化引起温度变化。

制冷剂在冷凝器中压缩变为高温高压气体，经过膨胀阀变为低温低压气体，进入蒸发器后吸收室内热量后变为低温低压蒸汽，再次进入压缩机就开始了新一轮循环。

当制冷剂进入蒸发器时，受到室内空气的吹拂和相互接触，制冷剂会迅速吸收周围的热量，同时自身会发生蒸发，使得周围的气体温度降低。

这就是蒸发吸热的过程。

在冷凝器里，高温高压气体在经过膨胀阀后变成低温低压气体，进入冷凝器时会释放出吸收的热量，即放热。

这样就实现了制冷的目的。

不同的制冷剂具有不同的物理性质和特点。

一般来说，制冷剂应该具有较低的沸点，才能够在低温下蒸发。

同时还应该具有高的蒸发潜热和低的冷凝潜热，才能够在蒸发和冷凝过程中吸收或释放大量的热量，以达到较好的制冷效果。

常用的制冷剂包括氟利昂、七氟丙烷和氯化甲烷等。

除了制冷剂以外，空调制冷还需要一些重要的部件。

首先就是压缩机，它是整个系统的关键。

通过压缩机来把制冷剂变成高温高压气体，起着空气流动的作用，以便整个空调系统能够顺利工作。

其次还有冷凝器，通过高温高压气体在冷凝器内冷凝释放热量，实现放热的目的。

再次就是蒸发器，它起着吸热的作用，通过制冷剂蒸发吸收周围热量，让室内空气温度降低。

最后还有膨胀阀，它可以控制制冷剂流量，使得制冷剂能够在冷凝器和蒸发器之间进行循环。

在空调制冷的过程中，要注意一些问题。

首先要保证空调的清洁和光滑，避免循环的制冷剂受到污染，导致空调功率下降或出现故障。

另外，要经常检查和维护空调设备，定期更换制冷剂和过滤网，防止系统中的杂质影响其工作效率。

总之，空调制冷原理是基于热力学基础原理的，采用蒸发吸热，冷凝放热的工作原理，并通过制冷剂的物理变化来实现制冷的目的。

制冷原理与装置

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2、制冷剂的特性与选择
说明：从最早的乙醚、到氨、到氟利
昂、到现在的环保制冷剂，制冷剂对 制冷技术的发展有很大的影响。 3、制冷设备的结构及特点
说明：制冷设备是制冷技术在实际工
程中，实现制冷目的的关键所在。制 冷设备结构性能的好坏，对制冷装置 的影响是显而易见的。
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火箭推力系统与高能物理 所有大型的发射的飞行器均使用液氧作氧 化剂；宇宙飞船的推进也使用液氧和液氢； 观察研究大型粒子加速器产生的粒子的氢泡 室要用到液氢。
LHC-CERN 27km超导磁 体过冷态超 流氦冷却
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第一章 制冷的热力学基础
§1-1 相变制冷 ★ §1-2 绝热膨胀制冷 ★ §1-3 制冷热力学特性分析 ★
1951年半导体制冷技术的开发、应用为制
冷技术又开拓了一个新领域，它对卫星、 激光、航天技术等高科技的进一步发展， 提供了一定的技术保证。
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四、国内发展概况（简介） 解放前冷库容量不足三万吨。解放后有
了较大的发展，1954年研制成功第一台 制冷压缩机，1959年冷库容量达到35万 吨，1967试制成功蒸汽喷射式制冷机， 1968年第一台吸收式制冷机问世，1971 年第一台螺杆式式制冷压缩机问世， 1982年冷库容量达到250万吨。
等）为工质，通过对其压缩，然后对这些高
压气体进行绝热膨胀（或绝热放气），从而
获得温度很低的液化气体。
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三、制冷技术的研究内容 1、各种制冷方法、制冷原理和制冷系统
说明：制冷方法很多，简介普冷范围常用
的四种制冷方法，重点讲解蒸汽压缩式制 冷的基本原理、制冷循环及其热力计算方 法、制冷剂的特性与选择以及制冷设备的 结构特点和传热计算。制冷系统在本课程 的设备部分作总体介绍，详细内容留待后 续课程《制冷装置设计》讲解。

