制冷原理讲义.ppt

1制冷技术手册制冷技术手册第一章第一章 制冷原理制冷原理HVAC&R2•热工基础知识•蒸汽压缩式制冷•单级蒸汽压缩式制冷理论循环•冷水机组工作原理简介•单级蒸汽压缩式制冷实际循环第一章第一章第一章第一章 制冷原理制冷原理制冷原理制冷原理- - 目录目录目录目录3•摄氏温标摄氏温标tc（（oC））•华氏温标华氏温标tF（（oF））•绝对温标绝对温标T（（K））•tc=5(tF-32)/9•T= tc +273.15热工基础知识热工基础知识热工基础知识热工基础知识 - - 温度温度温度温度温度是表示物体冷热程度的量度温度是表示物体冷热程度的量度4•压力压力P（（Pa））=F（（N））/S（（m2））•绝对压力绝对压力Pa•相对压力相对压力Pg =绝对压力绝对压力-大气压力大气压力 •(相对相对)真空度真空度=大气压力大气压力-绝对压力绝对压力(真空度真空度) •1标准大气压（标准大气压（atm））=1.01x105 （（Pa ）） •1工程大气压（工程大气压（kgf/cm2））=0.981x105 （（Pa ））•Pa= Pg +B（（当地大气压）当地大气压）•常用压力单位常用压力单位：： M Pa , k Pa , mmH2O , mmHg , bar , psi热工基础知识热工基础知识热工基础知识热工基础知识 - - 压压压压 力力力力工程上把单位面积上所受的垂直作用力称为压力。

工程上把单位面积上所受的垂直作用力称为压力5•密度密度ρkg/m3, lb/ft3•比容比容υ•质量流量质量流量•体积流量体积流量CMH, CFM热工基础知识热工基础知识热工基础知识热工基础知识 - - 其它常用基本参数其它常用基本参数其它常用基本参数其它常用基本参数6•热能热能-物质分子运动的动能物质分子运动的动能•热量热量-热能转移的度量热能转移的度量 焦耳（J），千焦耳（kJ） Btu 英制热量单位 1Btu=1.055kJ=0.252kcal1kWh=3600kJ•质量比热质量比热•一kg物体温度升高1K所吸收的热量 水在常温时的Cp=4.1868kJ/kg.℃ 干空气的定压比热Cp=1.005kJ/kg.℃•热流，功率热流，功率 kW , Btu/h热工基础知识热工基础知识热工基础知识热工基础知识 - - 热热热热 量量量量7•内能内能u=动能动能+势能势能•焓焓i=气体内能气体内能+推动功推动功 i=u+Pυ（比焓-kJ/kg）） 焓是用来表示物质系统能量状态的一个参数•熵是表征工质状态变化时，与外界换热程度的一熵是表征工质状态变化时，与外界换热程度的一个导出的热力状态参数。

个导出的热力状态参数 S2 - S1 =q / T（（比熵比熵-kJ/kg.K）） S2 > S1 吸热 S2 < S1 放热热工基础知识热工基础知识热工基础知识热工基础知识 - - 焓和熵焓和熵焓和熵焓和熵8•热力学第一定律•能量既不能创造，也不能消亡，而只能从一个物体转移到另一个物体，或从一种形式转变成另一种形式 •在任何发生能量转换的热力过程中，转换前后能量的总量维持恒定•热能和机械能是可以相互转换的 热工基础知识热工基础知识热工基础知识热工基础知识 - - 基本物理定律基本物理定律基本物理定律基本物理定律 9•热力学第二定律•热量自发地从高强度体流向低强度体•热量自发地从高温流向低温 •不可能把热量从低温物体传至高温物体而不需要附加条件热工基础知识热工基础知识热工基础知识热工基础知识 - - 基本物理定律基本物理定律基本物理定律基本物理定律 10•查理定律–压力一定时，气体的体积与温度成正比；压力一定时，气体的体积与温度成正比；–体积一定时，气体的压力与温度成正比体积一定时，气体的压力与温度成正比热工基础知识热工基础知识热工基础知识热工基础知识 - - 基本物理定律基本物理定律基本物理定律基本物理定律11热工基础知识热工基础知识热工基础知识热工基础知识 - - 物质的三态及变化物质的三态及变化物质的三态及变化物质的三态及变化固体液体气体熔解凝固液化汽化升华固化12热工基础知识热工基础知识热工基础知识热工基础知识 - - 传热和隔热传热和隔热传热和隔热传热和隔热热量传递的三种基本形式：导热：同一物体的不同部分之间和相互接触的不同物体之间。

对流：流体与固体表面之间或流体内部，流体运动辐射：热辐射，电磁波传热：一种流体通过一定厚度的固体将热量传给另传热：一种流体通过一定厚度的固体将热量传给另一种流体一种流体导热系数导热系数λ（（W/m.oC）），，Q= λ/δ.F.△△t放热系数放热系数α（（W/m2.oC）），，Q= α.F.△△t传热系数传热系数K（（W/m2.oC）），，Q= K.F.△△tK=1/(1/ α1+ δ/ λ+ 1/ α2)13热工基础知识热工基础知识热工基础知识热工基础知识 - - 导热材料和隔热材料导热材料和隔热材料导热材料和隔热材料导热材料和隔热材料导热材料 铜 铝 钢 玻璃 水 空气导热系数（W/(m.K)） 385 204 56 0.79 0.59 0.022隔热材料 泡沫橡塑 玻璃棉 聚乙烯 硬质聚氨脂导热系数（W/(m.K)） <0.034 < 0.042 < 0.038 < 0.028结构 闭孔 开孔 闭孔 半开孔燃烧性能 难燃B1级 不燃A级 难燃B2级 难燃B2级 密度（kg/m3） 64 48 40 40机械强度 中 低 中 高隔热材料要求:导热系数小，密度小，吸水性差，耐火性好，价格低。

