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1、单级蒸汽压缩式制冷循环第1页，本讲稿共34页 什么是蒸汽什么是蒸汽压缩式制冷？压缩式制冷？第2页，本讲稿共34页3.1 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一、工作原理一、工作原理1.压缩机压缩机心脏：压缩了输送制冷剂心脏：压缩了输送制冷剂2.蒸发器蒸发器产生制冷效应产生制冷效应3.节流机构（节流阀）节流机构（节流阀）节流降压，调节流量节流降压，调节流量4.冷凝器冷凝器输出热量输出热量第3页，本讲稿共34页3.1 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一、工作原理一、工作原理第4页，本讲稿共34页3.1 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二、制冷
2、剂热力状态图二、制冷剂热力状态图PhC过冷液体过热蒸汽湿蒸汽PhTSVX一点一点两条线两条线三个区域三个区域五种状态五种状态六类等参线六类等参线第5页，本讲稿共34页3.1 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二、制冷剂热力状态图二、制冷剂热力状态图TsC过冷液体过热蒸汽湿蒸汽TSPVHHX一点一点两条线两条线三个区域三个区域五种状态五种状态六类等参线六类等参线第6页，本讲稿共34页3.1 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三、制冷系统理论循环三、制冷系统理论循环第7页，本讲稿共34页3.1 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三、制冷系统理论
3、循环三、制冷系统理论循环无温差传热是无法实现的无温差传热是无法实现的膨胀机中制冷剂等熵膨胀过程无法实现膨胀机中制冷剂等熵膨胀过程无法实现湿压缩不适用与压缩机湿压缩不适用与压缩机第8页，本讲稿共34页3.1 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三、制冷系统理论循环三、制冷系统理论循环1)无传热温差，无传热温差，2)制冷剂只在压缩机和节流装置制冷剂只在压缩机和节流装置 中发生的压力变化中发生的压力变化3)制冷剂只在换热器中发生的热制冷剂只在换热器中发生的热 量传递量传递4)冷凝器的出口为饱和液体，在蒸发冷凝器的出口为饱和液体，在蒸发器的出口为饱和蒸气。器的出口为饱和蒸气。5)压缩过
4、程为等熵过程。压缩过程为等熵过程。第9页，本讲稿共34页3.1 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四、制冷循环在热力性质图上的表示四、制冷循环在热力性质图上的表示第10页，本讲稿共34页3.1 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五、热力计算五、热力计算1.蒸发器中等压吸热过程蒸发器中等压吸热过程2.冷凝器中等压放热：冷凝器中等压放热：3.压缩机被绝热压缩压缩机被绝热压缩4.节流前后，焓不变节流前后，焓不变第11页，本讲稿共34页3.1 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五、热力计算五、热力计算1.单位质量制冷能力单位质量制冷能力q01kg1
5、kg制冷剂在蒸发器内从被冷却介质中吸取的热量制冷剂在蒸发器内从被冷却介质中吸取的热量第12页，本讲稿共34页3.1 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五、热力计算五、热力计算2.单位容积制冷能力单位容积制冷能力qv压缩机每吸入压缩机每吸入1 1立方米制冷剂蒸汽所制取的制冷量立方米制冷剂蒸汽所制取的制冷量第13页，本讲稿共34页3.1 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五、热力计算五、热力计算3.压缩比功压缩比功每压缩并输送每压缩并输送1kg1kg制冷剂蒸汽所消耗的理论功制冷剂蒸汽所消耗的理论功第14页，本讲稿共34页3.1 单级蒸汽压缩式制冷理论循环单级蒸汽
6、压缩式制冷理论循环五、热力计算五、热力计算4.单位冷凝热负荷单位冷凝热负荷 表示表示1kg1kg制冷剂在冷却和冷凝过程中通过冷凝器放出制冷剂在冷却和冷凝过程中通过冷凝器放出的热量的热量第15页，本讲稿共34页3.1 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五、热力计算五、热力计算5.制冷系数制冷系数 制冷循环的单位质量制冷量与单位理论功之比制冷循环的单位质量制冷量与单位理论功之比第16页，本讲稿共34页3.1 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五、热力计算五、热力计算6.质量流量和体积流量质量流量和体积流量 表示单位时间制冷系统中制冷剂的循环量表示单位时间制冷系统
7、中制冷剂的循环量第17页，本讲稿共34页3.1 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五、热力计算五、热力计算7.冷凝器的热负荷冷凝器的热负荷 单位时间制冷系统中冷凝器向冷却介质传递的热单位时间制冷系统中冷凝器向冷却介质传递的热第18页，本讲稿共34页3.1 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五、热力计算五、热力计算8.压缩机理论功率压缩机理论功率9.热力完善度热力完善度第19页，本讲稿共34页3.2 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一、制冷实际循环一、制冷实际循环无温差传热无温差传热无阻力、热量损失无阻力、热量损失冷凝器出口是饱和液体冷凝器
