制冷技术+第四章知识讲解
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制冷培训资料制冷培训资料编制:XXX审核:XXX批准:XXXXXX2013年07月目录第一章制冷原理第二章制冷剂第三章螺杆式制冷压缩机组第四章制冷系统的辅助设备及操作管理第五章放空气操作第六章系统放油操作第七章热氨冲霜操作管理第八章冷库的工艺管理第一章制冷原理制冷方法常见的制冷方法有四种:液体汽化制冷、气体膨胀制冷、涡流管制冷、热电制冷。
其中,液体汽化制冷应用最为广泛,它是利用液体汽化时的吸热效应实现制冷的。
蒸汽压缩式、吸收式、蒸汽喷射式、吸附式制冷都属于液体汽化制冷。
液体汽化形成蒸汽。
当液体处在密闭内时,若此内除了液体及液体本身的蒸汽外不存在任何其他气体,那么液体和蒸汽在某一压力下将达到平衡,此时的汽体称为饱和蒸汽,它所具有的压力称为饱和压力,温度称为饱和温度。
饱和压力随温度升高而升高。
如果将一部分饱和蒸汽从中抽走,液体中就必然要再汽化一部分蒸汽来维持平衡。
液体汽化时,需要吸收热量,此热量称为汽化潜热,汽化潜热来自被冷却对象,它使被冷却对象变冷,或者使它维持在低于环境温度的某一低温。
为使上述过程连续进行,必须不断地从中抽走蒸汽,再不断地将液体补充进去。
通过一定的方法把蒸汽抽走,并使它凝结成液体后再回到中,就能满足这一要求。
从中抽出的蒸汽,如果直接凝结成液体,所需冷却介质的温度比液体的蒸发温度还要低,而我们希望蒸汽的冷凝过程在常温下实现,因此需要将蒸汽的压力提高到常温下的饱和压力。
这样,制冷工质将在低温、低压下蒸发,产生制冷效应,并在常温、高压下冷凝,向环境或冷却介质放出热量。
因此,汽化制冷循环由工质汽化、蒸汽升压、高压蒸汽的液化和高压液体降压四个过程组成。
制冷的基本热力学原理各种制冷方法概括起来可分为两大类:输入功实现制冷和输入热量实现制冷。
蒸汽压缩式制冷、热电制冷属于输入功实现制冷,吸收式制冷、蒸汽喷射式制冷、吸附式制冷属于输入热量实现制冷。
制冷系数是衡量制冷循环经济性的指标。
制冷机消耗的功愈少,自低温热源吸取的热量愈多,则制冷系数愈大,循环愈经济。
第一章制冷技术基本知识§1-1 概述一、何谓制冷日常生活中常说的“热”或“冷”是人体对温度高低感觉的反应。
在制冷技术中所说的冷,是指某空间内物体的温度低于周围环境介质(如水或空气)温度而言。
因此“制冷”就是使某一空间内物体的温度低于周围环境介质的温度,并连续维持这样一个温度的过程。
二、何谓人工制冷我们都知道,热量传递终是从高温物体传向低温物体,直至二者温度相等。
热量决不可能自发地从低温物体传向高温物体,这是自然界的可观规律。
然而,现代人类的生活与生产经常需要某个物体或空间的温度低于环境温度,甚至低得很多。
例如,储藏食品需要把食品冷却到0℃左右或-15℃左右,甚至更低。
而这种低温要求天然冷却是达不到的,要实现这一要求必须有另外的补偿过程(如消耗一定的功作为补偿过程)进行制冷。
这种借助于一种专门装置,消耗一定的外界能量,迫使热量从温度较低的被冷却物体或空间转移到温度较高的周围环境中去,得到人们所需要的各种低温,称谓人工制冷。
而这种装置就称谓制冷装置或制冷机。
三、人工制冷的方法人工制冷的方法主要有相变制冷、气体绝热膨胀制冷和半导体制冷三种。
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;氨在1标准大气压下气化时要吸取327kcal/kg的气化潜热;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℃。
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,达到制冷的目的。
3.半导体制冷:珀尔帖效应告诉我们: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。
但是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地。
