制冷原理及設(shè)備配置課件

制冷原理與設(shè)備配置領(lǐng)域內(nèi)容制冷設(shè)備的配置與應(yīng)用1制冷系統(tǒng)的連接與參數(shù)測量2制冷劑的特性及應(yīng)用3制冷圖表的使用4熱力學(xué)過程分析及其計(jì)算5制冷設(shè)備的配置與應(yīng)用冰箱、空調(diào)器、超市冷柜的換熱設(shè)備配置小型制冷裝置輔助部件的應(yīng)用冷庫單級氨系統(tǒng)制冷設(shè)備配置冷庫氟利昂系統(tǒng)制冷設(shè)備配置冷庫氨系統(tǒng)單級（雙）制冷系統(tǒng)輔助設(shè)備的應(yīng)用冷庫氟利昂制冷系統(tǒng)輔助設(shè)備的應(yīng)用中央空調(diào)溴化鋰機(jī)組的設(shè)備配置中央空調(diào)溴化鋰制冷系統(tǒng)泵組和控制系統(tǒng)熱電制冷設(shè)備配置冰箱、空調(diào)器、超市冷柜

的換熱設(shè)備配置夏季制冷冬季制熱舒適環(huán)境短期冷凍或冷藏食品保藏低溫冷藏食品等冰箱空調(diào)器冷柜冰箱臥式冷柜立式冷柜超市冷柜冰箱的組成單門電冰箱空調(diào)器空調(diào)器空調(diào)的組成部件室外室內(nèi)

各循環(huán)部件作用逆向循環(huán)壓縮機(jī)compressor毛細(xì)管冷凝器condenser干燥過濾器蒸發(fā)器evaporater由低溫?zé)嵩次鼰彷斎胙a(bǔ)償能向高溫?zé)嵩捶艧峁?jié)流降壓干燥過濾制冷室外側(cè)制熱室外側(cè)小型制冷裝置輔助部件的應(yīng)用干燥過濾器干燥

防止冰堵過濾防止臟堵輔助部件溫度控制器感溫包

感溫氟利昂電路控制壓縮機(jī)開停副冷凝器門封

防止結(jié)露壓縮機(jī)上氣化水盤水DBCA制冷壓縮機(jī)冷凝器節(jié)流閥蒸發(fā)器制冷劑的循環(huán)流動，將熱量由低溫?zé)嵩磶У礁邷責(zé)嵩蠢鋷靻渭壈毕到y(tǒng)制冷設(shè)備配置制冷劑的變化過程單級蒸汽壓縮式制冷理論循環(huán)組成：制冷壓縮機(jī)冷凝器節(jié)流器蒸發(fā)器壓縮過程（壓縮機(jī)中進(jìn)行）通過壓縮使制冷劑由低溫低壓的蒸汽變?yōu)楦邷馗邏簹怏w。冷卻冷凝過程（冷凝器中進(jìn)行）在冷凝器中冷卻冷凝成制冷劑液體。節(jié)流過程（節(jié)流閥中進(jìn)行）壓力、溫度降低，焓值不變蒸發(fā)過程（蒸發(fā)器中進(jìn)行）吸熱蒸發(fā)，變成低溫低壓制冷劑氣系統(tǒng)各部分作用壓縮機(jī)1制冷循環(huán)的動力，及時(shí)抽出蒸發(fā)器內(nèi)蒸氣，維持低溫低壓，通過壓縮作用提高制冷劑蒸氣的壓力和溫度2熱交換設(shè)備，利用環(huán)境冷卻介質(zhì)冷卻冷凝壓縮機(jī)排氣，使制冷劑冷卻、冷凝成高壓常溫液體冷凝器3降低制冷劑液體的壓力，從而降低制冷劑的溫度節(jié)流閥4熱交換設(shè)備，節(jié)流后的低溫低壓制冷劑液體蒸發(fā)（沸騰），吸收被冷卻介質(zhì)熱量，變?yōu)檎魵?，達(dá)到制冷目的蒸發(fā)器循環(huán)中的相態(tài)壓力溫度相態(tài)功能入口PoTo飽和壓縮機(jī)W出口過熱冷凝器Qk出口飽和節(jié)流器出口兩相蒸發(fā)器Qo蒸汽壓縮式制冷系統(tǒng)的構(gòu)成各種控制閥輔助部件蒸汽壓縮式制冷系統(tǒng)的構(gòu)成四個(gè)主要部件壓縮機(jī)冷凝器節(jié)流件蒸發(fā)器不可缺少管道凈化貯集分離設(shè)備單級冷庫流程1、壓縮機(jī)2、油分離器3、冷凝器4、高壓貯液器5、節(jié)流閥6、氣液分離器7、氨泵8、蒸發(fā)器9、排液桶10、集油器11、空氣分離器氟利昂冷庫制冷系統(tǒng)氟利昂全封閉機(jī)組蒸發(fā)式冷凝器頂部側(cè)面氨冷庫系統(tǒng)輔助設(shè)備氨泵離心泵油分離器空氣分離器氟利昂系統(tǒng)的輔助設(shè)備

氟利昂系統(tǒng)特有的輔助設(shè)備有：干式油分離器空氣式冷凝器熱力膨脹閥蛇形盤管蒸發(fā)器回?zé)崞骰赜烷y制冷系統(tǒng)各部件的主要用途壓縮制冷劑蒸汽，提高壓力和溫度放熱，使高壓高溫制冷劑蒸汽冷卻、冷凝成高壓常溫的制冷劑液體得到低溫低壓制冷劑制冷劑液體吸熱、蒸發(fā)、制冷多機(jī)頭并聯(lián)機(jī)組集油器溴化鋰吸收式循環(huán)溴化鋰空調(diào)機(jī)組溴化鋰空調(diào)制冷系統(tǒng)泵組單效蒸汽型溴化鋰吸收式冷水機(jī)組的應(yīng)用系統(tǒng)熱源回路冷卻水回路冷水回路冷劑水回路溶液回路一些單效溴化鋰機(jī)組的型式和基本參數(shù)表熱電制冷設(shè)備半導(dǎo)體車載冰箱半導(dǎo)體制冷熱電制冷特點(diǎn)：不用制冷劑

無機(jī)械傳動部分冷卻速度和制冷溫可任意調(diào)節(jié)可將冷熱端互換體積和功率都可做得很小方便的可逆操作可做成家用冰箱，或小型低溫冰箱可制成低溫醫(yī)療器具可對儀器進(jìn)行冷卻可做成零點(diǎn)儀半導(dǎo)體制冷片單級熱電堆圖單級熱電堆

多級熱電堆的結(jié)構(gòu)型式a)串聯(lián)二級熱電堆b)并聯(lián)二級熱電堆c)串并聯(lián)三級熱電堆蒸汽噴射式制冷組成蒸汽噴射式制冷系統(tǒng)如圖所示。其組成部件包括：噴射器、冷凝器、蒸發(fā)器、節(jié)流閥、泵。噴射器又由噴嘴、吸入室、擴(kuò)壓器三個(gè)部分組成。蒸汽噴射式制冷空氣壓縮式制冷渦流管制冷裝置噴嘴孔板渦流室控制閥渦流制冷管及噴嘴沸石太陽能制冷沸石太陽能制冷系統(tǒng)原理圖a）白天脫附b）夜間吸附1－沸石密封盒2－冷凝器3－貯水箱（蒸發(fā)器）沸石太陽能制冷演示制冷原理與設(shè)備配置制冷系統(tǒng)的連接與參數(shù)測量連接與參數(shù)測量溴化鋰制冷系統(tǒng)氟利昂冷庫氨冷庫小制冷低溫溫區(qū)的劃分冰箱的組成空調(diào)的組成部件室外室內(nèi)室外換熱器室內(nèi)換熱器壓縮機(jī)四通換向閥干燥過濾器毛細(xì)管節(jié)流室外風(fēng)扇風(fēng)扇風(fēng)機(jī)單級蒸汽壓縮式制冷循環(huán)單級蒸汽壓縮式制冷系統(tǒng)由壓縮機(jī)，冷凝器，膨脹閥和蒸發(fā)器組成。制冷劑蒸汽壓縮、冷凝成液體，放出熱量冷凝后的制冷劑流經(jīng)節(jié)流元件進(jìn)入蒸發(fā)器。從入口端的高壓pk降低到低壓p0，從高溫tk降低到t0，并出現(xiàn)少量液體汽化變?yōu)檎羝?。制冷劑液體在低壓（低溫）下蒸發(fā)吸熱制冷劑蒸汽回到壓縮機(jī)中壓縮單級循環(huán)原理圖動畫制冷劑的變化過程單級蒸汽壓縮式制冷理論循環(huán)組成：制冷壓縮機(jī)冷凝器節(jié)流器蒸發(fā)器壓縮過程（壓縮機(jī)中進(jìn)行）通過壓縮使制冷劑由低溫低壓的蒸汽變?yōu)楦邷馗邏簹怏w。冷卻冷凝過程（冷凝器中進(jìn)行）在冷凝器中冷卻冷凝成制冷劑液體。節(jié)流過程（節(jié)流閥中進(jìn)行）壓力、溫度降低，焓值不變蒸發(fā)過程（蒸發(fā)器中進(jìn)行）吸熱蒸發(fā)，變成低溫低壓制冷劑氣單級循環(huán)一次節(jié)流中間完全冷卻雙級

