制冷緒論和第一章

1制冷技術(shù)講義2制冷技術(shù)講義3制冷技術(shù)講義4制冷技術(shù)講義建筑環(huán)境與設(shè)備工程專(zhuān)業(yè)張春枝

空氣調(diào)節(jié)用制冷技術(shù)5制冷技術(shù)講義主要內(nèi)容緒論第一章：蒸氣壓縮式制冷的熱力學(xué)原理第二章：制冷劑與載冷劑第三章：制冷壓縮機(jī)第四章：制冷裝置的換熱設(shè)備第五章：節(jié)流裝置和輔助設(shè)備第六章：蒸氣壓縮式制冷裝置及運(yùn)行調(diào)節(jié)第七章：吸收式制冷第八章：水系統(tǒng)與制冷機(jī)房6制冷技術(shù)講義1.制冷系統(tǒng)及其原理，徐揚(yáng)禾主編，航空工業(yè)出版社；2.制冷原理與裝置，鄭賢德主編，機(jī)械工業(yè)出版社；3.制冷壓縮機(jī)，繆道平、吳業(yè)正主編，機(jī)械工業(yè)出版社；4.實(shí)用制冷工程設(shè)計(jì)手冊(cè)，郭慶堂主編，中國(guó)建筑工業(yè)出版社；5.吸收式與蒸氣噴射式制冷機(jī)，茅以惠主編，上海機(jī)械學(xué)院出版社。6.制冷裝置自動(dòng)化，朱瑞琪主編，西安交通大學(xué)出版。參考書(shū)目7制冷技術(shù)講義8制冷技術(shù)講義9制冷技術(shù)講義緒論一、工程熱力學(xué)中所涉及的原理1.制冷循環(huán)(RefrigeratingCycle)逆向循環(huán)，將熱量從低溫?zé)嵩慈〕霾⑴畔蚋邷責(zé)嵩吹难h(huán)。根據(jù)使用的目的不同可分為：制冷循環(huán)與熱泵循環(huán)。2.制冷系數(shù)(RefrigeratingCoefficientofPerformance)最大的制冷系數(shù)為逆卡諾系數(shù)，ε=T2/（T1-T2）在相同的高低溫?zé)嵩粗g，最大的制冷系數(shù)是多少？10制冷技術(shù)講義二、空氣調(diào)節(jié)用制冷技術(shù)1.制冷的定義（Refrigerationdefinition）制冷（Refrigeration）,又稱(chēng)“致冷”，就是使自然界的某物體或空間達(dá)到低于周?chē)h(huán)境溫度，并使之維持這個(gè)溫度。或從低于環(huán)境溫度的空間或物體中吸取熱量，并將其轉(zhuǎn)移給環(huán)境介質(zhì)的過(guò)程稱(chēng)為制冷。高溫?zé)嵩垂べ|(zhì)低溫?zé)嵩碬0Q0Qh消耗功率方式高溫?zé)嵩垂べ|(zhì)低溫?zé)嵩碤Q0Qh消耗熱量方式11制冷技術(shù)講義人工制造低溫（低于環(huán)境溫度）的技術(shù)，就是制冷技術(shù)。它是一門(mén)研究人工制冷原理、方法以及如何運(yùn)用機(jī)械設(shè)備獲得低溫的科學(xué)技術(shù)。制冷設(shè)備（RefrigeratingApparatus)實(shí)現(xiàn)制冷所必需的機(jī)器和設(shè)備統(tǒng)稱(chēng)制冷設(shè)備。制冷裝置（RefrigeratingInstallation/Plant)就是需要空氣調(diào)節(jié)的系統(tǒng)中冷卻、干燥空氣所必須的設(shè)備，如冰箱、冷庫(kù)、空調(diào)機(jī)等。制冷機(jī)中使用的工作介質(zhì)稱(chēng)為制冷劑（Refrigerant）12制冷技術(shù)講義人類(lèi)對(duì)環(huán)境的需求可以分為兩個(gè)方面：一是人類(lèi)生活與生產(chǎn)環(huán)境，包括居住環(huán)境、交通環(huán)境、醫(yī)療環(huán)境和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境；二是人類(lèi)飲食的保障，包括冷藏、凍結(jié)、保鮮、真空升華干燥和冷藏物流與冷藏鏈。從創(chuàng)造人工環(huán)境觀點(diǎn)而言，則可分為空間人居環(huán)境和生產(chǎn)環(huán)境?？臻g人居環(huán)境包括人體安全極限環(huán)境、工業(yè)衛(wèi)生環(huán)境和健康舒適環(huán)境，主要是創(chuàng)造健康舒適環(huán)境，它涉及生理學(xué)和心理學(xué)，客觀因素和主觀因素。生產(chǎn)環(huán)境包括生產(chǎn)要求、檢測(cè)要求和物品貯運(yùn)要求，它純屬客觀因素，對(duì)環(huán)境溫濕度要求范圍寬，對(duì)環(huán)境參數(shù)要求內(nèi)容廣13制冷技術(shù)講義

