制冷原理与压焓图图文详解

⼗分钟掌握：制冷系统与压焓图（附视频讲解）本次福利：1纯物质的特性纯物质的特性可以绘制成图表。

1、压⼒ – 温度图（P - T 图）2、温度 – 熵图（T - S 图）3、温度 – 焓图（T - h 图）4、压⼒ – 焓图（P - h 图）注意：压⼒ – 焓图经常⽤于制冷和空调系统。

现在举例如下：1、温度 – 焓图（T-h 图）⽔的温度 – 焓图⽔的温度 – 焓图（不同压⼒）2、压⼒ – 温度图（CO2 相态图）CO2 的压⼒ – 温度图3、压⼒ – 焓图（P-h 图）4、压⼒ – 焓图（P-h 图）1、压⼒-焓图是纯物质的特性图。

2、图中包含物质的⼀些更为重要的特性，例如温度、压⼒、⽐容、密度、⽐热、焓或熵。

5、P-h 图和 Log(P)-h 图2压⼒ – 焓图（Log(P)-h 图）压焓图（lgp-h图）指压⼒与焓值的曲线图，，压焓图以绝对压⼒为纵坐标（为了缩⼩图的尺⼨，提⾼低压区域的精度，通常纵坐标取对数坐标），以焓值为横坐标。

压焓图是分析蒸⽓压缩式制冷循环的重要⼯具，常⽤于制冷循环设计、计算和分析。

1、压焓图概述1）、图中有三个区域，分别表⽰液体-混合物- 蒸⽓2）、这些区域⽤蓝⾊的半圆形曲线隔开，这条曲线叫做饱和曲线。

在半圆形区域内，制冷剂达到热平衡，以蒸⽓和液体的混合物形式存在。

3）、混合物中的蒸⽓含量从 0%（饱和半圆的左侧）变为 100%（半圆的右侧）。

4）、在饱和曲线的左外侧，制冷剂仅以液体形式存在。

在饱和曲线的右外侧，制冷剂仅以蒸⽓形式存在。

2、压焓图与制冷循环现在我们⽤ Log(P)-h 图来表现⼀个制冷循环。

3、详细理解压焓图我们来看看如何阅读真正的制冷剂——R134a 的压焓图1）、等温线的绘制2）、等容线的绘制3）、等熵线的绘制4）、等湿线的绘制5）完整的压焓图在压焓图上，我们可以把它分为：⼀点、⼆线、三区、五态、六线。

⼀点：指临界点，临界点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。

制冷剂压-焓图(lgP-h图)介绍制冷剂的热力学性质可通过热力参数之间的关系来描述，而制冷剂的热力参数之间的关系是通过实验方法测定出来的，一般用热力学性质图、表来表示。

制冷剂的lgP—h图：(又称莫里尔图(Molliev Diagram)）图中：K ——临界点 P ——等压线 h ——等焓线 t ——等温度线s ——等熵线 v ——等比容线 x ——等干度线在lgP—h图上任意一点都能表示制冷剂的一种热力状态，在一个状态点上，制冷剂具有确定的压力、温度、比容、焓和熵，以及蒸气所占的比例，即干度值X。

X = 制冷剂蒸气质量 / 制冷剂总质量饱和液体线（X=0）：在lgP—h图上，将不同温度下的饱和液体的各点连接起来的曲线叫做饱和液体线。

在饱和液体线上的各点所表示的是制冷剂饱和液体在此点压力下的饱和温度。

干饱和蒸气线（X=1）：在lgP—h图上，将不同温度下的干饱和蒸气的各点连接起来的曲线叫做干饱和蒸气线。

在干饱和蒸气线上的各点所表示的是制冷剂干饱和蒸气在此点压力下的饱和温度。

饱和液体线和干饱和蒸气线均为粗实线，相交于临界点，这两条线将lgP—h图分成三个区域。

饱和液体线左边是过冷液体区，干饱和蒸气线右边是过热蒸气区，两条曲线中间的区域为饱和区，也就是湿蒸气区，在这个区域内的制冷剂为饱和状态，区域内各点上的饱和蒸气均为湿蒸气。

