蒸汽壓縮式制冷的原理和工況演示文稿

蒸汽壓縮式制冷的原理和工況演示文稿現(xiàn)在是1頁(yè)\一共有30頁(yè)\編輯于星期二優(yōu)選蒸汽壓縮式制冷的原理和工況現(xiàn)在是2頁(yè)\一共有30頁(yè)\編輯于星期二蒸汽壓縮式制冷的原理1、液態(tài)與氣態(tài)互相轉(zhuǎn)換的規(guī)律

當(dāng)液體汽化時(shí)，剩下液體會(huì)降溫；當(dāng)氣體液化時(shí)要放熱。當(dāng)溫度衡定時(shí)，液面氣體壓力達(dá)到既定值，汽化和液化達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，液面上的氣體達(dá)到飽和狀態(tài)，這時(shí)的氣體壓力稱(chēng)為該溫度所對(duì)應(yīng)的飽和壓力，這時(shí)的溫度稱(chēng)為該壓力所對(duì)應(yīng)的飽和溫度

溫度越高，飽和壓力也越高，反之亦然現(xiàn)在是3頁(yè)\一共有30頁(yè)\編輯于星期二蒸汽壓縮式制冷的原理1、液態(tài)與氣態(tài)互相轉(zhuǎn)換的規(guī)律

當(dāng)液體溫度低于其壓力所對(duì)應(yīng)的飽和溫度時(shí)，汽化只在液面上發(fā)生；當(dāng)液體被加熱，溫度升高到其壓力所對(duì)應(yīng)的飽和溫度時(shí)，內(nèi)部也產(chǎn)生許多氣泡，這種在液體內(nèi)部和表面同時(shí)進(jìn)行較劇烈的汽化現(xiàn)象稱(chēng)為沸騰現(xiàn)在是4頁(yè)\一共有30頁(yè)\編輯于星期二蒸汽壓縮式制冷的原理1、液態(tài)與氣態(tài)互相轉(zhuǎn)換的規(guī)律

汽化潛熱—單位質(zhì)量的某物質(zhì)在既定壓力下全部汽化所吸收的熱量與液化所放出的熱量相等

在沸騰或冷凝過(guò)程中，氣體稱(chēng)為飽和蒸汽，液體稱(chēng)為飽和液體，二者的混合物稱(chēng)為濕蒸汽

干度—飽和蒸汽在濕蒸汽中所所占的質(zhì)量比例稱(chēng)為干度

干飽和蒸汽—液體全部氣化后，干度為1的干飽和蒸汽現(xiàn)在是5頁(yè)\一共有30頁(yè)\編輯于星期二蒸汽壓縮式制冷的原理1、液態(tài)與氣態(tài)互相轉(zhuǎn)換的規(guī)律

過(guò)熱蒸汽—干飽和蒸汽溫度繼續(xù)升高即成為過(guò)熱蒸汽

過(guò)熱度—過(guò)熱蒸汽的溫度與其壓力所對(duì)應(yīng)的飽和溫度之差

過(guò)冷液體—濕蒸汽在液化過(guò)程中干度為零的飽和液體繼續(xù)冷卻而溫度下降即成為過(guò)冷液體，其溫度稱(chēng)為過(guò)冷溫度

過(guò)冷度—液體所處壓力所對(duì)應(yīng)的飽和溫度與液體實(shí)際溫度之差稱(chēng)為過(guò)冷度現(xiàn)在是6頁(yè)\一共有30頁(yè)\編輯于星期二蒸汽壓縮式制冷的原理2、壓縮制冷的基本循環(huán)由壓縮機(jī)，冷凝器，膨脹閥和蒸發(fā)器組成。用管道將它們連接成一個(gè)密封系統(tǒng)現(xiàn)在是7頁(yè)\一共有30頁(yè)\編輯于星期二液壓制冷的基本循環(huán)基本元件的功用：

膨脹閥—使流過(guò)的冷劑節(jié)流降壓，控制冷劑的流量蒸發(fā)器—使流經(jīng)其中的冷劑吸熱汽化壓縮機(jī)—抽吸蒸發(fā)器產(chǎn)生的冷劑蒸汽并將其壓送到冷凝器中冷凝器—使送來(lái)的冷劑氣體冷卻并液化現(xiàn)在是8頁(yè)\一共有30頁(yè)\編輯于星期二液壓制冷的基本循環(huán)

蒸氣壓縮式制冷選擇在常壓時(shí)沸點(diǎn)很低的制冷劑，經(jīng)膨脹閥節(jié)流進(jìn)入蒸發(fā)器盤(pán)管，在較低的蒸發(fā)壓力下吸熱汽化，來(lái)實(shí)現(xiàn)制冷。現(xiàn)在是9頁(yè)\一共有30頁(yè)\編輯于星期二液壓制冷的基本循環(huán)