食品工程，易腐食品從采購(gòu)或捕撈、加工、貯藏、運(yùn)輸?shù)戒N(xiāo)售的全部流通過(guò)程中，都必須保持穩(wěn)定的低溫環(huán)境，才能延長(zhǎng)和提高食品的質(zhì)量、經(jīng)濟(jì)壽命與價(jià)值。需有各種制冷設(shè)施，如冷加工設(shè)備、冷凍冷藏庫(kù)、冷藏運(yùn)輸車(chē)或船、冷藏售貨柜臺(tái)等。

空調(diào)工程，空調(diào)工程是制冷技術(shù)應(yīng)用的一個(gè)廣闊領(lǐng)域。光學(xué)儀器儀表、精密計(jì)量量具、紡織等生產(chǎn)車(chē)間及計(jì)算機(jī)房等，都要求對(duì)環(huán)境的溫度、濕度、潔凈度進(jìn)行不同程度的控制；體育館、大會(huì)堂、賓館等公共建筑和小汽車(chē)、飛機(jī)、大型客車(chē)等交通工具也都需有舒適的空調(diào)系統(tǒng)。2、制冷技術(shù)的應(yīng)用14制冷技術(shù)講義（1）在食品儲(chǔ)藏方面15制冷技術(shù)講義（2）舒適性空調(diào)方面16制冷技術(shù)講義（3）在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的應(yīng)用（4）在核工業(yè)中的應(yīng)用（5）在建筑工業(yè)中（6）在農(nóng)業(yè)方面（7）在醫(yī)藥衛(wèi)生方面（8）其他領(lǐng)域17制冷技術(shù)講義紅外遙感技術(shù)一般紅外衛(wèi)星需要70-120K的低溫，往往通過(guò)斯特林制冷機(jī)、脈沖管制冷機(jī)、輻射制冷器來(lái)實(shí)現(xiàn)?？臻g遠(yuǎn)紅外觀測(cè)則需要20K以下的溫度，往往通過(guò)超流氦的冷卻技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。

18制冷技術(shù)講義3.實(shí)現(xiàn)制冷的途徑兩種途徑：（1）利用天然冷源----人類(lèi)最早采用的一種制冷方法。如：天然冰、冷水、深井水。優(yōu)點(diǎn)：廉價(jià)，不需要復(fù)雜技術(shù)設(shè)備。缺點(diǎn)：受時(shí)間、地區(qū)等條件限制，且不宜用來(lái)大量獲取低于0℃的低溫。（2）利用人造冷源----人工制冷（機(jī)械制冷）機(jī)械制冷技術(shù)是隨著工業(yè)革命而開(kāi)始的。制冷與空調(diào)的關(guān)系

