制冷原理課件

1、第一節(jié) 蒸氣壓縮式制冷 利用制冷劑液體在氣化時（蒸發(fā)時）產(chǎn)生的吸熱效應(yīng)，達到制冷目的。 液體蒸發(fā)制冷的特征第一節(jié) 蒸氣壓縮式制冷 利用制冷劑液體在氣 液體蒸發(fā)制冷構(gòu)成循環(huán)的四個基本過程是： 制冷劑液體在低壓（低溫）下蒸發(fā)，成為低壓蒸氣 將該低壓蒸氣提高壓在普通高壓蒸氣 將高壓蒸氣冷凝，使之成為高壓液體 高壓液體降低壓力重新變?yōu)榈蛪阂后w，返回到從而完成循環(huán)。 液體蒸發(fā)制冷構(gòu)成循環(huán)的四個基本過程是： 2.1.1 蒸氣壓縮式制冷循環(huán)(一) 單級蒸氣壓縮式制冷循環(huán)1朗肯循環(huán)2勞倫茨循環(huán)3跨臨界循環(huán)雙筒型煤油燃燒器 釜式燃燒器 蒸發(fā)燃燒器 燃油噴霧燃燒器 （二）多級蒸氣壓縮式制冷循環(huán)2.1.1 蒸氣壓縮

2、式制冷循環(huán)(一) 單級蒸氣1朗肯循環(huán)雙2.1.1 蒸氣壓縮式制冷循環(huán) 制冷循環(huán)就是通過一定的能量補償，從低溫?zé)嵩次鼰?，向高溫?zé)嵩磁艧?。熱源的溫度決定制冷劑吸熱與排熱的溫度與壓力，相應(yīng)地決定了制冷循環(huán)中的高低壓側(cè)的壓力比。2.1.1 蒸氣壓縮式制冷循環(huán) 制冷(一) 單級蒸氣壓縮式制冷循環(huán) 容積式壓縮機的單級壓比受壓縮機容積效率和壓縮終了溫度的制約 通常被限制在810 離心式壓縮機的單級壓縮比受工質(zhì)分子量大小與葉輪的周邊速度制約 通常被限制在 24(一) 單級蒸氣壓縮式制冷循環(huán) 1朗肯循環(huán)單級蒸氣壓縮制冷的典型循環(huán) 空調(diào)、制冷、食品冷藏溫度范圍大量使用的循環(huán)基本朗肯循環(huán)有回?zé)岬睦士涎h(huán)1朗肯循環(huán)單

3、級蒸氣壓縮制冷的典型循環(huán) 空調(diào)、圖2-1 基本朗肯循環(huán) 循環(huán)TS圖：12 壓縮過程 23 冷卻冷凝過程 34 節(jié)流過程 41 蒸發(fā)吸熱過程 朗肯循環(huán)圖例TS1243圖2-1 基本朗肯循環(huán)朗肯循環(huán)圖例TS1243圖2-2 有回?zé)岬睦士涎h(huán)TS圖： 12 壓縮過程 23 冷凝過程 33 液體過冷過程 34 節(jié)流過程 4 1 蒸發(fā)過程 11 吸氣過熱過程TS124331圖2-2 有回?zé)岬睦士涎h(huán)TS124331制冷原理課件2勞倫茨循環(huán) 朗肯循環(huán)的主要特征 循環(huán)中的兩個相變過程變成伴隨有降溫的定壓凝結(jié)和伴隨有升溫的定壓蒸發(fā)。 有兩個定壓定溫的相變過程與純質(zhì)制冷劑及共沸混合制冷劑的壓力特性相適應(yīng)。勞倫茨

4、循環(huán)2勞倫茨循環(huán) 朗肯循環(huán)的主要特征 勞倫茨循環(huán)圖例圖2-3 勞倫茨循環(huán) TS1243 勞倫茨循環(huán)圖例圖2-3 勞倫茨循環(huán) TS12433跨臨界循環(huán) 將CO2作為制冷劑用于空調(diào)制冷的溫度范圍時，由于CO2的臨界溫度低（僅30），排熱將在超臨界區(qū)進行。而吸熱則在臨界點以下進行，整個循環(huán)跨越臨界點。 定義3跨臨界循環(huán) 將CO2作圖2-4 CO2跨臨界循環(huán)12壓縮過程；23氣體冷卻過程； 34氣體冷卻過程；45節(jié)流過程；56蒸發(fā)過程；01氣體過熱過程。 TS1265304圖2-4 CO2跨臨界循環(huán)TS1265304制冷原理課件（二）多級蒸氣壓縮式制冷循環(huán) 單級蒸氣壓縮制冷機運行時制冷劑的冷凝壓力是由

