制冷修改完整版.doc

4.1蒸汽压缩式制冷循环 4.1.1循环过程 压缩机压缩成高温高压蒸汽—冷凝器中冷凝成高压液体—膨胀阀节流成低温低压的气液两相—蒸发器中汽化吸热。 4.1.2制冷剂热力参数图表 1.饱和状态只要知道一个参数即可查出其他参数； 过热状态需要知道两个参数才能查出其他参数。 2.制冷剂的热力性质图 （1）温熵图（T-S） 过程线下的面积表示放出或吸收的热量（顺时针方向△S0）。 （2）压焓图 吸热、放热、压缩机的耗功量都可以用初终状态的比焓差计算。 注意h，s基准点是否一致。 4.1.3理想制冷循环—逆卡诺循环 1.逆卡诺循环 制冷系数=T低/（T高—T低）。 制冷系数与制冷剂性质无关，仅取决于冷热源温度T高和T低。 2.湿蒸汽区逆卡诺循环—蒸汽压缩式制冷理想循环 蒸汽压缩式制冷理想循环的两个循环图。 3.有传热温差的制冷循环 其制冷系数小于逆卡诺循环，有温差损失。 4.1.4蒸汽压缩式制冷理论循环及热力计算 1.蒸汽压缩式制冷理论循环 两个换热器中是定压，压缩过程是绝热，还有一个节流过程。与理想循环相比有以下特点： 有传热温差；用膨胀阀代替膨胀机（节流损失）；干压缩代替是压缩（过热损失）。 节流损失与（T高—T低）有关，与制冷剂物性、蒸发压力Pk有关。 绝大多数制冷剂采用干压缩后，制冷系数有所降低，降低的程度成为过热损失。 过热损失大小与节流损失一样，与上述因素有关。一般节流损失越大，过热损失就越小。 2.蒸汽压缩式制冷理论循环热力计算 蒸发温度、冷凝温度的确定；热力计算（单位制冷量、质量流量、压缩机耗功量、制冷系数等）。 3. 蒸汽压缩式制冷循环的改善 （1）膨胀阀前液体制冷剂再冷： 1）设置在冷却器：过冷度。采用再冷循环可以提高制冷系数，提高的大小与制冷剂的种类和再冷度有关。举例R717，R22.也不是过冷度越大越好。 2）回热循环：回热器的作用是使膨胀阀前的制冷剂液体与压缩机吸入前的制冷剂蒸汽进行热交换（使得膨胀阀前的液体更冷，压缩机入口的气体更热）。参考图4.1-11。回热循环是否能够提高制冷系数视情况而定。举例R502有利，R22可以，R717不利。 （2）带膨胀机的制冷循环 （3）带闪发蒸汽分离器（节能器）的多级压缩制冷循环 1）带节能器的螺杆式二次吸气制冷循环（螺杆只能带一个）。 COP明显提高，蒸发温度越低，节能率越大。 2）带节能器的多级压缩制冷循环（离心可以带多个） 能耗少，COP提高；能制取较低的蒸发温度；转速低、噪音小。 4.1.5双级压缩式制冷循环（带节能器或中间冷却器） 活塞式压缩比（R22），高温机不大于6，低温机不大于16。氨≤8，氟利昂≤10。 一般螺杆式单级可制取较低的温度（-40℃）。 1.一次节流、完全中间冷却的双级压缩制冷循环，图4.1-13。 P577 中间冷却器热量守恒；MR=MR1+MR2 2.一次节流、不完全中间冷却的双级压缩制冷循环，图4.1-14。 P578 3. 双级压缩式制冷中间压力的确定 中间压力指中间冷却器中的压力，对应饱和温度称为中间温度。 （1）按制冷系数最大原则，最佳温度计算公式 （2）按高低压缩机压缩比相等原则，P=（P1*P2）1/2 （3）按高低压缩机容积比相等原则 4.1.6热泵循环 所谓热泵，就是利用外部能源从低位热源向高位热源转移热量的装置。 通常的讲就是利用冷凝器放出的热量来制热的制冷系统或用作供热的制冷机。 制热系数=制冷系数+1。逆卡诺循环也是热泵理想循环，制热系数最大。 以电能驱动热泵供热比直接用电能供热要节能的多，但与直接燃烧煤、燃气、油等一次能源的供热方式比较，需要权衡考虑。 4.2制冷剂及载冷剂 4.2.1制冷剂的种类及编号 无机：用700，R729，R718，R744。 有机：（1）卤代烃 （2）混合物载冷剂：共沸用R500，非共沸R400（滑移温度，不适合多联机）。 4.2.2对载冷剂的要求 1.热力学性质：临界温度高；蒸发压力不宜低于大气压力；凝固温度低可以制取较低的蒸发温度；汽化潜热要大；单位容积制冷量要分别对待（大型要求大些，小型要求小些）；常用载冷剂单位容积制冷量见表4.2-1 P582；绝热指数应低，排气温度就越低。 2.物理性质：CFC、HCFC、HC用矿物油，HFC用PAG或POE合成油，螺杆式用合成油。 3.安全性和环境友好性 （1）安全性：毒性、可燃性和爆炸性，见表4.2-3。 （2）制冷剂环境友好性：消耗臭氧层潜值ODP。 （3）全球变暖潜值GWP及定义。 （4）大气寿命（分解到一半）。制冷剂安全性和友好性见表4.2-4，常用制冷剂环境评价指标，见技措P136。 4.2.3 CFCs及HCFCs的淘汰与替代 到2030年完全淘汰HCFCs的生产与消费，但2030-2040年间允许保留年均2.5%的维修用量。CF