一般制冷原理

1、1 蒸汽压缩制冷原理12 制冷剂的选择22.1 制冷剂热力学性质22.2 物理化学性质22.3 其他22.4 常见制冷剂33 载冷剂（冷媒介质）33.1 载冷剂的选择33.2 水33.3 无机盐水溶液33.4 有机物水溶液34 吸收式制冷原理31 蒸汽压缩制冷原理液体汽化制冷是利用液体汽化时吸热、气体液化时放热效应来实现制冷的。液体汽化成蒸汽，当液体（制冷剂）处在密闭的容器中时，此容器除了液体和液体的蒸汽外，没有其他任何气体，液体和蒸汽在在某压力下达到一个平衡，此时的气体称为饱和蒸汽，压力称为饱和压力，温度称为饱和温度。平衡时液体汽化和气体液化的速度一样，这时如果把一部分蒸汽抽走，液体必然会继

2、续汽化产生蒸汽以维持这一平衡。而液体汽化要吸收热量，此热量称为汽化潜热。汽化潜热来自于被冷却对象，使被冷却对象温度降低。为了使这一降温过程持续进行，必须从容器中不断抽走蒸汽，还要补充液体到容器中。为了实现循环，我们要把制冷剂的蒸汽液化后，再回到容器。而要将此蒸汽直接冷凝成液体，这需要冷却介质的温度比液体的蒸发温度还要低。我们需要蒸汽的冷凝温度在常温，则需要把蒸汽的压力提高到常温下的饱和压力。制冷剂在低温低压的环境中蒸发，产生制冷效果；在高压常温的环境中冷凝，并放出热量。蒸汽在常温高压下冷凝成高压液体，还需要将其压力降至蒸发压力后才进入容器。液体汽化制冷循环就是由制冷剂汽化、低压蒸汽升压、高压蒸

3、汽冷凝、高压液体降压四个过程组成。 冷却介质 冷凝器 高压制冷剂蒸汽 高压制冷剂液体 压缩机 节 流 元 件 蒸发器 低压制冷剂蒸汽 低压制冷剂液体 冷媒介质 进出 与冷凝压力相对应的温度Tk称为冷凝温度，Tk一定要高于冷却介质的温度。冷凝后的高压液体经过膨胀阀或节流元件，使其压力从冷凝压力Pk降到蒸发压力P0，部分液体汽化，温度也从Tk降到T0。离开膨胀阀的气液混合物到达蒸发器中，从被冷却对象中吸收所需要的蒸发热，使被冷却对象冷却。在整个循环中，压缩机起着压缩和输送制冷剂蒸汽、造成蒸发器低压的作用，推动系统循环，是整个系统的心脏。节流阀对制冷剂起节流降压的作用，并用以调节制冷剂的流量。蒸发器

4、是输出冷量的设备，制冷剂在其中蒸发，吸收被冷却对象的热量，达到制冷目的。冷凝器是输出热量的设备，制冷剂在蒸发器吸收的热量以及压缩机做功所转化的热量在冷凝器里一起被冷凝介质带走。2 制冷剂的选择只有在工作温度内能汽化和液化的物质才可以做为制冷剂使用。2.1 制冷剂热力学性质 工作温度范围内有合适的压力和压力比蒸发压力大气压力冷凝压力不能太高冷凝压力与蒸发压力之比不能太大。 单位体积制冷量要大。 等熵压缩的温升不能太大。 单位体积压缩功小，循环效率高。2.2 物理化学性质 粘度密度尽量小 导热系数大 无毒，不易燃烧爆炸 化学稳定性，热稳定性好 对环境无破坏2.3 其他原料便宜，易得，制造工艺简单。

5、2.4 常见制冷剂 氨沸点-33.3，熔点-77.9。单位容积制冷量大，粘度小，传热性好，流体阻力小，毒性较大，有一定可燃可爆性。 氟利昂R12 二氟二氯甲烷，沸点-29.8，熔点-158摄氏度。无色有芳香烃气味，毒性小，不燃不爆安全。使用时应严格控制含水量。对镁及含镁量超过2%铝镁合金腐蚀性较大。R134a 四氟乙烷，毒性低，不可燃，安全。化学稳定性好，但对系统的干燥和清洁度要求更高。3 载冷剂（冷媒介质）3.1 载冷剂的选择用作载冷剂要求工作温度下保持液态，凝固温度小于制冷剂的蒸发温度，沸点越高越好；化学稳定性好，不挥发，不分解，腐蚀性小；无毒，对人体无害；比热大；粘度小，流动性好，传热性