14热工基础知识热工基础知识热工基础知识热工基础知识 - - 显显显显 热热热热加热加热水水大气压大气压15热工基础知识热工基础知识热工基础知识热工基础知识 - - 潜热、蒸发和沸腾潜热、蒸发和沸腾潜热、蒸发和沸腾潜热、蒸发和沸腾水沸腾水沸腾 水变成水蒸汽水变成水蒸汽 大气压大气压16热工基础知识热工基础知识热工基础知识热工基础知识 - - 饱和、过冷和过热饱和、过冷和过热饱和、过冷和过热饱和、过冷和过热212°F 大气压大气压容器内汽液共存容器内汽液共存212°F 100°C 100°C 汽体液体17热工基础知识热工基础知识热工基础知识热工基础知识 - - 饱和液体和蒸汽、过冷液体和过热蒸汽热力性质饱和液体和蒸汽、过冷液体和过热蒸汽热力性质饱和液体和蒸汽、过冷液体和过热蒸汽热力性质饱和液体和蒸汽、过冷液体和过热蒸汽热力性质18热工基础知识热工基础知识热工基础知识热工基础知识 - - 饱和液体和蒸汽、过冷液体和过热蒸汽热力性质饱和液体和蒸汽、过冷液体和过热蒸汽热力性质饱和液体和蒸汽、过冷液体和过热蒸汽热力性质饱和液体和蒸汽、过冷液体和过热蒸汽热力性质19热工基础知识热工基础知识热工基础知识热工基础知识 - - 升高饱和点升高饱和点升高饱和点升高饱和点水沸腾水沸腾压力锅防止蒸汽逃压力锅防止蒸汽逃逸。

逸液体表面压力升高液体表面压力升高使液体的沸点升高使液体的沸点升高1.208bar105°C 20热工基础知识热工基础知识热工基础知识热工基础知识 - - 降低饱和点降低饱和点降低饱和点降低饱和点水沸腾水沸腾真空泵将空气抽出容真空泵将空气抽出容器液体表面压力降低使液体表面压力降低使液体的沸点降低液体的沸点降低0.008129bar4°C 真空泵真空泵 21热工基础知识热工基础知识热工基础知识热工基础知识 - - 制冷的基本热力学原理制冷的基本热力学原理制冷的基本热力学原理制冷的基本热力学原理 制冷机制冷机高温热源高温热源THQCQHWQC+W=QHε= QC / W低温热源低温热源TC什么是制冷?22•液体汽化制冷蒸汽压缩式吸收式 热工基础知识热工基础知识热工基础知识热工基础知识 - - 制冷方法制冷方法制冷方法制冷方法 •气体膨胀制冷 •涡流管制冷 •热电制冷 23蒸汽压缩式制冷蒸汽压缩式制冷蒸汽压缩式制冷蒸汽压缩式制冷 30oC30oC R22饱和液体Q=0真空30oC24蒸汽压缩式制冷蒸汽压缩式制冷蒸汽压缩式制冷蒸汽压缩式制冷 25oC20oC R22饱和液体Q=0809.93kPa(表压)饱和蒸汽Q’>030oC25蒸汽压缩式制冷蒸汽压缩式制冷蒸汽压缩式制冷蒸汽压缩式制冷 7oC7oC R22饱和液体520.22kPa(表压)饱和蒸汽Q’=0Q=0 30oC26蒸汽压缩式制冷蒸汽压缩式制冷蒸汽压缩式制冷蒸汽压缩式制冷 Q>020oCQ’>0Q=Q’7oC R22饱和液体520.22kPa(表压)饱和蒸汽30oC27蒸汽压缩式制冷蒸汽压缩式制冷蒸汽压缩式制冷蒸汽压缩式制冷 Q=030oC30oC R22饱和液体1091.9kPa(表压)饱和蒸汽Q’=030oC28蒸汽压缩式制冷蒸汽压缩式制冷蒸汽压缩式制冷蒸汽压缩式制冷 Q>020oCQ’>0Q=Q’=Q”Q”>07oC R22饱和液体520.22kPa(表压)饱和蒸汽30oC29蒸汽压缩式制冷蒸汽压缩式制冷蒸汽压缩式制冷蒸汽压缩式制冷 Q>020oC7oC R22饱和液体520.22kPa(表压)饱和蒸汽Q’>0Q”>0Q=Q’=Q”30oC30蒸汽压缩式制冷蒸汽压缩式制冷蒸汽压缩式制冷蒸汽压缩式制冷 Q>020oCQ’>0Q”>07oC R22饱和液体520.22kPa(表压)饱和蒸汽30oCQ=Q’=Q”31蒸汽压缩式制冷蒸汽压缩式制冷蒸汽压缩式制冷蒸汽压缩式制冷 Q20oC7oC R22饱和液体520.22kPa(表压)饱和蒸汽Q’520.22kPa(表压)过热蒸汽Q”Q=Q’=Q”30oC30oC32蒸汽压缩式制冷蒸汽压缩式制冷蒸汽压缩式制冷蒸汽压缩式制冷 Q20oC7oC R22饱和液体520.22kPa(表压)饱和蒸汽Q’520.22kPa(表压) 7oC饱和液体Q”Q=Q’=Q”=Q1-5oCQ130oC33蒸汽压缩式制冷蒸汽压缩式制冷蒸汽压缩式制冷蒸汽压缩式制冷 Q20oC7oC R22饱和液体520.22kPa(表压)饱和蒸汽Q’ToC饱和液体30oCQ1PT饱和蒸汽30oC34蒸汽压缩式制冷蒸汽压缩式制冷蒸汽压缩式制冷蒸汽压缩式制冷 Q20oC7oC R22饱和液体520.22kPa(表压)饱和蒸汽Q’40oC饱和液体Q”Q’+W=Q130oCQ11432.5kPa饱和蒸汽W30oC35蒸汽压缩式制冷蒸汽压缩式制冷蒸汽压缩式制冷蒸汽压缩式制冷 Q20oC520.22kPa , 7oC R22饱和液体520.22kPa(表压) 7oC饱和蒸汽Q’1432.5kPa,40oC饱和液体（Q=Q’）+W=Q130oCQ11432.5kPa,55oC过热蒸汽W30oC36蒸汽压缩式制冷蒸汽压缩式制冷蒸汽压缩式制冷蒸汽压缩式制冷 - - 制冷剂制冷剂制冷剂制冷剂 在工作温度范围内能够汽化和凝结并有适当的压力和压力比。