蒸汽壓縮式制冷循環(huán)一次節(jié)流中間完全冷卻雙級蒸汽壓縮式制冷循環(huán)的流程圖和lgp-h圖一次節(jié)流中間完全冷卻雙級

循環(huán)原理圖一次節(jié)流中間完全冷卻雙級循環(huán)工作過程從冷凝器出來的高壓液體被分成兩部分：一部分經(jīng)中間冷卻器節(jié)流閥節(jié)流到中間壓力，在中間冷卻器中蒸發(fā)；另一部分在盤管內(nèi)流經(jīng)中間冷卻器，通過盤管與管外中間壓力下蒸發(fā)的制冷劑蒸汽進(jìn)行熱交換，達(dá)到過冷的目的。然后再進(jìn)入回?zé)崞鬟M(jìn)一步過冷，并由節(jié)流閥節(jié)流，使其從冷凝壓力降到蒸發(fā)壓力后在蒸發(fā)器內(nèi)蒸發(fā)制冷。由蒸發(fā)器出來的制冷劑飽和蒸汽經(jīng)回?zé)崞鲝?fù)熱后，被低壓級壓縮機(jī)吸入，并被壓縮到中間壓力，排送到高壓級壓縮機(jī)的吸氣管內(nèi)，與中間冷卻器出來的飽和蒸汽混合后進(jìn)入高壓級壓縮機(jī)壓縮到冷凝壓力，在冷凝器中冷凝成為高壓液體，然后再次進(jìn)行循環(huán)。氨泵供液的雙級制冷循環(huán)氨泵供液的一級節(jié)流中間完全冷卻制冷循環(huán)的流程圖和lgp-h圖

制冷劑與循環(huán)形式的選擇雙級壓縮制冷循環(huán)通常應(yīng)使用中溫制冷劑。目前廣泛使用的制冷劑是R717、R22和R502。R717常采用一級節(jié)流中間完全冷卻形式，R22、R502常采用一級節(jié)流中間不完全冷卻形式。對采用回?zé)嵫h(huán)有利的R12、R502等制冷劑，就采用中間不完全冷卻的循環(huán)形式；對采用回?zé)嵫h(huán)形式不利的制冷劑（如R717），則應(yīng)采用中間完全冷卻的循環(huán)形式。復(fù)疊式制冷循環(huán)原理圖兩單級復(fù)疊循環(huán)兩個(gè)單級壓縮循環(huán)組成的復(fù)疊式制冷機(jī)高溫系統(tǒng)高溫壓縮機(jī)冷凝器節(jié)流閥冷凝蒸發(fā)器制冷劑制冷劑R22低溫系統(tǒng)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R23兩個(gè)單級系統(tǒng)組成的復(fù)疊式制冷一個(gè)兩級壓縮循環(huán)和一個(gè)單級壓縮循環(huán)組成的復(fù)疊式制冷機(jī)高溫系統(tǒng)制冷劑制冷劑R22或R507低溫系統(tǒng)帶回?zé)岬膯渭墘嚎s循環(huán)R23或1150一級節(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)最低蒸發(fā)溫度可達(dá)-110℃兩級循環(huán)和單級循環(huán)組成的復(fù)疊式制冷a1—低溫部分壓縮機(jī)a2—高溫部分低壓級壓縮機(jī)a3—高溫部分高壓級壓縮機(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氟利昂回?zé)嵫h(huán)單級有回?zé)嵫h(huán)一次節(jié)流中間不完全冷卻雙級蒸汽壓縮式制冷循環(huán)氟利昂雙級循環(huán)一次節(jié)流中間完全不冷卻雙級循環(huán)工作過程工作過程為：從蒸發(fā)器出來的蒸汽經(jīng)回?zé)崞骱蟊坏蛪簤嚎s機(jī)吸入，壓縮到中間壓力并與中冷器出來的干飽和蒸汽在管路中進(jìn)行混合，使從低壓機(jī)排出的過熱蒸汽被冷卻后再進(jìn)入高壓壓縮機(jī)，經(jīng)壓縮到冷凝壓力并進(jìn)入冷凝器，冷凝后的高壓制冷劑液體進(jìn)入了中冷器的蛇形盤管進(jìn)行再冷卻，然后進(jìn)入回?zé)崞髋c從蒸發(fā)器出來的低溫低壓蒸汽進(jìn)行熱交換，使從中冷器蛇形盤管中出來的過冷液體再一次得到冷卻，最后經(jīng)膨脹閥進(jìn)入蒸發(fā)器吸熱蒸發(fā)。吸收式制冷循環(huán)吸收式制冷循環(huán)由于它是利用工質(zhì)對的質(zhì)量分?jǐn)?shù)變化，完成制冷劑的循環(huán)，因而被稱為吸收式制冷。吸收式循環(huán)溴化鋰吸收式制冷機(jī)工作過程吸收式制冷循環(huán)工作過程制冷劑循環(huán)：由發(fā)生器出來的制冷劑蒸汽在冷凝器中冷凝成高壓液體，同時(shí)釋放出冷凝熱量。高壓液體經(jīng)膨脹閥節(jié)流到蒸發(fā)壓力，進(jìn)人蒸發(fā)器中。低壓制冷劑液體在蒸發(fā)器中蒸發(fā)成低壓蒸汽，并同時(shí)從外界吸取熱量（實(shí)現(xiàn)制冷）。低壓制冷劑蒸汽進(jìn)入吸收器中。溶液循環(huán)：在吸收器中，由發(fā)生器來的稀溶液（濃度以制冷劑的含量計(jì)）吸收蒸發(fā)器來的制冷劑蒸汽，成為濃溶液，吸收過程釋放出的熱量用冷卻水帶走。經(jīng)溶液泵提高壓力，并輸送到發(fā)生器中。在發(fā)生器中，熱源加熱使低沸點(diǎn)的制冷劑蒸汽被蒸發(fā)出來，而濃溶液成為稀溶液。單效雙桶溴化鋰吸收式制冷循環(huán)流程單效單桶溴化鋰吸收式

制冷循環(huán)流程雙效溴化鋰循環(huán)串聯(lián)流程的雙效溴化鋰吸收式制冷循環(huán)并聯(lián)流程的雙效溴化鋰吸收式制冷循環(huán)直燃式溴化鋰循環(huán)單效蒸汽型溴化鋰吸收式冷水機(jī)組的應(yīng)用系統(tǒng)熱源回路冷卻水回路冷水回路冷劑水回路溶液回路溴化鋰溶液的物理性質(zhì)（1）無色溶液，有咸味，無毒。（2）溶解度隨溫度的升高而降低。（3）水蒸汽的分壓力很低，因而有強(qiáng)烈的吸濕性。（4）密度比水的大，且隨濃度和溫度而變化。（5）比熱容較小。（6）粘度較大。（7）表面張力較大。（8）導(dǎo)熱系數(shù)隨濃度增大而降低，隨溫度升高而增大。（9）對黑金屬和紫銅等材料有強(qiáng)烈的腐蝕性。溴化鋰-水溶液的性質(zhì)（溶解度）溴化鋰水溶液的性質(zhì)（溫壓圖）

溴化鋰水溶液的性質(zhì)（密度）溴化鋰水溶液的性質(zhì)

