船舶制冷裝置11-1.2.3

1、第三篇 船舶制冷裝 置和空氣調(diào)節(jié)裝置 Chapter11 船舶制冷裝置 111 概述 n一一 船舶制冷裝置作用船舶制冷裝置作用 n1 1、伙食冷藏、伙食冷藏 n魚、肉、奶等食品魚、肉、奶等食品：因微生物活動與繁殖，使有機物 質(zhì)分解而腐爛。應(yīng)設(shè)法消滅或抑制其活動與繁殖消滅或抑制其活動與繁殖 n果蔬類果蔬類：呼吸作用呼吸作用，因熟爛而變質(zhì)。應(yīng)設(shè)法延緩其生延緩其生 長成熟長成熟 n2 2、船舶空調(diào)、船舶空調(diào) n提供適宜的生活條件和工作環(huán)境ISM code n3 3、冷藏運輸、冷藏運輸 n冷藏船、冷藏集裝箱 n漁船、海上作業(yè)船、軍艦等為滿足生活、生產(chǎn)和特殊 需要均設(shè)有制冷裝置 n4 4、超導(dǎo)船、超導(dǎo)船

2、 n二、食品的冷藏條件二、食品的冷藏條件 n1 1 、溫度、溫度 n原理：原理：低溫一般不能殺滅微不能殺滅微 生物生物，但可 抑制微生物的活抑制微生物的活 動，抑制果蔬的呼吸，延遲果動，抑制果蔬的呼吸，延遲果 蔬成熟。蔬成熟。 n要求：要求： n低溫庫低溫庫（肉、魚庫）：在- -18 18 O OC C 20 20 O OC C ，微生物繁殖 基本停止，故長航線應(yīng)保持- - 18 18 O OC C 20 20 O OC C ，近航線- 10 10 O OC C 1212 O OC C n高溫庫高溫庫（菜庫、乳品庫、米面庫）： 0 OC 5 OC n 問問 低溫能殺滅微生物；低溫能殺滅微生物；

3、 與陸地冷藏 裝置的區(qū) 別工作 條件惡化，不 固定。 2 2、濕度、濕度分絕對濕度和相對濕度分絕對濕度和相對濕度 n絕對濕度又叫絕對濕度又叫含濕量含濕量d：每千克干空氣干空氣所含水 蒸汽的克數(shù),g/Kg； n飽和絕對濕度即：飽和絕對濕度即：最大含濕量最大含濕量dmax：某一溫度 下，飽和空氣中，每千克干空氣所對應(yīng)的水蒸 汽的克數(shù), g/Kg； n濕度一般指濕度一般指相對濕度相對濕度絕對濕度與飽和絕對絕對濕度與飽和絕對 濕度之比，濕度之比，人舒適濕舒適濕度30%70% n問濕度100%的含義？ n對冷藏的影響：對冷藏的影響：濕度小，食品干縮；濕度大， 冷藏食品冷藏食品0 0 5 5 OC 微生物

4、繁殖快,但對冷凍但對冷凍 食品影響不大食品影響不大 n要求：要求：高溫庫8590%，低溫庫9095% 3 3、COCO2 2和和O O2 2濃度濃度呼吸呼吸 n適當(dāng)增加適當(dāng)增加COCO2 2的含量，減小的含量，減小O O2 2的含量的含量（氣調(diào)儲存氣調(diào)儲存）增加, 濃度 濃度% %；減少 濃度 濃度% %，從而抑制 蔬菜和水果的呼吸作用，延緩其成熟的速度，從而延 長起保質(zhì)期。 菜、果庫菜、果庫每天換氣24次，（換氣一個艙容為一次），通風(fēng) 機使空氣濃度均勻； 換氣次數(shù)換氣次數(shù)新鮮空氣進(jìn)庫風(fēng)量/冷庫容積 冷凍貨冷凍貨應(yīng)少換或不換氣 無呼吸作用無呼吸作用 ，濃度影響小。 n 問問 濃度對蔬菜、果品類