19制冷技術(shù)講義4、制冷技術(shù)的發(fā)展歷史1834年美國(guó)人波爾金斯正式呈遞了乙醚在封閉循環(huán)中膨脹制冷的英國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)（No.6662）。這是蒸氣壓縮式制冷機(jī)的雛型。空氣制冷機(jī)----世界上第一臺(tái)制冷和空調(diào)用的空氣制冷機(jī),由1844年美國(guó)人JohnGorrie發(fā)明。第一臺(tái)氨吸收式制冷機(jī)----由法國(guó)人卡列1859年設(shè)計(jì)制造。1872年美國(guó)人Boyle發(fā)明了氨壓縮機(jī)，1874年德國(guó)人Linde建造第一臺(tái)氨壓縮機(jī)，氨壓縮式制冷機(jī)在工業(yè)中獲得了普遍的使用。1890年制冰工業(yè)開(kāi)始，從而開(kāi)創(chuàng)了制冷空調(diào)工業(yè)。1911年Carrier的濕空氣圖表，1913年美國(guó)工程師拉森制造了世界上第一臺(tái)手操縱家用電冰箱20制冷技術(shù)講義1918年自動(dòng)冰箱問(wèn)世；1920年美國(guó)開(kāi)利公司制造出了第一臺(tái)空調(diào)器；1923年發(fā)明食品快速凍結(jié)；1927年生產(chǎn)出空調(diào)器、空氣源熱泵；1930年汽車(chē)空調(diào)逐漸發(fā)展；1935年出現(xiàn)卡車(chē)自動(dòng)冷藏裝置、飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)低溫試驗(yàn)裝置等。1928年制造出氟利昂R12，人類(lèi)則從采用天然制冷劑邁向采用合成制冷劑的時(shí)代，解決了人類(lèi)對(duì)制冷劑的各種要求。制冷劑的種類(lèi)：空氣---二氧化碳----乙醚----氯化烷----二氧化硫---氨---氟里昂美國(guó)工程院在《20世紀(jì)最偉大的工程技術(shù)成就（Thegreatestengineeringachievementsofthe20thcentury）》一書(shū)中就將“空調(diào)與制冷”技術(shù)排名第十，足以說(shuō)明制冷技術(shù)展現(xiàn)出“造福人類(lèi)”、“開(kāi)創(chuàng)未來(lái)”的作用。21制冷技術(shù)講義5、人工制冷實(shí)現(xiàn)的方法按物理過(guò)程的不同劃分有：（1）相變制冷，即利用物質(zhì)相變（如融化、蒸發(fā)、升華）的吸熱效應(yīng)實(shí)現(xiàn)制冷。固體融化制冷：冰融解制冷（如：冰蓄冷）固體升華制冷：固態(tài)二氧化碳在大氣壓下升華吸熱；液體氣化制冷：液體氣化時(shí)的吸熱效應(yīng)實(shí)現(xiàn)制冷。氣體膨脹制冷，多用于深度制冷和低溫工程，也用作飛機(jī)上的制冷裝置。（2）氣體膨脹法高壓氣體經(jīng)絕熱膨脹后可達(dá)到較低的溫度，冷低壓氣體復(fù)熱需吸收熱量，從而實(shí)現(xiàn)制冷。液體氣化制冷應(yīng)用最廣22制冷技術(shù)講義膨脹機(jī)冷凝器蒸發(fā)器壓縮機(jī)氣體膨脹制冷原理圖外部空氣壓縮機(jī)冷卻器風(fēng)機(jī)膨脹機(jī)至客室飛機(jī)用空氣制冷裝置23制冷技術(shù)講義種類(lèi)溫度范圍常用的制冷方法應(yīng)用范圍普通制冷>-120℃液體汽化法熱電法空調(diào)、冷藏、化工生產(chǎn)、醫(yī)療深度制冷-120℃~20K氣體膨脹法制氧（鋼鐵廠(chǎng)）低溫和超低溫20K以下氣體膨脹法超導(dǎo)、液氧6、制冷技術(shù)的分類(lèi)（3）熱電制冷法熱電制冷是一種以溫差電現(xiàn)象為基礎(chǔ)的制冷方法。實(shí)際應(yīng)用：無(wú)線(xiàn)電電子元件生產(chǎn)過(guò)程需要的熱電恒溫箱；半導(dǎo)體人工零點(diǎn)儀；半導(dǎo)體電冰箱，空調(diào)器和除濕機(jī)；半導(dǎo)體低溫醫(yī)療手術(shù)器械等。一般熱電制冷都采用半導(dǎo)體材料，所以又稱(chēng)之為半導(dǎo)體制冷。通常單級(jí)熱電堆可以獲得大約50℃的溫差，制冷功率在20KW以下。24制冷技術(shù)講義緒論部分要掌握和了解的內(nèi)容：1.什么是制冷？2.制冷技術(shù)的應(yīng)用與分類(lèi)（了解）；3.實(shí)現(xiàn)制冷的途徑，目前常用的制冷方式有哪幾種？緒論總結(jié)作業(yè)分班調(diào)查武漢三大賣(mài)場(chǎng)（蘇寧電器、國(guó)美電器和工貿(mào)家電）中與制冷相關(guān)的產(chǎn)品、產(chǎn)品所用的冷媒、銷(xiāo)售人員是如何介紹該產(chǎn)品的、產(chǎn)品的能效等級(jí)等。每班負(fù)責(zé)一個(gè)賣(mài)場(chǎng)的調(diào)查，每2人負(fù)責(zé)一個(gè)品牌，第三周展示調(diào)查結(jié)果，以PPT和展板的形式展示。25制冷技術(shù)講義制冷量單位國(guó)際單位為：kW或W工程上常用的一些單位：大卡、冷噸,Ph等1大卡=1kcal/h=1.163w“冷噸”含義是1t（噸）0℃水在24h內(nèi)凍成0℃冰所需的冷量。1日本冷噸=3320kcal/h=1.38×104kJ/h=3.833kw1美國(guó)冷噸=3024kcal/h=1.26×104kJ/h=3.517kw日本以1000kg為1t（噸）；美國(guó)以2000lb（磅）為1t（噸）“冷源”指需冷卻的空間“熱源”則指制冷機(jī)放熱的對(duì)象26制冷技術(shù)講義第一章

蒸氣壓縮式制冷的熱力學(xué)原理27制冷技術(shù)講義主要內(nèi)容第一節(jié)理想制冷循環(huán)第二節(jié)蒸氣壓縮式制冷的理論循環(huán)第三節(jié)蒸氣壓縮式制冷循環(huán)的改善第四節(jié)跨臨界制冷循環(huán)第五節(jié)蒸氣壓縮機(jī)制冷的實(shí)際循環(huán)28制冷技術(shù)講義第一章蒸氣壓縮式制冷的熱力學(xué)原理液體氣化法蒸汽液體吸熱rr----氣化潛熱氣化潛熱大容易氣化，還是氣化潛熱小的容易氣化？

