第三章 制冷原理及制冷剂
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制冷原理知识点总结1. 制冷原理概述制冷原理是利用某一制冷剂在内外受热、膨胀、压缩和其他物理性质变化规律的基础上,通过电能、热能、机械能等形式的能量输入,使制冷剂完成循环过程,从而实现对被制冷物体的制冷效果。
制冷原理是制冷技术的核心内容,也是制冷设备和系统设计、运行的基础。
2. 制冷剂的种类和性质制冷剂是制冷循环系统中的工质,它要能承载、存储、传递和释放热量,发生相变、压缩、膨胀等物理过程,具有较高的比热容和潜热;同时要具有较高的冷凝温度和较低的蒸发温度。
常见的制冷剂有氨、氮、二氧化碳、氟利昂等。
制冷剂的选择应根据制冷系统的工作条件和要求,确保安全、稳定和高效的制冷运行。
3. 制冷循环系统制冷循环系统是由蒸发器、压缩机、冷凝器、节流阀等四个基本部件以及连接它们的管道和附件组成的。
它的基本工作原理是:制冷剂在蒸发器中蒸发吸收热量,经过压缩机增压并排入冷凝器,冷凝器中冷凝成液体,释放热量,然后通过节流阀减压并回到蒸发器再次循环。
这一循环过程不断地吸热、排热,从而达到制冷的目的。
4. 制冷循环系统的工作过程(1)蒸发过程:制冷剂在低压条件下,通过吸收外界热量而蒸发成气体,从而降低被制冷物体的温度。
(2)压缩过程:蒸发后的制冷剂以气态进入压缩机,受到压缩机的压缩,升高了压力和温度。
(3)冷凝过程:经过压缩后的制冷剂进入冷凝器,在高温高压条件下,释放热量而冷凝成液体,给出热量。
(4)节流过程:冷凝成液态的制冷剂通过节流阀迅速减压,降低了温度和压力,准备进入蒸发器。
5. 制冷循环系统的热力分析制冷循环系统是在冷凝器和蒸发器之间进行热量交换的,这两个部件是系统工作热力分析的关键。
冷凝器的工作原理是:制冷剂冷凝,放热至外界冷却介质;蒸发器的工作原理是:制冷剂蒸发,吸收外界热量。
通过对蒸发器和冷凝器的热力分析,可以计算出系统的冷量、功率、效率等参数。
6. 制冷循环系统的性能评价对制冷循环系统的性能评价主要包括冷量、功率、效率、性价比等技术指标。
空调制冷系统课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能够理解空调制冷系统的基础工作原理,掌握制冷循环的关键部件及其功能。
2. 学生能够描述制冷剂在空调系统中的作用,并解释其热力学特性。
3. 学生能够掌握空调制冷系统中能量转换的基本过程,以及影响制冷效率的主要因素。
技能目标:1. 学生能够通过模型或实物演示,分析空调制冷系统的工作流程,正确解读系统图。
2. 学生能够运用基本的物理原理,计算空调制冷系统的制冷量和功率消耗。
3. 学生能够设计简单的制冷系统,并对系统进行模拟优化,提高能源使用效率。
情感态度价值观目标:1. 学生能够认识到空调制冷技术对现代生活的影响,培养对节能减排的重视。
2. 学生在团队合作中培养沟通能力和解决问题的能力,增强探究精神和创新意识。
3. 学生通过学习空调制冷系统,激发对物理学科的兴趣,形成积极的学习态度和终身学习的观念。
课程性质分析:本课程属于物理与技术实践相结合的内容,强调理论与实践的统一,注重培养学生的动手能力和实际应用能力。
学生特点分析:考虑到学生所在年级,应充分调动他们的好奇心和探究欲,同时注意引导他们从直观的操作体验上升到理论的认识。
教学要求:教学内容应与学生的实际生活和未来发展趋势相结合,注重知识的系统性和实用性,强调过程评价与结果评价相结合,确保学生达到预定的学习目标。
二、教学内容1. 空调制冷原理概述:包括制冷剂的选择、热力学循环(卡诺循环、逆卡诺循环)的基础知识,以及空调系统的基本构成。
- 教材章节:第三章“制冷原理与制冷剂”2. 制冷循环关键部件:深入讲解压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器等部件的结构、工作原理及其在制冷系统中的作用。
- 教材章节:第四章“制冷系统关键部件”3. 制冷剂的热力学性质:探讨制冷剂的压力-温度图、焓-熵图,以及制冷剂在系统中的状态变化。
- 教材章节:第五章“制冷剂及其热力学性质”4. 空调制冷系统的能量转换与效率:包括能效比(COP)的计算,以及影响制冷效率的因素分析。