单位质量制冷量和单位容积制冷量比较大无毒、不燃烧、不爆炸、使用安全化学稳定性和热稳定性好，对材料的腐蚀性小，与润滑油相容导电性小导热系数大粘度、比重尽量小压缩终了温度不太高单位容积压缩功小无机化合物：NH3(R717)、H2O(R718)、 CO2(R718)氟里昂：CFCl3(R11)、CF2Cl2(R12)、 CHF2Cl(R22) 环境可接受性好：ODP与GWP值必须为0或尽可能小价格便宜、来源广详见详见: ASHRAE Handbook-Chapter 1937蒸汽压缩式制冷蒸汽压缩式制冷蒸汽压缩式制冷蒸汽压缩式制冷 - - 制冷剂制冷剂制冷剂制冷剂 38 压 力kPa 焓热容量kJ / kg(Btu / lb.)单级蒸汽压缩式制冷理论循环单级蒸汽压缩式制冷理论循环单级蒸汽压缩式制冷理论循环单级蒸汽压缩式制冷理论循环 - - 压压压压 - - 焓图焓图焓图焓图此图针对单位质量制冷剂39 压 力焓汽液混合饱和液体线饱和汽体线临界点100% 液体液体100% 汽体汽体20% 液体液体, 80% 汽体汽体单级蒸汽压缩式制冷理论循环单级蒸汽压缩式制冷理论循环单级蒸汽压缩式制冷理论循环单级蒸汽压缩式制冷理论循环 - - 压压压压 - - 焓图焓图焓图焓图40 压 力焓t等温线υ等容线s等熵线p等压线x等干度线h等焓线单级蒸汽压缩式制冷理论循环单级蒸汽压缩式制冷理论循环单级蒸汽压缩式制冷理论循环单级蒸汽压缩式制冷理论循环 - - 压压压压 - - 焓图焓图焓图焓图详见详见: ASHRAE Handbook-Chapter 2041单级蒸汽压缩式制冷理论循环单级蒸汽压缩式制冷理论循环单级蒸汽压缩式制冷理论循环单级蒸汽压缩式制冷理论循环 - - 压压压压 - - 焓图焓图焓图焓图42单级蒸汽压缩式制冷理论循环单级蒸汽压缩式制冷理论循环单级蒸汽压缩式制冷理论循环单级蒸汽压缩式制冷理论循环 - - 压压压压 - - 焓图焓图焓图焓图43单级蒸汽压缩式制冷理论循环单级蒸汽压缩式制冷理论循环单级蒸汽压缩式制冷理论循环单级蒸汽压缩式制冷理论循环 压 力kPa焓kJ/kg进入蒸发器进入蒸发器R22汽液两相汽液两相621.22t1=7oC1h1=249.686x1=0.244 压 力kPa焓kJ/kg蒸发器蒸发器621.22x1=0.2制冷剂从负荷吸收热量，温度和压力不变，变成饱和蒸汽x2=1单级蒸汽压缩式制冷理论循环单级蒸汽压缩式制冷理论循环单级蒸汽压缩式制冷理论循环单级蒸汽压缩式制冷理论循环12h1=249.686t1-2=7oC45 压 力kPa焓kJ/kg蒸发器蒸发器621.22制冷剂焓差为单位质量制冷量qo= h2- h1h2= 407.831h1=249.686单级蒸汽压缩式制冷理论循环单级蒸汽压缩式制冷理论循环单级蒸汽压缩式制冷理论循环单级蒸汽压缩式制冷理论循环υ2=0.03798m3/kgx1=0.2x2=112t1-2=7oCs2= 1.74kJ/kg.K单位容积制冷量qv= qo / υ246 压 力kPa焓kJ/kg压缩机压缩机621.22h2= 407.831h1=249.686单级蒸汽压缩式制冷理论循环单级蒸汽压缩式制冷理论循环单级蒸汽压缩式制冷理论循环单级蒸汽压缩式制冷理论循环υ2=0.03798m3/kgx1=0.2x2=11231533.5压缩理论比功wo= h3- h2t1-2=7oCs2= 1.74kJ/kg.Kh3=430.374kJ/kgt3=55oCs3= s2=1.74kJ/kg.K47 压 力kPa焓kJ/kg冷凝器冷凝器621.22h2= 407.831h1=249.686单级蒸汽压缩式制冷理论循环单级蒸汽压缩式制冷理论循环单级蒸汽压缩式制冷理论循环单级蒸汽压缩式制冷理论循环υ2=0.03798m3/kgx1=0.2x2=1123s3= s2=1.74kJ/kg.K1533.5制冷剂把热量传给制冷剂把热量传给外界外界,变成饱和液体变成饱和液体t1-2=7oC45t4-5=40oCs2= 1.74kJ/kg.Kh3=430.374kJ/kgt3=55oCq= h3- h548 压 力kPa焓kJ/kg621.22h2= 407.831h1=249.686单级蒸汽压缩式制冷理论循环单级蒸汽压缩式制冷理论循环单级蒸汽压缩式制冷理论循环单级蒸汽压缩式制冷理论循环υ2=0.03798m3/kgx1=0.2x2=1123s3= s2=1.74kJ/kg.Kh3=430.374kJ/kgt3=55oC1533.5绝热节流绝热节流t1-2=7oC45t4-5=40oCs5=1.167kJ/kg.Ks2= 1.74kJ/kg.K h5= h149 压 力焓冷凝器冷凝器压缩机压缩机节流装置节流装置蒸发器蒸发器制冷剂从负荷吸收热量qo=158.145kJ/kg制冷剂把热量传给外界q=180.688kJ/kg压缩机输入理论比功wo=22.543kJ/kgq=qo+woεo= qo / wo =7.01单级蒸汽压缩式制冷理论循环单级蒸汽压缩式制冷理论循环单级蒸汽压缩式制冷理论循环单级蒸汽压缩式制冷理论循环50 压 力焓单级蒸汽压缩式制冷理论循环单级蒸汽压缩式制冷理论循环单级蒸汽压缩式制冷理论循环单级蒸汽压缩式制冷理论循环12431’2’3’h1h2’h2h3h3’蒸发温度对循环性能的影响tete’蒸发温度下降单位质量制冷量下降单位容积制冷量迅速下降压缩理论比功增加压缩比约等于3时，比容积功最大制冷系数下降51 压 力焓单级蒸汽压缩式制冷理论循环单级蒸汽压缩式制冷理论循环单级蒸汽压缩式制冷理论循环单级蒸汽压缩式制冷理论循环12434’1’3’h1h1’h2h3h3’冷凝温度对循环性能的影响tctc’冷凝温度升高单位质量制冷量下降单位容积制冷量下降压缩理论比功增加比容积功增加制冷系数下降52冷水机组工作原理简介冷水机组工作原理简介冷水机组工作原理简介冷水机组工作原理简介- - 水冷冷水机组水冷冷水机组水冷冷水机组水冷冷水机组蒸发器蒸发器低压低温液态制冷剂冷冻水回路低压低温气态制冷剂压缩机压缩机冷凝器冷凝器冷凝水回路膨胀阀膨胀阀高压常温液态制冷剂冷却塔冷却塔高压高温气态制冷剂 马达马达53 压 力 焓7oC表冷器表冷器 冷却塔7oC12oC30oC35oC冷水机组工作原理简介冷水机组工作原理简介冷水机组工作原理简介冷水机组工作原理简介- - 水冷冷水机组空调系统水冷冷水机组空调系统水冷冷水机组空调系统水冷冷水机组空调系统冷冻水在表冷器中与空气进行热交换,热量从空气传递给水。