質(zhì)量壓力（bar）飽和溫度（℃）汽化時(shí)需吸收的熱量（KJ）1Kg的水8.72×10-352489.051Kg的水1.013251002255.681Kg的氨液1.01325-33.31368.15氣化潛熱越小，則液體越容易氣化。29制冷技術(shù)講義利用壓縮機(jī)使氣態(tài)制冷劑增壓，稱(chēng)為蒸氣壓縮式制冷。蒸氣壓縮式制冷的工作原理：制冷劑在壓縮機(jī)、冷凝器、膨脹閥和蒸發(fā)器等設(shè)備中進(jìn)行壓縮、放熱冷凝、節(jié)流和吸熱蒸發(fā)四個(gè)熱力過(guò)程，以完成制冷循環(huán)，實(shí)現(xiàn)對(duì)被冷卻介質(zhì)的制冷效果。什么樣的熱力過(guò)程所組成的制冷循環(huán)在理論上最為經(jīng)濟(jì)？30制冷技術(shù)講義第一節(jié)理想制冷循環(huán)T3412逆卡諾循環(huán)溫熵圖S∑wba一、逆卡諾循環(huán)卡諾循環(huán)（CarnotCycle）是在兩個(gè)溫度不相同的定溫?zé)嵩粗g進(jìn)行的理想熱力循環(huán)。（ReverseCarnotCycle）31制冷技術(shù)講義1.逆卡諾循環(huán)的組成兩個(gè)定溫過(guò)程和兩個(gè)絕熱過(guò)程。2.逆卡諾循環(huán)的熱量與功量之間的關(guān)系1Kg制冷劑所制取的冷量：兩個(gè)定溫過(guò)程兩個(gè)絕熱過(guò)程絕熱膨脹絕熱壓縮定溫吸熱定溫放熱1）（43）（24）（32）（1=面積ba14T3412逆卡諾循環(huán)溫熵圖S∑wba1Kg制冷劑所消耗的功：=面積123432制冷技術(shù)講義3.逆卡諾循環(huán)的性能指標(biāo)（1）制冷系數(shù)ε（RefrigeratingCoefficientofPerformance）----單位耗功量所能獲取的冷量。排放的熱量:對(duì)于逆卡諾循環(huán)：T3412Sba33制冷技術(shù)講義Example1：一理想制冷循環(huán)，被冷卻物的溫度恒為5℃，冷卻物的溫度恒為35℃，試求逆卡諾循環(huán)的制冷系數(shù)是多少？解：由題意可知，=273+5=278（K）=273+35=308（K）由公式可計(jì)算得：×>134制冷技術(shù)講義（2）逆卡諾循環(huán)的制冷系數(shù)與哪些因素有關(guān)？i.逆卡諾循環(huán)的制冷系數(shù)與制冷劑性質(zhì)無(wú)關(guān)；ii.逆卡諾循環(huán)的制冷系數(shù)僅取決于被冷卻物的溫度和冷卻劑的溫度越高，越低，制冷系數(shù)越大，制冷循環(huán)的經(jīng)濟(jì)性越好。結(jié)論是：假設(shè)升高，降低，以1Kg制冷劑為例。T3412S∑wba制冷量，耗功率、制冷系數(shù)如何變化？35制冷技術(shù)講義T0′的變化比Tk′的變化對(duì)循環(huán)的制冷系數(shù)影響更大。與的變化，哪一個(gè)對(duì)循環(huán)的制冷系數(shù)影響更大？另外，結(jié)論36制冷技術(shù)講義（3）供熱系數(shù)-----熱泵循環(huán)的性能指標(biāo)供熱系數(shù)為單位耗功量所獲取的熱量，即實(shí)際情況：在制冷過(guò)程中，被冷卻物的放熱過(guò)程和冷卻物的吸熱過(guò)程都伴隨溫度的變化，不宜用逆卡諾循環(huán)作為衡量標(biāo)準(zhǔn)。二、勞侖茲循環(huán)(LorenzCycle)Tcdabs∑wsdsad-a：可逆多變膨脹過(guò)程b-c：可逆多變壓縮過(guò)程37制冷技術(shù)講義從冷源（被冷卻物）吸收的熱量向熱源（冷卻物）放出的熱量制冷系數(shù)Tcdabs∑wsdsa結(jié)論：勞侖茲制冷系數(shù)等于以放熱平均溫度和吸熱平均溫度為高、低溫?zé)嵩礈囟鹊牡刃婵ㄖZ循環(huán)的制冷系數(shù)，僅取決于被冷卻物和冷卻物的溫度狀況，而與制冷劑性質(zhì)無(wú)關(guān)。38制冷技術(shù)講義一、蒸氣壓縮式制冷的理論循環(huán)理論循環(huán)：兩個(gè)定壓過(guò)程、一個(gè)絕熱過(guò)程、一個(gè)絕熱節(jié)流過(guò)程。第二節(jié)蒸氣壓縮式制冷的理論循環(huán)39制冷技術(shù)講義它與理想制冷循環(huán)相比，有以下三個(gè)特點(diǎn)：用膨脹閥代替膨脹機(jī)；蒸氣的壓縮在過(guò)熱區(qū)進(jìn)行，而不是在濕蒸氣區(qū)內(nèi)進(jìn)行；兩個(gè)傳熱過(guò)程均為等壓過(guò)程，并且具有傳熱溫差。導(dǎo)致兩部分損失：1.制冷劑氣化2.損失了膨脹功結(jié)果：制冷系數(shù)有所降低，降低程度稱(chēng)為節(jié)流損失濕壓縮過(guò)程干壓縮過(guò)程實(shí)現(xiàn)措施：可調(diào)節(jié)節(jié)流裝置、氣液分離器冷凝溫度與冷卻劑溫度的關(guān)系？蒸發(fā)溫度與被冷卻物溫度的關(guān)系？40制冷技術(shù)講義二、蒸氣壓縮式制冷理論循環(huán)的熱力計(jì)算（一）壓焓圖的應(yīng)用