5、保質(zhì)影響大 濃度對蔬菜、果品類保質(zhì)影響大 n 問問 高溫庫的相對濕度應(yīng)比低溫庫小高溫庫的相對濕度應(yīng)比低溫庫小 n 問問 蔬菜、水果庫不需通風(fēng)，以防風(fēng)干；蔬菜、水果庫不需通風(fēng)，以防風(fēng)干； 4 4、臭氧濃度、臭氧濃度 n作用作用 n殺菌、消毒（O3O2+O）、除臭（魚類）、 對果蔬類抑制呼吸。 n由臭氧發(fā)生器制造，風(fēng)機使空氣經(jīng)發(fā)生器循環(huán) n不宜用于奶制品和油脂品不宜用于奶制品和油脂品 氧化變質(zhì)氧化變質(zhì) 以及綠葉以及綠葉 菜菜 破壞維生素破壞維生素 ， n 超過2mg/m3刺激人呼吸道粘膜并使人頭疼，進(jìn) 庫前12小時，停止其工作，開庫通風(fēng)。 三 制冷方法 n自然制冷自然制冷（冰塊）（土空調(diào)） n機械

6、制冷機械制冷 n 氣體膨脹制冷：用于飛機空調(diào)和氣體的低溫液化 n 半導(dǎo)體制冷：多用于潛艇、醫(yī)療器械和小型空調(diào) nP型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體連成電偶對，通電后接頭處產(chǎn)生溫差，上 接頭電流從N-P，溫度下降，吸熱，稱“冷端”，下接頭電流從P- N，溫度上升，放熱，稱“熱端” n 蒸發(fā)制冷：最普遍，利用液體蒸發(fā)汽化時吸收氣化潛液體蒸發(fā)汽化時吸收氣化潛 熱的原理熱的原理，又分： n 蒸氣壓縮式制冷制冷劑經(jīng)膨脹閥后膨脹進(jìn) 入蒸發(fā)器吸熱汽氣化，后由經(jīng)壓縮機壓送到冷凝器冷 凝液化；（下圖） n 吸收式制冷 n 蒸汽噴射式制冷 1、蒸汽壓縮式制冷基本原理圖 1 1、蒸氣壓縮式制冷蒸氣壓縮式制冷 n制冷制冷“四大件

7、四大件” :壓縮機壓縮機冷凝器冷凝器膨脹閥膨脹閥 蒸發(fā)器蒸發(fā)器； n壓縮機壓縮機：抽吸蒸發(fā)器產(chǎn)生的冷劑氣體并將其壓送到 冷凝器中； n作用：維持蒸發(fā)器所需低壓低壓；把低壓低溫氣態(tài)冷劑壓 縮為高溫高壓高溫高壓蒸汽。 n冷凝器：冷凝器：使送來的冷劑氣體降溫并冷凝； n冷凝壓力高低取決于流入量流入量壓縮機排量、流出量流出量冷 凝量和干擾干擾水溫，調(diào)節(jié)水溫。 n膨脹閥：膨脹閥：控制冷劑的流量，并使流過的冷劑節(jié)流降 壓，膨脹閥閥芯閥芯是冷劑高低壓分界點分界點 n蒸發(fā)器：蒸發(fā)器：使流經(jīng)其中的冷劑吸熱氣化。 n蒸發(fā)壓力高低取決于流入量流入量蒸發(fā)量、流出量流出量壓縮機 抽氣量和干擾干擾庫溫，調(diào)節(jié)壓縮機能量排量