蒸发器蒸发器制冷剂在蒸发器中与冷冻水进行热交换,热量从水传递给制冷剂制冷剂在冷凝器中与冷却水进行热交换,热量从制冷剂传递给水冷凝器冷凝器冷却水在冷却塔中与空气进行热交换,热量从水传递给空气54冷水机组工作原理简介冷水机组工作原理简介冷水机组工作原理简介冷水机组工作原理简介- - 水冷式水冷式水冷式水冷式螺杆冷水机组螺杆冷水机组螺杆冷水机组螺杆冷水机组55冷水机组工作原理简介冷水机组工作原理简介冷水机组工作原理简介冷水机组工作原理简介- -水冷式水冷式水冷式水冷式螺杆冷水机组螺杆冷水机组螺杆冷水机组螺杆冷水机组孔板孔板过冷器过冷器冷凝器冷凝器均气板均气板满液式蒸发满液式蒸发器器挡液板挡液板转子转子滑阀滑阀油分离器油分离器隔离阀隔离阀隔离阀隔离阀56冷水机组工作原理简介冷水机组工作原理简介冷水机组工作原理简介冷水机组工作原理简介- -水冷式水冷式水冷式水冷式离心冷水机组离心冷水机组离心冷水机组离心冷水机组57冷水机组工作原理简介冷水机组工作原理简介冷水机组工作原理简介冷水机组工作原理简介- -水冷式水冷式水冷式水冷式离心冷水机组离心冷水机组离心冷水机组离心冷水机组蒸发器（满液式）蒸发器（满液式）冷凝器冷凝器马达马达齿轮齿轮叶轮（压缩机）叶轮（压缩机）导流叶片导流叶片（冷量控制）（冷量控制）58冷水机组工作原理简介冷水机组工作原理简介冷水机组工作原理简介冷水机组工作原理简介- -水冷式水冷式水冷式水冷式离心冷水机组离心冷水机组离心冷水机组离心冷水机组导流叶片导流叶片 (冷量控制冷量控制)挡液板挡液板(防止液态制冷防止液态制冷剂进入吸气管剂进入吸气管)满液式蒸发器满液式蒸发器冷冻水在管内，冷冻水在管内，制冷剂在管外制冷剂在管外59冷水机组工作原理简介冷水机组工作原理简介冷水机组工作原理简介冷水机组工作原理简介- -水冷式水冷式水冷式水冷式离心冷水机组离心冷水机组离心冷水机组离心冷水机组•吸气管转向导叶吸气管 蒸发器 导流叶片蜗壳入口60冷水机组工作原理简介冷水机组工作原理简介冷水机组工作原理简介冷水机组工作原理简介- -水冷式水冷式水冷式水冷式离心冷水机组离心冷水机组离心冷水机组离心冷水机组•导流叶片排气管排气管吸气管吸气管马达马达控制面板控制面板61冷水机组工作原理简介冷水机组工作原理简介冷水机组工作原理简介冷水机组工作原理简介- -水冷式水冷式水冷式水冷式离心冷水机组离心冷水机组离心冷水机组离心冷水机组导流叶片导流叶片 (冷量控制冷量控制)挡液板挡液板(防止液态制冷防止液态制冷剂进入吸气管剂进入吸气管)满液式蒸发器满液式蒸发器冷冻水在管内，冷冻水在管内，制冷剂在管外制冷剂在管外叶轮叶轮62冷水机组工作原理简介冷水机组工作原理简介冷水机组工作原理简介冷水机组工作原理简介- -水冷式水冷式水冷式水冷式离心冷水机组离心冷水机组离心冷水机组离心冷水机组•压缩机 扩压系统 63冷水机组工作原理简介冷水机组工作原理简介冷水机组工作原理简介冷水机组工作原理简介- -水冷式水冷式水冷式水冷式离心冷水机组离心冷水机组离心冷水机组离心冷水机组孔板孔板过冷器过冷器冷凝器冷凝器均气板均气板叶轮叶轮导流叶片导流叶片 (冷量控制冷量控制)挡液板挡液板(防止液态制冷防止液态制冷剂进入吸气管剂进入吸气管)满液式蒸发器满液式蒸发器冷冻水在管内，冷冻水在管内，制冷剂在管外制冷剂在管外64冷水机组工作原理简介冷水机组工作原理简介冷水机组工作原理简介冷水机组工作原理简介- -风冷式风冷式风冷式风冷式活塞冷水机组活塞冷水机组活塞冷水机组活塞冷水机组65冷水机组工作原理简介冷水机组工作原理简介冷水机组工作原理简介冷水机组工作原理简介- -风冷式风冷式风冷式风冷式活塞冷水机组活塞冷水机组活塞冷水机组活塞冷水机组DX（（直接膨胀直接膨胀式）蒸发器式）蒸发器热力膨胀阀热力膨胀阀冷凝风机冷凝风机冷凝盘管冷凝盘管冷凝盘管冷凝盘管往复式压缩机往复式压缩机截止阀截止阀66单级蒸汽压缩式制冷实际循环单级蒸汽压缩式制冷实际循环单级蒸汽压缩式制冷实际循环单级蒸汽压缩式制冷实际循环- -蒸发器蒸发器蒸发器蒸发器蒸发器各种形式的蒸发器均是为了提高制冷剂与其它介质之间的传热系数和增大传热面积。