1、某空调用制冷系统,工质为氨,需要制冷量Φ0=40KW,空调用冷冻水温度t2=10℃,冷却水温度t w1=32℃,蒸发器端部的传热温差取△t0=5℃,冷凝器端部的传热温差取△tK =8℃,计算中取液体过冷度△tS·C=5℃,吸气管路有害过热度△t S·h =5℃,压缩机的容积效率ηV=0.8,指示效率ηi=0.8,绘制制冷循环压—焓图并计算单位制冷量q0,压缩机理论功率pth,指示功率Pi,理论制冷系数ε,实际输气量Vr ,理论输气量Vh,给定工质状态参数如下:解:根据已知条件,制冷机的工作温度为:t k=t w1+△t k=32+8=40℃t o =t2-△t=10-5=5℃t s·c =tk-△ts·c=40-5=35℃t s·h =t2-△ts·h=5+5=10℃1′12′23′34压—焓图1、单位质量制冷量:kg KJ h h q /002.1095410=-=2、单位容积制冷量:kg KJ q q ov /55.43901==ν制冷剂质量流量:s kg q M or /1053.36002.10954030-⨯===φ3、理论耗功率:kg KJ h h w /71.160120=-=‘’‘)(87.50KW M w P r th =⨯= 4、指示功率:KW P P ithi 34.7==η 5、理论制冷系数:81.6==ooo w q ε 6、实际输气量:s m q M V r r /1011.933101-⨯=∙=∙=νφν7、理论输气量:s m V V vrh /1039.1133-⨯==η2 612.5AG(6AWl2.5)型制冷压缩机的有关结构和运行参数为:活塞行程100mm ,转速960r /min ,蒸发温度5℃,冷凝温度40℃,压缩机吸气温度10℃,压缩机的容积效率ηV =0.60,指示效率0.87,摩擦效率0.90。
制冷技术与装置第四章蒸气压缩式制冷掌握重点:单级压缩各类循环的热力学计算、性能影响及特性分析;两级压缩与复叠式制冷的概念、流程、能量平衡、参数设计、应用场合。
§4.1 单级蒸气压缩式制冷理论循环(将复杂问题简单化,忽略次要因素)单级蒸气压缩式制冷理论循环的假设基础:(1)在冷凝器和蒸发器中,制冷剂的冷凝温度等于冷却介质的温度,蒸发温度等于被冷却介质的温度,且冷凝温度和蒸发温度都是定值;(2)离开蒸发器、进入压缩机的制冷剂蒸气为蒸发压力下的饱和蒸气,离开冷凝器、进入膨胀阀的液体为冷凝压力下的饱和液体(4)制冷剂在管道内没有流动阻力损失,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,流速变化忽略不计,且与外界环境没有热交换(3)压缩过程为等熵过程,即在压缩过程中不存在任何不可逆损失;如何在T-S图上和p-h图上描述单级蒸气压缩式制冷理论循环?7理论循环在T-S图(a)和lg p-h图(b)上的表示=dd-q dhw蒸发过程:吸收外界热量,在T-s图上用面积1-5-b-a-1代表,而在lg p-h图上则用线段5-1表示。
1345762.制冷量减少h 5-h 746743’二者是相等的!面积57cbc b ad 带来的好处:1.省掉膨胀机,设备简化2.改变膨胀阀开度,易调节蒸发温度膨胀阀代替膨胀机的原因:1.饱和液体或两相混合物膨胀系数小,做功有限2.膨胀功回收设备(膨胀机)结构复杂,加工困难3.湿过程缺点:COP 下降膨胀阀不仅不能回收膨胀功,反而将膨胀功部分转化为热能,损失了部分制冷量(3)理论比功w 0120h h w -=单级压缩蒸气制冷机的理论比功也是随制冷剂种类和制冷机循环的工作温度而变的。
(4)单位冷凝热q k包括显热和潜热两部分()()q h h h h h h k =-+-=-233424(5)理论循环制冷系数ε0ε0001421==--q w h h h h 制冷系数愈大经济性愈好冷凝温度越高制冷系数越小蒸发温度越低q q w k =+00循环能量守恒(6)热力完善度单级压缩蒸气制冷机理论循环的热力完善度按定义可表示为412410T T T h h h h c ---==εεηεc :在低温热源温度(T 0)和高温热源温度温度(T 4)之间工作的逆卡诺循环的制冷系数。