制冷培训资料编制:卢海稳审核:陈现富批准:陈现富济南大森制冷工程有限公司2013年07月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一、制冷方法:1、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。
2、液体汽化形成蒸汽。
当液体处在密闭容器内时,若此容器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容器中抽走,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,必须不断地从容器中抽走蒸汽,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容器中,就能满足这一要求。
从容器中抽出的蒸汽,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。
二、制冷的基本热力学原理1、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。
高温热源T HHQ H=W+Q C制冷系数:£=Q C.W制冷系数:是衡量制冷循环经济性的指标。
制冷剂制冷原理
制冷剂是一种用于制冷和空调设备中的工质,它通过循环往复的气相和液相转变来吸收和释放热量,从而降低或维持低温。
制冷剂制冷的原理可以简单概括为以下四个步骤:
1. 压缩:制冷剂以低压气体的形式进入压缩机。
压缩机通过增加压力,使制冷剂的温度和压力同时上升。
2. 冷却:高温高压的制冷剂气体进入冷凝器,冷凝器中有冷却介质(通常是水或环境空气)。
通过与冷却介质接触,制冷剂的温度迅速下降,从而会产生冷凝作用。
制冷剂从气态转变为液态,释放大量热量。
3. 膨胀:冷凝器中的液态制冷剂通过膨胀阀进入蒸发器。
在膨胀阀的作用下,制冷剂的压力迅速下降,从而使其温度降低。
4. 蒸发:制冷剂在蒸发器中进行蒸发。
在低温和低压的状态下,制冷剂从液态转变为气态,吸收周围环境的热量。
这个过程将冷空气或冷水输送给需要冷却的区域,同时制冷剂再次进入压缩机,重新循环。
通过不断循环上述步骤,制冷剂能够持续地吸热和释热,从而使被制冷的物体或空间保持低温。
这种制冷原理广泛应用于多种领域,如家用空调、冷藏柜、冷冻车等。
不同的制冷剂具有不同的特性,选择合适的制冷剂能够提高制冷效果和能源利用率。
一、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冷却,使其温度降低到环境温度以下,并保持这个温度。
二、制冷机:机械制冷中所必需的机械和设备的总和。
三、制冷工质1、制冷剂(1)分类按照化学成分分:1.无机物:NH3 、H2O、N2、CO22.有机物:1)碳氢化合物:CH4、C2H6、C2H42)氟利昂:饱和碳氢化合物的卤族取代物。
CHClF2、CCl2F2、C2H2F43.混合物:1)非共沸混合物:蒸发过程中混合物温度发生变化。
R4012)共沸混合物:具有共同的沸点,蒸发过程中混合物温度不发生变化。
R501 按照制冷剂的标准蒸发温度:高温(低压)、中温(中压)、低温(高压)制冷(2)命名原则(3)制冷剂的选用原则1、热力学方面的要求:1)具有较大的制冷工作范围:临界温度高、标准蒸发温度低、凝固温度低。
2)具有适当的工作压力和压缩比3)单位质量和单位体积制冷量均大:4)绝热指数低:可减少耗功率,降低排气温度,有利于润滑。
2、物理化学方面的要求:1)流动性好(粘度小,密度小):可减少流动阻力损失,降低能耗,缩小管径减少材料消耗。
2)传热性好:可减少传热面积。
3)化学稳定性好:对金属和非金属材料不腐蚀3、安全性方面的要求:不燃烧、不爆炸、无毒或低毒、易检漏4、对环境的亲和友善:1)臭氧衰减指数ODP:表示物质对大气臭氧层的破坏程度2)温室效应指数GWP:表示物质造成温室效应的影响程度5、经济性方面的要求:制冷剂的生产工艺简单,价廉、易得。
6、特定要求:1)离心式压缩机要求分子量要大,提高级压比,减少级数;2 )制冷量在200W以下的制冷机要求制冷剂的单位容积制冷量要小,以免压缩机的尺寸过小,加工困难;制冷量1000W以上的制冷机要求制冷剂的单位容积制冷量要大,以减小压缩机的尺寸和制冷剂容积流量;3)全封闭和半封闭式制冷压缩机要求制冷剂电绝缘性能好。
(3)制冷剂与润滑油的溶解性:1)完全溶解 制冷剂与油形成均匀溶液,不会产生油膜而妨碍传热;制冷剂中润滑油含量较多时,容易引起蒸发温度升高、制冷量减少、润滑油黏度降低、沸腾时泡沫多、蒸发器液面不稳定。