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1、关于制冷学习技术第1页，讲稿共54张，创作于星期日第一节第一节 逆卡诺制冷循环逆卡诺制冷循环w主要部件：压缩机、冷凝器、节流阀和蒸发器主要部件：压缩机、冷凝器、节流阀和蒸发器 w工作原理：使制冷剂在压缩机、冷凝器、节工作原理：使制冷剂在压缩机、冷凝器、节 流阀流阀和蒸发器等设备中进行压缩、放热冷凝、节流降和蒸发器等设备中进行压缩、放热冷凝、节流降压和吸热蒸发四个主要过程，完成制冷循环。压和吸热蒸发四个主要过程，完成制冷循环。一、结构组成一、结构组成第2页，讲稿共54张，创作于星期日制冷原理制冷原理第3页，讲稿共54张，创作于星期日制冷过程制冷过程第4页，讲稿共54张，创作于星期日二、循环组成二
2、、循环组成循环组成：两个等温过程、两个等熵过程。1-2 等熵压缩2-3 等温压缩 3-4 等熵膨胀4-1 等温膨胀 第5页，讲稿共54张，创作于星期日制冷工质向高温热源放热量制冷工质向高温热源放热量制冷工质从低温热源吸热量制冷工质从低温热源吸热量 系统所消耗的功系统所消耗的功 逆卡诺制冷系数逆卡诺制冷系数 逆卡诺热泵循环效率逆卡诺热泵循环效率 120sTqRD=120sTqiD=第6页，讲稿共54张，创作于星期日三、逆卡诺循环难以实现三、逆卡诺循环难以实现w湿蒸汽区域内进行湿蒸汽区域内进行 湿压缩湿压缩w设备：设备：w蒸发器蒸发器 无传热温差无传热温差w冷凝器冷凝器 无传热温差无传热温差w压缩
3、机压缩机 无摩擦运动无摩擦运动w膨胀机膨胀机 不经济，且难以加工不经济，且难以加工 第7页，讲稿共54张，创作于星期日四、考点分析四、考点分析1.1.逆卡诺循环蒸发温度对制冷系数的影响大于冷凝逆卡诺循环蒸发温度对制冷系数的影响大于冷凝温度温度2.2.逆卡诺循环是理想循环，其制冷系数最大逆卡诺循环是理想循环，其制冷系数最大3.3.有传热温差的逆卡诺循环制冷系数小于逆卡有传热温差的逆卡诺循环制冷系数小于逆卡诺循环的制冷系数诺循环的制冷系数蒸发温度对制冷系数的影响更为明显！第8页，讲稿共54张，创作于星期日一、理论循环一、理论循环第二节第二节 蒸气压缩式制冷的理论循环蒸气压缩式制冷的理论循环w压缩机
4、：等熵压缩；压缩机：等熵压缩；w冷凝器：等压放热；冷凝器：等压放热；w节流阀：绝热节流；节流阀：绝热节流；w蒸发器：等压吸热而制冷。蒸发器：等压吸热而制冷。w压缩机创造了压缩机创造了低压低压，保证制冷剂在，保证制冷剂在低压气化低压气化吸热，实吸热，实现制冷；现制冷；w保证蒸发器进口有保证蒸发器进口有液态制冷剂液态制冷剂，才可保证制冷，才可保证制冷w冷凝器散热，冷凝器散热，制冷剂凝结制冷剂凝结使制冷剂气态变为液态使制冷剂气态变为液态w膨胀阀节流，是保证膨胀阀节流，是保证蒸发器低压蒸发器低压的环境的环境第9页，讲稿共54张，创作于星期日第10页，讲稿共54张，创作于星期日冷凝过程和蒸发过程均为定压