由于定壓過(guò)程的吸熱量、放熱量以及絕熱壓縮過(guò)程壓縮機(jī)的耗功量都可用過(guò)程的初、終狀態(tài)的焓值計(jì)算，所以壓焓圖更便于分析與比較。壓焓圖的組成一點(diǎn)：臨界點(diǎn)兩線(xiàn)：飽和液體線(xiàn)、飽和蒸氣線(xiàn)三區(qū)域：過(guò)冷液體區(qū)、濕蒸氣區(qū)、過(guò)熱蒸氣區(qū)五狀態(tài)：六條等參數(shù)線(xiàn)：等壓線(xiàn)、等比焓線(xiàn)、等溫線(xiàn)、等比熵線(xiàn)、等比容（密度）線(xiàn)、等干度線(xiàn)過(guò)冷液體、飽和液體、濕蒸氣、飽和蒸氣、過(guò)熱蒸氣壓焓圖（lgp-h）41制冷技術(shù)講義tsvxphlgph壓焓圖k42制冷技術(shù)講義43制冷技術(shù)講義1.單位質(zhì)量制冷劑的制冷能力（二）蒸氣壓縮式制冷理論循環(huán)的熱力計(jì)算蒸氣壓縮式制冷理論循環(huán)2.單位質(zhì)量制冷劑的冷凝負(fù)荷3.單位質(zhì)量制冷劑在壓縮機(jī)中被絕熱壓縮時(shí),壓縮機(jī)的耗功量lgphpkp02341放熱過(guò)程發(fā)生冷凝器中吸熱過(guò)程發(fā)生蒸發(fā)器中44制冷技術(shù)講義節(jié)流前后,制冷劑的比焓不變,即4.單位容積制冷能力qv

是指壓縮機(jī)吸入1m3制冷劑所能產(chǎn)生的冷量。5.制冷系統(tǒng)中制冷劑的質(zhì)量流量Mr,和體積流量Vr體積流量Vr——壓縮機(jī)每秒鐘吸入氣態(tài)制冷劑的體積量45制冷技術(shù)講義7.壓縮機(jī)的理論耗功率Pth6.冷凝器的熱負(fù)荷8.理論制冷系數(shù)lgphpkp023419.制冷效率——評(píng)價(jià)制冷劑熱力性質(zhì)對(duì)制冷系數(shù)的影響46制冷技術(shù)講義用ηR可以評(píng)價(jià)一個(gè)制冷循環(huán)與工作溫度完全相同的理想制冷循環(huán)的接近程度10.熱泵循環(huán)的理論供熱系數(shù)μth（通常稱(chēng)為熱泵的性能系數(shù)）是指單位理論耗功率的供熱量熱泵循環(huán)供熱系數(shù)的通用表達(dá)式上式成立的條件：