等温线（t）：将表示温度相同的各点用点划线连接起来成一条折线，这条折线就是等温线。

等温线在过冷液体区为竖直线，与等焓线重合；在湿蒸气区为水平直线，与等压线重合；在过热蒸气区为向右下方向的曲线。

等比容线（v）：将比容相同的各点用虚线连接起来的曲线叫做等比容线。

等熵线（h）：将熵值相同的各点用细实线连接起来的曲线叫做等熵线。

等干度线（x）：在饱和区内将干度相同的点连接而成的曲线叫做等干度线。

在lgP—h图中，箭头所指的方向表示各参数数值增加的方向。

另外，可以根据任意两个状态参数就能确定其在lgP—h图上的状态点，通过这个点，就可以查出其它几个状态参数。

第四讲压焓图压力：垂直于物体表面的作用力，单位牛顿（N）。

压强：单位面积所受到的作用力，单位帕（Pa）。

焓：物体内能与压力能之和。

单位焦（J）。

等压过程中，系统从外界所吸收的热量等于系统焓值的增加。

比焓：1kg某物质的焓值。

单位kj/kg。

在压焓图上，X轴所表示的单位为比焓。

Y轴所表示的单位为压强。

为缩小尺寸，提高低压表示的精度，故取对数。

熵：能与绝对温度的比值，表示热量转换成功的程度。

在绝热过程中系统的熵不变。

单位J/K。

系统的熵在可逆绝热过程中不变，在不可逆绝热过程中单调增大。

这就是熵增加原理。

由于孤立系统内部的一切变化与外界无关，必然是绝热过程，所以熵增加原理也可表为：一个孤立系统的熵永远不会减少。

它表明随着孤立系统由非平衡态趋于平衡态，其熵单调增大，当系统达到平衡态时，熵达到最大值。

熵的变化和最大值确定了孤立系统过程进行的方向和限度，熵增加原理就是热力学第二定律。

温度：表征物体冷热程度的物理量。

标志着物体内部无规则运动的剧烈程度。

一切相互热平衡的系统，温度一定相同。

温标：表示温度数值的方法称为温标。

常用为摄氏温标与理想气体温标。

等温线：在气体区，液体区，都随压力下降温度直线下降，只有在饱和区内，与等压线重合，平行于X轴。

为此，通过压力与库温比较，可以知道蒸发温度是否正常（要加减系数），以判断故障。

干度：气液共存区域中，气态含量所占百分比称为干度。

当制冷剂在有限密闭空间内气液共存时，称为饱和状态。

饱和状态下的液体和蒸汽称为饱和液体与饱和蒸汽。

相态：物质所呈现的状态。

物质的三种形态又称为三种物相。

物态变化，简称相变。

三相点：物质三种物相同时存在，并达到平衡时的温度压力点。

每种物质，只有唯一的一个点。

水的三相点为0℃，610.5帕（绝对压力）。

是温标的校正点。

临界点：物质相态变化所达到的温度，压力状态点。

比容：单位质量的物质所占有的容积称为比容，用符号"V"表示。

其数值是密度的倒数。

制冷剂的压焓图在制冷工程中，最常用的热力图就是制冷剂的压焓图。

该图纵坐标是绝对压力的对数值lgp (图中所表示的数值是压力的绝对值)，横坐标是比焓值h。

1 、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。

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。

2 、三个状态区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；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；Ka 和Kb 之间——湿蒸气区，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 、六组等参数线制冷剂的压-焓图中共有八种线条：等压线P、等焓线、饱和液体线等熵线等容线、干饱和蒸汽线、等干度线等温线（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：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，在lgp-h 图上等熵线以饱和蒸气线作为起点。

（5）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。

（6）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。