5、过程，并有传热温差，因此冷凝过程和蒸发过程均为定压过程，并有传热温差，因此有有温差损失温差损失；用膨胀阀代替膨胀机，节流过程不是用膨胀阀代替膨胀机，节流过程不是等熵过程，等熵过程，变成节流变成节流前后焓相等，前后焓相等，但造成了但造成了节流损失；节流损失；干压缩代替湿压缩，避免压缩机损坏，避免因压缩干压缩代替湿压缩，避免压缩机损坏，避免因压缩机机吸入的湿蒸气气化吸入的湿蒸气气化，减少减少压缩机的吸气量；造成了压缩机的吸气量；造成了过过热损失热损失第11页，讲稿共54张，创作于星期日由原来的理想的由原来的理想的逆卡诺循环逆卡诺循环变成了变成了理论理论循环循环与逆卡诺循环相比耗功量、制冷量均增加，
6、制冷系与逆卡诺循环相比耗功量、制冷量均增加，制冷系数下降。数下降。第12页，讲稿共54张，创作于星期日w压焓图的作用：压焓图的作用：w确定状态参数确定状态参数w表示热力过程表示热力过程w分析能量变化分析能量变化二、理论循环表示方法二、理论循环表示方法 第13页，讲稿共54张，创作于星期日w温熵图温熵图第14页，讲稿共54张，创作于星期日三、制冷理论循环热力计算三、制冷理论循环热力计算 计算目的：确定循环的性能指标、压缩机的容量及功率及换热设备的热负荷。计算工具：第15页，讲稿共54张，创作于星期日定义：定义：1kg1kg制冷剂在蒸发器内从被冷却物体吸制冷剂在蒸发器内从被冷却物体吸收的热量。收的
7、热量。1.单位质量制冷量2.单位质量冷凝热定义：制冷剂蒸气在冷凝器中放出的热量。包定义：制冷剂蒸气在冷凝器中放出的热量。包括显热和潜热两部分。括显热和潜热两部分。kJ/kgkJ/kg3.理论比功定义：压缩机每压缩并输送定义：压缩机每压缩并输送1kg1kg制冷剂所消耗的制冷剂所消耗的压缩功。压缩功。kJ/kg第16页，讲稿共54张，创作于星期日4.制冷剂的循环流量 式中 为制冷量，通常由设计任务给出。5.单位容积制冷量kg/s定义：压缩机吸入1m3制冷剂所产生的冷量第17页，讲稿共54张，创作于星期日6.制冷系数单级压缩蒸气制冷理论循环，制冷系数为单级压缩蒸气制冷理论循环，制冷系数为制冷系数愈大
8、制冷系数愈大经济性愈好经济性愈好冷凝温度越高冷凝温度越高制冷系数越小制冷系数越小蒸发温度越低蒸发温度越低7.热力完善度定义：理论循环制冷系数与逆卡诺循环制冷系定义：理论循环制冷系数与逆卡诺循环制冷系数的比值，无量纲。数的比值，无量纲。热力完善度愈大，该循环热力完善度愈大，该循环越接近可逆循环。越接近可逆循环。第18页，讲稿共54张，创作于星期日Z-4-12.【单选单选】在相同冷热原温度下，逆卡诺制冷循环、在相同冷热原温度下，逆卡诺制冷循环、有传热温差的逆卡诺制冷循环、理论制冷循有传热温差的逆卡诺制冷循环、理论制冷循环和实际制冷循环的制冷系数分别是环和实际制冷循环的制冷系数分别是a、b、c、d，
9、试问，试问制冷系数按照大小顺序排列，下列哪一项是正确制冷系数按照大小顺序排列，下列哪一项是正确的？的？四、历年真题四、历年真题A、c、b、a、dB、a、b、c、dC、b、c、a、dD、a、c、d、b第19页，讲稿共54张，创作于星期日Z-4-13.【单选单选】对于一台给定的制冷压缩机，在运行过程中对于一台给定的制冷压缩机，在运行过程中冷凝温度保持一致，蒸发温度逐渐下降，冷凝温度保持一致，蒸发温度逐渐下降，请问制冷量和耗功率的变化，下列哪一项是正确的？请问制冷量和耗功率的变化，下列哪一项是正确的？2006 真题真题A、制冷量增大，耗功率增大、制冷量增大，耗功率增大B、制冷量减少，耗功率减少、制冷