8、。 n 問問 蒸發(fā)壓力不低于外界大氣壓蒸發(fā)壓力不低于外界大氣壓 22、吸收式制冷、吸收式制冷 n與壓縮式制冷區(qū)別： n吸收劑吸收低壓冷劑蒸發(fā)器泵送至高壓發(fā)送器 加熱高壓冷劑析出冷凝器；吸收劑節(jié)流降壓 吸收冷劑。 n工質(zhì)對： na.氨水溶液：氨為冷劑，水為吸收劑。用于低溫系 統(tǒng) nb.溴化鋰水溶液：水為冷劑，溴化鋰為吸收劑。用 于空調(diào)系統(tǒng) n特點： na、廢熱利用 nb、不需壓縮機，無噪音和振動 nc、水作冷劑時無污染、爆炸危險 nd、冷卻水消耗量大 ne、使用壽命短 33、蒸汽噴射式制冷、蒸汽噴射式制冷 n原理：水在高真空下汽化吸熱，即可獲得00C 以上低溫，真空是由蒸汽噴射器完成，故叫蒸 汽

9、噴射制冷。 n特點： n設(shè)備簡單，占地少，制造管理容易 n水作冷劑，對人無害，氣化潛熱大 n高真空下工作，只能取得00C以上低溫 n蒸汽消耗量大，經(jīng)濟性差 n適用場合：空調(diào)，有廢熱可利用的場合 112 蒸汽壓縮式制冷裝置蒸汽壓縮式制冷裝置 的工作原理的工作原理 n一、單級蒸汽壓縮式制冷循環(huán)一、單級蒸汽壓縮式制冷循環(huán) n冷劑分類冷劑分類標(biāo)準(zhǔn)沸點： n高溫冷劑標(biāo)準(zhǔn)沸點t000C ，如H2O n中溫冷劑700Ct000C，如NH3、R22、 R12 n低溫冷劑t0700C 1.理論循環(huán)理論循環(huán)P309-展示臺展示臺 n (1) 壓焓圖壓焓圖 n飽和液體飽和液體線/飽和 蒸汽線蒸汽線及臨界點，臨界點，

10、 干度；干度；等溫線、 等壓線、等比容比容 線、等焓焓線、等 熵熵線； n氣化潛熱；氣化潛熱； n飽和液體飽和液體； x=0 n飽和蒸汽飽和蒸汽；x=1 n干度干度；如x= 0.4 n濕蒸汽；濕蒸汽； n過熱度過熱度；如過熱10度 n過冷度過冷度；如過冷10度 （2）假設(shè)： n等熵壓縮等熵壓縮1-2 n等壓冷凝等壓冷凝2-3 ， 冷凝壓力=排氣壓 力（取決因素）； n等壓蒸發(fā)等壓蒸發(fā)4-1，蒸 發(fā)壓力=吸氣壓力 （取決因素） n等焓膨脹等焓膨脹3-4 n沒有假設(shè)冷劑在沒有假設(shè)冷劑在 蒸發(fā)器和冷凝器蒸發(fā)器和冷凝器 中是中是等溫等溫的。的。 WHY？ 1 322 4 12 3 （3）過程）過程 n

11、12：等熵壓縮等熵壓縮。壓力 由P0PK n23：冷劑在冷凝器內(nèi) 等壓冷卻等壓冷卻2-2 、等壓等壓 冷凝、冷凝、2-3、等壓過等壓過 冷過程冷過程3-3，壓力，壓力Pk n34：冷劑通過膨脹閥 等焓節(jié)流等焓節(jié)流 n41：冷劑在蒸發(fā)器內(nèi) 等壓等溫氣化等壓等溫氣化4-1和等等 壓升溫過熱過程壓升溫過熱過程1-1 n問問1-2是什么過程：是什么過程： n無過熱等無過熱等S壓縮壓縮 1 322 1 22 3 （4）狀態(tài)點）狀態(tài)點 4 1 2 3 n點1：冷劑離開蒸發(fā)器及進(jìn)入壓 縮機時的狀態(tài)為低壓過熱蒸氣低壓過熱蒸氣, 點1為飽和蒸汽飽和蒸汽； n點2：冷劑出壓縮機和進(jìn)冷凝 器時的狀態(tài)，高壓過熱蒸氣高

