制冷技术基础知识2.pptx [修复的]

GEARefrigerationChina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GEAInstituteofRefrigerationTechnologies制冷基本术语制冷系统压焓图制冷剂与载冷剂制冷系统主要设备与供液方式GEAInstituteofRefrigerationTechnologies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GEAInstituteofRefrigerationTechnologies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：将热量从被冷却对象中转移到环境中★制冷≠冷却GEAInstituteofRefrigerationTechnologies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。GEAInstituteofRefrigerationTechnologies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。•压力温度对应表：饱和制冷剂的温度和压力之间存在一一对应关系。GEAInstituteofRefrigerationTechnologies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。GEAInstituteofRefrigerationTechnologies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）：r＝h”－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GEAInstituteofRefrigerationTechnologies蒸汽压缩式制冷循环蒸发器冷凝器482.3kPa1812kPa低压高压压缩机膨胀阀蒸气液体GEAInstituteofRefrigerationTechnologies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GEAInstituteofRefrigerationTechnologies思考“四大件”的作用各是什么？•压缩机•冷凝器•节流阀•蒸发器GEAInstituteofRefrigerationTechnologies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。GEAInstituteofRefrigerationTechnologies制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：COP＝Q0/WGEAInstituteofRefrigerationTechnologies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GEAInstituteofRefrigerationTechnologies压焓图压力P焓H液体气液混合蒸气蒸发冷凝加热温度上升定温定压定温定压冷却温度下降温度线T1T2T3T4GEAInstituteofRefrigerationTechnologies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？GEAInstituteofRefrigerationTechnologies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GEAInstituteofRefrigerationTechnologies制冷循环压力P焓-H冷凝热量冷凝吸收热量蒸发膨胀绝热1234h1=h2h3h4制冷效率=h3-h1输入功率=h4-h3冷凝热量=h4-h1P1P2制冷量输入功率GEAInstituteofRefrigerationTechnologies制冷循环制冷量输入功率压力P冷凝蒸发膨胀蒸发过热过冷焓-HGEAInstituteofRefrigerationTechnologies思考压力P制冷量输入功率冷凝蒸发膨胀蒸发过热过冷输入功率制冷量制冷系数(COP)=焓-HGEAInstituteofRefrigerationTechnologiesGEAInstituteofRefrigerationTechnologies热力计算h2ph042315p0h1h4=h5蒸汽压缩制冷理论循环ph图pk单位质量制冷量q0：1kg制冷剂在蒸发器内从被冷却物体吸收的热量。q0＝h1－h5＝h1－h4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。qk＝h2－h4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。w0＝h2－h1制冷系数ε0：1251000hhhhwqGEAInstituteofRefrigerationTechnologies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℃GEAInstituteofRefrigerationTechnologies作业压力35℃-10℃30℃-5℃ABD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＝？CGEAInstituteofRefrigerationTechnologies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。GEAInstituteofRefrigerationTechnologies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。1'5'蒸发温度变化ph图513240hpGEAInstituteofRefrigerationTechnologies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。ph01冷凝温度变化ph图55'44'3'2'23GEAInstituteofRefrigerationTechnologies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？GEAInstituteofRefrigerationTechnologies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,R407cR410A,GWP值较高，HFCs面临转折GEARefrigerationChinaLowCarbonCoolTechnology臭氧层破坏潜能值00,20,40,60,81R407CR134aR404ANH3R290R22R11臭氧层破坏潜能：以R11=1GEARefrigerationChinaLowCarbonCoolTechnology全球变暖潜能值GEARefrigerationChinaLowCarbonCoolTechnology制冷剂发展方向GWP150;五大类天然制冷剂氨OzoneDepletionPotential=0,GlobalWarmingPotential=0HC类：丙烷乙烯丙烯异丁烷CO2H2O空气GEAInstituteofRefrigerationTechnologies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二制冷剂。常用的载冷剂有哪些？GEAInstituteofRefrigerationTechnologies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GEAInstituteofRefrigerationTechnologies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GEAInstituteofRefrigerationTechnologies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。冷却塔水泵储液器压缩机立式壳管式冷凝器储液器压缩机蒸发式冷凝器壳管式冷凝器系统示意图蒸发式冷凝器系统示意图GEAInstituteofRefrigerationTechnologies水冷式冷凝器GEAInstituteofRefrigerationTechnologies蒸发式冷凝器GEAInstituteofRefrigerationTechnologies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GEAInstituteofRefrigerationTechnologies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GEAInstituteofRefrigerationTechnologies节流机构节流机构的作用节流降压，调节供液量。节流原理：GEAInstituteofRefrigerationTechnologies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GEAInstituteofRefrigerationTechnologies直接膨胀供液GEAInstituteofRefrigerationTechnologies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。GEAInstituteofRefrigerationTechnologies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