主机的工作原理及流程图
目录
一、热力工程学和传热学基本知识
1．流体的状态参数
2．功和热的关系
3．热力学第一定律
4．热力学第二定律
二、制冷主机的基本原理
1．制冷主机的基本原理
2．大学城约克主机的工作原理
一、热力工程学和传热学基本知识
1．流体的状态参数
液体和气体统称为流体。

液体的基本状态参数有温度、压力、比容、焓、熵和内能。

1)温度：温度是物质冷、热程度的标志，而不是热的量。

从物质分子运行来看，
温度是分子运动平均动能的度量。

A)摄氏温度：在标准大气压下，把水的冰点定为0℃，沸点定为100℃，符
号t表示，单位为℃
B)绝对温度：（即热力学温度，又称开氏温标），符号为T表示，单位为开
（尔文）代号为K，它把纯水的冰点定为273.15℃，水的沸点为373.15℃。

绝对温度T和摄氏温度t之间的关系为：
T= t +273.15≈273 K
C)华氏温标：单位为℉，它与摄氏温度的关系为：
t=5/9（F-32）℃
2)压力
A)单位面积上所受到垂直作用的力称为压力，物理中习惯称为压强。

公式为P=F/A P=压力，单位为Pa（帕）；F=牛顿；A=面积，m²。

物理学中将0℃时760mmHg所表示的压力为标准大气压。

1标准大气压=101325Pa，1(bar)巴=100000Pa
B)以绝对真空为0点起算的压强称为“绝对压强”，以 P ’表示。

C)相对压强：以同高的当地大气压Pa作为0点起算的压强称为“相对压
强”，以 P 表示
绝对压强与相对压强之间相差一个当地的大气压
P = P’ - Pa
D)工业上使用的各种压力表，其读值一般是相对压强，也称表压。

相对压
强可能出现负值。

工程上一段习惯用真空度P V表示。

P V = Pa – P’
真空亦称负压，而不是指什么都没有。

3)比容（容重）和比重
A)物质所占有的体积与其重量之比称为该物质的比容，其符号为V单位为
m³/kg；
B)比容和比重互为倒数。

4)热量和比热
A)热量是表示物体吸热或放热多少的物理量。

符号用Q表示，其单位为J
（焦耳）有如下换算单位：
1USRT（美国冷吨）=3.517KW=12661 KJ/h；
1BRT（英国冷吨）=3.923KW=14123 KJ/h；
1（日本冷吨）=3.851KW=13878KJ/h；
1卡=4.2J
其中冷吨：在24小时内将1吨纯水从0℃冻结为0℃的冰所需要的热量称为1冷吨。

B)比热是指单位质量的物体温度升高（或降低）1℃所吸收（或放出）的热
量。

其符号为C，单位为J/（kg.K），在容积不变条件下的比热为定容比
热，用符号C V表示；在压力不变条件下的比热为定压比热，其符号为
C P；由于定压加热气体时气体要膨胀，部分热量消耗于气体膨胀做功，
因此C P＞C V，C P与C V之比叫做绝热指数，其值大于1，比值符号为k。

在制冷中气体制冷剂压缩后的温度与绝热指数有关。

5)显热与潜热
A)物质在加热（或冷却）过程中，温度升高（或降低）所吸收（或放出）
的热量叫显热。

过程中状态不变；
B)物质在加热（或冷却）过程中，只改变原有状态，而温度不变所消耗（或
得到）的热量叫潜热。

2．功和热的关系
1)1卡的概念：1克水±1℃所吸收或放出的热量（水的比热为4 .18KJ/(kg.℃)）。

图例：q = c·m·∆t = 1卡/（克·℃）×100克×90℃= 9000 Cal
其中：1卡= 4.2焦耳
2)1焦耳的概念：在1牛作用力下，物体移动1米所做的功。

如图示：W=F·L=100×10=1000焦耳
3．热力学第一定律
1)热力学第一定律是能量守恒和转换定律：即热是能的一种，机械能变热能，
或热能变机械能的时候，它们间的比值是一定的。