（定壓熱容）

溴化鋰水溶液的性質(zhì)（表面張力圖）

溴化鋰水溶液的性質(zhì)（粘度圖）溴化鋰水溶液的性質(zhì)（導(dǎo)熱系數(shù)表）

溴化鋰溶液的腐蝕性及緩蝕劑溴化鋰溶液對金屬材料的腐蝕性；腐蝕性對機(jī)組性能的影響；常用緩蝕劑及防腐功能。溴化鋰溶液在有空氣存在的情況下,對一般金屬有強(qiáng)烈的腐蝕性；增加緩蝕劑(0.1%~0.3%鉻酸鋰和適量的氫氧化鋰,使溶液的pH=9.5~10.5)可有效地延緩溴化鋰溶液對金屬的腐蝕作用.制冷原理與設(shè)備配置制冷劑的特性及應(yīng)用氨制冷劑的特性及應(yīng)用氟利昂類制冷劑的特性及應(yīng)用混合制冷劑的特性及應(yīng)用制冷劑的環(huán)保特性及應(yīng)用載冷劑與蓄冷劑的特性及應(yīng)用制冷劑的作用制冷劑又稱制冷工質(zhì)，是制冷循環(huán)的工作介質(zhì)，利用制冷劑的相變來傳遞熱量，即制冷劑在蒸發(fā)器中汽化時(shí)吸熱，在冷凝器中凝結(jié)時(shí)放熱。當(dāng)前能用作制冷劑的物質(zhì)有80多種，最常用的是氨、氟里昂類、水和少數(shù)碳?xì)浠衔锏取Ｖ挥性诠ぷ鳒囟确秶鷥?nèi)能夠汽化和凝結(jié)的物質(zhì)才有可能作為制冷劑使用.制冷劑的使用歷程SO2和CO2在歷史上曾經(jīng)是比較重要的制冷劑。NH3氨廣泛使用。乙醚是最早使用的制冷劑1955年起氟里昂大規(guī)模使用初期發(fā)展現(xiàn)在制冷工質(zhì)歷史

乙醚是最早使用的制冷劑。1866年威德豪森(Windhausen)提出使用CO2作制冷劑。1870年卡爾·林德(CartLinde)用NH3作制冷劑。1874年拉烏爾·皮克特(RaulPictel)采用SO2作制冷劑。SO2和CO2在歷史上曾經(jīng)是比較重要的制冷劑。SO2毒性大，但作為重要制冷劑曾有60年歷史。CO2在使用溫度范圍內(nèi)壓力特高，致使機(jī)器極為笨重，但它無毒使用安全。曾在船用冷藏裝置中作制冷劑達(dá)50年之久，1955年才被氟里昂所取代。DBCA無機(jī)化合物類制冷劑氟里昂(鹵代烴類制冷劑)烷烴類制冷劑混合類制冷劑分類ASHARE標(biāo)準(zhǔn)制冷劑的分類和命名常用制冷劑

氨（R717）的特性

沸點(diǎn)-33.3℃，凝固點(diǎn)-77.9℃單位容積制冷量大粘性小，傳熱性好，流動阻力小

毒性較大，有一定的可燃性，安全分類為B2

氨蒸汽無色，具有強(qiáng)烈的刺激性臭味

氨液飛濺到皮膚上會引起腫脹甚至凍傷氨系統(tǒng)中有水分會加劇對金屬腐蝕同時(shí)減小制冷量以任意比與水互溶但在礦物潤滑油中的溶解度很小

系統(tǒng)中氨分離的游離氫積累至一定程度遇空氣爆炸

氨液比重比礦物潤滑油小，油沉積下部需定期放出在氨制冷機(jī)中不用銅和銅合金材料(磷青銅除外)

制冷劑的命名-無機(jī)物無機(jī)化合物R717R744R718R7XX無機(jī)化合物的分子量編號氨二氧化碳水舉例理想制冷劑的性質(zhì)（一）對環(huán)境友善（二）熱力學(xué)性質(zhì)方面的要求（三）有好的物理化學(xué)性質(zhì)（四）來源廣泛、易于制取對環(huán)境友善對環(huán)境友善。無毒或低毒，相對安全性好。具有易檢漏的特點(diǎn)。

熱力學(xué)性質(zhì)方面的要求(1)工作溫度范圍內(nèi)有合適的壓力和壓力比。(2)單位制冷量q0和單位容積制冷量qv較大。(3)比功w和單位容積壓縮功wv小，循環(huán)效率高。蒸發(fā)壓力≧大氣壓力冷凝壓力不要過高冷凝壓力與蒸發(fā)壓力之比不宜過大(4)等熵壓縮終了溫度t2不能太高，以免潤滑條件惡化或制冷劑自身在高溫下分解。有好的物理化學(xué)性質(zhì)1）粘度、密度盡量小。

2）熱導(dǎo)率要求高3）純度高。4）化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性好。

5）良好的電絕緣性。6）溶解于油的不同性質(zhì)表現(xiàn)出不同的特點(diǎn)。7）無毒，在工作溫度范圍內(nèi)不燃燒、不爆炸，使用安全。

來源廣泛、易于制取制冷劑經(jīng)濟(jì)性的要求：

制冷劑的生產(chǎn)工藝簡單，價(jià)廉、易得。制冷劑對材料的作用正常情況下，鹵素化合物制冷劑與大多數(shù)常用金屬材料不起作用。只在某種情況例如水解作用、分解作用等下，一些材料才會和制冷劑發(fā)生作用。

“鍍銅”現(xiàn)象當(dāng)制冷劑在系統(tǒng)中與銅或銅合金部件接觸時(shí)，銅溶解到混合物中，當(dāng)和鋼或鑄鐵部件接觸時(shí)，被溶解的銅離子析出并沉浸在鋼鐵部件上形成一層銅膜。

制冷系統(tǒng)中應(yīng)盡量避免水分存在和銅鐵共用。氨制冷機(jī)中不能用黃銅、紫銅和其它銅合金（磷青銅除外），因?yàn)橛兴謺r(shí)要引起腐蝕。氟里昂對塑料等高分子化合物會起“膨潤”作用(變軟、膨脹和起泡)，故在制冷系統(tǒng)中要選用特殊橡膠或塑料。制冷劑與潤滑油的互溶性的影響制冷劑與油溶解會使?jié)櫥妥兿?，影響潤滑作用，且油會被帶入蒸發(fā)器中影響到傳熱效果。若制冷劑與油不相溶解，可以從冷凝器或貯液器將油分離出來，避免油帶入蒸發(fā)器中降低傳熱效果。制冷劑與水的溶解性“冰堵現(xiàn)象”當(dāng)溫度降到0℃以下時(shí)，水結(jié)成冰而堵塞節(jié)流閥或毛細(xì)管的通道形成“冰堵”，致使制冷機(jī)不能正常工作。制冷劑的泄漏性氨有強(qiáng)烈臭氣，靠嗅覺易判是否泄漏。易溶于水故不用肥皂水檢漏，用酚酞試劑和試紙檢漏

氟利昂無色無臭，鹵素噴燈和電子檢漏儀檢漏常用制冷劑氟里昂的特性

氟里昂是一種透明、無味、無毒、不易燃燒、爆炸和化學(xué)性穩(wěn)定的制冷劑。不同的化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)的氟里昂制冷劑熱力性質(zhì)相差很大，可適用于高溫、中溫和低溫制冷機(jī)，以適應(yīng)不同制冷溫度的要求。氟里昂對水的溶解度小，制冷裝置中進(jìn)入水分后會產(chǎn)生酸性物質(zhì)，并容易造成低溫系統(tǒng)的“冰堵”，堵塞節(jié)流閥或管道。另外避免氟里昂與天然橡膠起作用，其裝置應(yīng)采用丁晴橡膠作墊片或密封圈。常用的氟里昂制冷劑常用氟制冷劑R134aR502R22R12制冷劑的命名-鹵代烴鹵代烴R22分子式CmHnFxClyBrz

n+x+y+z

=2m+2舉例二氟一氯甲烷(CHClF2)二氟二氯甲烷(CCl2F2)R12R(m－1)(n+1)x(a,b…)Bz同分異構(gòu)體溴分子數(shù)，為0，B可省略編號制冷劑的命名-烴類碳?xì)浠衔?烴類)不飽和碳?xì)浠衔锖望u代烯