Q= K.F.△t在蒸发器中，液体制冷剂全部蒸发成汽态制冷剂蒸发器67单级蒸汽压缩式制冷实际循环单级蒸汽压缩式制冷实际循环单级蒸汽压缩式制冷实际循环单级蒸汽压缩式制冷实际循环- -蒸发器蒸发器蒸发器蒸发器满液式满液式 蒸发器蒸发器制冷剂在管外沸腾制冷剂在管外沸腾蒸发蒸发DX (直接膨胀式直接膨胀式) 蒸发盘管蒸发盘管膨胀阀膨胀阀DX (直接膨胀式直接膨胀式)蒸发器蒸发器制冷剂在管内沸腾制冷剂在管内沸腾用于冷冻水用于冷冻水用于冷却空气用于冷却空气68单级蒸汽压缩式制冷实际循环单级蒸汽压缩式制冷实际循环单级蒸汽压缩式制冷实际循环单级蒸汽压缩式制冷实际循环- -蒸发器蒸发器蒸发器蒸发器冷却液体型壳管式干式蒸发器冷却液体型钎焊板式蒸发器冷却空气型翅片管干式蒸发器69单级蒸汽压缩式制冷实际循环单级蒸汽压缩式制冷实际循环单级蒸汽压缩式制冷实际循环单级蒸汽压缩式制冷实际循环- -过热过热过热过热 压力过热区蒸发冷凝 压缩节流元件•气态制冷剂在高于饱和温度下进行加热就形成过热气态制冷剂在高于饱和温度下进行加热就形成过热 （温度高于饱和温度）（温度高于饱和温度） 焓70单级蒸汽压缩式制冷实际循环单级蒸汽压缩式制冷实际循环单级蒸汽压缩式制冷实际循环单级蒸汽压缩式制冷实际循环- -吸汽过热吸汽过热吸汽过热吸汽过热•作用–避免液态制冷剂进入压缩机 压力增加过热避免液态制冷剂进入压缩机 焓 焓 压力71单级蒸汽压缩式制冷实际循环单级蒸汽压缩式制冷实际循环单级蒸汽压缩式制冷实际循环单级蒸汽压缩式制冷实际循环- -吸汽过热吸汽过热吸汽过热吸汽过热 压 力焓12433’h1h2’h2h3h3’吸汽过热对循环性能的影响te排气温度迅速上升压缩理论比功增加tcte+5oC2’冷凝器散热量增大有效过热时，单位质量制冷量增加，压缩机吸汽比容也有所增大，单位容积制冷量和制冷系数的变化与制冷剂特性有关72单级蒸汽压缩式制冷实际循环单级蒸汽压缩式制冷实际循环单级蒸汽压缩式制冷实际循环单级蒸汽压缩式制冷实际循环- -蒸发器蒸发器蒸发器蒸发器 压 力kPa焓kJ/kg1235理论循环1’2’实际循环1’-2’表示制冷剂在蒸发器内的蒸发、压降和过热过程。

73单级蒸汽压缩式制冷实际循环单级蒸汽压缩式制冷实际循环单级蒸汽压缩式制冷实际循环单级蒸汽压缩式制冷实际循环- -蒸发器蒸发器蒸发器蒸发器 压 力kPa焓kJ/kg12351’蒸发器中的压降对循环性能的影响若保持制冷剂出蒸发器时的状态，提高进蒸发器时的压力和温度，单位质量制冷量和压缩机吸入状态不变，循环性能不变，只是因蒸发器中传热温差减少需增大传热面积74单级蒸汽压缩式制冷实际循环单级蒸汽压缩式制冷实际循环单级蒸汽压缩式制冷实际循环单级蒸汽压缩式制冷实际循环- -蒸发器蒸发器蒸发器蒸发器 压 力kPa焓kJ/kg12351’2’蒸发器中的压降对循环性能的影响3’若保持蒸发器中平均传热温差不变，出蒸发器时制冷剂的压力和温度将稍有降低，单位质量制冷量降低，压缩机吸汽比容有所增大，单位容积制冷量下降，压力比增大功耗增加，制冷系数下降75单级蒸汽压缩式制冷实际循环单级蒸汽压缩式制冷实际循环单级蒸汽压缩式制冷实际循环单级蒸汽压缩式制冷实际循环- -吸汽管路吸汽管路吸汽管路吸汽管路蒸发器蒸发压力调节阀汽液分离器吸汽干燥过滤器压力传感器汽态制冷剂通过吸汽管路进入压缩机，将进一步过热并产生压力降。