只有當(dāng)熱泵循環(huán)的工況（即冷凝溫度、蒸發(fā)溫度、再冷度、過(guò)熱度）與制冷循環(huán)完全相同時(shí)，此時(shí)的理論供熱系數(shù)μth和理論制冷系數(shù)εth之間才具有上式所示的關(guān)系47制冷技術(shù)講義例題1-2：某空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)需冷量20kW，采用氟利昂R22（HCFC22）作為制冷劑，蒸發(fā)溫度t0=4℃，冷凝溫度tk=40℃，無(wú)再冷，而且壓縮機(jī)入口為飽和蒸氣，試進(jìn)行制冷理論循環(huán)的熱力計(jì)算。解：1、畫(huà)出相應(yīng)的lgp-h圖2、查各狀態(tài)點(diǎn)的狀態(tài)參數(shù)狀態(tài)點(diǎn)溫度(℃)絕對(duì)壓力(MPa)比焓(kJ/kg)比熵kJ/(kg.K)比容(m3/kg)140.56605406.51.74500.04159256.31.5336431.01.7450——3401.5336249.651.1665——440.56605249.65——0.009884′40.56605204.711.0170.00078881234lgphtk=40℃t¤=4℃4′48制冷技術(shù)講義49制冷技術(shù)講義狀態(tài)點(diǎn)4的狀態(tài)參數(shù)：?jiǎn)挝毁|(zhì)量制冷能力單位容積制冷能力制冷劑質(zhì)量流量50制冷技術(shù)講義制冷劑體積流量冷凝器熱負(fù)荷壓縮機(jī)理論耗功率制冷效率理論制冷系數(shù)1234lgphtk=40℃t¤=4℃4′51制冷技術(shù)講義蒸氣壓縮式制冷理論循環(huán)與理想循環(huán)相比：（1）有節(jié)流損失和過(guò)熱損失；（2）其制冷系數(shù)小于理想循環(huán)的制冷系數(shù)；（3）理論循環(huán)的制冷系數(shù)，除與低溫和高溫?zé)嵩吹臏囟扔嘘P(guān)以外，還與制冷劑的熱力性質(zhì)有關(guān)。改善蒸氣壓縮式制冷循環(huán)的措施減小節(jié)流損失的措施：再冷卻和回?zé)?；減小過(guò)熱損失的措施：采用具有中間冷卻的多級(jí)壓縮。降低壓縮機(jī)的消耗功率：采用膨脹機(jī)回收膨脹功第三節(jié)蒸氣壓縮式制冷循環(huán)的改善52制冷技術(shù)講義措施：（1）在冷凝器后面增設(shè)再冷卻器（過(guò)冷器），使冷卻水先經(jīng)過(guò)再冷卻器，然后進(jìn)入冷凝器；（2）直接增大冷凝器的換熱面積，使得制冷劑在冷凝器內(nèi)過(guò)冷。實(shí)際制冷裝置中大多數(shù)采用后一種方法。將節(jié)流前的制冷劑液體冷卻到低于冷凝溫度的狀態(tài)——過(guò)冷帶有液體過(guò)冷過(guò)程的循環(huán)，稱(chēng)為液體過(guò)冷循環(huán)。（1）增設(shè)再冷卻器后的工作流程與理論循環(huán)圖一、膨脹閥前液態(tài)制冷劑的再冷卻（液體過(guò)冷）（一）設(shè)置再冷卻器實(shí)質(zhì)是：減小膨脹閥進(jìn)出口制冷劑的溫度之差。原因：節(jié)流前后制冷劑的溫度差是引起有效制冷量的減少的主要原因，溫差越小，損失的制冷量越少。53制冷技術(shù)講義（b)再冷卻理論循環(huán)lgphpkp022ˊ33ˊ4ˊ4154制冷技術(shù)講義再冷卻所能達(dá)到的溫度Ts.c稱(chēng)為再冷溫度。冷凝溫度與再冷溫度之差△ts.c稱(chēng)為再冷度。(2)增設(shè)再冷器后制冷循環(huán)的性能參數(shù)的變化循環(huán)單位制冷量單位耗功率制冷系數(shù)未設(shè)再冷卻器增設(shè)再冷卻器二者比較增加不變提高55制冷技術(shù)講義采用再冷卻的制冷循環(huán)可以提高循環(huán)的制冷系數(shù)，提高的程度與過(guò)冷度成正比，因此，過(guò)冷度越大，循環(huán)的制冷系數(shù)提高得越多。（3）再冷溫度的決定因素制冷劑的再冷溫度取決于冷卻劑溫度和再冷卻器的傳熱面積。實(shí)際應(yīng)用當(dāng)冷凝器用空氣冷卻時(shí)，再冷卻器中需用冷卻水冷卻；當(dāng)單獨(dú)設(shè)置再冷卻器時(shí)，要增加冷卻水或深井水設(shè)施，水泵還要消耗功，在這種情況下采用的過(guò)冷循環(huán)在經(jīng)濟(jì)上是否有利，需要經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析才能確定。lgphpkp022ˊ33ˊ4ˊ4156制冷技術(shù)講義（二）蒸氣回?zé)嵫h(huán)1.何謂蒸氣回?zé)嵫h(huán)？從蒸發(fā)器出來(lái)的低壓的制冷劑蒸氣，先經(jīng)過(guò)一個(gè)熱交換器（也稱(chēng)回?zé)崞鳎?，在回?zé)崞髦信c來(lái)自冷凝器的飽和液體進(jìn)行熱交換后，再被壓縮機(jī)吸入，故將有回?zé)崞鞯闹评溲h(huán)稱(chēng)為蒸氣回?zé)嵫h(huán)。使液體過(guò)冷、蒸氣過(guò)熱的循環(huán)，稱(chēng)為回?zé)嵫h(huán)。過(guò)熱：壓縮機(jī)吸氣溫度高于蒸發(fā)溫度。2.回?zé)崾秸魵鈮嚎s制冷循環(huán)（1）回?zé)崾秸魵鈮嚎s制冷的工作流程和理論循環(huán)57制冷技術(shù)講義(a)回?zé)峁ぷ髁鞒虊嚎s機(jī)冷凝器蒸發(fā)器冷凍水冷卻水膨脹閥31回?zé)崞?ˊ3ˊ1ˊ2ˊ(b)回?zé)崂碚撗h(huán)lgphpkp022ˊ33ˊ4ˊ411ˊp0T3412Sb4ˊpkq03ˊ2ˊaaˊbˊ1ˊp0T3412Sb4ˊpkq03ˊ2ˊaaˊbˊ1ˊ未設(shè)回?zé)崞髟鲈O(shè)回?zé)崞?8制冷技術(shù)講義過(guò)熱后的蒸氣溫度Ts.h稱(chēng)為過(guò)熱溫度。過(guò)熱溫度與蒸發(fā)溫度之差△ts.h稱(chēng)為過(guò)熱度。(2)蒸氣回?zé)嵫h(huán)的性能參數(shù)的變化循環(huán)單位制冷量單位耗功率制冷系數(shù)未設(shè)回?zé)崞髟鲈O(shè)回?zé)崞鞫弑容^增加增加未知59制冷技術(shù)講義與無(wú)回?zé)嵫h(huán)1-2-3-4-1相比，回?zé)嵫h(huán)的單位制冷量增大量：回?zé)嵫h(huán)的單位耗功量增大量：—低壓制冷劑蒸氣的定壓比熱回?zé)嵫h(huán)的單位制冷量可表示成：(b)理論循環(huán)lgphpkp022ˊ33ˊ4ˊ411ˊ回?zé)嵫h(huán)的制冷系數(shù)是增大還是減小呢？60制冷技術(shù)講義回?zé)嵫h(huán)的單位耗功可近似地表示成：回?zé)嵫h(huán)的制冷系數(shù)可表示成：如果要使回?zé)嵫h(huán)的制冷系數(shù)比無(wú)回?zé)嵫h(huán)的高，其條件是：61制冷技術(shù)講義①采用回?zé)嵫h(huán)，制冷系數(shù)不一定增大對(duì)于制冷劑R22（CHF2Cl）、R502、R290、R600a、R134a等，采用回?zé)嵫h(huán)，制冷系數(shù)是增大的；但對(duì)制冷劑氨NH3（R717）則是不利的。②采用回?zé)嵫h(huán)后，使節(jié)流前制冷劑成為過(guò)冷狀態(tài)，可以在節(jié)流過(guò)程中減少氣化，使節(jié)流工作穩(wěn)定；③采用回?zé)嵫h(huán)后，自蒸發(fā)器出來(lái)的氣體流過(guò)回?zé)崞鲿r(shí)，壓力有所降低，因而增大了壓縮機(jī)的壓比，引起壓縮功的增大，同時(shí)，壓縮機(jī)的排氣溫度升高，對(duì)潤(rùn)滑系統(tǒng)不利。故實(shí)際制冷裝置是否采用回?zé)嵫h(huán)，應(yīng)根據(jù)具體制冷劑而定，這一措施在低溫領(lǐng)域得到了很廣泛的應(yīng)用。62制冷技術(shù)講義31回?zé)崞?ˊ1ˊ—液態(tài)制冷劑的比熱—低壓制冷劑蒸氣的定壓比熱（3）蒸氣回?zé)嵫h(huán)的過(guò)冷度與過(guò)熱度之間關(guān)系63制冷技術(shù)講義二、回收膨脹功采用膨脹機(jī)的蒸氣壓縮式制冷循環(huán)的工作流程與理論循環(huán)（用于大容量制冷裝置中）wce冷凝器蒸發(fā)器冷凍水冷卻水膨脹機(jī)2314壓縮機(jī)we(a)工作流程T3412(b)理論循環(huán)SbPkp0bˊa4ˊ2ˊ064制冷技術(shù)講義單位質(zhì)量制冷能力增大壓縮機(jī)理論耗功率減小理論制冷系數(shù)提高65制冷技術(shù)講義三、多級(jí)壓縮制冷循環(huán)lgphpkp022ˊ41p1p22〞2′′′3使壓縮過(guò)程接近定溫壓縮，級(jí)數(shù)越多越接近;