R50R170R1150R1270編號與氟利昂編號方法相同舉例甲烷(CH4)乙烷(C2H6)R1+氟利昂編號方法編號舉例乙烯(C2H4)丙烯(C3H6)烷烴類烯烴類正丁烷和異丁烷例外，用R600和R600a(或R601)表示氟利昂12的特性R12對大氣臭氧層有嚴(yán)重破壞作用，并產(chǎn)生溫室效應(yīng)，因此它已受到限用與禁用。但它目前仍是國內(nèi)應(yīng)用較廣的中溫制冷劑之一，2010年1月1日起將在我國完全停止生產(chǎn)和消費(fèi)。南極臭氧空洞的變化氟利昂12（CF2CL2，R12）的特性R12無色、氣味很弱、毒性小、不燃燒、不爆炸，R12等熵指數(shù)小，壓縮機(jī)的排氣溫度較低。單位容積制冷量小、相對分子質(zhì)量大、流動阻力大、熱導(dǎo)率較小。水在R12中的溶解度很小，低溫狀態(tài)下水易析出而形成冰堵，因此在充灌R12前，必須經(jīng)過干燥處理R12能與礦物性潤滑油無限溶解，潤滑油在蒸發(fā)器中逐漸積存，使蒸發(fā)溫度升高，傳熱系數(shù)下降。R12對一般金屬沒有腐蝕作用，但能腐蝕鎂及含鎂量超過2％的鋁鎂合金。含水后會產(chǎn)生鍍銅現(xiàn)象。R12對天然橡膠及塑料等有機(jī)物有膨潤作用，R12極易滲透。R12由于壓力適中、壓縮終溫低、熱力性能優(yōu)良、化學(xué)性能穩(wěn)定、無毒、不燃、不爆，廣泛用于冷藏、空調(diào)和低溫設(shè)備。氟里昂134a是一種較新型的制冷劑，其蒸發(fā)溫度為-26.5℃。它的主要熱力學(xué)性質(zhì)與R12相似，不會破壞空氣中的臭氧層，是近年來鼓吹的環(huán)保冷媒，但會造成溫室效應(yīng)。是比較理想的R12替代制冷劑。

R134a氟利昂22（CHF2CL，R22）的特性R22對大氣臭氧層有輕微破壞作用，并產(chǎn)生溫室效應(yīng)。它是第二批被列入限用與禁用的制冷劑之一。我國將在2040年1月1日起禁止生產(chǎn)和使用。R22是最為廣泛使用的中溫制冷劑R22屬安全性制冷劑。R22化學(xué)性質(zhì)不如R12穩(wěn)定。R22能部分地與潤滑油互溶，R22對金屬的作用、泄漏性與R12相同。R22廣泛用于冷藏、空調(diào)、低溫設(shè)備中。在活塞式、離心式、壓縮機(jī)系統(tǒng)中均有采用。由于它對大氣臭氧層僅有微弱的破壞作用，故可作為R12的近期、過渡性替代制冷劑。碳?xì)浠衔锏奶匦员椋≧290）是較多采用的碳?xì)浠衔?。屬中溫制冷劑。難溶于水。大氣環(huán)境特性優(yōu)良（ODP=O，GWP=0.03），是目前被研究的替代工質(zhì)之一。除丙烷外，通常用作制冷劑的碳?xì)浠衔镞€有乙烷（R170）、丙烯（R1270）、乙烯(R1150)。氟利昂600a的特性R600a屬中溫制冷劑。它對大氣臭氧層無破壞作用，無溫室效應(yīng)?？扇?、可爆，不允許采用氣焊或電焊。價(jià)格便宜。由于具有極好的環(huán)境特性，目前廣泛被采用，作為R12的替代工質(zhì)之一?；旌现评鋭┕卜腥芤褐评鋭┮欢ㄕ舭l(fā)壓力下蒸發(fā)時(shí)具有幾乎不變的蒸發(fā)溫度溶液制冷劑非共沸溶液制冷劑一定蒸發(fā)壓力下蒸發(fā)時(shí)沸點(diǎn)不斷升高共沸制冷劑共沸(液體)制冷劑=R152a/R12(26.2/73.8)=R22/R115(48.8/51.2)質(zhì)量百分比組成由兩種或兩種以上的制冷劑按一定的比例混合而成，在氣化或液化過程中，蒸汽成分與溶液成分始終保持相同；在既定壓力下，發(fā)生相變時(shí)對應(yīng)的溫度保持不變。編號R5XX舉例R500R502已經(jīng)商品化的共沸混合物，依應(yīng)用先后在500序號中順次地規(guī)定其識別編號。非共沸制冷劑非共沸(液體)制冷劑組成由兩種或兩種以上的制冷劑按一定的比例混合而成。在定壓下氣化或液化過程中，蒸汽成分與溶液成分不斷變化，對應(yīng)的溫度也不斷變化。編號R4XX舉例R407cR404a

已經(jīng)商品化的非共沸混合物，依應(yīng)用先后在400序號中順次地規(guī)定其識別編號。R32/R125/R134a(23:25:52(%))R125/R143a/R134a(44:52:4(%))共沸溶液制冷劑一定蒸發(fā)壓力下蒸發(fā)時(shí)具有幾乎不變的蒸發(fā)溫度，而且蒸發(fā)溫度一般比組成它的單組分的蒸發(fā)溫度低。一定蒸發(fā)溫度下，共沸制冷劑單位容積制冷量比組成它的單一制冷劑的容積制冷量要大。共沸制冷劑化學(xué)穩(wěn)定性較組成它的單一制冷劑好。在全封閉和半封閉壓縮機(jī)中，采用共沸制冷劑可使電機(jī)得到更好的冷卻，電機(jī)繞組溫升減小。幾種共沸制冷劑的組成和沸點(diǎn)

-48.8/-47.7－-46.798.950.0/50.0R125/143aR507-9.8/3.518-12.593.755.1/44.9R31/114R506-29.8/-9.8115-30103.578.0/22.0R12/31R505-51.2/-3817-59.279.248.2/51.8R32/115R504-82.2/-81.588-88.087.640.1/59.9R23/13R503-40.8/-3819-45.4111.648.8/51.2R22/115R502-40.8/-29.8-41-41.593.184.5/15.5R22/12R501-29.8/-250-33.599.373.8/26.2R12/152aR500各組分的沸點(diǎn)(℃)共沸溫度沸點(diǎn)(℃)分子量質(zhì)量成分組分代號氟里昂502（R502）R502是由R12、R22以51.2%和48.8%的百分比混合而成的共沸溶液。R502與R115、R22相比具有更好的熱力學(xué)性能，更適用于低溫。R502的標(biāo)準(zhǔn)蒸發(fā)溫度為-45.6℃，正常工作壓力與R22相近。在相同的工況下的單位容積制冷量比R22大，但排氣溫度卻比R22低。R502用于全封閉、半封閉或某些中、小制冷裝置，其蒸發(fā)溫度可低達(dá)-55℃。R502在冷藏柜中使用較多。非共沸溶液制冷劑一定壓力下溶液加熱時(shí)，首先到達(dá)飽和液體點(diǎn)A(泡點(diǎn))，再加熱到達(dá)點(diǎn)B，即進(jìn)入兩相區(qū)，繼續(xù)加熱到點(diǎn)C(露點(diǎn))時(shí)全部蒸發(fā)完成為飽和蒸汽。泡點(diǎn)溫度和露點(diǎn)溫度的溫差稱之為溫度滑移幾種非共沸溶液制冷劑性質(zhì)泡露點(diǎn)溫差大，使用時(shí)最好將熱交換器作成逆流形式不能與礦物潤滑油互溶，但能溶于聚酯類合成潤滑油低溫工況下，容積制冷量比R22要低得多。不能與礦物潤滑油互溶，但能溶于聚酯類合成潤滑油。泡露點(diǎn)溫差僅0.2℃，可稱之為近共沸混合制冷劑。具有與共沸混合制冷劑類似的優(yōu)點(diǎn)。不能直接用來替換R22的制冷系統(tǒng)。R410A兩元混合制冷劑R407C三元非共沸混合制冷劑制冷劑的發(fā)展和環(huán)?；娲鶦onceptBECDA制冷劑的發(fā)展替代工質(zhì)的研發(fā)替代的相關(guān)問題我國的選擇國際相關(guān)條約制冷劑的發(fā)展氟里昂的應(yīng)用比氨晚60余年，但它一問世就以其無毒無臭、不燃不爆、穩(wěn)定性好、對設(shè)備有良好的潤滑作用而成為制冷工業(yè)的明星，CFC-12更是廣泛用于冰箱生產(chǎn)中，其他如CFC-11、HCFC-22、HCFC-113、HCFC-114也都有廣泛應(yīng)用。但是，氟里昂溫室效應(yīng)值比二氧化碳大1700倍，會破壞大氣層中的臭氧。CFCs的化學(xué)性質(zhì)非常穩(wěn)定，排放的CFCs可以穩(wěn)定地到達(dá)平流層并在其中停留40-150年，對臭氧層造成長久的破壞。由于氟里昂對臭氧層的破壞，科學(xué)家甚至在地球兩極的上空發(fā)現(xiàn)臭氧空洞。替代工質(zhì)的研發(fā)和使用磁制冷又叫“順磁鹽絕熱制冷”。利用勵(lì)磁和退磁過程中會吸熱或放熱的制冷技術(shù)，具有制冷效率高、成本低、結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點(diǎn)，它不污染環(huán)境，因此很有發(fā)展前景。新的制冷技術(shù)充分考慮到制冷劑和環(huán)境的可容性以及可持續(xù)發(fā)展的要求，被形象地稱為“綠色制冷”，是今后制冷技術(shù)發(fā)展的一大趨勢。替代的相關(guān)問題1990年蒙特利爾協(xié)議規(guī)定，到本世紀(jì)末世界各國要停止氟里昂的生產(chǎn)和排放?，F(xiàn)在各國都在尋找氟里昂的替代產(chǎn)品，這些產(chǎn)品因符合環(huán)保要求而被稱作"綠色制冷劑"。要找到既符合環(huán)保要求又具有實(shí)際使用性能的替代產(chǎn)品是一件很困難的事情，目前可能的產(chǎn)品有R407c、R134a、R152a、R410a等