10、量减少，耗功率减少C、制冷量增大，耗功率逐渐减少、制冷量增大，耗功率逐渐减少D、制冷量减少，耗功率先增大后减少、制冷量减少，耗功率先增大后减少Z-4-67.【多选多选】单级蒸汽压缩式制冷循环，压缩机单级蒸汽压缩式制冷循环，压缩机吸入管道存在的压力降，对制冷性能有下列哪几项吸入管道存在的压力降，对制冷性能有下列哪几项影响？影响？2006 真题真题A、致使吸气比容增加、致使吸气比容增加B、压缩机的压缩比增加、压缩机的压缩比增加C、单位容积制冷量增加、单位容积制冷量增加D、系统制冷系数增加、系统制冷系数增加第20页，讲稿共54张，创作于星期日一、液体过冷一、液体过冷目的：增大制冷量，增加制冷系数目的
11、：增大制冷量，增加制冷系数液体过冷：将节流前的制冷剂液体冷却到低于冷凝温液体过冷：将节流前的制冷剂液体冷却到低于冷凝温度的状态。度的状态。过冷度：液体过冷温度和其压力所对应的饱和液过冷度：液体过冷温度和其压力所对应的饱和液体温度之差。体温度之差。过冷循环：具有液体过冷的循环称为液体过冷循环。过冷循环：具有液体过冷的循环称为液体过冷循环。1.基本概念基本概念第三节第三节 蒸汽压缩式制冷循环的改善蒸汽压缩式制冷循环的改善第21页，讲稿共54张，创作于星期日2.过冷循环过冷循环 第22页，讲稿共54张，创作于星期日图形表示图形表示 第23页，讲稿共54张，创作于星期日过冷度的体现过冷度的体现3-33
12、-3，增大的制冷量为，增大的制冷量为黄色区域黄色区域压缩机压缩机比功比功有变化吗？有变化吗？制冷系数制冷系数如何变化如何变化过冷度过冷度越大越好吗？应越大越好吗？应考虑考虑冷却水温度及经济性冷却水温度及经济性第24页，讲稿共54张，创作于星期日节流损失与节流前后温差有关，温差越小，节流流失越节流损失与节流前后温差有关，温差越小，节流流失越小，因此液体过冷可以减少节流损失，增大制冷量，如小，因此液体过冷可以减少节流损失，增大制冷量，如45过程；过程；过冷度大小与过冷度大小与冷却介质冷却介质有关，过冷温度有关，过冷温度不可能不可能低于冷低于冷却水进口温度；却水进口温度；图形表示图形表示 第25页，
13、讲稿共54张，创作于星期日3.实现方法实现方法 1）冷凝器后装过冷器，需单独设置设备）冷凝器后装过冷器，需单独设置设备 2）设计，选型时，适当增大冷凝器面积）设计，选型时，适当增大冷凝器面积F1.15（较多使用）；（较多使用）；3）制冷系统中设置回热器，采用回热循环；）制冷系统中设置回热器，采用回热循环；4）卧式壳管式冷凝器底部）卧式壳管式冷凝器底部设置再冷器设置再冷器，冷却水，冷却水先通过底部设置的再冷器。先通过底部设置的再冷器。4.意义：增大单位质量制冷量，单位功耗意义：增大单位质量制冷量，单位功耗 不变，从而提高制冷系数。不变，从而提高制冷系数。第26页，讲稿共54张，创作于星期日二、蒸
14、气过热二、蒸气过热w蒸气过热：制冷剂蒸汽温度高于其压力对应的饱蒸气过热：制冷剂蒸汽温度高于其压力对应的饱和温度。和温度。w过热度：蒸汽过热后的温度和同压力下饱和温度过热度：蒸汽过热后的温度和同压力下饱和温度的差值。的差值。w过热循环：具有蒸汽过热的循环称为蒸汽过过热循环：具有蒸汽过热的循环称为蒸汽过热循环。热循环。1.基本概念基本概念w 目的：确保压缩机吸入蒸汽，防止湿压缩。目的：确保压缩机吸入蒸汽，防止湿压缩。第27页，讲稿共54张，创作于星期日2.过热循环过热循环 第28页，讲稿共54张，创作于星期日w1-2（压缩机）：等熵压缩；（压缩机）：等熵压缩；w2-3 （冷凝器）：等压放热；（冷凝
