制冷技术基础知识2pptx 修复的

1、,GEA Refrigeration China,制冷专题培训 制冷技术基础知识 冯昭煌 基伊埃工业冷冻技术学院,主题,GEA Institute of Refrigeration Technologies,GEA Institute of Refrigeration Technologies,一.制冷基本术语,了解以下基本术语 制冷 温度 压力 蒸发 冷凝 饱和温度，饱和压力 过热蒸汽，过冷液体,GEA Institute of Refrigeration Technologies,制冷,制冷：利用人工的方法，把某物体或某空间的温度降低到低于周围环境的温度，并使之维持在这一低温的过程。 实质

2、：将热量从被冷却对象中转移到环境中 制冷冷却,GEA Institute of Refrigeration Technologies,制冷,制冷机：实现制冷所需的机器和设备。 特点：必须消耗能量电能、机械能等 制冷剂：制冷机中把热量从被冷却介质传给环境介质的内部循环流动的工作介质。 制冷循环：在制冷机中，制冷剂周而复始吸热、放热的流动循环。,GEA Institute of Refrigeration Technologies,制冷,饱和蒸气：气态和液态共存。 过冷：冷凝后的制冷剂温度低于冷凝温度。液态制冷剂中无蒸气时才会出现过冷。 过热：蒸气的温度超过沸点。过热时制冷剂完全为气态。 压力温度

3、对应表：饱和制冷剂的温度和压力之间存在一一对应关系。,GEA Institute of Refrigeration Technologies,制冷方法,1）相变制冷：利用液体在低温下的蒸发过程或固体在低温的融化或升华过程从被冷却物体吸取热量以制取冷量。 2）气体绝热膨胀制冷：高压气体经绝热膨胀即可达到较低温度，令低压气体复热即可制取冷量。 3） 气体涡流制冷：高压气体经涡流管膨胀后即可分离为热、冷两股气流，利用冷气流的复热过程即可制冷。 4）热电制冷：令直流电通过半导体热电堆，即可在一端产生冷效应，在另一端产生热效应。,GEA Institute of Refrigeration Techno

4、logies,相变制冷,液体气化： 物质从液态变为气态的过程称为气化。 任何液体气化时都要吸收热量。在定压下，单位质 量液体气化时吸收的热量称为气化热r（J/kg）： rh”h 式中h为焓，单位J/kg，上角表示液态;上角”表示气态。 焓是制冷工质进出热力设备时带入或带出的内能和推动功之和,GEA Institute of Refrigeration Technologies,蒸汽压缩式制冷循环,GEA Institute of Refrigeration Technologies,制冷循环,冷凝 （环境温度）,高压/温,低温/压,节流膨胀,蒸发 （设计温度）,制冷循环,压缩机组,GEA In

5、stitute of Refrigeration Technologies,思考,“四大件”的作用各是什么？ 压缩机 冷凝器 节流阀 蒸发器,GEA Institute of Refrigeration Technologies,流程,图为一台单级压缩蒸气制冷机的 流程图。它由下列四个基本设备 组成： 1）压缩机：“心脏”，压缩和输送制冷剂蒸汽。 2）冷凝器：将压缩机送来的高压高温气体冷却并冷凝成液体。 3）节流机构：节流降压，并调节进入蒸发器的制冷剂流量。 4）蒸发器：吸收被冷却物体的热量，从而制冷。,GEA Institute of Refrigeration Technologies,制

6、冷系数,从压缩机出来的高压高温制冷剂气体进入冷凝器被冷却并进一步冷凝成液体后，进入节流装置膨胀阀减压，部分液体闪发成蒸气，这些气液两相的混合物进入蒸发器，在里面吸热蒸发成蒸气后回到压缩机重新压缩，从面完成一个循环。,在这个循环中，压缩机耗功W，蒸发器吸热Q0，Q0称为制冷量。 压缩蒸气制冷循环的制冷系数： COPQ0/W,GEA Institute of Refrigeration Technologies,二. 制冷系统压焓图,等压线 水平线 等焓线 垂直线 等干度线 湿蒸汽区域内 等熵线 向右上方倾斜 等容线 向右上方倾斜 等温线 垂直线水平线 向右下方弯曲,GEA Institute o