6、好。3.2 水水是一种很好的载冷剂。比热大，稳定性好，无毒无害。其冰点较高，只能用于高于0的场合。3.3 无机盐水溶液无机盐水溶液具有较大的比重和比热，载冷量大，冰点低，比较常见，可用于中低温制冷系统。常见的有氯化钠，氯化钙，氯化镁的水溶液。其含有氯离子，对金属有较强的腐蚀性。3.4 有机物水溶液常见的有甲醇、乙醇、乙二醇水溶液。甲醇和乙醇具有可燃性，要注意防火。乙二醇具有比重比热大，无燃烧无腐蚀性，应用较广泛。4 吸收式制冷原理蒸汽吸收式制冷系统是由发生器、冷凝器、蒸发器、吸收器、制冷节流阀、溶液节流阀、溶液热交换器、各溶液泵组成。整个系统分为两个回路：溶液回路、制冷剂回路。系统使用的工作流

7、体是制冷剂和吸收剂，我们称它为吸收式对制冷的工质对。吸收剂是液体，它对制冷剂有很强的吸收能力。吸收剂吸收了制冷剂蒸汽后，形成溶液。溶液加热又可以放出制冷剂蒸汽。因此我们可以用溶液回路来代替压缩机的作用，构建蒸汽吸收式制冷循环。制冷剂回路由冷凝器、制冷节流阀、蒸发器组成。高压制冷剂气体在冷凝器里冷凝，产生的高压制冷剂液体进节流后到蒸发器中蒸发，产生制冷效果。溶液回路由吸收器、溶液换热器、发生器、溶液节流阀和溶液发生泵组成。在吸收器中，吸收剂吸收来自蒸发器的低压制冷剂蒸汽，形成富含制冷剂的溶液。将该溶液用发生泵送往发生器，中间经过溶液换热器，在发生器中继续加热，是其中的制冷剂蒸发出来，进入冷凝器。

8、另一方面，发生后的溶液重新恢复原来的组份，经溶液节流阀降压，溶液换热器冷却后，成为具备吸收能力的溶液，进入吸收器吸收制冷剂蒸汽。吸收剂吸收会伴随放热，需要冷却吸收液。4.1 溴化锂吸收式制冷溴化锂吸收式制冷是利用“溴化锂-水”组成的二元溶液为工质对，完成制冷循环的。在溴化锂吸收式制冷机内循环的二元工质对中，水是制冷剂。在真空(绝对压力：870Pa)状态下蒸发，具有较低的蒸发温度(5)，从而吸收载冷剂热负荷，使之温度降低，源源不断地输出低温冷水。工质对中溴化锂水溶液则是吸收剂，可在常温和低温下强烈地吸收水蒸气，但在高温下又能将其吸收的水分释放出来。制冷剂在二元溶液工质对中，不断地被吸收或释放出来

9、。吸收与释放周而复始，不断循环，因此，蒸发制冷循环也连续不断。制冷过程所需的热能可为蒸汽，也可利用废热，废汽，以及地下热水(75'C以上)。在燃油或天然气充足的地方，还可采用直燃型溴化锂吸收式制冷机制取低温水。这些特征充分表现出溴化锂吸收式制冷机良好的经济性能，促进了溴化锂吸收式制冷机的发展。溴化锂溶液无色无毒，有碱味，在水中的溶解度随温度的降低而降低，水蒸汽分压力很小，具有很强的吸湿性。溶液表面张力较大，为提高热交换效果，常在溴化锂溶液中加入表面活性剂。常用表面活性剂是异辛醇或正辛醇。辛醇在常压下，是无色有刺激性气味的液体，在溶液中溶解度很小。一般机组中添加0.1-0.3%（V%）的辛醇就能达到效果。溴化锂溶液对黑色金属和紫铜有很强的腐蚀性