15、器）：等压放热；w3-4 （节流阀）：绝热节流（节流阀）：绝热节流;w4-1 （蒸发器）：等压吸热（蒸发器）：等压吸热；w1-1（过热器）：等压吸热过热（过热器）：等压吸热过热第29页，讲稿共54张，创作于星期日图形表示图形表示 第30页，讲稿共54张，创作于星期日图形表示图形表示 第31页，讲稿共54张，创作于星期日w蒸发器面积大于设计所需面积（有效）；蒸发器面积大于设计所需面积（有效）；w连接管道吸取被冷却对象的热量而过热（有效）；连接管道吸取被冷却对象的热量而过热（有效）；w系统中设置回热器（有害过热，但有过冷过程伴随）；系统中设置回热器（有害过热，但有过冷过程伴随）；w采用热力膨胀阀控
16、制过热度。采用热力膨胀阀控制过热度。3.实现方法实现方法有效过热分析：对循环是否有益与有效过热分析：对循环是否有益与制冷剂制冷剂性质性质有关。有关。氨过热度氨过热度58，氟利昂一般取可采取较大的过，氟利昂一般取可采取较大的过热度，主要考虑热度，主要考虑排气温度排气温度第32页，讲稿共54张，创作于星期日1.基本概念基本概念w 目的：确保压缩机吸入蒸汽；节流阀前目的：确保压缩机吸入蒸汽；节流阀前 有过冷液。有过冷液。三、回热循环三、回热循环w回热循环：冷凝后的制冷剂液体与蒸发回热循环：冷凝后的制冷剂液体与蒸发后的制冷剂蒸气进行热交换，实现液体后的制冷剂蒸气进行热交换，实现液体过冷蒸气过热的制冷循
17、环。过冷蒸气过热的制冷循环。第33页，讲稿共54张，创作于星期日2.回热循环回热循环 第34页，讲稿共54张，创作于星期日w1-2（压缩机）：等熵压缩；（压缩机）：等熵压缩；w2-3 （冷凝器）：等压放热；（冷凝器）：等压放热；w3-3（回热器）：等压放热过冷；（回热器）：等压放热过冷；w3-4 （节流阀）：等焓节流（节流阀）：等焓节流;w4-1 （蒸发器）：等压吸热制冷（蒸发器）：等压吸热制冷；w1-1（回热器）：等压过热（回热器）：等压过热实现过程实现过程 第35页，讲稿共54张，创作于星期日图形表示图形表示 第36页，讲稿共54张，创作于星期日过冷度的体现过冷度的体现3-33-3，过热度
18、体现，过热度体现Tsh-T0Tsh-T0压缩机压缩机比功比功有变化吗？有变化吗？制冷系数制冷系数如何变化如何变化制冷系数增大或减小和制冷系数增大或减小和制冷剂种类制冷剂种类有关有关第37页，讲稿共54张，创作于星期日回热循环在回热循环在T-sT-s图（图（a a）lglgp-hp-h图（图（b b）图形表示图形表示 第38页，讲稿共54张，创作于星期日w单位压缩功增加；单位压缩功增加；w单位制冷量增加；单位制冷量增加；w回热循环不一定能提高制冷系数；回热循环不一定能提高制冷系数；w氨不采用回热循环；回热适合在氟制冷系统中使用。氨不采用回热循环；回热适合在氟制冷系统中使用。w利于压缩机运行，防止