。

世界消耗臭氧層物質(zhì)產(chǎn)量與消費(fèi)趨勢臭氧空洞的形狀2000年臭氧空洞的形狀2002年臭氧空洞變形了《蒙特利爾議定書》1．對CFCs，包括CFC11、CFCl2，CFCll3、CFCll4、CFCll5等氯氟烴物質(zhì)：（1）對發(fā)達(dá)國家，規(guī)定從1996年1月1日起完全停止生產(chǎn)與消費(fèi)；（2）對發(fā)展中國家（CFCs人均消耗量小于0.3kg/年），最后停用的日期是2010年。2．對HCFCs，包括HCHC22、HCFCl42b、HCFCl23等：（1）對發(fā)達(dá)國家，從1996年起凍結(jié)生產(chǎn)量，2004年開始削減，至2020年完全停用；（2）對發(fā)展中國家，從2016年開始凍結(jié)生產(chǎn)量，2040年完全停用。制冷劑破壞臭氧層問題歷史上，主要采用NH3、HCS、CO2、空氣等作為制冷劑，有的有毒，有的可燃，有的效率很低。1929年美國開發(fā)出氟利昂，是鹵代烴的總稱，它們有許多共同的優(yōu)點(diǎn)，得到了廣泛的應(yīng)用。1975年美國學(xué)者提出，含氯的氟利昂中的氯原子會破壞臭氧層。臭氧層在離地面25～40Km的平流層，它能夠屏蔽對地球上生物有害的紫外線，保護(hù)地球上的人類和生物。根據(jù)該理論，含氯的氟利昂中的氯原子在平流層會分離出來，與臭氧分子作用生成氧化氯和氧分子。氧化氯能與臭氧作用，重又生成氯原子和氧分子。這樣不斷重復(fù)，使臭氧大量被破壞。臭氧消耗的發(fā)現(xiàn)1231974年美國羅蘭（SherwoodRowland）教授和他的博士后莫利納（MarioMolina）在“自然”雜志上發(fā)表文章，鹵代烴在紫外線作用下會釋放出氯離子氯離子會消耗地球周圍平流層（Stratosphere）中臭氧（Ozone,O3），而使過量的太陽紫外線照射到地面，給地球上的生物和人類帶來一系列的危害。瑞典皇家科學(xué)院將1995年的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)授予這些杰出貢獻(xiàn)家，以表彰他們在大氣化學(xué)特別是臭氧的形成和分解研究。我國淘汰消耗臭氧層物質(zhì)時(shí)間表家電行業(yè)汽車空調(diào)工商制冷CFC與HCFC排入大氣后即無國界。1993年我國批準(zhǔn)了《中國消耗大氣臭氧層物質(zhì)逐步淘汰國家方案》1999年實(shí)現(xiàn)40%新生產(chǎn)冰箱、冷柜的替代；2003年完成70%新生產(chǎn)冰箱、冷柜的替代自2001年12月31日起禁止所有新空調(diào)車中使用CFC-12，并逐步削減在用車的CFC消費(fèi)量。2009年后只允許使用回收的CFC透平式制冷機(jī)生產(chǎn)在2003年停止CFC-11和CFC-12的新灌裝；2010年停止CFC-11和CFC-12維修補(bǔ)充的再灌裝泡沫行業(yè)2005年前完成擠出泡沫和聚氨酯的ODS替代；2007年前完成聚氨酯板材ODS替代；2010年前實(shí)現(xiàn)聚氨酯噴涂和箱式工藝中使用的ODS替代總體情況CFC與HCFC的替代CFC與HCFC的替代工質(zhì)有許多種。潛在的綠色環(huán)保替代物有合成的和天然的兩大類。合成的替代物有HFCS；天然的有氨、二氧化碳、水、碳?xì)浠衔锏?。臭氧層的破壞和全球氣候變化，是?dāng)前全球所面臨的主要環(huán)境問題。由于制冷、空調(diào)、熱泵行業(yè)廣泛采取的CFC與HCFC類物質(zhì)對臭氧層有破壞作用以及產(chǎn)生溫室效應(yīng)，使全世界的制冷、空調(diào)與熱泵行業(yè)面臨嚴(yán)重的挑戰(zhàn)。CFC與HCFC的替代已成為當(dāng)前國際性的熱門話題，該領(lǐng)域的研究和發(fā)展還在熱烈進(jìn)行中。CFCS、HCFCS的限制與替代當(dāng)CFCs受強(qiáng)烈紫外線照射后，產(chǎn)生下列反應(yīng)：CFC12為例CF2Cl2------CF2Cl＋Cl；Cl＋O3----ClO＋O2；ClO＋O-----Cl＋O2循環(huán)反應(yīng)產(chǎn)生的氯原子不斷地與臭氧分子作用，使一個(gè)氯氟烴分子，可以破壞成千上萬個(gè)臭氧分子，使臭氧層出現(xiàn)“空洞”，這一現(xiàn)象已被英國南極考察隊(duì)和衛(wèi)星觀測所證實(shí)。據(jù)UNEP（聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署）提供的資料，臭氧每減少1％,紫外線輻射量約增加2％。臭氧層的破壞將導(dǎo)致：①危及人類健康，可使皮膚癌、白內(nèi)障的發(fā)病率增加，破壞人體免疫系統(tǒng)；②危及植物及海洋生物，使農(nóng)作物減產(chǎn)，不利于海洋生物的生長與繁殖；③產(chǎn)生附加溫室效應(yīng)，從而加劇全球氣候轉(zhuǎn)暖過程；④加速聚合物（如塑料等）的老化。因此保護(hù)臭氧層已成為當(dāng)前一項(xiàng)全球性的緊迫任務(wù)。常用制冷劑及其性質(zhì)CCl4(R10)CH4(R50)CF4(R14)穩(wěn)定性增大可燃性增大可燃性增大毒性中間大氯氟烴CFC氫氟烴HFC含氫氯氟烴HCFCChlorine:氯Fluorine:氟Carbon:碳Hydrogen:氫制冷劑對臭氧層的破壞能力破壞能力判別氯氟烴類氫氯氟烴類氫氟烴類碳?xì)浠衔顲FCHCFCHFCHCCFCS、HCFCS的限用與禁用CF2BrCl(哈隆1211)CF3Br(哈隆1301)C2F4Br2(哈隆2402)第二類（溴氟烷烴）CFCl3(CFC11)CF2Cl2(CFC12)C2F3Cl3(CFC113)C2F4Cl2(CFC114)C2F5Cl(CFC115)第一類（氯氟烷烴）物質(zhì)類別物質(zhì)類別CFCS、HCFCS的限用與禁用HCFC禁用時(shí)間表（發(fā)達(dá)國家）2010.1.1禁用HCFC瑞典,加拿大2000.1.1禁用HCFC22德國2000.1.1禁用HCFC瑞士、意大利2000.1.1：消減50%；2004.1.1：消減75%；2007.1.1：消減90%；2015.1.1：消減100%；歐共體國家2003.1.1：禁止HCFC141b用于發(fā)泡劑；2010.1.1：凍結(jié)HCFC22和HCFC142b的生產(chǎn)；不再制造使用HCFC22新設(shè)備；2015.1.1：凍結(jié)HCFC123和HCFC124的生產(chǎn)；2020.1.1：禁用HCFC22和HCFC141b；不再制造使用HCFC123和HCFC124的新設(shè)備；2030.1.1：禁用HCFC123和HCFC124美國1996.1.1：以1989年的HCFC消費(fèi)量加2.8%CFC消費(fèi)量的總和（折合到ODS噸）作為基準(zhǔn)加以凍結(jié)；2004.1.1：消減35%；2010.1.1：消減65%；2015.1.1：消減95%；2020.1.1：消減95.5%(0.5%僅用于現(xiàn)有設(shè)備的維修)；2030.1.1：消減100%（蒙特利爾議定書）締約國中國制冷空調(diào)和化工行業(yè)

