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制冷系统原理及基础知识 热力学第一定律 热能可以从一个物体传递给另一个物体，也可以与机械能或其他能量相互转换，在传递和转换过程中，能量的总值不变。 或者描述为“一个物体内能的变化取决于它吸收多少热量并且对外界做了多少功” ?E = Q – W 蒸气压缩制冷循环原理图 系统主要部件及作用 压缩机：它的作用是将蒸发器中的制冷剂蒸汽吸入,并将其压缩到冷凝压力,然后排至冷凝器.常用的压缩机有往复活塞式,离心式,螺杆式,涡旋式,滚动转子式和滑片式 冷凝器：它是一个换热器,它的作用是将来自压缩机的高压制冷剂蒸气冷却并冷凝成液体。制冷时，向环境散热；制热时，从环境吸热 节流元件：制冷剂液体流过节流机构时,压力由冷凝压力降低至蒸发压力,大部分液体转化为蒸气 蒸发器：它也是一个换热器,它的作用是将经节流机构流入的制冷剂液体蒸发成蒸气,以吸收被冷却物体的热量。制冷时，从室内吸热；制热时，向室内散热 几个关键点的数据（制冷参考） 压缩机出口：温度85-90℃ ，压力1.9-2.0MPa 冷凝器中间温度：48-51℃ ，压力1.9-2.0MPa 蒸发器中间温度：8-10℃ ，压力0.5-0.6MPa 回气：12-15℃ ，压力0.4-0.5MPa 几个基本关系 制冷时：室内蒸发器吸热量（制冷量）＋压缩机消耗功率＝室外冷凝器散热量 制热时：室内蒸发器散热量（制热量）＝压缩机消耗功率＋室外冷凝器吸热量 几个基本概念 焓(h) ：含热量 [kJ/kg.K] 干度(x) 饱和压力、饱和温度 过热蒸气、饱和蒸气、饱和液体、过冷液体 过冷度：冷凝器出口温度与冷中温度的差值 过热度：蒸发器出口温度与蒸中温度的差值 冷中温度：冷凝器中部的温度 蒸中温度：蒸发器中部的温度 衡量循环优劣的几个参数 制冷量、制热量 Q 消耗功率 P 能效比（EER） 性能系数（COP） * * 热力学第零定律 如果两个热力学系统中的每一个都与第三个热力学系统处于热平衡(温度 相同)，则它们彼此也必定处于热平衡 温度测量即应用此原理 功，热量，能量,内能 功：在力学上把力和力方向位移的乘积定义为功. 热量：热量是内能改变时，通过热传递方式转移的能量，是 内能的变化量 ; 能量: 是物质运动的量度,运动有各种不同的形态,相应就有 各种不同的能量,比如:机械能,内能,化学能,等等; 内能: 也叫内热能,物体因其内部的分子原子等微粒不停地 运动而具有的能量; W 温度控制器 过滤网 毛细管 干燥过滤器 室内热空气 热空气排向室外 压缩机 降温后的室内热空气排向室内 室外空气 离心风扇 电动机 蒸发器 冷凝器 轴流风扇 制冷(热)量的测量方法 量热计法: 空调器室内侧制冷量,是通过测定用于平衡制冷量和除湿量所输入量热计室内侧的热量和水量来确定. 空气焓差法: 测量空调器室内侧进出风的焓的差值,乘以循环空气的质量流量,即的制冷量. 理论和实际制冷循环 理论制冷循环 1-2: 等熵压缩 2-3: 等压冷凝 3-4: 等焓膨胀 4-1: 等压蒸发 P – h Diagram 实际制冷循环 1-2: 非等熵压缩 2-3: 冷凝过程有压降 3-4: 膨胀过程有焓增 4-1: 蒸发过程有压降 有过冷及过热 实际制冷循环-过热 过热(1-1’):气体的温度高于当前的压力下对应的饱和温度时称为过热. 如果吸入蒸气的过热发生在蒸发器的后部,则由于过热而吸收的热量来自被冷却的空间,因而产生了有用的制冷效果,称为有效过热. 制冷剂蒸气在被冷却空间以外吸取环境空气的热量而过热,称为无效过热. 过热而增加的制冷量: 实际制冷循环-过冷 液体过冷(4-4’):将节流前的制冷剂液体冷却到低于冷凝温度的状态,称为过冷. 因过冷而增加的单位制冷量 Δ q= h4—h4’ 如果流量不变,则过冷度越大,制冷量越高 如果流量减小,过冷度增加,则制冷量可能增加也可能减小; 优化毛细管及EEV的过程及如此. 如果冷凝器出口没有过冷度,则可能会有气态制冷剂进入节流装置,导致其工作不稳定 制冷剂 制冷剂是制冷机中的工作介质,它在制冷机系统中流动,通过自身热力状态的变化与外界发生能量交换,从而达到制冷的目的.比如NH3,CO2,卤代烃(R12,R22,R11) 及某些碳氢化合物(甲烷,乙烷). 卤代烃也称氟利昂是链状饱和碳氢化合物的氟、 氯、 溴衍生物的总称. CFCS: R11、 R12、 R13、 R14等分子中只有氟、 氯、 碳原子,这类氟利昂称氯氟烃;; HCFCS:如果分子中除了氟、 氯、 碳原子,还有氢原子(如R22),称