制冷原理課件

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液體蒸發(fā)制冷構(gòu)成循環(huán)的四個(gè)基本過(guò)程是：

①制冷劑液體在低壓（低溫）下蒸發(fā)，成為低壓蒸氣②將該低壓蒸氣提高壓在普通高壓蒸氣③將高壓蒸氣冷凝，使之成為高壓液體④高壓液體降低壓力重新變?yōu)榈蛪阂后w，返回到①?gòu)亩瓿裳h(huán)。2.1.1蒸氣壓縮式制冷循環(huán)(一)單級(jí)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(jí)蒸氣壓縮式制冷循環(huán)2.1.1蒸氣壓縮式制冷循環(huán)

制冷循環(huán)就是通過(guò)一定的能量補(bǔ)償，從低溫?zé)嵩次鼰幔蚋邷責(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。(一)單級(jí)蒸氣壓縮式制冷循環(huán)

容積式壓縮機(jī)的單級(jí)壓比受壓縮機(jī)容積效率和壓縮終了溫度的制約通常被限制在8～10

離心式壓縮機(jī)的單級(jí)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2～41．朗肯循環(huán)單級(jí)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)圖2-1基本朗肯循環(huán)循環(huán)T—S圖：1—2壓縮過(guò)程2—3冷卻冷凝過(guò)程

3—4節(jié)流過(guò)程4—1蒸發(fā)吸熱過(guò)程

朗肯循環(huán)圖例TS1243圖2-2有回?zé)岬睦士涎h(huán)T—S圖：1‘—2壓縮過(guò)程2—3冷凝過(guò)程3—3’液體過(guò)冷過(guò)程3＇—4節(jié)流過(guò)程4—1蒸發(fā)過(guò)程1—1＇吸氣過(guò)熱過(guò)程TS1’243’312．勞倫茨循環(huán)

朗肯循環(huán)的主要特征

循環(huán)中的兩個(gè)相變過(guò)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(gè)定壓定溫的相變過(guò)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)。勞倫茨循環(huán)

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(shí)，由于CO2的臨界溫度低（僅30℃），排熱將在超臨界區(qū)進(jìn)行。而吸熱則在臨界點(diǎn)以下進(jìn)行，整個(gè)循環(huán)跨越臨界點(diǎn)。

定義圖2-4CO2跨臨界循環(huán)1—2壓縮過(guò)程；2—3氣體冷卻過(guò)程；3—4氣體冷卻過(guò)程；4—5節(jié)流過(guò)程；5—6蒸發(fā)過(guò)程；0—1氣體過(guò)熱過(guò)程。

TS1265304（二）多級(jí)蒸氣壓縮式制冷循環(huán)

單級(jí)蒸氣壓縮制冷機(jī)運(yùn)行時(shí)制冷劑的冷凝壓力是由環(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

單級(jí)壓縮循環(huán)所能達(dá)到的最低制冷溫度是有限的。通常，最低只能達(dá)到-40℃左右。原因:受單級(jí)活塞式壓縮機(jī)的極限使用條件的限制。

我國(guó)活塞式制冷壓縮機(jī)標(biāo)準(zhǔn)GB10875--89中規(guī)定了不同制冷機(jī)使用溫度在高溫、中溫和低溫的不同溫度范圍。

單級(jí)蒸氣壓縮活塞式制冷機(jī)，壓縮比一般不超過(guò)10。當(dāng)蒸發(fā)溫度過(guò)低，超出極限使用條件時(shí)會(huì)帶來(lái)如下問(wèn)題：

(1)壓縮比增大時(shí)壓縮機(jī)的輸氣系數(shù)λ大為降低，壓縮機(jī)的輸氣量及效率顯著下降。(2)壓縮機(jī)排氣溫度過(guò)高，使?jié)櫥偷恼扯燃眲∠陆?，影響壓縮機(jī)的潤(rùn)滑。當(dāng)排氣溫度與潤(rùn)滑油的閃點(diǎn)接近時(shí)，會(huì)使?jié)櫥吞蓟?，以致在閥片上產(chǎn)生結(jié)碳現(xiàn)象。

所以，為了獲得比較低的溫度（－40～－70℃），同時(shí)又能使壓縮機(jī)的工作壓力控制在一個(gè)合適的范圍內(nèi)，就要采用多級(jí)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(guò)大，經(jīng)濟(jì)性下降。

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(jí)節(jié)流、中間完全冷卻的兩級(jí)壓縮制冷循環(huán)（如圖2-5所示）