最終淘汰消耗臭氧層物質(zhì)時(shí)間表注：＊允許維修使用到2010年。2006CFC1132010CFC122010CFC11化工生產(chǎn)2006＊CFC122002＊CFC11工商業(yè)制冷設(shè)備2002＊CFC12汽車空調(diào)器2010CFC122010CFC11家用制冷設(shè)備完全淘汰時(shí)間（年）消耗臭氧層物質(zhì)行業(yè)載冷劑

載冷劑與載冷劑循環(huán)特點(diǎn)

載冷劑：在間接制冷系統(tǒng)中用以傳遞冷量的中間介質(zhì)在蒸發(fā)器中被制冷劑冷卻并送到冷卻設(shè)備中吸收被冷卻系統(tǒng)的熱量，然后返回蒸發(fā)器將吸收的熱量傳遞給制冷劑，而載冷劑重新被冷卻。如此循環(huán)不止，以達(dá)到連續(xù)制冷的目的。載冷劑的選擇要求要求(1)比熱大(2)導(dǎo)熱系數(shù)大(3)粘度低(4)凝固點(diǎn)與使用溫度范圍相適應(yīng)(5)腐蝕性小(6)無毒、不燃、不爆(7)化學(xué)穩(wěn)定性好(8)價(jià)格低廉載冷劑的選擇方法選擇方法使用目的溫度范圍蒸發(fā)溫度在5℃以上的載冷劑系統(tǒng)，一般都采用水作載冷劑

蒸發(fā)溫度在5～-50℃的范圍內(nèi)，一般可采用氯化鈉或氯化鈣鹽水溶液蒸發(fā)溫度低于-50℃時(shí)，采用三氯乙烯、二氯甲烷、三氯氟甲烷、乙醇、丙酮等

常用載冷劑水水作為載冷劑只適用于載冷溫度在O℃以上的場合，空調(diào)系統(tǒng)中多有采用鹽水鹽水制冰系統(tǒng)有機(jī)溶液它們都具有較低的凝固溫度。有機(jī)物載冷劑標(biāo)準(zhǔn)蒸發(fā)溫度均較低鹽水溶液液體冰與液體鹽與液體固體析冰線析鹽線共晶濃度共晶點(diǎn)A-B-EG-EEAA’FGEC1BCC2DtEtCtB0x1x2m1m2t定期測定比重合理選擇濃度注意防腐蝕MgCl2水溶液NaCl水溶液CaCl2水溶液有機(jī)物載冷劑有機(jī)物載冷劑有乙醇（CH3-CH2OH）、乙二醇（CH2OH-CH2OH）、丙二醇（CH2OH-CHOH-CH3）、丙三醇（CH2OH-CHOH-CH2OH）、二氯甲烷（CH2Cl2）及三氯乙烯（CHCl-CCl2）等。它們都具有較低的凝固溫度。有機(jī)物載冷劑標(biāo)準(zhǔn)蒸發(fā)溫度均較低。蓄冷劑使用蓄冷劑的場合；使用蓄冷劑的優(yōu)勢；常用的蓄冷劑；常見使用形式及其基本工作原理。制冷原理與設(shè)備配置制冷圖表的使用單級理論循環(huán)壓焓圖繪制與使用單級冷庫循環(huán)壓焓圖繪制與使用雙級理論循環(huán)壓焓圖繪制與使用雙級冷庫循環(huán)壓焓圖繪制與使用制冷劑狀態(tài)參數(shù)圖表的選取與使用X=0X=1lgPh壓焓圖等比容線等熵線飽和液線等溫線等壓線濕蒸汽兩相區(qū)干蒸汽線臨界點(diǎn)Tc等焓線過冷液體區(qū)過熱氣體區(qū)壓焓圖壓焓圖的結(jié)構(gòu)如圖所示。以絕對壓力為縱坐標(biāo)（為了縮小圖的尺寸，提高低壓區(qū)域的精度，通?？v坐標(biāo)取對數(shù)坐標(biāo)），以焓值為橫坐標(biāo)。壓焓圖一點(diǎn)：臨界點(diǎn)C三區(qū)：液相區(qū)、兩相區(qū)、氣相區(qū)。五態(tài)：過冷液狀態(tài)、飽和液狀態(tài)、濕蒸汽狀態(tài)、飽和蒸汽狀態(tài)、過熱蒸汽狀態(tài)。八線：等壓線p（水平線）等焓線h（垂直線）飽和液線x=0，飽和蒸汽線x=1，無數(shù)條等干度線x等熵線s等比體積線v等溫線t理論循環(huán)過程在壓焓圖上的表示1）制冷壓縮機(jī)壓縮過程2）制冷壓縮機(jī)冷凝過程

3）制冷壓縮機(jī)膨脹過程

4）制冷壓縮機(jī)蒸發(fā)過程

理論循環(huán)T-s圖和lgp-h圖理論循環(huán)的熱力圖1-2壓縮機(jī):壓縮和輸送制冷蒸汽。2-2`-3冷凝器:將制冷劑的熱量排放給冷卻介質(zhì)。3-4節(jié)流閥:對制冷劑節(jié)流降壓。4-1蒸發(fā)器:制冷劑吸收被冷卻對象的熱量。單級實(shí)際循環(huán)的熱力狀態(tài)圖4

-1表示制冷劑在蒸發(fā)器汽化和壓降過程；1-1

表示制冷劑蒸汽的過熱（有益或有害）和壓降過程；1

-2s

表示制冷劑蒸汽在制冷壓縮機(jī)內(nèi)實(shí)際的非等熵壓縮過程；2s

-2s表示制冷壓縮機(jī)壓縮后的制冷劑蒸汽經(jīng)過排氣閥的壓降過程；2s-3表示制冷劑蒸汽經(jīng)排氣管進(jìn)入冷凝器的冷卻、冷凝和壓降過程；3-3

表示制冷劑液體的過冷和壓降過程；3

-4

表示制冷劑液體的非絕熱節(jié)流過程。

簡化的單級實(shí)際循環(huán)熱力狀態(tài)圖112(2)3456,,ppk0Lgph1-1

表示蒸汽的過熱過程1

-2

表示實(shí)際增熵壓縮過程2

-3-4表示制冷劑在冷凝壓力pk下的等壓冷卻、冷凝過程

4-5表示制冷劑在冷凝壓力下的過冷過程

5-6表示制冷劑在等焓下的節(jié)流過程6-1表示制冷劑在蒸發(fā)壓力p0下的等壓汽化過程

液體過冷與液體過冷循環(huán)液體過冷：制冷劑液體的溫度低于統(tǒng)一壓力下的飽和液體的溫度稱為過冷。過冷循環(huán)：將節(jié)流前的制冷劑液體冷卻到低于冷凝溫度的狀態(tài)，稱為過冷。帶有過冷的循環(huán)，叫做過冷循環(huán)。過冷循環(huán)在圖上的表示吸汽過熱與吸汽過熱循環(huán)過熱：制冷劑蒸汽的溫度高于統(tǒng)一壓力下飽和蒸汽的溫度。過熱循環(huán)：壓縮機(jī)吸入前的制冷劑蒸汽的溫度高于吸氣壓力下制冷劑的飽和溫度時(shí)，稱為吸氣過熱，兩者溫度之差稱為過熱度。具有吸氣過熱的循環(huán)，稱為過熱循環(huán)。過熱循環(huán)在圖上的表示回?zé)釋ρh(huán)的影響回?zé)幔豪没匕褵崾构?jié)流前的制冷劑液體與壓縮機(jī)吸入前的制冷劑蒸汽進(jìn)行熱交換，使液體過冷、蒸汽過熱，稱之為回?zé)帷；責(zé)嵫h(huán)：具有回?zé)岬难h(huán)，稱為回?zé)嵫h(huán)?；?zé)嵫h(huán)原理圖回?zé)嵫h(huán)回?zé)嵫h(huán)在圖上的表示其他條件不變