降低了壓縮機(jī)的排氣溫度，減少過(guò)熱損失，減少壓縮機(jī)的總耗功量。p0T3412Spk2ˊ2〞p2p12′′′采用多級(jí)壓縮的好處:增加壓縮機(jī)等設(shè)備投資，一般只有當(dāng)壓縮比(冷凝壓力與蒸發(fā)壓力之比，稱(chēng)為壓縮比)pk/p0大于８～１０時(shí)才采用。缺點(diǎn)：66制冷技術(shù)講義（一）閃發(fā)蒸氣分離器（經(jīng)濟(jì)器Economizer）帶閃發(fā)蒸氣分離器的雙級(jí)壓縮制冷（a）工作流程蒸發(fā)器冷凝器1345678閃發(fā)蒸氣分離器lgph358'1（b）理論循環(huán)248762'4'單位質(zhì)量的制冷量、單位冷凝熱、耗功率和制冷系數(shù)各為多少？多級(jí)壓縮制冷循環(huán)常采用:閃發(fā)蒸氣分離器和中間冷卻器兩種形式用在雙工況(制冰與制冷)冰蓄冷空調(diào)機(jī)組和寒冷地區(qū)熱泵系統(tǒng)中離心式或螺桿式壓縮機(jī)67制冷技術(shù)講義（二）中間冷卻器圖1-14一次節(jié)流完全中間冷卻的雙級(jí)壓縮制冷循環(huán)（a）工作流程；（b）理論循環(huán)lgph3581壓焓圖247668制冷技術(shù)講義圖1-15帶回?zé)崞鞯囊淮喂?jié)流不完全中間冷卻的雙級(jí)壓縮制冷循環(huán)（a）工作流程；（b）理論循環(huán)69制冷技術(shù)講義雙級(jí)蒸氣壓縮制冷的中間壓力2.關(guān)于制冷劑質(zhì)量流量70制冷技術(shù)講義四、復(fù)疊式制冷循環(huán)復(fù)疊式制冷循環(huán)有兩種類(lèi)型，其一是由中溫制冷劑和低溫制冷劑兩套獨(dú)立制冷循環(huán)嵌套而成的雙系統(tǒng)復(fù)疊式制冷循環(huán)（RefrigerationCascadesystem，簡(jiǎn)稱(chēng)復(fù)疊式制冷循環(huán)）.