其中热可变功，功可变热。

2)内能是指以一定方式储存于物质内部的能量，其符号为U，单位为J。

3)焓和比焓：焓是状态参数，在数值上等于系统的内能和压缩功之和，符号为
H，单位为J。

比焓是焓除以质量，即单位物质中具有的热量，符号为h，单
位为J/Kg。

4．热力学第二定律
3)热力学第二定律：热量能自发地从高温物体传向低温物体，而不能自行逆流。

4)克劳修斯说法：热不可能自发地，不付代价地从低温体传到高温体。

5)开尔文说法：不可能制造出从单一热源吸热，使之全部转化为功而不留下其
他任何变化的热发动机。

6)水蒸气的五种状态：A）过冷水；B）饱和水；C）湿饱和蒸汽；D）干饱和
蒸汽；E）过热蒸汽
6)熵和比熵
A)熵是状态参数。

其符号为S，单位为J/K。

焓与熵一样，当工质状态变化
时，与其变化过程无关，只与其初始状态变化值有关。

系统熵的变化，
反映了可逆过程热交换的方向及不可逆的程度。

B)比熵（质量熵）是熵除以质量符号为s，单位为J/（kg.K）。

热力学中定
义在任意可逆过程中对单位质量传热量与热力学温度T之比称为“比熵”
的变化。

在制冷技术中，当工质从外界吸热时为熵增过程，放热为熵减
过程。

二、制冷主机的基本原理
1．制冷主机的基本原理
1)来自蒸发器里的制冷剂蒸汽（中温低压蒸汽）流入压缩机，经高速旋转的叶轮加压升温
后变成高温高压蒸汽，随后排入冷凝器；
2)冷凝器里热交换器里的冷却水吸收制冷剂蒸汽的热量，使之冷却、冷凝，制冷剂由于放
热变成中温中压液态制冷剂；
3)冷凝后的制冷剂液体从冷凝器流入流量控制室（膨胀阀、节流装置），进一步降温降压，
变成低温低压的制冷剂，同时节流装置控制蒸发器的制冷剂供液量；
4)流入蒸发器里的制冷剂吸收热交换器里的冷冻水的热量沸腾、蒸发，变成中温低压的制
冷剂，并流入压缩机。

这样就完成了整个流程，在冷凝器、节流装置、蒸发器中同时存在气态、液态、气液并存三种物理状态。

备注：大字城约克主机均为HFC-134a型制冷剂。

流程图如下：
2．大学城约克主机的工作原理
1)高速旋转的离心式压缩机叶轮叶片把能量传递给叶轮通道中流动的气体，使气体雪种压
力温度均升高。

2)在蜗壳或无叶护压器把叶轮出口气体的速度能转成压力能，使其压力温度继续增加。

3)蜗壳流出的制冷剂过热蒸发经排气进入冷凝器的上部，折流后有压力损失，使气体压力
和温度有所降低。

4)进入冷凝器的过热蒸发，被传热管内的冷却水冷却后，由气态变为半液态半气态。

5)冷却后的制冷剂（气液共存）从冷凝器底部流出，经膨胀阀节流装置节流减压，进入气
液两相区（经济器、中间冷却器）。

6)中间冷却器里有一片挡液板，把气态雪种和液态制冷剂分离，残余的气体制冷剂，经两
极导叶被离心机吸入，再一次循环，而大部分的液态雪种流入蒸发器。

7)制冷剂液体在蒸发器中吸收管内的冷水的热量而沸腾气化。

8)蒸发器中的制冷剂蒸发后，由蒸发器流至进口导叶前，经过进气管时的压力损失转化为
热量，以及由于环境传热，致使制冷剂蒸发升温后，被高速旋转的离心式压缩机吸入。

同理制冷剂在工作循环的全过程中，存在气态，液态，气液混合态三种物理状态。

流程图如下：。