压焓图介绍

制冷原理的压焓图应用

1. 简介

制冷原理中，压焓图（Pressure-Enthalpy Diagram）是一种重要的图示方法，用于描述和分析制冷循环过程中的热力学性质变化。本文将介绍制冷原理中压焓图的基本概念和应用。

2. 压焓图概述

压焓图是一种在压力-焓坐标系下绘制的图形，用于分析和展示制冷系统中的热力学性质变化。在压焓图中，横轴表示焓（即热含量）而纵轴表示压力。通过绘制制冷循环过程的轨迹，可以直观地了解制冷系统中的性质变化。

3. 压焓图的绘制

制冷系统的压焓图可以通过实际测量数据或理论计算得到。一般情况下，制冷系统的工作流程可以分为压缩、冷凝、膨胀和蒸发四个阶段。根据不同的制冷循环类型，可以得到相应的压焓图。

下面以蒸氨制冷循环为例，简要介绍压焓图的绘制过程：

1. 根据制冷系统中的工质和工作参数，确定系统所处的工质状态点。

2. 在压焓图上标出各个状态点，并相应地绘制系统的工作流程轨迹。

3. 根据工质的热力学性质，计算各个状态点的焓值，并将其标在图上。

4. 连接各个状态点，得到系统的工作流程轨迹。

4. 压焓图的应用

压焓图在制冷领域中有广泛的应用，下面列举几个常见的应用场景：

4.1 制冷剂选择

制冷剂的选择是制冷系统设计中的重要一环。通过压焓图，可以对比不同制冷剂的性能指标，如蒸发温度、冷凝温度、压缩功率等。利用压焓图中的等温线和等熵线分析，可以找到系统最优的制冷剂。

4.2 制冷循环分析

压焓图可以帮助工程师对制冷循环过程进行详细的分析。通过观察压焓图上的轨迹，可以判断制冷系统中存在的问题，如液态回流、过热过冷程度不合理等。同时，可以对制冷系统的性能进行评估和优化。 4.3 热交换器设计

在制冷系统中，热交换器是实现热量传递的关键设备。通过压焓图，可以确定制冷循环中的热量传递过程。通过计算不同状态点的焓差，可以确定热交换器的设计参数，如传热面积、换热系数等。

4.4 节能改造

第二章 制冷循环压焓图剖析和制冷剂流程图

Copy Right By: Thomas T.S. Wan ( ) Sept. 3, 2009 All Rights Reserved

工业冷冻系统设计从制冷循环压焓（ P-H）图剖析和制冷剂流程图开始：

（ 1）制冷循环 P-H 图剖析 (P-H Diagram Refrigeration Cycle Analysis) 。

使用 PH图计算制冷系统的热力学物性能够剖析制冷循环的可行性。经过 PH图剖析，能够很清 楚确实定系统设计点的制冷剂流量和运转工况。

（ 2）制冷剂流程图 (Refrigerant Flow Diagram)

制冷剂流程图给出了系统所用设施，设施间管道走向和尺寸，保温要求；还确立了压降、吸气

过热度等等。制冷剂流程图可能特别简略，假如有必需也能够推行到工艺仪表流程图中（ P&I D）。

制冷 剂流程图 是要 与P-H 图 一同阅读 。从制冷 剂流程图和 PH图中能够获悉完好的系统信息。

P-H (Pressure-Enthalpy) 图剖析 :

R22典型 PH （压焓）图如图 2-1所示。利用 P-H 图能够表达理论制冷循环，如图 2-2所示。图 2-

3为制冷循环图 2- 2简化版，可是只表现了与理论制冷循环有关的数据，省略了纵坐标（压力）和横坐标（比焓

）。与循环有关的压力和比焓值如 PH图所示。

蒸发器 - A-B-C 对应蒸发温度， B 点与 C点比焓差为单位质量制冷量。

压缩机 - C-D 为等熵压缩过程。压缩过程比焓差为HD-

HC。压缩过程（绝热过程）也能够用英尺表示为（HD-

HC）× 778。关于实质压缩，不再依据绝热过程，而是多变过程，如图 2-3中C-D’所示。

冷凝 - 冷凝（放热）过程为 D-E （实质过程为 D’-

E）。冷凝器总放热量等于蒸发器吸热量与系统输入功率之和。

⼀分钟让你理解什么是压焓图，直观形象

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）、最后来看看完整的压焓图

教你如何看压焓图

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

（1）等压线：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：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。它只存在与湿蒸气区。