冷凝溫度tk升高對循環(huán)的影響hp冷凝溫度tk時(shí)：1-2-3-4-1冷凝溫度升高為t′k時(shí)：1-2′-3′-4′

-11234tkt0t′k3′2′4′其他條件不變

蒸發(fā)溫度t0降低對循環(huán)的影響hlgp蒸發(fā)溫度t0時(shí)：1-2-3-4-1蒸發(fā)溫度降低為t′0時(shí)：1′-2′-2-3-4-1′1234tkt02′4′t′01′一次節(jié)流中間完全冷卻雙級

蒸汽壓縮式制冷循環(huán)一次節(jié)流中間完全冷卻雙級蒸汽壓縮式制冷循環(huán)的流程圖和lgp-h圖氨泵供液的雙級制冷循環(huán)氨泵供液的一級節(jié)流中間完全冷卻制冷循環(huán)的流程圖和lgp-h圖復(fù)疊式制冷循環(huán)原理圖復(fù)疊式制冷循環(huán)壓焓圖兩單級系統(tǒng)組成的復(fù)疊式制冷

的系統(tǒng)圖和T-s圖兩級循環(huán)和單級循環(huán)組成的復(fù)疊式制冷原理圖a1—低溫部分壓縮機(jī)a2—高溫部分低壓級壓縮機(jī)a3—高溫部分高壓級壓縮機(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雙級循環(huán)和單級循環(huán)組成的復(fù)疊式

制冷lgp-h圖(a)高溫部分(b)低溫部分溴化鋰吸收式制冷二元溶液的h—ξ圖溴化鋰—水溶液的h—ξ圖溴化鋰吸收式制冷機(jī)工作過程在焓濃圖上的表示串聯(lián)流程的雙效溴化鋰

吸收式制冷循環(huán)并聯(lián)流程的雙效溴化鋰吸收式制冷循環(huán)制冷原理與設(shè)備配置熱力學(xué)過程分析及其計(jì)算理論單級循環(huán)壓焓圖狀態(tài)點(diǎn)的查找與分析單級理論循環(huán)的熱力學(xué)計(jì)算冷庫單級循環(huán)壓焓圖狀態(tài)點(diǎn)的查找與分析冷庫單級循環(huán)的熱力學(xué)計(jì)算理論雙級循環(huán)壓焓圖狀態(tài)點(diǎn)的查找與分析雙級理論循環(huán)的熱力學(xué)計(jì)算冷庫雙級循環(huán)壓焓圖狀態(tài)點(diǎn)的查找與分析冷庫雙級制冷系統(tǒng)的熱力學(xué)計(jì)算中央空調(diào)溴化鋰制冷系統(tǒng)的熱力學(xué)分析單級循環(huán)熱力學(xué)狀態(tài)點(diǎn)分析理論單級循環(huán)壓焓圖狀態(tài)點(diǎn)的查找與分析●●

低溫低壓（飽和蒸氣）高溫高壓（過熱蒸氣）

狀態(tài)點(diǎn)1狀態(tài)點(diǎn)2單級循環(huán)熱力學(xué)狀態(tài)點(diǎn)分析理論單級循環(huán)壓焓圖狀態(tài)點(diǎn)的查找與分析●●

高溫高壓（過熱蒸氣）常溫高壓（飽和液體）

狀態(tài)點(diǎn)2狀態(tài)點(diǎn)3理論單級循環(huán)壓焓圖狀態(tài)點(diǎn)的查找與分析

●●

高溫高壓（過熱蒸氣）常溫低壓（濕蒸氣）

狀態(tài)點(diǎn)4狀態(tài)點(diǎn)5單級循環(huán)熱力學(xué)狀態(tài)點(diǎn)分析理論單級循環(huán)壓焓圖狀態(tài)點(diǎn)的查找與分析●●

常溫低壓（濕蒸氣）低溫低壓（飽和蒸氣）

狀態(tài)點(diǎn)5狀態(tài)點(diǎn)1單級循環(huán)熱力學(xué)狀態(tài)點(diǎn)分析單級蒸氣壓縮式制冷循環(huán)單級蒸汽壓縮式制冷系統(tǒng)由壓縮機(jī)，冷凝器，膨脹閥和蒸發(fā)器組成。制冷劑蒸汽壓縮、冷凝成液體，放出熱量冷凝后的制冷劑流經(jīng)節(jié)流元件進(jìn)入蒸發(fā)器。從入口端的高壓pk降低到低壓p0，從高溫tk降低到t0，并出現(xiàn)少量液體汽化變?yōu)檎羝Ｖ评鋭┮后w在低壓（低溫）下蒸發(fā)吸熱制冷劑蒸汽回到壓縮機(jī)中壓縮單級循環(huán)熱力學(xué)狀態(tài)點(diǎn)分析單級理論循環(huán)熱力學(xué)計(jì)算1.單位質(zhì)量制冷量q0制冷壓縮機(jī)每輸送1kg制冷劑經(jīng)循環(huán)從被冷卻介質(zhì)中制取的冷量稱為單位質(zhì)量制冷量，用q0表示。q0=h1-h4=r0（1-x4）式中：

q0

單位質(zhì)量制冷量（kJ/kg）；h1

與吸氣狀態(tài)對應(yīng)的比焓值（kJ/kg）；h4

節(jié)流后濕蒸汽的比焓值（kJ/kg）；r0

蒸發(fā)溫度下制冷劑的汽化潛熱（kJ/kg）；x4

節(jié)流后氣液兩相制冷劑的干度。單級循環(huán)熱力學(xué)計(jì)算2.單位容積制冷量qv

制冷壓縮機(jī)每吸入1m3制冷劑蒸汽（按吸氣狀態(tài)計(jì)）經(jīng)循環(huán)從被冷卻介質(zhì)中制取的冷量，稱為單位容積制冷量，用qv表示。

qv=q0/v1式中：qv

單位容積制冷量（kJ/m3）；v1

制冷劑在吸氣狀態(tài)時(shí)的比體積（m3/kg）3.理論比功w0

制冷壓縮機(jī)按等熵壓縮時(shí)每壓縮輸送1kg制冷劑蒸汽所消耗的功，稱為理論比功，用w0表示。w0=h2-h1

式中：w0

理論比功（kJ/kg）；h2

壓縮機(jī)排氣狀態(tài)制冷劑的比焓值（kJ/kg）；h1

壓縮機(jī)吸氣狀態(tài)制冷劑的比焓值（kJ/kg）4.單位冷凝熱負(fù)荷qk制冷壓縮機(jī)每輸送1kg制冷劑在冷凝器中放出的熱量，稱為單位冷凝熱負(fù)荷，用qk表示。qk=（h2-h2

）+（h2

-h3）=h2-h3式中：單級循環(huán)熱力學(xué)計(jì)算qk

單位冷凝熱負(fù)荷（kJ/kg）；h2

與冷凝壓力對應(yīng)的干飽和蒸汽狀態(tài)所具有的比焓值（kJ/kg）；h3

與冷凝壓力對應(yīng)的飽和液狀態(tài)所具有的比焓值（kJ/kg）；對于單級蒸汽壓縮式制冷理論循環(huán)，存在著下列關(guān)系qk=q0+w05.制冷系數(shù)

0單位質(zhì)量制冷量與理論比功之比，即理論循環(huán)的收益和代價(jià)之比，稱為理論循環(huán)制冷系數(shù)，用

0表示，ε0=q0/w0=（h1-h4）/（h2-h1）例1-1假定循環(huán)為單級蒸汽壓縮式制冷的理論循環(huán)，蒸發(fā)溫度t0=-10℃，冷凝溫度tk=35℃，工質(zhì)為R22，循環(huán)的制冷量Q0=55kW，試對該循環(huán)進(jìn)行熱力計(jì)算。解：點(diǎn)1：t1=t0=

10℃，p1=p0=0.3543MPa，h1=401.555kJ/kg，v1=0.0653m3/kg點(diǎn)3：t3=tk=35℃，p3=pk=1.3548MPa，h3=243.114kJ/kg，

由圖可知，h2=435.2kJ/kg，t2=57℃

單級循環(huán)熱力學(xué)計(jì)算1）單位質(zhì)量制冷量q0=h1-h4=h1-h3=401.555-243.114=158.441kJ/kg4）理論比功w0=h2-h1=435.2-401.555=33.645kJ/kg5）壓縮機(jī)消耗的理論功率P0=qmw0=0.3471