76单级蒸汽压缩式制冷实际循环单级蒸汽压缩式制冷实际循环单级蒸汽压缩式制冷实际循环单级蒸汽压缩式制冷实际循环- -吸汽管路吸汽管路吸汽管路吸汽管路 压 力kPa焓kJ/kg1235理论循环1’2’实际循环2’-2”表示制冷剂在吸汽管路中的温升和压降过程2”77单级蒸汽压缩式制冷实际循环单级蒸汽压缩式制冷实际循环单级蒸汽压缩式制冷实际循环单级蒸汽压缩式制冷实际循环- -吸汽过热吸汽过热吸汽过热吸汽过热 压 力焓12433’h1h2’h2h3h3’吸入管道过热对循环性能的影响te排气温度迅速上升压缩理论比功增加无效过热时，单位质量制冷量不变，单位容积制冷量减少，制冷系数下降tcte+5oC2’冷凝器散热量增大78单级蒸汽压缩式制冷实际循环单级蒸汽压缩式制冷实际循环单级蒸汽压缩式制冷实际循环单级蒸汽压缩式制冷实际循环- -吸汽过热吸汽过热吸汽过热吸汽过热 压 力焓1433’h1h2h3吸入管道压降对循环性能的影响te吸汽比容增大，压缩机压力比增大，单位质量制冷量不变，单位容积制冷量减少，比压缩功增大，制冷系数下降tcte+5oC2’2吸入管道中的压降始终是有害的79单级蒸汽压缩式制冷实际循环单级蒸汽压缩式制冷实际循环单级蒸汽压缩式制冷实际循环单级蒸汽压缩式制冷实际循环- -吸汽管路吸汽管路吸汽管路吸汽管路汽液分离器用于分离压缩机回汽中的液体，防止液击。

80单级蒸汽压缩式制冷实际循环单级蒸汽压缩式制冷实际循环单级蒸汽压缩式制冷实际循环单级蒸汽压缩式制冷实际循环- -压缩机压缩机压缩机压缩机蒸发器蒸发压力调节阀汽液分离器吸汽干燥过滤器压力传感器压差控制器低压控制器高压控制器压缩机实际压缩过程是一个压缩指数在不断变化的多方过程81单级蒸汽压缩式制冷实际循环单级蒸汽压缩式制冷实际循环单级蒸汽压缩式制冷实际循环单级蒸汽压缩式制冷实际循环- -压缩机压缩机压缩机压缩机 压 力kPa焓kJ/kg1235理论循环1’2’实际循环2”-3’表示制冷剂在压缩机中的多方压缩过程2”3’82单级蒸汽压缩式制冷实际循环单级蒸汽压缩式制冷实际循环单级蒸汽压缩式制冷实际循环单级蒸汽压缩式制冷实际循环- -压缩机压缩机压缩机压缩机•容积型压缩机容积型压缩机•定义：气体压力的提高是靠吸入气体的体积定义：气体压力的提高是靠吸入气体的体积被强行缩小，使单位容积内气体分子数增加被强行缩小，使单位容积内气体分子数增加来达到•在压缩腔内通过减少气体制冷剂的容积进行在压缩腔内通过减少气体制冷剂的容积进行压缩–活塞式，螺杆式，偏心转子式，涡旋式活塞式，螺杆式，偏心转子式，涡旋式•无压头限制无压头限制83单级蒸汽压缩式制冷实际循环单级蒸汽压缩式制冷实际循环单级蒸汽压缩式制冷实际循环单级蒸汽压缩式制冷实际循环- -压缩机压缩机压缩机压缩机•速度型压缩机速度型压缩机•定义：气体压力的提高是靠气体的速度转化定义：气体压力的提高是靠气体的速度转化而来，即先使气体获得一定高速度，然后再而来，即先使气体获得一定高速度，然后再由速度能变成气体位能。