壓縮機(jī)將蒸發(fā)器產(chǎn)生的制冷劑低壓過(guò)熱蒸汽不斷抽出，壓送到冷凝器中去，冷凝器中的冷凝壓力及相應(yīng)的冷凝溫度較高，可以利用環(huán)境介質(zhì)使制冷劑的高壓過(guò)熱蒸汽冷卻，冷凝并降溫成過(guò)冷液體，然后經(jīng)膨脹閥等焓節(jié)流進(jìn)入蒸發(fā)器?，F(xiàn)在是10頁(yè)\一共有30頁(yè)\編輯于星期二液壓制冷的基本循環(huán)在壓縮制冷循環(huán)中，從膨脹閥到壓縮機(jī)吸口為系統(tǒng)的低壓部分

制冷劑在蒸發(fā)器中流動(dòng)因流阻而蒸發(fā)壓力和溫度略有下降，干度和焓值因吸熱而不斷增加，在出口略有過(guò)熱。在蒸發(fā)器至壓縮機(jī)的吸氣管中制冷劑壓力略降，管外要包隔熱層，減少制冷劑溫度和過(guò)熱度因有害吸熱的增加。現(xiàn)在是11頁(yè)\一共有30頁(yè)\編輯于星期二液壓制冷的基本循環(huán)從壓縮機(jī)排出口至膨脹閥進(jìn)口為系統(tǒng)的高壓部分。

壓縮機(jī)至冷凝器的排出管無(wú)須隔熱，冷凝器一般無(wú)明顯壓降，在冷凝器至膨脹閥的液管中要避免吸熱壓降過(guò)多，防止過(guò)冷度提前消失閃發(fā)汽化。

在此循環(huán)中，冷劑在蒸發(fā)器中吸收的熱量+壓縮機(jī)壓縮耗功熱，經(jīng)冷凝器傳給冷卻介質(zhì)現(xiàn)在是12頁(yè)\一共有30頁(yè)\編輯于星期二單級(jí)制冷壓縮機(jī)的工況和性能曲線(xiàn)制冷壓縮機(jī)的工況是指其所參加制冷循環(huán)的主要溫度條件：

制冷劑的蒸發(fā)溫度

冷凝溫度

吸氣過(guò)熱度

膨脹閥前的液體過(guò)冷度影響最大的是蒸發(fā)溫度和冷凝溫度現(xiàn)在是13頁(yè)\一共有30頁(yè)\編輯于星期二焓焓的表達(dá)式：H=U+PV物理意義：工質(zhì)所處狀態(tài)具有的總能量。根據(jù)它的表達(dá)式，可以知道是焓是一個(gè)狀態(tài)參數(shù)。在熱力設(shè)備中，工質(zhì)總是不斷地從一個(gè)地方流到另一個(gè)地方，隨著工質(zhì)不斷地流動(dòng)，所轉(zhuǎn)移的能量就是焓。這就是為什么引入焓這個(gè)概念的原因，因?yàn)槊看斡?jì)算的時(shí)候總是要寫(xiě)U+PV。所以后來(lái)干脆就把U+PV定義為焓。簡(jiǎn)而言之，引入焓就是為了方便分析，簡(jiǎn)化計(jì)算現(xiàn)在是14頁(yè)\一共有30頁(yè)\編輯于星期二