71制冷技術(shù)講義第四節(jié)跨臨界制冷循環(huán)亞臨界循環(huán)：對(duì)于高溫與中溫制冷劑,在普通制冷范圍內(nèi),由于制冷循環(huán)的冷凝壓力遠(yuǎn)離制冷劑的臨界壓力,故稱(chēng)之為亞臨界循環(huán)?？缗R界循環(huán)：對(duì)于一些低溫制冷劑在普通制冷范圍內(nèi)，利用冷卻水或室外空氣作為冷卻介質(zhì)時(shí)，壓縮機(jī)的排氣壓力位于制冷劑臨界壓力之上，而蒸發(fā)壓力位于臨界壓力之下,故將此類(lèi)循環(huán)稱(chēng)為跨臨界循環(huán)（TranscriticalCycle

）或超臨界循環(huán)（SupercriticalCycle）。CO2跨臨界制冷循環(huán)的缺點(diǎn):

制冷機(jī)或空調(diào)機(jī)的工作壓力很高、材料耗費(fèi)嚴(yán)重、安全性較差。72制冷技術(shù)講義lgph2341（b)壓焓圖CO2跨臨界制冷循環(huán)的優(yōu)點(diǎn):可以避免亞臨界循環(huán)條件下熱源溫度過(guò)高導(dǎo)致的系統(tǒng)性能下降；其次,可減少高壓側(cè)不可逆?zhèn)鳠釗p失，還可獲得較高的排氣溫度和較大的溫度變化，用于較大溫差變溫?zé)嵩磿r(shí)，具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。一、CO2跨臨界制冷循環(huán)壓縮機(jī)氣體冷卻器蒸發(fā)器膨脹閥（a)循環(huán)原理圖2341（GasCooler)73制冷技術(shù)講義丁國(guó)良,黃冬平編著化學(xué)工業(yè)出版社2007年4月第1版74制冷技術(shù)講義二、CO2跨臨界循環(huán)的改善（一）蒸氣回?zé)嵫h(huán)圖1-19帶回?zé)崞鞯腃O2跨臨界制冷循環(huán)（a）循環(huán)原理圖；（b）壓焓圖75制冷技術(shù)講義（二）雙級(jí)壓縮回?zé)嵫h(huán)中間壓力取吸、排氣壓力的比例中項(xiàng)

（a）循環(huán)原理圖；（b）壓焓圖圖1-20帶回?zé)崞鞯腃O2跨臨界雙級(jí)壓縮制冷循環(huán)76制冷技術(shù)講義（三）用膨脹機(jī)回收膨脹功

（a）（b）圖1-21采用膨脹機(jī)的單級(jí)CO2跨臨界制冷循環(huán)（a）循環(huán)原理圖；（b）溫熵圖77制冷技術(shù)講義采用蒸氣回?zé)?、雙級(jí)壓縮以及用膨脹機(jī)回收膨脹功，均能有效地改善CO2跨臨界制冷循環(huán)的性能，特別是采用帶膨脹機(jī)的雙級(jí)壓縮蒸氣回?zé)嵫h(huán)，系統(tǒng)性能將得到明顯改善。78制冷技術(shù)講義第五節(jié)蒸氣壓縮式制冷的實(shí)際循環(huán)實(shí)際循環(huán)與理論循環(huán)相比忽略了以下三個(gè)方面問(wèn)題：（1）在壓縮機(jī)中，氣體內(nèi)部和氣體與氣缸壁之間的摩擦，以及氣體與外部的熱交換；（2）制冷劑流經(jīng)壓縮機(jī)進(jìn)、排氣閥的壓力損失；（3）制冷劑流經(jīng)管道、冷凝器和蒸發(fā)器等設(shè)備時(shí)，制冷劑與管壁之間的摩擦，以及與外部的熱交換。一、實(shí)際循環(huán)過(guò)程分析

79制冷技術(shù)講義家用空調(diào)器的制冷循環(huán)冷凝盤(pán)管蒸發(fā)盤(pán)管壓縮機(jī)毛細(xì)管80制冷技術(shù)講義二、實(shí)際循環(huán)的制冷性能

1.工程設(shè)計(jì)中對(duì)實(shí)際循環(huán)