12、壓過熱蒸氣， 點2 為高壓過熱蒸氣高壓過熱蒸氣， 點2為高壓飽和蒸汽飽和蒸汽； n 點3：冷劑離開冷凝器時的狀態(tài)， 高壓過冷液體高壓過冷液體； 點3為高壓飽和液體飽和液體； n點4：冷劑出膨脹閥時的狀態(tài)， 氣液兩相混合氣液兩相混合飽和蒸汽飽和蒸汽+飽和液飽和液 體體=濕蒸汽濕蒸汽； n上圖所示的理論循環(huán)中上圖所示的理論循環(huán)中 n問問冷劑經(jīng)壓縮機前后狀態(tài)冷劑經(jīng)壓縮機前后狀態(tài)12是過熱蒸氣是過熱蒸氣過熱蒸氣；過熱蒸氣； n問問冷劑經(jīng)壓縮機前后狀態(tài)冷劑經(jīng)壓縮機前后狀態(tài)1 2是飽和蒸氣是飽和蒸氣過熱蒸氣；過熱蒸氣； n問問冷劑經(jīng)壓縮機前后狀態(tài)冷劑經(jīng)壓縮機前后狀態(tài)1 2是濕蒸氣是濕蒸氣過熱蒸氣；過熱蒸氣

13、； n問問冷劑經(jīng)壓縮機前后狀態(tài)冷劑經(jīng)壓縮機前后狀態(tài)1 2是過熱蒸氣是過熱蒸氣飽和液體；飽和液體； n問問冷劑經(jīng)蒸發(fā)器前后狀態(tài)冷劑經(jīng)蒸發(fā)器前后狀態(tài)4 1是過熱液體是過熱液體過熱蒸氣；過熱蒸氣； n問問冷劑經(jīng)蒸發(fā)器前后狀態(tài)冷劑經(jīng)蒸發(fā)器前后狀態(tài)4 1是濕蒸氣是濕蒸氣過熱蒸氣；過熱蒸氣； n問問冷劑經(jīng)冷凝器前后狀態(tài)冷劑經(jīng)冷凝器前后狀態(tài)2 3是過熱蒸氣是過熱蒸氣過冷蒸氣；過冷蒸氣； n問問冷劑經(jīng)冷凝器前后狀態(tài)冷劑經(jīng)冷凝器前后狀態(tài)2 3是過熱蒸氣是過熱蒸氣過冷液體；過冷液體； n問問冷劑經(jīng)膨脹閥前后狀態(tài)冷劑經(jīng)膨脹閥前后狀態(tài)3 4是過冷液體是過冷液體飽和液體；飽和液體； n問問冷劑經(jīng)膨脹閥前后狀態(tài)冷劑經(jīng)膨脹

14、閥前后狀態(tài)3 4是過冷液體是過冷液體濕蒸氣；濕蒸氣； n問問冷劑經(jīng)膨脹閥前后壓力變化是高壓冷劑經(jīng)膨脹閥前后壓力變化是高壓低壓；低壓； n問問冷劑經(jīng)冷凝器前后壓力變化是高壓冷劑經(jīng)冷凝器前后壓力變化是高壓低壓；低壓； n問問冷劑經(jīng)膨脹閥前后干度增加，過冷度減小；冷劑經(jīng)膨脹閥前后干度增加，過冷度減??； 回 顧 1 22 3 n例題例題1： R22為制冷劑的某制冷裝置，已知蒸發(fā)壓力 P0=0.20MPa，蒸發(fā)溫度t0=-25c，冷凝壓力PK=1.4MPa，冷凝溫 度tK=36c，壓縮機吸氣溫度t1=-15c, 若沿等熵壓縮的理想情況， 并要求過冷度=4c ，請在p-h圖上畫出理論循環(huán)過程線，并利用p-

15、 h圖查找狀態(tài)點4-1-1-2-2-2-3-3-4的焓、溫值，并求出蒸發(fā)器出 口過熱度和進(jìn)口時的干度是多少？ n解：解： nh1=395KJ/kg t1 =-25 c nh1=402KJ/kg t1 =-15 c nh2=454KJ/kg, t2 =80 c nH2=447KJ/kg, t2 =70 c nH2=415KJ/kg, t2 =36 c nH3=245KJ/kg, t3 =36 c nh3=240KJ/kg, t3 =32 c nh4=240KJ/kg, t4 =-25 c nt=10 c，x4=0.3 1 22 3 1、理論循環(huán)4-1-1-2-2-2-3-3-4的過程及其各點狀態(tài)