壓焓圖的結(jié)構(gòu)如下圖所示。以絕對(duì)壓力為縱坐標(biāo)（為了縮小圖的尺寸，提高低壓區(qū)域的精度，通?？v坐標(biāo)取對(duì)數(shù)坐標(biāo)），以焓值為橫坐標(biāo)。臨界點(diǎn)K左邊的粗實(shí)線(xiàn)為飽和液體線(xiàn)，線(xiàn)上的任何一點(diǎn)代表一個(gè)飽和液體狀態(tài)，干度x=0。臨界點(diǎn)K右邊的粗實(shí)線(xiàn)為飽和蒸氣線(xiàn)，線(xiàn)上任何一點(diǎn)代表一個(gè)飽和蒸氣狀態(tài)，干度x=1。這兩條粗實(shí)線(xiàn)將圖分為三個(gè)區(qū)域：飽和液體線(xiàn)的左邊為過(guò)冷液體區(qū)，過(guò)冷液體的溫度低于相同壓力下飽和液體的溫度；飽和蒸氣線(xiàn)的右邊是過(guò)熱蒸氣區(qū)，該區(qū)域內(nèi)的蒸氣稱(chēng)為過(guò)熱蒸氣，它的溫度高于同一壓力下飽和蒸氣的溫度；兩條線(xiàn)之間的區(qū)域?yàn)閮上鄥^(qū)，制冷劑在該區(qū)域內(nèi)處于氣、液混合狀態(tài)（濕蒸氣區(qū)）?，F(xiàn)在是15頁(yè)\一共有30頁(yè)\編輯于星期二過(guò)程線(xiàn)1-2表示制冷劑蒸氣在壓縮機(jī)中的等熵壓縮過(guò)程，壓力由蒸發(fā)壓力升高到冷凝壓力。因此該點(diǎn)可通過(guò)1點(diǎn)的等熵線(xiàn)和壓力為冷凝壓力的等壓線(xiàn)的交點(diǎn)來(lái)確定。由于壓縮過(guò)程中外界對(duì)制冷劑作功，制冷劑溫度升高，因此點(diǎn)2表示過(guò)熱蒸氣狀態(tài)。點(diǎn)2表示制冷劑出壓縮機(jī)時(shí)的狀態(tài)，也就是進(jìn)冷凝器時(shí)的狀態(tài)。點(diǎn)1表示制冷劑進(jìn)入壓縮機(jī)的狀態(tài)?，F(xiàn)在是16頁(yè)\一共有30頁(yè)\編輯于星期二過(guò)程線(xiàn)2-2'-3表示制冷劑在冷凝器內(nèi)的冷卻（2-2'）和冷凝（2'-3）的過(guò)程。由于這個(gè)過(guò)程是在冷凝壓力不變的情況下進(jìn)行的，進(jìn)入冷凝器的過(guò)熱蒸氣首先將部分熱量放給外界冷卻介質(zhì)，在等壓下冷卻成飽和蒸氣（點(diǎn)2'），然后再在等壓、等溫下繼續(xù)放出熱量，直至最后冷凝成飽和液體（點(diǎn)3）。因此，冷凝壓力的等壓線(xiàn)和x＝0的飽和液體線(xiàn)的交點(diǎn)即為點(diǎn)3的狀態(tài)。點(diǎn)3表示制冷劑出冷凝器時(shí)的狀態(tài)。點(diǎn)4表示制冷劑出節(jié)流閥時(shí)的狀態(tài)，也就是進(jìn)入蒸發(fā)器時(shí)的狀態(tài)。過(guò)程線(xiàn)3-4表示制冷劑在通過(guò)節(jié)流閥時(shí)的節(jié)流過(guò)程。在這一過(guò)程中，制冷劑的壓力由冷凝壓力降到蒸發(fā)壓力，溫度由冷凝溫度降到蒸發(fā)溫度，并進(jìn)入兩相區(qū)。由于節(jié)流前后制冷劑的焓值不變，因此由點(diǎn)3作等焓線(xiàn)與蒸發(fā)壓力的等壓線(xiàn)的交點(diǎn)即為點(diǎn)4的狀態(tài)。由于節(jié)流過(guò)程是一個(gè)不可逆過(guò)程，所以用一虛線(xiàn)表示3-4過(guò)程。現(xiàn)在是17頁(yè)\一共有30頁(yè)\編輯于星期二過(guò)程線(xiàn)4-1表示制冷劑在蒸發(fā)器中的氣化過(guò)程。由于這一過(guò)程是在等溫、等壓下進(jìn)行的，液體制冷劑吸取被冷卻介質(zhì)的熱量（即制冷）而不斷氣化，制冷劑的狀態(tài)沿蒸發(fā)壓力的等壓線(xiàn)向干度增大的方向變化，直到全部變?yōu)轱柡驼魵鉃橹?。這樣，制冷劑的狀態(tài)又重新回到進(jìn)入壓縮機(jī)前的狀態(tài)點(diǎn)1，從而完成一個(gè)完整的理論制冷循環(huán)。

ＱＰ現(xiàn)在是18頁(yè)\一共有30頁(yè)\編輯于星期二單級(jí)制冷壓縮機(jī)的工況和性能曲線(xiàn)工況參數(shù)對(duì)制冷裝置性能的影響制冷量=壓縮機(jī)的質(zhì)量流量×單位（質(zhì)量流量的）制冷量

即Q0=G×q0軸功率=壓縮機(jī)的質(zhì)量流量×單位（質(zhì)量流量的）理論功

即Pe=G×w0制冷系數(shù)

ε=q0/w0質(zhì)量流量G=λVt/v1若壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速、工作缸數(shù)不變，理論流量是Vt是定值，則G隨輸氣系數(shù)λ和吸氣比容v1而變實(shí)際生活中，各溫度條件的變化是相互影響的現(xiàn)在是19頁(yè)\一共有30頁(yè)\編輯于星期二20(1)其他條件不變，冷凝溫度tk變化(升高)的影響hp1256tkt034t′k5′4′3′2′6′q′0q0不變單位制冷量q0輸氣系數(shù)吸氣比容v1

qvQ0現(xiàn)在是20頁(yè)\一共有30頁(yè)\編輯于星期二21(1)其他條件不變，冷凝溫度tk變化(升高)的影響hp1256tkt034t′k5′4′3′2′6′w0w′0不變單位壓縮功w0