33.645=11.68kW3）制冷劑質(zhì)量流量qm=Q0/q0=55/158.443=0.3741kg/s2）單位容積制冷量qv=q0/v1=158.411/0.0653=2426kJ/m3單級循環(huán)熱力學(xué)計(jì)算7）冷凝器單位熱負(fù)荷qk=h2-h3=435.2-243.114=192.086kJ/kg8）冷凝器熱負(fù)荷Qk=qmqk=0.3471

192.086=66.67kW6）制冷系數(shù)ε0=q0/w0=158.411/33.645=4.71單級循環(huán)熱力學(xué)計(jì)算實(shí)際工況及制冷劑的變化對循環(huán)的影響液體過冷對循環(huán)的影響；吸汽過熱對循環(huán)的影響；回?zé)釋ρh(huán)的影響。單級實(shí)際循環(huán)熱力學(xué)分析實(shí)際工況及制冷劑的變化對循環(huán)的影響液體過冷對循環(huán)的影響：單級實(shí)際循環(huán)熱力學(xué)分析實(shí)際工況及制冷劑的變化對循環(huán)的影響液體過冷對循環(huán)的影響：單級實(shí)際循環(huán)熱力學(xué)分析實(shí)際工況及制冷劑的變化對循環(huán)的影響吸汽過熱對循環(huán)的影響：單級實(shí)際循環(huán)熱力學(xué)分析實(shí)際工況及制冷劑的變化對循環(huán)的影響：吸汽過熱圖：單級實(shí)際循環(huán)熱力學(xué)分析實(shí)際工況及制冷劑的變化對循環(huán)的影響：吸氣過熱制冷量和制冷系數(shù)變化對比：

w0

=h2

-h1

=w0+

w0

w0

=h2

-h1

=w0+

w0

w0=h2-h1

q0

=h1-h4=q0

q0

=h1

-h4=（h1-h4）+（h1

-h1）=q0+

q0

q0=h1-h4

有害過熱有效過熱過熱循環(huán)1

-2

-3-4-1

理論循環(huán)1-2-3-4-1單級實(shí)際循環(huán)熱力學(xué)分析實(shí)際工況及制冷劑的變化對循環(huán)的影響回?zé)釋ρh(huán)的影響：單級實(shí)際循環(huán)熱力學(xué)分析實(shí)際工況及制冷劑的變化對循環(huán)的影響回?zé)釋ρh(huán)的原理圖：單級實(shí)際循環(huán)熱力學(xué)分析實(shí)際工況及制冷劑的變化對循環(huán)的影響回?zé)嶂评淞亢椭评湎禂?shù)變化對比：w0

=h2

-h1

=w0+

w0

w0=h2-h1

q0

=h1-h4

=q0+

q0

q0=h1-h4

回?zé)嵫h(huán)1

-2

-3

-4

-1

理論循環(huán)1-2-3-4-1單級實(shí)際循環(huán)熱力學(xué)計(jì)算雙級循環(huán)壓焓圖狀態(tài)點(diǎn)的查找與分析雙級蒸氣壓縮式制冷循環(huán)采用多級蒸汽壓縮式制冷循環(huán)的特點(diǎn)及應(yīng)用：（1）降低壓縮機(jī)的排氣溫度（2）降低壓力比（3）減少節(jié)流損失一次節(jié)流中間完全冷卻雙級蒸汽壓縮式制冷循環(huán)的流程圖和lgp-h圖雙級循環(huán)壓焓圖狀態(tài)點(diǎn)的查找與分析雙級循環(huán)壓焓圖狀態(tài)點(diǎn)的查找與分析一次節(jié)流中間不完全冷卻雙級蒸汽壓縮式制冷循環(huán)的流程圖和lgp-h圖雙級循環(huán)壓焓圖狀態(tài)點(diǎn)的查找與分析氨泵供液的一級節(jié)流中間完全冷卻制冷循環(huán)的流程圖和lgp-h圖雙級循環(huán)壓焓圖狀態(tài)點(diǎn)的查找與分析雙級循環(huán)熱力學(xué)計(jì)算雙級蒸氣壓縮式制冷循環(huán)（1）選配壓縮機(jī)時(shí)中間壓力的確定選配壓縮機(jī)時(shí)，中間壓力pm的選擇，可以根據(jù)制冷系數(shù)最大這一原則去選取，這一中間壓力pm又稱最佳中間壓力。確定最佳中間壓力pm常用的方法有公式法和圖解法。1）公式法常用的公式法有比例中項(xiàng)公式法和拉塞經(jīng)驗(yàn)公式法兩種。①比例中項(xiàng)公式法按壓力的比例中項(xiàng)確定中間壓力pm=√po*pk

式中Pm,Po和Pk分別為中間壓力、蒸發(fā)壓力和冷凝壓力,單位MPa。按式求出的中間壓力和制冷循環(huán)的最佳中間壓力有一定的偏差。但公式很簡單，可用于初步估算。按溫度的比例中項(xiàng)確定中間壓力Tm=√To*Tk式中Tm,To和Tk分別為中間溫度，蒸發(fā)溫度和冷凝溫度,單位均為K。雙級循環(huán)熱力學(xué)計(jì)算②拉塞經(jīng)驗(yàn)公式法對于兩級氨制冷循環(huán)，拉賽(A.Rasi)提出了較為簡單的最佳中間溫度計(jì)算式：tm=0.4tk+0.6to+3式中，tm,tk和to分別表示中間溫度，冷凝溫度和蒸發(fā)溫度，單位均為℃。上式不只適用于氨，在－40～40℃溫度范圍內(nèi)，對于R12也能得到滿意的結(jié)果。雙級循環(huán)熱力學(xué)計(jì)算2）圖解法

①根據(jù)確定的蒸發(fā)壓力p0和冷凝壓力pk，②在pm（tm）值的上下，按一定間隔選取若干個(gè)中間溫度tm值。③根據(jù)給定的工況和選取的各個(gè)中間溫度tm分別畫出雙級縮循環(huán)的lgp-h圖，確定循環(huán)的各狀態(tài)點(diǎn)的參數(shù)，計(jì)算出相應(yīng)的制冷系數(shù)

。④繪制

=f（tm）曲線，找到制冷系數(shù)最大值

max，由該點(diǎn)對應(yīng)的中間溫度tm。雙級循環(huán)熱力學(xué)計(jì)算（2）既定壓縮機(jī)時(shí)中間壓力的確定已經(jīng)選定壓縮機(jī)好，此時(shí)高、低壓級的容積比已確定，即

值一定，這時(shí)可采用容積比插入法求出中間壓力。雙級循環(huán)熱力學(xué)計(jì)算1、冷凝溫度：tk=th+Δtk2、蒸發(fā)溫度：to=tl-Δto3、中間溫度：上述分析。4、低壓級吸氣溫度：R717，查表選取；氟利昂吸氣溫度取15℃。5、高壓級吸氣溫度：R717高壓級壓縮機(jī)的吸氣狀態(tài)為中間壓力下的干飽和蒸汽。氟里昂制冷劑，其高壓級吸氣溫度取15℃，吸氣狀態(tài)為中間壓力下的過熱蒸汽。6、節(jié)流前液體的溫度：制冷劑液體經(jīng)中間冷卻器盤管冷卻后的出液溫度比中間溫度高3一7℃，一般R717取小值，氟里昂取大值。對于氟里昂雙級制冷系統(tǒng)，還考慮采用回?zé)崞鳎溥^冷度由回?zé)崞鞯臒崞胶怅P(guān)系式求得。雙級循環(huán)熱力學(xué)計(jì)算低壓級壓縮機(jī)的理論功率為

P0d=qmd*w0d=Q0*（h2-h1）*（h1-h8）低壓級的理論比功為：w0d=h2-h1單位質(zhì)量制冷量為：q0=h1-h8低壓級制冷劑的質(zhì)量流量qmd為：qmd=Q0/q0=Q0/（h1-h8）

雙級循環(huán)熱力學(xué)計(jì)算在二級壓縮制冷循環(huán)中，制取冷量的都是低壓部分的蒸發(fā)過程，其單位制冷量：q0=h1-h4

低壓壓縮機(jī)的單位理論功：wd=h2-h1

當(dāng)制冷機(jī)的冷負(fù)荷為Q0時(shí)，低壓級制冷劑循環(huán)量：qmd=Q0/q0=Q0/（h1-h8）

雙級循環(huán)熱力學(xué)計(jì)算低壓壓縮機(jī)消耗的理論功率：P0d=P0d=qmd*w0d=Q0*（h2-h1）*（h1-h8）對于中間完全冷卻的兩級循環(huán)：

qmgh9+qmdh2=q