2.一級(jí)節(jié)流、中間不完全冷卻的兩級(jí)壓縮制冷循環(huán)（如圖2-6所示）

3.兩級(jí)節(jié)流、中間完全冷卻的兩級(jí)壓縮制冷循環(huán)

（如圖2-7所示）

4.兩級(jí)節(jié)流、中間不完全冷卻的兩級(jí)壓縮制冷循環(huán)（如圖2-8所示）

5.兩級(jí)節(jié)流、具有中溫蒸發(fā)器的中間完全冷卻兩級(jí)壓縮制冷循環(huán)

（如圖2-9所示）圖2-5一級(jí)節(jié)流、中間完全冷卻的兩級(jí)壓縮制冷循環(huán)

(a)流程圖b)lgp-h圖圖2-6一級(jí)節(jié)流、中間不完全冷卻的兩級(jí)壓縮制冷循環(huán)(a)流程圖(b)lgp-h圖圖2-7兩級(jí)節(jié)流、中間完全冷卻的兩級(jí)壓縮制冷循環(huán)(a)流程圖(b)lgp-h圖圖2-8兩級(jí)節(jié)流、中間不完全冷卻的兩級(jí)壓縮制冷循環(huán)(a)流程圖(b)lgp-h圖圖2-9兩級(jí)節(jié)流、具有中溫蒸發(fā)器的中間完全冷卻兩級(jí)壓縮制冷循環(huán)(a)流程圖(b)lgp-h圖（四）復(fù)疊式蒸氣壓縮式制冷循環(huán)

由兩個(gè)（或數(shù)個(gè)）不同制冷劑工作的單級(jí)（也可以是多級(jí)）制冷系統(tǒng)組合而成。定義最低蒸發(fā)溫度制冷劑制冷循環(huán)型式-80℃R22-R23R22單級(jí)或兩級(jí)壓縮—R23單級(jí)壓縮組合的復(fù)疊式循環(huán)R507-R23R507單級(jí)或兩級(jí)壓縮—R23單級(jí)壓縮組合的復(fù)疊式循環(huán)R290-R23R290兩級(jí)壓縮—R23單級(jí)壓縮組合的復(fù)疊式循環(huán)-100℃R22-R23R22兩級(jí)壓縮—R23單級(jí)或兩級(jí)壓縮組合的復(fù)疊式循環(huán)R507-R23R507兩級(jí)壓縮—R23單級(jí)或兩級(jí)壓縮組合的復(fù)疊式循環(huán)R22-R1150R22兩級(jí)壓縮—R1150單級(jí)壓縮組合的復(fù)疊式循環(huán)R507-R1150R507兩級(jí)壓縮—R1150單級(jí)壓縮組合的復(fù)疊式循環(huán)-120℃R22-R1150R22兩級(jí)壓縮—R1150兩級(jí)壓縮組合的復(fù)疊式循環(huán)R507-R1150R507兩級(jí)壓縮—R1150兩級(jí)壓縮組合的復(fù)疊式循環(huán)R22-R23-R50R22單級(jí)壓縮—R23單級(jí)壓縮—R50單級(jí)壓縮組合的復(fù)疊式循環(huán)R507-R23-R50R507單級(jí)壓縮—R23單級(jí)壓縮—R50單級(jí)壓縮組合的復(fù)疊式循環(huán)

1.兩個(gè)單級(jí)壓縮循環(huán)組成的復(fù)疊式制冷機(jī)

高溫壓縮機(jī)冷凝器節(jié)流閥冷凝蒸發(fā)器高溫系統(tǒng)制冷劑R23壓縮機(jī)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圖2-10由兩個(gè)單級(jí)系統(tǒng)組成的復(fù)疊式制冷機(jī)

a)制冷循環(huán)系統(tǒng)b)T-s圖

2.一個(gè)兩級(jí)壓縮循環(huán)和一個(gè)單級(jí)壓縮循環(huán)組成的復(fù)疊式制冷機(jī)

高溫部分一級(jí)節(jié)流中間不完全冷卻節(jié)流前液體過(guò)冷帶回?zé)岬膬杉?jí)壓縮循環(huán)R22或R507低溫部分帶回?zé)岬膯渭?jí)壓縮循環(huán)制冷劑低溫高溫最低蒸發(fā)溫度可達(dá)-110℃R23或R1150圖2-11高溫部分為兩級(jí)壓縮循環(huán)、低溫部分為單級(jí)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(jī)a2—高溫部分低壓級(jí)壓縮機(jī)a3—高溫部分高壓級(jí)壓縮機(jī)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2-12高溫部分為兩級(jí)壓縮循環(huán)、低溫部分為單級(jí)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