5、環(huán)境介質(zhì)（如空氣或水）溫度所決定。在一定的冷凝溫度下蒸發(fā)溫度的降低冷凝壓力和蒸發(fā)壓力之差（pk-po）增大壓縮比pk / po變大（二）多級蒸氣壓縮式制冷循環(huán) 單級蒸氣 單級壓縮循環(huán)所能達到的最低制冷溫度是有限的。通常，最低只能達到-40左右。原因:受單級活塞式壓縮機的極限使用條件的限制。 我國活塞式制冷壓縮機標準GB10875-89中規(guī)定了不同制冷機使用溫度在高溫、中溫和低溫的不同溫度范圍。 單級壓縮循環(huán)所能達到的最低制冷溫度是有限的。 單級蒸氣壓縮活塞式制冷機，壓縮比一般不超過10。當(dāng)蒸發(fā)溫度過低，超出極限使用條件時會帶來如下問題： (1)壓縮比增大時壓縮機的輸氣系數(shù)大為降低，壓縮機的輸氣

6、量及效率顯著下降。(2)壓縮機排氣溫度過高，使?jié)櫥偷恼扯燃眲∠陆?，影響壓縮機的潤滑。當(dāng)排氣溫度與潤滑油的閃點接近時，會使?jié)櫥吞蓟?，以致在閥片上產(chǎn)生結(jié)碳現(xiàn)象。 單級蒸氣壓縮活塞式制冷機，壓縮 所以，為了獲得比較低的溫度（4070），同時又能使壓縮機的工作壓力控制在一個合適的范圍內(nèi)，就要采用多級壓縮循環(huán)。(3)制冷劑節(jié)流損失增加，單位質(zhì)量制冷量及單位容積制冷量下降過大，經(jīng)濟性下降。 (3)制冷劑節(jié)流損失增加，單位質(zhì)量制冷量 采用哪一種型式有利則與制冷劑種類、制冷劑容量及其它條件有關(guān)。常用的組成型式有： 1.一級節(jié)流、中間完全冷卻的兩級壓縮制冷循環(huán) （如圖2-5 所示） 2.一級節(jié)流、中間不完全

7、冷卻的兩級壓縮制冷循環(huán)（如圖2-6所示） 3.兩級節(jié)流、中間完全冷卻的兩級壓縮制冷循環(huán) （如圖2-7 所示） 4.兩級節(jié)流、中間不完全冷卻的兩級壓縮制冷循環(huán)（如圖2-8 所示） 5.兩級節(jié)流、具有中溫蒸發(fā)器的中間完全冷卻兩級壓縮制冷循環(huán) （如圖2-9 所示） 采用哪一種型式有利則與制冷劑種類圖2-5 一級節(jié)流、中間完全冷卻的兩級壓縮制冷循環(huán) ( a ) 流程圖 b ) lgp-h圖圖2-5 一級節(jié)流、中間完全冷卻的兩級壓縮制冷循環(huán)制冷原理課件圖2-6 一級節(jié)流、中間不完全冷卻的兩級壓縮制冷循環(huán)( a ) 流程圖 ( b ) lgp-h圖圖2-6 一級節(jié)流、中間不完全冷卻的兩級壓縮制冷循環(huán)制冷原

8、理課件圖2-7 兩級節(jié)流、中間完全冷卻的兩級壓縮制冷循環(huán)( a ) 流程圖 ( b ) lgp-h圖圖2-7 兩級節(jié)流、中間完全冷卻的兩級壓縮制冷循環(huán)制冷原理課件圖2-8 兩級節(jié)流、中間不完全冷卻的兩級壓縮制冷循環(huán)( a ) 流程圖 ( b ) lgp-h圖圖2-8 兩級節(jié)流、中間不完全冷卻的兩級壓縮制冷循環(huán)制冷原理課件圖2-9 兩級節(jié)流、具有中溫蒸發(fā)器的中間完全冷卻兩級壓縮制冷循環(huán)( a ) 流程圖 ( b ) lgp-h圖圖2-9 兩級節(jié)流、具有中溫蒸發(fā)器的中間完全冷卻兩級壓縮制制冷原理課件（四）復(fù)疊式蒸氣壓縮式制冷循環(huán) 由兩個（或數(shù)個）不同制冷劑工作的單級（也可以是多級）制冷系統(tǒng)組合而成

