第十章-能源动力基础-制冷原理1.pptVIP

第十章 制冷原理与空气调节 第一节 概 述 制冷 ：从低于环境温度的物体中吸取热量并将其转移给环境介质的过程 。 制冷技术：研究采用人工方法制取低温的原理、设备及其应用的技术 。 冷和热的概念是相对的 。 在制冷技术中，冷和热都是与周围环境介质（空气或水）的温度相比较而言的。 人工制冷就是借助于制冷机，以消耗机械能、电磁能、热能以及太阳能等形式的能量为代价，使热量从低温物体或空间转移到高温物体或空间以达到制冷的目的。 从环境温度到绝对零度只有约300度的温度差。 根据人工制冷所能达到的低温范围，将人工制冷划分为普通制冷和低温制冷两个领域。 普通制冷：从环境温度到120K（－153℃）； 低温制冷：从120K到0K；低温 深度制冷: 120K~20K； 低温制冷: 20K~0.3K； 超低温制冷: 0.3K. 制冷与低温在获得低温的原理、方法、系统与设备以及所采用的工作介质等均有所不同。 第二节 制冷基本理论 一、 制冷的热力学基础 制冷系统是利用逆向循环的能量转换系统 以机械能或电能为补偿：蒸汽压缩式、热电式制冷机等 。 和以热能为补偿的：吸收式、蒸汽喷射式、吸附式制冷机等 。 二、 制冷的基本方法 1）相变制冷：利用液体在低温下的蒸发过程或固体在低温下的熔化或升华过程向被冷却 物体吸取热量的过程。 液体气化、水冰或溶液冰的熔化、干冰升华 2）气体膨胀制冷：利用高压气体的绝热膨胀以达到低温，并利用膨胀后的气体在低压下的复热过程来制取冷量的过程。 膨胀机膨胀：气体温降大，制冷量大，效率高 节流阀膨胀：温降小，制冷量小 ，效率低。 3）气体涡流制冷 ：高压气体经涡流管膨胀后被分离成冷、热两股气流，将分离出来的冷 气流复热即可制取冷量。 第三节 单级蒸气压缩制冷循环 一、蒸气压缩式制冷 （一）、制冷剂的压焓图 （二）、理想制冷循环（理论循环） 1．理想化条件 ①、蒸发过程、冷凝过程都是等压、等温过程。 ②、压缩过程是定熵过程，并且吸入的是x=1的 干饱和蒸气。 ③、冷凝器出口状态为饱和液体状态。 ④、节流过程是等焓过程。 ⑤、在各段连接管路中，制冷剂不发生状态变 化。 2．在压-焓图上的表示法 3．理论循环的热力计算 已知条件：制冷剂种类， 制冷系统的蒸发温度t0(℃)、 制冷系统的冷凝温度tk(℃) 环境状态pa(Pa)、ta(℃)、?a、 压缩机的气缸直径D（m）、 活塞行程S（m）、 气缸数Z、 曲轴转速n(r/min)。 1）单位制冷量q0， qv 2）压缩机单位 理论功w0 3）压缩机理论 排气量 4）制冷剂循环量qm,R 5）制冷机制冷量Q0 6）冷凝器热负荷Qk 7） 压缩机理论功率N0 8）制冷系数? 9）热力学完善度 10）单位功率制冷量ke 二、 实际循环 （一）过冷循环 过冷：节流前的制冷剂定压冷却到低于冷凝温度的状态。 过冷循环：含有过冷过程的制冷循环。 （二）过热循环 过热：将压缩机吸入前的制冷剂蒸气加热到高于饱和温度的状态。 过热循环：含有过热过程的制冷循环。 * * 制冷机:指完成制冷循环所必需的机器和设备的总和。 蒸汽压缩式制冷机中就包括制冷压缩机、冷凝器、蒸发器、节流机构等 。 吸收式制冷机中则包括发生器、冷凝器、蒸发器、吸收器、节流机构以及泵等。 机器：在制冷机中通常将消耗电能的、有机械运动的制冷压缩机、泵等。 制冷设备：除机器以外的、其余的换热器及其他辅助设备。冷凝器、蒸发器、储液器等。 制冷装置：将制冷机与消耗冷量的设施结合在一起。如冰箱、冷库等。 两类制冷机的能量转换关系 4）热电制冷 过冷循环压-焓图 过热循环压-焓图 *