7、f Refrigeration Technologies,压焓图,GEA Institute of Refrigeration Technologies,思考,如何将制冷循环用压焓图来表示？ 如何用压焓图来了解制冷系统的运行状态参数？ 如何用压焓图来进行解制冷系统的计算与分析？,GEA Institute of Refrigeration Technologies,制冷循环,基本过程 -压缩 -冷凝放热 -液体过冷 -膨胀 -蒸发制冷量 -吸气过热,GEA Institute of Refrigeration Technologies,制冷循环,h1=h2,h3,h4,制冷效率 = h3 -

8、h1,输入功率 = h4 - h3,冷凝热量 = h4 - h1,P1,P2,制冷量,输入功率,GEA Institute of Refrigeration Technologies,制冷循环,制冷量,输入功率,焓 - H,GEA Institute of Refrigeration Technologies,思考,压力P,输入功率,制冷量,制冷系数 (COP) =,焓 - H,GEA Institute of Refrigeration Technologies,GEA Institute of Refrigeration Technologies,热力计算,单位质量制冷量q0：1kg制冷剂

9、在蒸发器内从被冷却物体吸收的热量 。 q0h1h5h1h4 单位冷凝负荷qk ：1kg制冷剂在冷却和冷凝过程中放出的热量 。 qkh2h4 单位理论压缩功w0 ：压缩机每压缩输送1kg制冷剂所消耗的压缩功 。 w0h2h1 制冷系数0：,GEA Institute of Refrigeration Technologies,作业,将制冷循环用压焓图来表示，计算制冷量，压缩功及制冷系数（COP） ： 制冷剂：氨 蒸发温度： -10， 冷凝温度： 35 压缩机吸气过热度（假设过热发生在蒸发器内）：5 冷凝器出口过冷度：5,GEA Institute of Refrigeration Technol

10、ogies,作业,压 力,35,-10,30,-5,A,B,D,焓,查R717对应的压焓图得到以下数据： A：温度-10，比焓=？ B: 温度-5，比焓=？ C: 温度？，比焓=？（等熵过程） 计算得到： 单位质量制冷量hB- hA=？ 单位质量压缩功hC- hB=？ 制冷系数？,C,GEA Institute of Refrigeration Technologies,实际制冷循环,实际制冷循环压焓图： 5-1s：实际蒸发到压缩机吸入过程，与被冷却物质间存在温差，同时存在压力降。 1s-2s：不可逆压缩过程 2s-b： 排气过程的冷却 b-c：表示排气管道中的压降 c-3-4: 冷凝器中冷却

11、及冷凝过程，存在压力降及传热温差 4-5: 节流过程，同环境有热交换，过程前后焓值稍有变化。,GEA Institute of Refrigeration Technologies,制冷循环性能影响因素,1. 蒸发温度的影响 降低蒸发温度： 单位制冷量减少； 压缩机吸气温度变大； 单位压缩功增大； 制冷系数减小。,GEA Institute of Refrigeration Technologies,制冷循环性能影响因素,2. 冷凝温度的影响 提高冷凝温度： 单位制冷量减少； 单位压缩功增大； 制冷系数减小。,GEA Institute of Refrigeration Technologie

12、s,三. 制冷剂与载冷剂,制冷剂：在被冷却对象和环境介质之间传递热量， 并最终把热量从被冷却对象传给环境介质的制冷 机中进行制冷循环的工作物质。 常用的制冷剂有哪些？ 各有哪些优缺点？,GEA Institute of Refrigeration Technologies,制冷剂使用现状,R11,R12,R502 已禁止使用 R22 从2000年1月1日起在欧洲禁止在新建 项目中使用，2010年起在日本禁用 R134a, 混合工质制冷剂，2011年起在欧 洲禁止在汽车空调中使用. R404A, R507,R407c R410A, GWP 值较高， HFCs面临转折,臭氧层破坏潜能值,0,0,2