9、。定義（四）復(fù)疊式蒸氣壓縮式制冷循環(huán) 由兩個（最低蒸發(fā)溫度制冷劑制冷循環(huán)型式-80R22-R23R22單級或兩級壓縮R23單級壓縮組合的復(fù)疊式循環(huán)R507-R23R507單級或兩級壓縮R23單級壓縮組合的復(fù)疊式循環(huán)R290-R23R290兩級壓縮R23單級壓縮組合的復(fù)疊式循環(huán)-100R22-R23R22兩級壓縮R23單級或兩級壓縮組合的復(fù)疊式循環(huán)R507-R23R507兩級壓縮R23單級或兩級壓縮組合的復(fù)疊式循環(huán)R22-R1150R22兩級壓縮R1150單級壓縮組合的復(fù)疊式循環(huán)R507-R1150R507兩級壓縮R1150單級壓縮組合的復(fù)疊式循環(huán)-120R22-R1150R22兩級壓縮R115

10、0兩級壓縮組合的復(fù)疊式循環(huán)R507-R1150R507兩級壓縮R1150兩級壓縮組合的復(fù)疊式循環(huán)R22-R23-R50R22單級壓縮R23單級壓縮R50單級壓縮組合的復(fù)疊式循環(huán)R507-R23-R50R507單級壓縮R23單級壓縮R50單級壓縮組合的復(fù)疊式循環(huán)最低蒸制冷劑制冷循環(huán)型式-80R22-R23R22單級或兩 1.兩個單級壓縮循環(huán)組成的復(fù)疊式制冷機 高溫壓縮機冷凝器節(jié)流閥冷凝蒸發(fā)器高溫系統(tǒng)制冷劑R23 1.兩個單級壓縮循環(huán)組成的復(fù)疊式壓縮機冷凝蒸發(fā)器回?zé)崞鞴?jié)流閥蒸發(fā)器膨脹容器組成低溫系統(tǒng)制冷劑R22壓縮機低溫系統(tǒng)制冷劑R22圖2-10 由兩個單級系統(tǒng)組成的復(fù)疊式制冷機 a) 制冷循環(huán)系

11、統(tǒng) b) T-s圖圖2-10 由兩個單級系統(tǒng)組成的復(fù)疊式制冷機制冷原理課件 2.一個兩級壓縮循環(huán)和一個單級壓縮循環(huán)組成的復(fù)疊式制冷機 高溫部分一級節(jié)流中間不完全冷卻節(jié)流前液體過冷帶回?zé)岬膬杉墘嚎s循環(huán) 2.一個兩級壓縮循環(huán)和一個單級壓R22或R507低溫部分帶回?zé)岬膯渭墘嚎s循環(huán)制冷劑低溫高溫最低蒸發(fā)溫度可達-110R23或R1150R22或R507低溫部分帶回?zé)岬膯渭墘嚎s循環(huán)制冷劑低溫高溫最圖2-11 高溫部分為兩級壓縮循環(huán)、低溫部分為單級壓縮循環(huán)組成的復(fù)疊式制冷循環(huán)系統(tǒng)原理圖a1低溫部分壓縮機 a2高溫部分低壓級壓縮機 a3高溫部分高壓級壓縮機b冷凝器 c1、c2、c3節(jié)流閥 d蒸發(fā)器 d12冷凝-蒸發(fā)器e1低溫部分氣-液熱交換器 e2高溫部分氣-液熱交換器 f高溫部分中間冷卻器圖2-11 高溫部分為兩級壓縮循環(huán)、低溫部分為單級壓縮循環(huán)圖2-12 高溫部分為兩級壓縮循環(huán)、低溫部分為單級壓縮循環(huán)組成的復(fù)疊式制冷循環(huán)lgp-h圖(a) 高溫部分 (b) 低溫部分圖2-12 高溫部分為兩級壓縮循環(huán)、低溫部分為 3.三個單級壓縮循環(huán)組成的復(fù)疊式制冷機 循環(huán)中溫高溫低溫中溫 R23高溫 R22或R507低溫 R50、R1150或R170制冷劑最低蒸發(fā)溫度可達120140 3.三個單級壓縮循環(huán)組成的復(fù)疊式制冷機循環(huán)制冷