蒸汽压缩式制冷循环与应用

蒸汽压缩式制冷循环与实际应用

1、循环原理

压缩机：吸入、压缩和输送制冷剂蒸汽。

节流阀：节流降压，并调节进入蒸发器的制冷剂流量。

蒸发器：吸收热量（输出冷量）而制冷。

冷凝器：输出热量。

2、制冷剂状态参数和术语

压力和温度：蒸发温度（压力）、冷凝温度（压力）、吸气温度、排气温度。

湿蒸汽：压缩机湿压缩、“液击”。

干度：湿蒸汽中蒸汽质量和湿蒸汽总质量之比。x＝0～1。

比容：压缩机吸入制冷剂蒸汽比容大小，直接影响设备制冷量。

焓：制冷剂获得或失去能量的多少都可以用焓差来表示。

干饱和蒸汽、过热蒸汽（过热温度、过热度）饱和液体、过冷液体（过冷温度、过冷度）。

3、p－h图及应用

等压线 — 水平线

等焓线 — 垂直线

等干度线 — 湿蒸汽区域内

等熵线 — 向右上方倾斜，自左向右递增

等容线 — 向右上方倾斜，但比等熵线平坦，自上向下递增

等温线 — 垂直线（未）→水平线（湿）→向右下方弯曲（过）

作用：确定状态参数，表示热力过程，分析能量变化。

4、理论循环的压焓图

单位质量制冷量：q0＝h1－h5

单位冷凝负荷：qk＝h2－h4

单位理论压缩功：w0＝h2－h1

单位容积制冷量：qv＝q0/v1

理论循环中：单位冷凝负荷＝单位质量制冷量＋单位功耗

5、冷凝温度的影响

降低冷凝温度：压缩机耗功减少，制冷量增加，制冷系数提高，吸气比容不变。

冷凝温度的高低完全取决于冷却介质的温度，在制冷装置中，冷却介质的温度不能随意降低，而是受到环境温度的限制。

空调器等制冷设备运行时，要严格控制冷凝温度（冷凝压力），使它不要过高。在维修制冷设备中，排除冷凝压力过高的故障，是经常遇到的内容之一。

6、蒸发温度的影响

提高蒸发温度：压缩机耗功减少，制冷量增加，制冷系数提高，吸气温度升高，吸气比容减小。

蒸发温度主要由制冷要求确定，故在能满足需要的条件下，应尽可能采取较高的蒸发温度。

7、液体过冷循环（提高制冷量）

过冷后：压缩机耗功不变，制冷量增加，制冷系数提高，吸气状态不变

如：一些制冷设备中毛细管与回气管并联焊接在一起，就是为了使液体过冷而设计的。

8、蒸汽过热循环（避免湿压缩）

蒸汽过热：制冷剂蒸汽的温度高于其压力所对应的饱和温度。

有效过热：过热吸收热量来自被冷却介质，产生有用的制冷效果。

有害过热：过热吸收热量来自被冷却介质以外，无制冷效果。

有害过热分析：单位压缩功增加；单位制冷量不变；单位冷凝负荷增大；进入压缩机的制冷剂比容增大；压缩机的排气温度升高。

有效过热分析：对循环是否有益与制冷剂性质有关。设备中对回气管道采取保温措施，就是为了消除无效过热

9、回热循环 

单位压缩功增加；单位制冷量增加，不一定能提高制冷系数。（冷库使用氨，不采用回热循环。）

如：一些制冷设备中毛细管与回气管并联焊接在一起，就是简单的回热循环。

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