制冷与低温技术原理—第3章-蒸气压缩式制冷-单级蒸气压缩制冷循环 1.ppt

制冷与低温技术原理 第 3 章 蒸气压缩式制冷 第 3 章 蒸气压缩式制冷 主要内容： 单级蒸气压缩式制冷的理论循环 单级蒸气压缩式制冷的实际循环 蒸气压缩式制冷中的制冷剂 多级蒸气压缩式制冷循环 复叠式蒸气压缩制冷循环 单位容积制冷量qv：与制冷剂的性质有关 有效过热对循环性能的影响 单位制冷量q0 增加 NH3 单位容积制冷量下降； 制冷量减少； 压缩终了温度提高； 对压缩机的寿命，可靠 性不利； 希望有5℃的过热度。 R502 单位容积制冷量增加； 制冷量增加； 容积效率提高； 吸气过热度受最高允许 排气温度的限制； R502 可允许有30-50℃过热度。 单位容积制冷量减少，但变化较小； 压缩机的容积效率增加，占优势； 相同工作条件下，压缩机排气温度比R502高， 因而限制了有效过热度允许采用的数值。 R22 制冷系数：与制冷剂的性质有关 制冷系数下降： NH3，R22； 制冷系数增加： R502，丙烷。 （1）回热：使节流前的制冷剂液体和压缩机吸入 前的制冷剂蒸气进行热交换，同时达到 液体过冷和吸气过热的目的。 （2）回热循环制冷系统图 3. 气-液热交换器（回热）对循环性能的影响 （3）回热循环坐标图 回热器的能量平衡关系 不计回热器与外界环境之间的能量交换， 回热器中制冷剂液体放出的热量应等于 制冷剂蒸气吸收的热量。 （4）回热循环分析 即； 式中：c’：液体的比热容， cp0：低压蒸气的比热容。 循环比功 略增加 单位制冷量 增加 比同有效过热分析 回热循环等价于没有过冷的有效过热循环。 说明 制冷系数 可增加或减小 与制冷剂的性质有关。 （5）回热循环的应用 从单位容积制冷量和制冷系数角度看： R502，R290，R134a 采用回热循环有利； R22，R717 采用回热循环不利。 为防止压缩过程产生液击现象，采用回热循环； R113，R114，RC318等类制冷剂 — T-S图上饱和蒸气曲线向左下方倾斜，当压缩机吸入 的是饱和气体时，等熵压缩后进入湿蒸气区，不利于 压缩机工作。必须采用回热循环。 蒸发温度较高的制冷机一般不用回热器。 对小型制冷机来说，通常把冷凝后的液体管道 （或毛细管）与压缩机前的吸气管道包扎在一起 ， 形成一个简单的回热器。 蒸发温度低的制冷机用回热器有重要意义： 低温制冷装置中，吸气温度过低会使压缩机汽缸外壁 结霜，润滑条件恶化，应设法提高吸气温度。 同时高压液体因回热而得到过冷。 对较大型制冷机，需用一个专门的回热器。 压缩机吸气比体积增加， 压力比增加； 循环比功增大； 容积效率降低； 制冷系数降低。 （1）吸气管道 压缩机吸气比体积增大； 单位容积制冷量减小； 排气温度上升； 循环性能系数下降。 增大管径，降低流速。 4. 管道压力损失和热交换对循环性能的影响 热交换—无效过热 压力降—有害 采取措施 增加了压缩机的排气压力； 增加了压缩机的压力比，比功； 增加了压缩机排气温度； 容积效率降低； 制冷系数下降。 冷却高压气体； 减小冷凝器的热负荷。 排气管道中制冷剂的流速也必须加以控制。 该压力降相对于压缩机的压力比而言，要小得多， 对系统的影响较小。 （2）排气管道 热交换—有利 压力降—有害 采取措施 （3）高压液体管道 热交换：考虑两种可能情况 a: 热交换—有利 　若制冷剂液体温度 高于环境温度，高压 制冷剂液体散热，起 到过冷作用，对循环 有益； 　若制冷剂液体温度低于 环境温度，制冷剂被环境 加热，高压液管中将有部 分制冷剂液体汽化，影响 膨胀阀的流通能力且使其 工作不稳定。造成蒸发器 缺液，制冷能力下降。 b: 热交换—不利 产生的原因： 液体管路中的压力降； 高度差导致压力降。 产生的影响： 使膨胀阀前的制冷剂压力降低； 阀前后的压力差减小； 高压液管的压力损失将使阀前液体出现闪蒸气； 影响膨胀阀的通流能力及其工作的稳定性。 设计时，注意冷凝器和节流装置的相对位置； 同时，降低节流前管路的阻力损失。 压力降—有害 采取措施 a：管道安装在被冷却空间，有效制冷； b：管道安装在室外，无效制冷。 两相管道的压力降，使膨胀阀出口压力升高， 阀前后压差减小，略削弱膨胀阀通流能力； 通常这一管