客车空调装置课件：蒸气压缩式制冷的实际循环

客车空调装置蒸气压缩式制冷的实际循环

蒸气压缩式制冷的实际循环1.理解单级蒸气压缩式制冷实际循环与理论循环的区别。2.掌握液体过冷、吸气过热及回热的概念，能够绘制相应的压焓图。3.掌握各种实际情况变化对制冷循环的影响，能够进行性能分析。单级蒸气压缩式制冷理论循环中的理想化假设在实际制冷循环中是不能实现的。对于单级蒸气压缩式制冷来说，单级蒸气压缩式制冷实际循环与理论循环的区别：①制冷压缩机的压缩过程不是等熵过程，且有摩擦损失。②实际制冷循环中压缩机吸人的制冷剂往往是过热蒸气，节流前往往是过冷液体，即存在气体过热、液体过冷现象。③热交换过程中，存在着传热温差，被冷却介质温度高于制冷剂的蒸发温度，环境冷却介质温度低于制冷剂冷凝温度。④制冷剂在设备及管道内流动时，存在着流动阻力损失，且与外界有热量交换。⑤实际节流过程不完全是绝热的等焓过程，节流后的焓值有所增加。⑥制冷系统中存在着不凝性气体。1工作任务2相关配套知识

蒸气压缩式制冷的实际循环1.过冷循环在理论循环中认为从冷凝器流出的及进入节流装置的制冷剂都是饱和液体状态，而在实际制冷装置中，制冷剂在冷凝器中冷凝成饱和液体后还在继续放热而变成过冷液体（未饱和液体）后才流出。特别在车辆制冷装置中，冷凝器采用风冷式冷凝器，液体的冷凝温度总是高于环境气温，从冷凝器出来的制冷剂液体在储液器和管路中流动时还要不断向外界空气放热而继续过冷。因此，制冷剂液体流至节流装置前一般总有一定的过冷度。图3-6为具有液体过冷的制冷循环。图3-6具有液体过冷的制冷循环

蒸气压缩式制冷的实际循环2.过热循环在理论循环中，我们假定由蒸发器流出和被压缩机吸入的制冷剂都是饱和蒸气，压缩机吸气管道中不存在热交换。实际上，温度为蒸发温度的制冷剂饱和蒸气总是低于被冷却介质的温度，还有吸热制冷能力。制冷剂蒸气流出冷藏货物间时的温度仍低于环境温度，它流过吸气管时，还将从外界吸收部分热量继续过热。如果制冷装置所采用的压缩机要求低温制冷剂蒸气冷却电机（如全封闭式和半封闭式压缩机）时，制冷剂到达压缩机吸气腔时的实际过热度就会更大。图3-7表示了具有吸气过热的制冷循环。图3-7具有吸气过热的制冷循环

蒸气压缩式制冷的实际循环实际上为了保证制冷压缩机的安全运行，必须使压缩机的吸气有一定的过热度。因为没有吸气过热度，压缩机就有可能吸入未蒸发完毕的少量液滴，液滴在压缩机汽缸中受热产生急剧的汽化，不仅会降低压缩机的实际吸气量，而且液体多时，有可能引起“液击”事故。一般吸气过热度取3℃～7℃。3.回热循环制冷压缩机吸入前的制冷剂蒸气温度高于蒸发压力下的饱和温度时，称为吸气过热，两者温度之差称为过热度。具有吸气过热的循环，称为过热循环。（1）蒸发器的蒸发面积的选择大于设计所需的蒸发面积，制冷剂在蒸发器内吸收被冷却介质的热量而过热，属有效过热。（2）制冷剂蒸气在压缩机的吸气管路中吸收外界环境的热量而过热，属有害过热。（3）在半封闭、全封闭制冷压缩机中，低压制冷剂蒸气进入压缩以前，吸收电动机绕组和运转时所产生的热量而过热，属有害过热，但这是避免不了的。（4）制冷系统设置了回热器，制冷剂蒸气在回热器中吸收制冷剂液体的热量而过热，属有害过热，但其过程有过冷过程伴随。从前面的讨论可知，为保证制冷机的安全运行和提高它的制冷效果，循环中应保证有一定的吸气过热度和液体过冷度，并尽可能减少有害过热，为此可采用如图3-8所示的回热循环。

蒸气压缩式制冷的实际循环图3-9是上述回热循环在压焓图上的表示。图3-8回热循环的原理图图3-9回热循环在压焓图上的表示4.蒸气压缩式制冷的实际循环蒸气压缩制冷机在实际循环与理论循环的不同点是：制冷剂流过管路、蒸发器、冷凝器、各种阀件阀门，以及流过压缩机内部时，都会产生阻力压降；蒸发器出口的制冷剂蒸气已有一定的过热度，膨胀阀前的制冷剂液体也有一定的过冷度；压缩机压缩蒸气的过程并不是绝热压缩的等熵过程。蒸气压缩制冷机的实际循环过如图3-10所示。图3-10蒸气压缩制冷的实际循环

蒸气压缩式制冷的实际循环5.实际循环的热力学计算进行实际循环热力学计算的目的是要求得制冷机循环的性能指标，为计算压缩机的制冷量和功率、换热器的热负荷等提供必要的基本数据。在制冷剂和制冷系统所需制冷量Q确定后，即可进行热力学计算。计算的步骤是：（1）确定工作参数工作参数主要是指蒸发温度、冷凝温度、过冷温度和压缩机的吸气温度等。①蒸发温度t0蒸发温度就是制冷剂液体在蒸发器中汽化时的温度。蒸发温度取决于被冷却物体的温度及传热温差，而传热温差与所采用的冷媒有关。客车空调装置采用直接蒸发式表面空气冷却器，蒸发温度

t0为：t0=tc-(8～10)℃

（3-10）②冷凝温度tk冷凝温度为制冷剂在冷凝器中的液化温度。它取决于所采用的冷却介质（水或空气）、冷凝器的构造形式和传热温差。客车空调制冷装置采用风冷式冷凝器，冷凝温度tk为：tk=tH+(13～15)℃

（3-11）③过冷度压缩机的吸气温度按蒸气离开蒸发器时的情况及进入压缩机吸气腔前的传热情况来确定。一般R12、R22的吸气温度最高不超过+15℃。液体过冷度可选3～5℃，如果采用回热循环，则液体过冷度应满足式（3-8）。

蒸气压缩式制冷的实际循环（2）计算循环的热力学性能指标根据已知的工作参数，画出循环的压焓图（图3-11）。确定出各主要状态点的状态参数，然后计算出循环的热力学性能指标。图3-11理论制冷循环图循环各主要状态参数可由R12的lgp-h图查出，如表3-1所示。表3-1制冷循环状