13、,0,4,0,6,0,8,1,R407 C,R134a,R404A,NH 3,R290,R22,R11,臭氧层破坏潜能： 以 R11= 1,全球变暖潜能值,制冷剂发展方向,GWP 150; 五大类天然制冷剂 氨 Ozone Depletion Potential = 0, Global Warming Potential = 0 HC类：丙烷 乙烯 丙烯 异丁烷 CO2 H2O 空气,GEA Institute of Refrigeration Technologies,载冷剂,在间接冷却的装置中，被冷却物体或空间中的热 量是通过一种中间介质传给制冷剂。这种中间介 质在制冷工程中称为载冷剂或第

14、二制冷剂。 常用的载冷剂有哪些？,GEA Institute of Refrigeration Technologies,制冷主要设备与供液方式,制冷主要设备： 压缩机 （活塞式，螺杆式，离心式） 冷凝器（水冷，风冷，蒸发式冷凝器） 节流装置 蒸发器,GEA Institute of Refrigeration Technologies,制冷主要设备与供液方式,制冷设备,Grasso 活塞压缩机,Grasso盐水机组,空气分离器,AWP 阀门,Grasso 复叠机组,Geneglace片冰机,Kueba冷风机，冷凝器,Grasso 螺杆压缩机,GEA Institute of Refriger

15、ation Technologies,水冷式冷凝器与蒸发式冷凝器,壳管式冷凝器利用水的显热带走热量， 蒸发式冷凝器是利用水的汽化潜热带走热量。,壳管式冷凝器系统示意图,蒸发式冷凝器系统示意图,GEA Institute of Refrigeration Technologies,水冷式冷凝器,GEA Institute of Refrigeration Technologies,蒸发式冷凝器,GEA Institute of Refrigeration Technologies,风冷式冷凝器,翅片式冷凝器,汽车空调冷凝器,风冷式冷凝器,GEA Institute of Refrigeratio

16、n Technologies,蒸发器,壳管式蒸发器,螺旋管蒸发器,翅片式蒸发器,板式蒸发器,冷风机,GEA Institute of Refrigeration Technologies,节流机构,节流机构的作用 节流降压，调节供液量。 节流原理：,GEA Institute of Refrigeration Technologies,节流机构的类型,1. 手动膨胀阀（节流阀、调节阀） 2. 浮球膨胀阀 3. 热力膨胀阀 4. 毛细管,GEA Institute of Refrigeration Technologies,直接膨胀供液,GEA Institute of Refrigeratio

17、n Technologies,直接膨胀供液,方式：通过膨胀阀直接向蒸发器供液。 特点： 供液的动力来自于系统内部的压力差； 供液可能会不均，宜在单一节流控制单一蒸发回路中采用； 蒸发器为单一通道，管的长度受限； 适用范围： 主要用于氟利昂系统和成套制备空调冷冻水或低温盐水的氨系统；生活服务性小冷库。,GEA Institute of Refrigeration Technologies,直接膨胀供液，DX蒸发器的特点,适用于冷量较小的应用 适用于冷却粘度较大的流体（载冷剂） 采用热力膨胀阀，依靠蒸气出口过热度调节供液量 冷媒充注量较小 依靠管内流速实现回油,GEA Institute of R

18、efrigeration Technologies,重力供液,方式：利用制冷剂液柱的重力来向蒸发器供液。 特点： 供给蒸发器的为制冷剂液体，且便于均匀供液； 回气带液滴，压缩机吸入前仍要经过气液分离器； 气液分离器液面相对稳定，便于实现液面自控； 蒸发压力受液柱影响，液位越高，影响越大； 气液分离器的流速不高于允许流速； 适用范围:大型制冷系统,GEA Institute of Refrigeration Technologies,重力供液，满液式蒸发器,GEA Institute of Refrigeration Technologies,重力供液，板式蒸发器,GEA Grasso 氨冷水/盐水机组 采用重力供液,回压缩机的吸气管道,suction li