吸氣比容v1

wvP制冷系數(shù)制冷機(jī)軸功率變化情況：由于單位壓縮功w0的增大率大于輸氣系數(shù)減小率，故當(dāng)蒸發(fā)溫度降低時(shí)軸功率升高?，F(xiàn)在是21頁(yè)\一共有30頁(yè)\編輯于星期二22問(wèn)題：下列()會(huì)使冷凝溫度tk增高。A.冷卻水流量減少B.空氣進(jìn)入系統(tǒng)C.制冷裝置工作時(shí)間長(zhǎng)D.冷凝器換熱面臟污E.冷卻水溫度降低F.冷劑量過(guò)多換熱管浸于液體中切記：使冷凝效果下降或壓縮機(jī)排氣量升高的因素，都會(huì)使冷凝溫度(壓力)升高。反之降低?，F(xiàn)在是22頁(yè)\一共有30頁(yè)\編輯于星期二（1）冷凝溫度tk變化的影響壓縮機(jī)排出壓力通常近似等于冷凝壓力，其對(duì)應(yīng)的飽和溫度可近似的看做冷凝溫度冷凝壓力的大小是由壓縮機(jī)的質(zhì)量流量與冷凝器單位時(shí)間冷凝量的動(dòng)態(tài)平衡關(guān)系所決定壓縮機(jī)吸氣壓力高，質(zhì)量流量增大，則冷凝壓力會(huì)升高冷凝器換能力差，或冷凝器聚集了不凝氣體，冷凝壓力也會(huì)升高調(diào)節(jié)冷凝壓力的方法主要是調(diào)節(jié)冷卻介質(zhì)的流量現(xiàn)在是23頁(yè)\一共有30頁(yè)\編輯于星期二24(2)其他條件不變，蒸發(fā)溫度t0變化(降低)的影響hp蒸發(fā)溫度t0時(shí)：1-2-3-4-5-6-1蒸發(fā)溫度降低為t′0時(shí)：1′-2′-2-3-4-5-6-6′-1′1256tkt0342′6′t′01′現(xiàn)在是24頁(yè)\一共有30頁(yè)\編輯于星期二25(2)其他條件不變，蒸發(fā)溫度t0變化(降低)的影響ph1256tkt0342′6′t′01′單位制冷量q0

吸氣比容v1

制冷劑質(zhì)量流量GQ0q0’q0現(xiàn)在是25頁(yè)\一共有30頁(yè)\編輯于星期二26(2)其他條件不變，蒸發(fā)溫度t0變化(降低)的影響ph1256tkt0342′6′t′01′w0′w0P單位壓縮功w0

制冷劑質(zhì)量流量G

時(shí)，P最大制冷系數(shù)現(xiàn)在是26頁(yè)\一共有30頁(yè)\編輯于星期二t0溫度降低PTQ0制冷機(jī)軸功率變化情況：?jiǎn)挝粔嚎s功w0增大，但制冷劑的比容v1也增大，而不能直接判斷。熱力學(xué)分析表明：在達(dá)到某壓力比pk/p0時(shí)(一般3左右),壓縮機(jī)軸功率最大；通常制冷裝置工作時(shí)壓力比都大于3，故當(dāng)蒸發(fā)溫度降低時(shí)軸功率降低現(xiàn)在是27頁(yè)\一共有30頁(yè)\編輯于星期二28問(wèn)題：下列()會(huì)使蒸發(fā)溫度t0降低。A.冷庫(kù)加入新食品B.蒸發(fā)器化霜C.膨脹閥開(kāi)度調(diào)大D.壓縮機(jī)工作缸數(shù)增加E.蒸發(fā)器風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速降低F.蒸發(fā)器結(jié)霜加厚G.冷庫(kù)庫(kù)溫降低H.壓縮機(jī)皮帶打滑切記：使蒸發(fā)器蒸發(fā)量下降或壓縮機(jī)抽氣量升高的因素，都會(huì)使蒸發(fā)壓力下降。反之升高。(假設(shè)每一行程壓縮機(jī)抽氣量不變）現(xiàn)在是28頁(yè)\一共有30頁(yè)\編輯于星期二（2）蒸發(fā)溫度t0變化的影響蒸發(fā)溫度—對(duì)應(yīng)于蒸發(fā)器中蒸發(fā)壓力的飽和溫度，由于吸氣管壓降不大，壓縮機(jī)吸入