由速度能变成气体位能–离心式，轴流式离心式，轴流式•在一定工况下压缩机的压头固定在一定工况下压缩机的压头固定84单级蒸汽压缩式制冷实际循环单级蒸汽压缩式制冷实际循环单级蒸汽压缩式制冷实际循环单级蒸汽压缩式制冷实际循环- -容积型压缩机容积型压缩机容积型压缩机容积型压缩机类型•涡旋式压缩机•往复式压缩机•螺杆式压缩机85单级蒸汽压缩式制冷实际循环单级蒸汽压缩式制冷实际循环单级蒸汽压缩式制冷实际循环单级蒸汽压缩式制冷实际循环- -往复型压缩机往复型压缩机往复型压缩机往复型压缩机•1-130 吨•用于商业建筑或工业设施•与汽车发动机工作原理类似•技术成熟，应用广泛（自1890年用于制冷以来）86单级蒸汽压缩式制冷实际循环单级蒸汽压缩式制冷实际循环单级蒸汽压缩式制冷实际循环单级蒸汽压缩式制冷实际循环- -往复型压缩机往复型压缩机往复型压缩机往复型压缩机吸气吸气87单级蒸汽压缩式制冷实际循环单级蒸汽压缩式制冷实际循环单级蒸汽压缩式制冷实际循环单级蒸汽压缩式制冷实际循环- -往复型压缩机往复型压缩机往复型压缩机往复型压缩机吸气口关闭吸气口关闭88单级蒸汽压缩式制冷实际循环单级蒸汽压缩式制冷实际循环单级蒸汽压缩式制冷实际循环单级蒸汽压缩式制冷实际循环- -往复型压缩机往复型压缩机往复型压缩机往复型压缩机压缩制冷剂气体压缩制冷剂气体89单级蒸汽压缩式制冷实际循环单级蒸汽压缩式制冷实际循环单级蒸汽压缩式制冷实际循环单级蒸汽压缩式制冷实际循环- -往复型压缩机往复型压缩机往复型压缩机往复型压缩机排气排气90单级蒸汽压缩式制冷实际循环单级蒸汽压缩式制冷实际循环单级蒸汽压缩式制冷实际循环单级蒸汽压缩式制冷实际循环- -往复型压缩机往复型压缩机往复型压缩机往复型压缩机曲轴，轴承曲轴，轴承活塞活塞马达马达吸气滤网吸气滤网吸气截止阀吸气截止阀电气接线盒电气接线盒马达绕组马达绕组气缸盖气缸盖排气截止阀排气截止阀油泵油泵视液镜视液镜91单级蒸汽压缩式制冷实际循环单级蒸汽压缩式制冷实际循环单级蒸汽压缩式制冷实际循环单级蒸汽压缩式制冷实际循环- -螺杆式压缩机螺杆式压缩机螺杆式压缩机螺杆式压缩机•运动部件较少•容积式制冷剂泵•市场份额逐渐增大•应用范围广92单级蒸汽压缩式制冷实际循环单级蒸汽压缩式制冷实际循环单级蒸汽压缩式制冷实际循环单级蒸汽压缩式制冷实际循环- -涡旋式压缩机涡旋式压缩机涡旋式压缩机涡旋式压缩机•运动部件较少•1-30 吨•用于单元机组，家用空调器93单级蒸汽压缩式制冷实际循环单级蒸汽压缩式制冷实际循环单级蒸汽压缩式制冷实际循环单级蒸汽压缩式制冷实际循环- -离心式压缩机离心式压缩机离心式压缩机离心式压缩机•球栓在绳子上94单级蒸汽压缩式制冷实际循环单级蒸汽压缩式制冷实际循环单级蒸汽压缩式制冷实际循环单级蒸汽压缩式制冷实际循环- -离心式压缩机离心式压缩机离心式压缩机离心式压缩机叶轮叶轮95单级蒸汽压缩式制冷实际循环单级蒸汽压缩式制冷实际循环单级蒸汽压缩式制冷实际循环单级蒸汽压缩式制冷实际循环- -离心式压缩机离心式压缩机离心式压缩机离心式压缩机导流叶片导流叶片 (PRV)96单级蒸汽压缩式制冷实际循环单级蒸汽压缩式制冷实际循环单级蒸汽压缩式制冷实际循环单级蒸汽压缩式制冷实际循环- -离心式压缩机离心式压缩机离心式压缩机离心式压缩机导流叶片导流叶片 (PRV)气体入口气体入口97单级蒸汽压缩式制冷实际循环单级蒸汽压缩式制冷实际循环单级蒸汽压缩式制冷实际循环单级蒸汽压缩式制冷实际循环- -离心式压缩机离心式压缩机离心式压缩机离心式压缩机排气涡壳排气涡壳98单级蒸汽压缩式制冷实际循环单级蒸汽压缩式制冷实际循环单级蒸汽压缩式制冷实际循环单级蒸汽压缩式制冷实际循环- -压缩机压缩机压缩机压缩机活塞压缩机理论输汽量Vh’ = πr2snzVh - 压缩机理论输汽量压缩机实际输汽量Vs = Vh λλ - 压缩机输汽系数（容积效率）wo - 压缩机理论比功ηi - 压缩机指示效率压缩机指示比功wi = wo /ηiηm - 压缩机机械效率压缩机实际比功ws = wi /ηm = wo /(ηi ηm)压缩机轴效率ηs = ηi ηm压缩机实际制冷量Qo = Vs qv99单级蒸汽压缩式制冷实际循环单级蒸汽压缩式制冷实际循环单级蒸汽压缩式制冷实际循环单级蒸汽压缩式制冷实际循环- -压缩机压缩机压缩机压缩机C.O.P - 实际制冷系数、性能系数、单位轴功率 制冷量Ke，通常用作考核开启式制冷压 缩机的能耗指标。

理论循环的制冷系数εo= qo / wo实际循环的制冷系数εs= qo / ws压缩机电动机输入比功wel = ws /ηmoηmo - 压缩机电动机效率E.E.R - 能效比，通常用作考核全封闭式或半封 闭式制冷压缩机的能耗指标 E.E.R = qo / wel100单级蒸汽压缩式制冷实际循环单级蒸汽压缩式制冷实际循环单级蒸汽压缩式制冷实际循环单级蒸汽压缩式制冷实际循环- -压缩机工况压缩机工况压缩机工况压缩机工况 R22 蒸发温度 冷凝温度 吸汽温度 过冷温度 标准工况 -15oC 30oC 15oC 25oC 空调工况 5oC 40/55oC 15oC 35/50oC 最大压差工况 -30oC 40oC 15oC 35oC最大轴功率工况 5oC 40oC 15oC 35oC101单级蒸汽压缩式制冷实际循环单级蒸汽压缩式制冷实际循环单级蒸汽压缩式制冷实际循环单级蒸汽压缩式制冷实际循环- -润滑油润滑油润滑油润滑油•油和制冷剂混合的能力–运行时要确保油返回压缩机运行时要确保油返回压缩机–停机时要把油和制冷剂分开停机时要把油和制冷剂分开•往复式压缩机往复式压缩机•螺杆式压缩机螺杆式压缩机102单级蒸汽压缩式制冷实际循环单级蒸汽压缩式制冷实际循环单级蒸汽压缩式制冷实际循环单级蒸汽压缩式制冷实际循环- -润滑油润滑油润滑油润滑油油和制冷剂温度相同油吸收大量制冷剂 加热器，油温比制冷剂温度高20oF油所吸收的制冷剂量减少近一半润滑油润滑油制冷剂制冷剂103单级蒸汽压缩式制冷实际循环单级蒸汽压缩式制冷实际循环单级蒸汽压缩式制冷实际循环单级蒸汽压缩式制冷实际循环- -排气管道排气管道排气管道排气管道/ /冷凝器冷凝器冷凝器冷凝器制冷剂通过排气管道进入冷凝器，各种形式的冷凝器为了提高制冷剂与其它介质之间的传热系数和增大传热面积。

