知识点2 — 蒸气压缩式制冷系统的基本构成
蒸气压缩式制冷系统的基本构成
开放式NH3制冷存在的问题
NH3
NH3 Q
冷藏箱 -15C
• 三大问题 • 四大部件 • 工质
蒸气压缩式制冷系统的基本构成
蒸发器(Evaporator) • 作用： • 关键参数：
压缩机(Compressor) • 功能：4项
热量 Qe 电能 W
制冷量与制冷系数
制冷系数（Coefficient of Refrigeration, COR） • 定义式： • 说明：① 制冷系数 的意义 :
热量 Qe
电能 W
制冷量与制冷系数
思考题
• 是否存在一最大的制冷系数max
• 若存在（包括理论上存在），其 条件是什么？
制冷剂（工质）的种类 • 卤代烃 • 无机化合物 • 共沸点混合物 • 饱和碳氢化合物 • 不饱和碳氢化合物和卤代烯
制冷剂的种类
卤代烃 • 定义： CmHn; n=2m+2 F、Cl、Br; CH4 CCl2F2 • 编号： ASHRAE标准
CmHnClpFqBrs， RabcBd R(m-1)(n+1)qBs
v =0.005 0.00625
0.011 0.025 v =0.025m3/kg
0.025 0.0625 0.083 0.125 0.167
0.25
0.417
0.625 0.833
1.25 1.67 v =2.5
200
T=160℃
s=2.32 2.40 2.48
450
500
550
600
第二章 蒸气压缩式制冷的演变进程
蒸气压缩式制冷系统的基本构成
影响蒸发压力的主要因素 • 压缩机的吸汽能力 • 蒸发器的传热能力 • 节流阀的供液能力
思考题 • 如何根据天气的变化实现蒸发 温度的自动控制？ • 一台用了多年的家用空调，常 常出现制冷效果明显下降，可 能的原因是什么？如何改进？
制冷量与制冷系数
制冷量（Cooling Opacity） • 定义： • 单位：W，kW；kcal/h；Btu/h； 冷吨（美国、日本） • 单位换算： 1W=0.86kcal/h=3.412Btu/h 1美国冷吨=3517W 1日本冷吨=3816W • 单位质量制冷量：qe，J/kg, kJ/kg
温度
t ℃
绝对压力 P kPa
R134a饱和状态下的热力性质表
比容
比焓
液体υf 蒸 汽 υg 液体hf 蒸汽hg L/kg m3/kg kJ/kg kJ/kg
汽化潜热
hfg kJ/kg
附录 比熵 液体 sf 蒸汽 sg kJ/(kg·K) kJ/(kg·K)
• 过热蒸气热力性质表：附表6-9
温度
t ℃
比容 υ
m3/kg
比焓 h
kJ/kg
比熵 s
kJ/(kg·K)
制冷剂的热力图表
制冷剂的T-s图
TT
• 构成：三区六线
• 作用： 分析状态变化过程 O’ 吸热、放热及比焓
4 5 1
p = 常数
h
x =0 x
= 常数 v = 常数 p= 常数
x=0 x =常数
3
6
2
h = 常数
① 吸热 12 : ② 放热 34：
-40
0.1 0.08 0.06
0.04
-60
0.9 饱和蒸气 -40
饱和液体 0.1
0.4 x =0.5 0.6 0.7 0.8
0.02
0.3
0.2
0.01
100
150
200
250
300
350
400
比焓h/kJ/kg
T=0℃ 20 40 60 80 1.68 1.76
0 40 80
1.84 1.92 2.00 2.08 s=2.16kJ/(kg.K) 2.24
附表：制冷剂编号及一般性质 • 种类： CFCs; HCFCs; HFCs • 环保要求： ODP，R11; GWP，CO2
制冷剂的种类
无机化合物 • 种类： NH3, CO2, 水 • 编号： R700+分子量 NH3, 17 R717
CO2, 44 R744
共沸点混合物 • 定义： 汽液组分相同，沸点恒定 • 表示方法：组分制冷剂编号+质量百分比 R22/R12(75/25) • 编号： 从500开始编号，如R500 • 问题：使用中蒸发温度不同，泄露，温度滑移
制冷剂的种类
饱和碳氢化合物 • 种类： CmHn; n=2m+2
不饱和碳氢化物和卤代烯 作业： 1）已知CCL2F2，写出其编号。 2）已知R22，写出其化学式。
制冷剂的热力图表
制冷剂的关键物理参数
• 状态参数 • 热力参数
制冷剂的热力性质表
• 饱和液体和蒸气热力性质表：附表2-5
O
bc
a df
ss
③ T-s图上任意一点比焓的大小 : 比如点6
q=SO’56fO q=h6-hO’ 令 hO’=0
则 h6=SO’56fO
制冷剂的热力图表
制冷剂的lgp-h图 6 4 • 构成：三区六线 2
• 作用：热工计算 1
思考题
0.4
-20
压力p/ Mpa
• 如何在lgp-h上描述0.2下图中的等压加热过程？
冷凝器(Condenser) • 作用： • 关键参数：
节流阀(Thermostatic expansion valve) • 作用： • 类型：
蒸气压缩式制冷系统的基本构成
思考题 • 家用冰箱和家用空调的四大部件在哪儿？
• 将厨房内正在运行的冰箱门打开，厨房室内 温度将升高还是降低（其它条件不变）？
本章知识点
知识点1：制冷剂的种类及热力图表 知识点2：蒸气压缩式制冷系统的基本构成 知识点3：最大制冷系数的探索与实现 知识点4：饱和循环制冷机的热功计算 知识点5：提高饱和循环制冷性能的方法 知识点6：蒸气压缩式制冷实际循环
第二章 蒸气压缩式制冷的演变进程
知识点1 — 制冷剂的种类及热力图表
制冷剂的种类
• 实际工程中可实现max吗？
热量 Qe
电能 W
第二章 蒸气压缩式制冷的演变进程
知识点3 — 最大制冷系数的探索与实现
理论最大制冷系数
制冷系数 理论最大制冷系数
• 可逆过程：
无温差传热、无摩擦流动、 无扰动和涡流
• 问题：如何实现最大制冷系数max？
理论最大制冷系数
逆卡诺循环 • 萨迪·卡诺(Sadi Carnot， 法国，1796.6~1832.8) 1823年发表《关于火的动力》， 提出卡诺循环和卡诺定理