8、出口是饱和液体蒸发器出口是饱和蒸汽蒸发器出口是饱和蒸汽压缩过程为定熵过程压缩过程为定熵过程有温差传热有温差传热有阻力、热量损失有阻力、热量损失冷凝器出口非饱和液体冷凝器出口非饱和液体蒸发器出口非饱和蒸汽蒸发器出口非饱和蒸汽压缩过程为多变过程压缩过程为多变过程第20页，本讲稿共34页3.2 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一、制冷实际循环一、制冷实际循环第21页，本讲稿共34页3.2 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一、制冷实际循环一、制冷实际循环液体过冷和蒸汽过热的影响液体过冷和蒸汽过热的影响管道中流动时产生的压降管道中流动时产生的压降压缩过程并非等熵过
9、程压缩过程并非等熵过程系统中存在不凝性气体系统中存在不凝性气体第22页，本讲稿共34页3.2 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二、过冷对制冷循环的影响二、过冷对制冷循环的影响过冷液体和过冷度？过冷液体和过冷度？制冷剂液体的温度低于该压力下的饱和温度时称为制冷剂液体的温度低于该压力下的饱和温度时称为过冷液体过冷液体，饱和温度与实际温度的差为，饱和温度与实际温度的差为过冷度过冷度第23页，本讲稿共34页3.2 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二、过冷对制冷循环的影响二、过冷对制冷循环的影响过冷循环：过冷循环：1-2-3-4-1两个循环的消耗的功相同：两个循环
10、的消耗的功相同：单位质量制冷量不相同：单位质量制冷量不相同：结论：液体过冷对制冷循环式有利的。结论：液体过冷对制冷循环式有利的。第24页，本讲稿共34页3.2 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二、过冷对制冷循环的影响二、过冷对制冷循环的影响采用过冷器采用过冷器第25页，本讲稿共34页3.2 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二、过冷对制冷循环的影响二、过冷对制冷循环的影响采用回热器采用回热器第26页，本讲稿共34页3.2 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三、过热对制冷循环的影响三、过热对制冷循环的影响过热蒸汽和过热度？过热蒸汽和过热度？
11、制冷剂蒸汽的温度高于该压力下的饱和温度时称为过制冷剂蒸汽的温度高于该压力下的饱和温度时称为过热蒸汽热蒸汽，饱和温度与实际温度的差为，饱和温度与实际温度的差为过热度过热度有效过热有效过热无效过热无效过热第27页，本讲稿共34页3.2 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三、过热对制冷循环的影响三、过热对制冷循环的影响若过热发生在蒸发器出口与压缩机吸入口之间的若过热发生在蒸发器出口与压缩机吸入口之间的连接管段，由于蒸发器出来的低温制冷剂蒸汽从连接管段，由于蒸发器出来的低温制冷剂蒸汽从周围环境中吸取热量而过热，并未对被冷却物质周围环境中吸取热量而过热，并未对被冷却物质产生任何制冷效应
12、，这种过热称为产生任何制冷效应，这种过热称为“无效过热无效过热”结论：无效过热是，制冷系数降低，对制冷循环结论：无效过热是，制冷系数降低，对制冷循环 是不利的。是不利的。解决办法：缩短蒸发器和压缩机间吸气管道的长度解决办法：缩短蒸发器和压缩机间吸气管道的长度 或对管道进行保温处理或对管道进行保温处理第28页，本讲稿共34页3.2 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三、过热对制冷循环的影响三、过热对制冷循环的影响若过热发生在蒸发器中，或者产生在安装于被冷若过热发生在蒸发器中，或者产生在安装于被冷却对讲的吸气管道上，由于过热而吸收的热量来却对讲的吸气管道上，由于过热而吸收的热量来
13、自被冷却对象，产生制冷效果，这种过热称为自被冷却对象，产生制冷效果，这种过热称为“有效过热有效过热”结论：有效过热与制冷剂的性质有关结论：有效过热与制冷剂的性质有关过热有利的制冷剂：制冷系数增加，对制冷是有利的过热有利的制冷剂：制冷系数增加，对制冷是有利的过热有害的制冷剂：制冷系数降低，对制冷是不利的过热有害的制冷剂：制冷系数降低，对制冷是不利的第29页，本讲稿共34页3.2 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四、系统中热交换及压力损失对循环性能的影响四、系统中热交换及压力损失对循环性能的影响1.吸入管道吸入管道管道压力降导致循环制冷系数下降管道压力降导致循环制冷系数下降2.
14、排出管道排出管道热量传给空气导致冷凝热负荷减少热量传给空气导致冷凝热负荷减少3.冷凝器到膨胀阀之间的管道冷凝器到膨胀阀之间的管道冷凝温度冷凝温度液体过冷压力差，不利液体过冷压力差，不利4.膨胀阀到蒸发器之间的管道膨胀阀到蒸发器之间的管道膨胀阀安在冷却空间，有利膨胀阀安在冷却空间，有利.反之，不利反之，不利5.冷凝器冷凝器减少冷凝热负荷，有利减少冷凝热负荷，有利6.压缩机压缩机对制冷循环不利对制冷循环不利第30页，本讲稿共34页3.3 制冷剂变工况特征分析制冷剂变工况特征分析一、蒸发温度对制冷循环性能的影响一、蒸发温度对制冷循环性能的影响1.蒸发压力：蒸发压力：P0P0 2.单位制冷量：单位制冷量：q0q0 3.理论耗功：理论耗功：w0 w0 4.制冷系数：制冷系数：5.单位容积制冷量：单位容积制冷量：qv 第31页，本讲稿共34页3.3 制冷剂变工况特征分析制冷剂变工况特征分析二、冷凝温度对制冷循环性能的影响二、冷凝温度对制冷循环性能的影响1.冷凝压力：冷凝压力：PkPk 2.单位质量制冷量：单位质量制冷量：q0q0 3.理论耗功：理论耗功：w0 w0 4.制冷系数：制冷系数：5.单位容积制冷量：单位容积制冷量：qv 第32页，本讲稿共34页第33页，本讲稿共34页第34页，本讲稿共34页