Q= K.F.△t在冷凝器中，汽态制冷剂全部冷凝成液体制冷剂蒸发器蒸发压力调节阀汽液分离器吸汽干燥过滤器压力传感器压差控制器低压控制器高压控制器压缩机冷凝器排气消声器104 压 力kPa焓kJ/kg1235理论循环1’2’实际循环3’-5表示制冷剂在排气管道和冷凝器中的冷凝和压降过程2”3’单级蒸汽压缩式制冷实际循环单级蒸汽压缩式制冷实际循环单级蒸汽压缩式制冷实际循环单级蒸汽压缩式制冷实际循环- -排气管道排气管道排气管道排气管道/ /冷凝器冷凝器冷凝器冷凝器105 压 力kPa焓kJ/kg1235排气管道和冷凝器中的压降对循环性能的影响单级蒸汽压缩式制冷实际循环单级蒸汽压缩式制冷实际循环单级蒸汽压缩式制冷实际循环单级蒸汽压缩式制冷实际循环- -排气管道排气管道排气管道排气管道/ /冷凝器冷凝器冷凝器冷凝器4压缩机排气压力升高，压力比增大，压缩机耗功增大，制冷系数下降106单级蒸汽压缩式制冷实际循环单级蒸汽压缩式制冷实际循环单级蒸汽压缩式制冷实际循环单级蒸汽压缩式制冷实际循环- -冷凝器冷凝器冷凝器冷凝器空气冷却型翅片管式冷凝器107单级蒸汽压缩式制冷实际循环单级蒸汽压缩式制冷实际循环单级蒸汽压缩式制冷实际循环单级蒸汽压缩式制冷实际循环- -冷凝器冷凝器冷凝器冷凝器套管式水冷冷凝器钎焊板式水冷冷凝器壳管式水冷冷凝器108单级蒸汽压缩式制冷实际循环单级蒸汽压缩式制冷实际循环单级蒸汽压缩式制冷实际循环单级蒸汽压缩式制冷实际循环- -冷凝器到膨胀阀之间的液体管道冷凝器到膨胀阀之间的液体管道冷凝器到膨胀阀之间的液体管道冷凝器到膨胀阀之间的液体管道蒸发器蒸发压力调节阀汽液分离器吸汽干燥过滤器压力传感器压差控制器低压控制器高压控制器压缩机冷凝器排气消声器制冷剂在过冷器和液体管道中将产生压降和过冷。

过冷器直角截止阀干燥过滤器直通截止阀电磁阀视液镜109单级蒸汽压缩式制冷实际循环单级蒸汽压缩式制冷实际循环单级蒸汽压缩式制冷实际循环单级蒸汽压缩式制冷实际循环- -过冷过冷过冷过冷 压力焓蒸发冷凝 压缩节流装置没有过冷没有过冷110单级蒸汽压缩式制冷实际循环单级蒸汽压缩式制冷实际循环单级蒸汽压缩式制冷实际循环单级蒸汽压缩式制冷实际循环- -过冷过冷过冷过冷压力压力焓焓过冷过冷冷凝冷凝•过冷的结果过冷的结果-减少在节流元减少在节流元件处产生闪发件处产生闪发气体气体-提高制冷量提高制冷量111 压 力kPa焓kJ/kg1235理论循环1’2’实际循环5-5’表示制冷剂在过冷器和液体管路中的降温降压过程2”3’单级蒸汽压缩式制冷实际循环单级蒸汽压缩式制冷实际循环单级蒸汽压缩式制冷实际循环单级蒸汽压缩式制冷实际循环- -冷凝器到膨胀阀之间的液体管道冷凝器到膨胀阀之间的液体管道冷凝器到膨胀阀之间的液体管道冷凝器到膨胀阀之间的液体管道5’112直角截止阀视液镜可互换实芯干燥过滤器电磁截止阀单级蒸汽压缩式制冷实际循环单级蒸汽压缩式制冷实际循环单级蒸汽压缩式制冷实际循环单级蒸汽压缩式制冷实际循环- -冷凝器到膨胀阀之间的液体管道冷凝器到膨胀阀之间的液体管道冷凝器到膨胀阀之间的液体管道冷凝器到膨胀阀之间的液体管道113单级蒸汽压缩式制冷实际循环单级蒸汽压缩式制冷实际循环单级蒸汽压缩式制冷实际循环单级蒸汽压缩式制冷实际循环- -膨胀阀膨胀阀膨胀阀膨胀阀/ /蒸发器进液管道蒸发器进液管道蒸发器进液管道蒸发器进液管道蒸发器蒸发压力调节阀汽液分离器吸汽干燥过滤器压力传感器压差控制器低压控制器高压控制器压缩机冷凝器排气消声器过冷器直角截止阀干燥过滤器直通截止阀电磁阀视液镜外平衡热力膨胀阀制冷剂在膨胀阀中绝热膨胀，部分闪发，降温降压后通过蒸发器进液管道和分配器进入蒸发器。

114 压 力kPa焓kJ/kg1235理论循环1’2’实际循环5’-1’表示制冷剂在膨胀阀中的降温降压节流过程2”3’5’单级蒸汽压缩式制冷实际循环单级蒸汽压缩式制冷实际循环单级蒸汽压缩式制冷实际循环单级蒸汽压缩式制冷实际循环- -膨胀阀膨胀阀膨胀阀膨胀阀/ /蒸发器进液管道蒸发器进液管道蒸发器进液管道蒸发器进液管道115单级蒸汽压缩式制冷实际循环单级蒸汽压缩式制冷实际循环单级蒸汽压缩式制冷实际循环单级蒸汽压缩式制冷实际循环- -节流装置节流装置节流装置节流装置•节流装置–维持吸气过热度恒定•固定孔板•可变孔板•浮球阀•热力膨胀阀•电子膨胀阀•毛细管116视液镜实芯干燥过滤器单级蒸汽压缩式制冷实际循环单级蒸汽压缩式制冷实际循环单级蒸汽压缩式制冷实际循环单级蒸汽压缩式制冷实际循环- -膨胀阀膨胀阀膨胀阀膨胀阀/ /蒸发器进液管道蒸发器进液管道蒸发器进液管道蒸发器进液管道外平衡式热力膨胀阀外平衡管感温元件117单级蒸汽压缩式制冷实际循环单级蒸汽压缩式制冷实际循环单级蒸汽压缩式制冷实际循环单级蒸汽压缩式制冷实际循环- -热气旁通热气旁通热气旁通热气旁通蒸发器蒸发压力调节阀汽液分离器吸汽干燥过滤器压力传感器压差控制器低压控制器高压控制器压缩机冷凝器排气消声器过冷器直角截止阀干燥过滤器视液镜外平衡热力膨胀阀电磁阀直通截止阀热气旁通阀118第一章第一章第一章第一章 制冷原理制冷原理制冷原理制冷原理。