第1章 制冷基本知识


3、低温制冷（低温）：－200℃ （73K）至－268.95℃（4.2K）。 4.2K是液氦的沸点。
4、极低温制冷（极低温）：低于 4.2K。
1.1.2 无温差传热的逆卡诺循环
根据热力学第二定律，热量不会自发地从 低温环境传向高温环境。要实现这种逆向传热 过程，必须要伴随一个补偿过程使整个孤立系 统的熵增等于或大于零。蒸气压缩式制冷就是 以消耗机械能作为补偿条件，借助制冷工质的 状态变化将热量从温度较低的环境（通常是空 调房间、冷库等）不断地传给温度较高的环境 (通常是自然界的水或空气）中去。逆卡诺循 环由两个可逆等温过程和两个可逆绝热过程组 成，循环沿逆时针方向进行，该循环过程的示 意图和T-s图如图1-4所示。
目前全国生产制冷设备的厂家有近 100家，生产空调设备的厂家有近200家。 自1989年来工业产值平均年增长20%左 右。
目前我国制冷空调行业产值约占全球 总量的12%以上，成为继美国、日本之后 的第三大制冷空调生产国。
我国电冰箱、家用空调器产量已居世 界第一位，分别占到世界总产量的30%和 16%。
q0 q0 T0 c w0 qk q0 Tk T0 （1-1）
此外，逆卡诺循环也可用来获得供热效 果，例如冬季将大气环境作为低温热源，将 供热房间作为高温热源进行供热。这样工作 的装置称为热泵，也就是向泵那样把低位热 源的热能转移至高位热源。热泵的经济性用 供热系数 c表示，其值为单位耗功量所获取 的热量
到1874年林德（Linde）设计成功氨 制冷机，被公认为制冷机的始祖，这些都 对制冷技术的发展起了重大作用； 1913年美国工程师拉森（Lnvsen） 制造出世界上第一台手操纵家用电冰箱； 1918年美国开尔文纳特（Kelvinator ）公司首次在市场上推出自动电冰箱；

制冷技术基础知识问答

第一章：蒸汽压缩式制冷的热力学原理1．为什么说逆卡诺循环难以实现？蒸汽压缩式制冷理想和实际循环为什么要采用干压缩、膨胀阀？答：1）：逆卡诺循环是理想的可逆制冷循环，它是由两个定温过程和两个绝热过程组成。

循环时，高、低温热源恒定，制冷工质在冷凝器和蒸发器中与热源间无传热温差，制冷工质流经各个设备中不考虑任何损失，因此，逆卡诺循环是理想制冷循环，它的制冷系数是最高的，但工程上无法实现。

(见笔记，关键在于运动无摩擦，传热我温差)2）：工程中，由于液体在绝热膨胀前后体积变化很小，回收的膨胀功有限，且高精度的膨胀机也很难加工。

因此，在蒸汽压缩式制冷循环中，均由节流机构（如节流阀、膨胀阀、毛细管等）代替膨胀机。

此外，若压缩机吸入的是湿蒸汽，在压缩过程中必产生湿压缩，而湿压缩会引起种种不良的后果，严重时产生液击，冲缸事故，甚至毁坏压缩机，在实际运行时严禁发生。

因此，在蒸汽压缩式制冷循环中，进入压缩机的制冷工质应是干饱和蒸汽（或过热蒸汽），这种压缩过程为干压缩。

2．对单级蒸汽压缩制冷理论循环作哪些假设？与实际循环有何区别？答：1）理论循环假定：①压缩过程是等熵过程；②节流过程是等焓过程；③冷凝器内压降为零，出口为饱和液体，传热温差为零，蒸发器内压降为零，出口为饱和蒸汽，传热温差为零；④工质在管路状态不变，压降温差为零。

2）区别：①实际压缩过程是多变过程；②冷凝器出口为过冷液体；③蒸发器出口为过热蒸汽；④冷凝蒸发过程存在传热温差tk=t+Δtk,to=t-Δto。

3．什么是制冷循环的热力完善度？制冷系数？C.O.P值？E.F.R？什么是热泵的供热系数？答：1）通常将工作于相同温度间的实际制冷循环的制冷系数εs与逆卡诺制冷循环的制冷系数εk之比，称为热力完善度，即：η=εs/εk。