19、液击；利于压缩机运行，防止液击；3.实现循环实现循环 增设回热器。增设回热器。4.意义意义 第39页，讲稿共54张，创作于星期日5.讨论讨论 第40页，讲稿共54张，创作于星期日四、带膨胀机的制冷循环四、带膨胀机的制冷循环第41页，讲稿共54张，创作于星期日五、闪发蒸气分离器的多级压缩制冷循环五、闪发蒸气分离器的多级压缩制冷循环冷量增加，功耗降低，制冷系数增大冷量增加，功耗降低，制冷系数增大蒸发温度越低蒸发温度越低，节能越明显，节能越明显1.1.螺杆压缩机二次吸气螺杆压缩机二次吸气第42页，讲稿共54张，创作于星期日2.2.带节能器的多级压缩制冷循环带节能器的多级压缩制冷循环多级离心机采用，经
20、济器数量多级离心机采用，经济器数量=叶轮数量叶轮数量-1-1减少了节流损失和过热损失，制冷系数增大减少了节流损失和过热损失，制冷系数增大第43页，讲稿共54张，创作于星期日六、考点分析六、考点分析1.1.压焓图和温熵图的热工计算压焓图和温熵图的热工计算2.2.冷凝温度和蒸发温度变化，引起单位质量制冷凝温度和蒸发温度变化，引起单位质量制冷量，单位比功，制冷量，功率的变化规律；冷量，单位比功，制冷量，功率的变化规律；3.3.压缩机吸气口比容随蒸发温度，过热度的规律，压缩机吸气口比容随蒸发温度，过热度的规律，4.4.压缩机改善的流程及制冷系数等参数的变化压缩机改善的流程及制冷系数等参数的变化第44页
21、，讲稿共54张，创作于星期日w容积效率：实际输气量容积效率：实际输气量/理论输气量理论输气量w指示效率指示效率:单位质量制冷剂的理论耗功率单位质量制冷剂的理论耗功率/指示指示功率功率w摩擦效率：指示功率摩擦效率：指示功率/轴功率轴功率w传动效率：轴功率传动效率：轴功率/电机输出功率电机输出功率 3)3)概念介绍概念介绍第45页，讲稿共54张，创作于星期日能效比：制冷量能效比：制冷量/电动机输入功率电动机输入功率 （全封闭压缩机）（全封闭压缩机）电动机效率：电动机输出功率电动机效率：电动机输出功率/输入功率输入功率 压缩机功率压缩机功率第46页，讲稿共54张，创作于星期日第47页，讲稿共54张，
22、创作于星期日对于开启式式压缩机对于开启式式压缩机对于全封闭式压缩机对于全封闭式压缩机第48页，讲稿共54张，创作于星期日1.制冷循环性能影响因素制冷循环性能影响因素 1）蒸发温度的影响）蒸发温度的影响假定冷凝温度不变降低蒸发温度：假定冷凝温度不变降低蒸发温度：w单位制冷量？单位制冷量？w压缩机排气温度？压缩机排气温度？w单位压缩功？单位压缩功？w制冷系数？制冷系数？五、单级蒸气压缩式制冷循环性能五、单级蒸气压缩式制冷循环性能 影响及运行工况影响及运行工况 第49页，讲稿共54张，创作于星期日图形表示图形表示 第50页，讲稿共54张，创作于星期日降低蒸发温度：单位制冷量减少；压缩机排气温降低蒸发温度：单位制冷量减少；压缩机排气温度变大；单位压缩功增大；制冷系数减小。度变大；单位压缩功增大；制冷系数减小。第51页，讲稿共54张，创作于星期日假定蒸发温度不变，提高冷凝温度：假定蒸发温度不变，提高冷凝温度：w单位制冷量减少？单位制冷量减少？w压缩机排气温度？压缩机排气温度？w单位压缩功增大？单位压缩功增大？w制冷系数减小？制冷系数减小？2）冷凝温度的）冷凝温度的影响影响第52页，讲稿共54张，创作于星期日图形表示图形表示 第53页，讲稿共54张，创作于星期日感谢大家观看3/31/2023第54页，讲稿共54张，创作于星期日