制冷原理 演示文稿.ppt

制冷原理及制冷剂简介 一、制冷原理 二、常用制冷剂的性质及危害 三、制冷系统安全运行及防护 制冷原理 冷和热是同一范畴的物理概念，都是物质分子运动平均动能的表征。冷和热是相比较而存在的，是人体对温度高低感觉的反应。 在制冷技术中所说的冷，是指某空间内物体的温度低于周围环境介质的温度。因此，制冷就是使某一空间内的温度低于周围环境介质的温度，并维持这个低温的过程。（环境介质是指自然界的空气和水） 为了使某物体或某空间达到并维持所需的低温，就得不断地从它们中间取出热量并转移到环境介质中去。这个不断地从被冷却物体取出并转移热量的过程就是制冷过程。 制冷系统示意图 实现制冷有两种途径：天然冷却和人工制冷。 人工制冷的方法主要有两种：1、利用物质相变（如融化、气化、升华）的吸热效应实现制冷。这种方法应用最广泛，如各种空调、冷库、速冻隧道等。2、利用气体膨胀产生冷效应制冷。这种方法主要用于空气分离。其它方法有半导体、绝热去磁、涡流管、气体吸附制冷等。 利用液体气化来实现制冷称蒸汽压缩式制冷。包括活塞式、螺杆式、离心式。 制冷机是怎样实现制冷的呢？ 一壶水放在炉子上加热，水从常温上升到100℃，水开了，继续加热水熬干了。这一过程中有三种自然现象出现： 1、热量自发的由高温物体传向低温物体。（方向性） 2、水沸腾之前温度升高。(显热） 3、水沸腾之后温度不再升高而气化成水蒸气了。（潜热） 既然热量不能自发的由低温物体传向高温物体，为了降低物体（或空间）的温度获得低温，就必须付出一定的代价：功（制冷机消耗电能），来转移这些热量。制冷剂（氨、氟利昂等）是转移热量的载体。 制冷剂为什么能将低温物体的热量转移到高温的环境介质中实现制冷呢？ 水在常压下蒸发（沸腾）温度是100℃，而在西藏高原70－80℃就开锅了。说明工质（水、氨、氟利昂）的蒸发温度随着压力的变化而变化。也就是说压力和温度是一一对应的关系。 氨（常压）的蒸发温度－33.35℃ R12 （常压）的蒸发温度－29.8℃ R22 （常压）的蒸发温度－40.9℃ 水（常压）的蒸发温度＋100℃ 从以上几组数字可以看出，我们需要冷却的物体（空间）的温度一般都远远高于氨和氟的蒸发（沸腾）温度。氨和氟的液体就会蒸发吸收被冷却物的热量气化成氨或氟蒸汽。完成转移热量的第一步。 只完成吸收热量不将热量转移给环境介还无法实现制冷。 因此我们选择的制冷剂气体必须能在常温下冷凝成液体放出（冷凝）潜热。完成转移热量。 氨和氟都具备以上条件。 氨的冷凝温度在30－40℃范围内，压力适中，在压缩机的安全工作范围内，采用水冷却； 氟利昂22的冷凝温度在30－50℃范围内，压力适中，在压缩机的安全工作范围之内，且可采用风冷冷凝器冷却。 我们将吸收了被冷却物的热量而气化的氨或氟的低压蒸汽，用压缩机压缩成高压蒸汽，送入冷凝器放热并凝结成高压液体。完成了热量转移。 制冷技术中常用术语及名词 制冷系统的组成：如图 制冷系统的工作过程； 1、低压制冷剂（氨）液体在蒸发器内吸收被冷却物的热量而气化（相变）为低温、低压的氨蒸汽； 2、这些低温、低压氨蒸汽被吸入压缩机压缩成高温、高压的氨蒸汽并被排入冷凝器； 3、在冷凝器中高温、高压的氨蒸汽被水冷却放出热量凝结为常温、高压的氨液体； 4、高压氨液经节流阀膨胀为低压氨液体并进入蒸发器，吸收被冷却物的热量而气化为低温、低压的氨蒸汽。（完成一个循环）。然后被压缩机吸入进行压缩，周而复始，实现制冷。 由上述可知，单级压缩制冷循环流程的特点如下： 1）制冷设备的四大部件需组成一个封闭的系统。 2）实现制冷循环的动力来自压缩机。 3）压缩机和节流装置将系统分成高、低压两个部分。 4）制冷剂依靠自身状态的变化实现热量的转移。在蒸发器中从被冷却物体中吸热，由液体变为气体。而在冷凝器中向环境介质放热，由气体变为液体。 由于制冷剂在不同的蒸发温度（压力）下的焓值不同，所以同一台制冷机在不同的蒸发温度下，其制冷量是不同的，其消耗功率（电能）也是不同的。 因此制冷机规定有三种工况：空调（高温）工况：+5℃/+40℃、标准（中温）工况：－15℃/+30℃、低温工况：－35℃/+35℃以适应不同的工艺要求。同一台制冷机在不同的工况下配备的电机功率是不同的。以LG20（氨）机为例，在冷凝温度＋35℃时，不同蒸发温度下的制冷量：见表 从表中可以看出，随者蒸发温度的提高制冷量迅速增大，而耗电量增加较小。 这就要求我们在保证工艺要求的情况下尽可能提高蒸发温度，节约能源，提高效益。 以上简单介