2）制冷系数是描述评价制冷循环的一个重要技术经济指标，与制冷剂的性质和制冷循环的工作条件有关。

通常冷凝温度tk越高，蒸发温度to越低，制冷系数ε0越小。

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二.节流膨胀过程
如节流过程中气体与环境之间无热量交换，则节流 前后焓值保持不变。节流会产生冷效应、热效应及 零效应三种情况，利用节流的冷效应可以制冷。
节流降温但不制冷，节流有摩擦损失。
理想气体：u和pv仅是温度的函数，所以h也是温 度的函数。
理想气体节流时，△u=0； △h=0； 所以 △T=0；
3
在共晶固体未完全融化成液体之前，它的温度 是不变的，称为共晶温度。
表1-3为一些用于制冷目的的共晶溶液的物理 性质。图片\表1－3.tif
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二.压—焓图
在制冷行业中用处最大，用得最多的是压—焓图。 通常使用的压—焓图均用压力取对数作纵坐标。 图上共有六个状态参数，相应有六簇等状态参数 曲线。
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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。
制冷系数与热力完善度的异同：
1.两者同为衡量制冷循环经济性的指标；
2.两者定义不同。制冷系数为制冷循环总的制冷量 与所消耗的总功之比。
热力完善度为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。
分别为：
压力 p—bar；
比焓 h—kj/kg；
温度 t—℃；
比熵 s—kj/kg.K；
比体积 v—m3/kg；干度 x —无因次
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第二体的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。
气体膨胀制冷有三种方式：
1.高压气体经膨胀机膨胀，有外功输出，温度降大。 膨胀机结构复杂，一般气体制冷机均采用。
制冷机在实际工作中，被冷却对象和环境介质的温度往往是 随着热交换过程的进行而变化的。
图1-4表示的循环即为高温热源和低温热源温度变化时的情 况。循环为a-b-c-d-a；制冷量为面积：a-d-d′-a′-a。
如要用一个由两个定温过 程和两个绝热过程组成的 循环代替，则： 制冷剂向高温热源的放过 程为：b-g，温度Tb； 制冷剂从低温热源的放过 程为：d-1，温度Td；
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3.两者的作用不同。制冷系数只能用于衡量两 个工作于相同温度范围内的制冷循环的经济性， 热力完善度可用于衡量两个工作于不同温度范 围内的制冷循环的经济性。
4.两者的数值不同。制冷系数一般大于1，热 力完善度恒小于1。
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二.变温热源时的逆向可逆循环—洛伦兹循环
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一.热源温度不变时的逆向可逆循环—逆卡 诺循环
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。
在相同的温度范围内，逆向卡诺循环是效率 最高的制冷循环，无任何不可逆损失。
逆卡诺循环的温熵图如下：
第一章 制冷的热力学基础
制冷机、热泵、联合机—按逆向循环工作 据热力学第一定律：向高温热源的放热量等
于从低温热源的吸热量与所消耗的功之和。 公式表示如下：
制冷机： Q 0 w Q k 热泵： Q a w Q h 联合机： Q 0 w Q h
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在制冷技术范围内，常用的人工制冷方法有： 相变制冷；气体绝热膨胀制冷；气体涡流制冷；
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对于理想气体：
v T
p
R P
s ,id
T P
k 1 k
k 1
T
T1
T2
T1
1
p2 p1
k
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实际膨胀过程中，按多变过程膨胀。 理想气体的积分等熵效应由下式确定：
m1
T
T1 T2
T1 1
p2 p1
m
m—多变过程的多变指数。
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结论：
0 T
T
0
T 0
2
T T 0
0 0
T 2020/100/22
T
21
具有传热温差（外部不可逆）的逆向卡 诺循环：循环的T-S图如下：图片\图
13.tif
如 1 2 和 3 4 为可逆过程，则循环
的制冷系数为：
T0 Tk T0
0
由卡诺定理得知， 总是小于 0
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0
q0 w0
T0s1s4 TT0 s1s4
T0 TT0
制冷系数与低温热源的温度成正比，与 高低温热源的温差成反比。当高低温热 源的温度一定时，制冷系数为定值。制 冷系数与制冷剂的性质无关。
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高低温热源温度变化对制冷系数的影响：
0
T
0
T
T
2
T T 0
热电制冷等。
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2
第一节 相变制冷
一、物质的相变特性 （一）液体汽化
汽化—吸收汽化潜热 r h h T ( s s ) k j/k g 实际制冷循环中，高压液体节流压力降低， 产生闪发气体，干度为x。此时1Kg制冷剂汽 化所吸收的热量为：
q 0r(1x) kJ/kg
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对于实际气体u、h不仅与T有关，还与p有关。
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节流后p降低，T可能升高、降低或不变。微 分节流效应（或焦耳—汤姆逊效应）为：
h
T p
h
T
T2
T1
p2
p1
Tphdp
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纯物质在饱和区域内，在相同的压降下具有相 同的温差△T。
因此：
s
h
dT dp
2—3过程放热量：
q T s2 s3 T s 1 s4 面积2－3－5－6－2
4－1过程吸热量：
q0 T0s1s4面积1－4－5－6－1
据热力学第一定律：
qw0 q0
w0 qq0 TT0 s1s4
＝面积1－2－3－4－1
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消耗单位功所获得的制冷量的值，称为 制冷系数。
T p
s
T p
h
T r
v
v
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第三节 制冷热力学特性分析
正向循环—热机，按顺时针方向进行
循环可分
逆向循环—制冷机或热泵，按逆时针方
向进行。
可逆循环
循环又可分为
不可逆循环。
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内部不可逆—摩擦、扰动等
不可逆过程包括
外部不可逆—温差传热等
2.气体经节流阀膨胀，无外功输出，温度降小，设备 结构简单，便于进行气体流量的调整。
3.绝热放气制冷—在低温制冷机中大量使用，普冷中
极少采用。
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一.有外功输出的膨胀过程—等 熵膨胀
温度随微小压力变化而变化的关系即微分 等熵效应：
s
TPs
T Cp
v Tp
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