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制冷技术


制 冷 技 术
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实际采用的蒸气压缩式制冷的理论循环是 由两个等压过程、一个绝热压缩过程和一 个绝热节流过程组成的。 它与理想制冷循环相比,有以下三个特点:
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• 用膨胀阀代 替膨胀机
• 蒸气的压 缩在过热 区进行, 而不是在 湿蒸气区 内进行
• 两个传热 过程均为 等压过程, 并且具有 传热温差。
底部,再返回蒸发器,分离器上部的饱和蒸 汽被吸入压缩机。
(三)关于热交换过程的传热温差
理想制冷循环的重要条件之一是制冷剂与冷源 和热源必须在无温差条件下进行可逆换热过程。
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实际换热都是在 温差的情况下进行
有传热温差制冷循环的冷凝温度必然高于冷却剂 的温度,蒸发温度必然低于被冷却物的温度,因 此,制冷系数必将降低,传热温差越大,制冷系 数降低越多;实际应用中应进行技术经济分析, 以合理的传热温差,使初投资和运行费的综合值 蒸发器来的低压制冷剂蒸气进行 压缩,变成高温、高压蒸气后进入冷凝器, 受到冷却剂空气或水的冷却放出热量,并凝 结成高压液体,再经膨胀阀节流后变成低压、 低温液体,进入蒸发器进行汽化吸热制冷, 得到所要求的低温和所需要的冷量。吸热汽 化后的低压制冷剂再进入压缩机,进行下一 个制冷循环。
第一节
理想制冷循环
1.逆卡诺循环
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由两个定温和两个绝热(等熵)四个过程组成。 1234是逆卡诺循环:
制冷量与制冷系数
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每一制冷循环,通过1kg制冷剂将热量q0从低温 热源转移至高温热源,同时所消耗的功量∑w也 转化为热量传给高温热源。即 qk=q0+ ∑w 制冷循环的性能指标用制冷系数ε 表示,制冷系 数为单位耗功量所获取的冷量,即 ε=q0/∑w
(二)干压缩过程
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湿压缩缺点
压缩机吸入湿蒸气时,低温湿蒸气与热的气 缸壁之间发生强烈热交换,特别是与气缸壁 接触的液珠更会迅速蒸发,占据气缸的有效 空间,致使压缩机吸收的制冷剂质量大为减 少,制冷量显著降低。
过多液珠进入压缩机气缸后,很难立即气化, 这样,既破坏压缩机的润滑,又会造成液击, 使压缩机遭到破坏
1kg的氨,在1个标准 大气压力下,气化时 需吸收1369.59kJ热量 温度可低达-33.33℃。
只要创造一定的低压条件,就可以利用液体 的气化获取所要求的低温。这种用于气化制 冷的液体就被称为制冷剂。
组成
是由压缩机、冷凝器、膨胀阀(或其它节流膨 胀装置)和蒸发器等四大件及其连接管组成, 其系统内充注制冷剂。
(一)膨胀阀代替膨胀机
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两部分损失:
(1) 节流过程 3—4 是不可逆过程,制冷剂吸收摩 擦热,产生无益气化,降低有效制冷能力。每 节流损失大小除随冷凝温度与蒸发温度 1kg制冷剂蒸发所吸收的热量减少 Δq'0。 之差的增加而加大以外,还与制冷剂的 物理性质有关,由温熵图可见,饱和液 (2)损失了膨胀功 。 线越平缓以及制冷剂的比潜热越小,节 制冷循环中每 1kg 制冷剂消耗的功量就是压缩 流损失越大。 机的耗功量,即 ∑ w=wc, 比理想制冷循环多消 耗功量we。
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因此,蒸气压缩式制冷装置运行时,严 禁发生湿压缩现象,要求进入压缩机的 制冷剂为饱和蒸气或过热蒸气,这种压 缩过程称为干压缩过程。
实现干压缩的方法
采用调节制冷剂流量的节流装置,使蒸发器 出口的制冷剂为饱和蒸汽或过热蒸气。
实现干压缩的方法
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压缩机的绝热压缩过程就可在过热蒸气 区进行,压缩终状态也为过热蒸气,故 在蒸发器出口增设气液分离器,气体制冷剂 制冷剂在冷凝器中并非等温冷凝过程, 进入其中,速度降低,气流运动方向改变, 使气流中混有较重的液滴分离并沉于分离器 而是一个等压冷却、冷凝过程。
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工作单位:西安交通工程学院 专业:建筑环境与设备工程 姓名:刘晶
第一章蒸气压缩式制冷的热力学原理
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液体气化过程需要吸收气化潜热,而且其沸点 (饱和温度)与压力有关,压力越低,温度也 越低。
1kg的水在绝对压力为 0.87KPa下,饱和温度为 5℃,气化时需要吸收 2488.7kJ热量。
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逆卡诺循环的制冷系数与制冷性质无关,仅决定 于冷热源温度
第二节 蒸气压缩式制冷的理论循环
一、蒸汽压缩式制冷的理论循环 工作过程
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流程图 蒸发器
压缩机
冷凝器
节流阀
液体蒸发制冷构成循环的四个基本过程是:
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①制冷剂液体在低压(低温)下蒸 发,成为低压低温蒸气(蒸发器) ②将该低压低温蒸气提高压力、温 度成为高压高温蒸气(压缩机) ③将高压高温蒸气冷凝,使之成为 高压常温液体(冷凝器) ④高压常温液体降低压力、温度重 新变为低压低温液体,返回到蒸发器从 而完成循环。(节流阀)
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