16、； 2、 R22為制冷劑的某制冷裝置，已知蒸發(fā)壓力 P0=0.20MPa，蒸發(fā)溫度t0=-25c，冷凝壓力 PK=1.4MPa，冷凝溫度tK=36c，壓縮機吸氣溫度t1=- 15c,若沿等熵壓縮的理想情況，并要求過冷度=4c ， 請在p-h圖上 畫出理論循環(huán)過程線， 并利用p-h圖查找狀態(tài)點 4-1-1-2-2-2-3-3-4的 焓值，并求出過熱度和 干度是多少？ 作業(yè)： 1 22 3 2、實際循環(huán)及熱力計算、實際循環(huán)及熱力計算 n1）實際循環(huán)：）實際循環(huán)： n壓縮過程為熵值增熵值增 加加的過程； S2 S2 n節(jié)流過程有吸熱，吸熱， 焓值略有增加焓值略有增加； n冷劑在管道、熱交熱交 換器換

17、器蒸發(fā)器和冷凝蒸發(fā)器和冷凝 器器和壓縮機中流動 時有阻力損失阻力損失和和熱熱 交換交換，實際上是實際上是降降 壓壓降溫降溫； 2）熱力計算）熱力計算 n焓：焓：表明單位質(zhì)量工質(zhì)本身含能量多少的狀態(tài) 參數(shù)，包括壓力能和內(nèi)能。單位：kJ/kg ； n熵：熵： na、制冷量制冷量： n冷劑通過冷劑通過壓縮機壓縮機的質(zhì)量流量的質(zhì)量流量 G=VT/1 nVT：壓縮機理論排氣量（活塞行程容積），m3/s， VT =DSnz/240 n ：壓縮機輸氣系數(shù),取決于余隙損失、吸氣壓 力損失、預(yù)熱損失和漏泄損失空壓機 n1 ：壓縮機吸入口吸入口冷劑氣體的比容比容，m3/kg 1 22 3 n單位制冷量單位制冷量q

18、0 ： ： 每千克冷劑在蒸發(fā)器內(nèi) 蒸發(fā)器內(nèi)的的吸熱量； 與冷劑的種類和工作條件有關(guān)。 nq0 =h1h4 kJ/kg n單位容積制冷量單位容積制冷量qv ：壓縮機每吸入1m3冷劑的制冷 量；與冷劑的種類和工作條件有關(guān)(總 ) nqv = q0 / 1 kJ/ m3 n壓縮機的制冷量壓縮機的制冷量Q0(總 ) nQ0 =G q0 = nq0 VT/1 = nVT qv kw n補補冷噸冷噸1t溫度溫度 n為為0度的水度的水24h中結(jié)為中結(jié)為 n1t溫度為溫度為0度的冰所吸度的冰所吸 n收的制冷量。收的制冷量。 1 22 3 b、制冷壓縮機的功率制冷壓縮機的功率： n 等熵壓縮單位等熵壓縮單位 理

19、論理論功w0：每壓縮 1kg冷劑所需理論功 nw0 =h2h1 kJ/kg n單位指示功單位指示功wi： nwi =h2h1 kJ/kg n單位容積壓縮功單位容積壓縮功 wv ：每壓縮1 m3冷 劑理論上所耗功 nwv = w0 / 1 kJ/ m3 1 22 3 n壓縮機理論功率壓縮機理論功率PT： nPT =G w0= w0 VT/1= VT wv kw n壓縮機指示功率壓縮機指示功率Pi： nPi =G wi = G w0 /i= PT / i ni ：指示效率（考慮壓縮 機非等熵壓縮的能量損 失），一般0.8左右 n壓縮機軸功率壓縮機軸功率P： nP= PT / = Pi /m= PT

20、 /（ im ） 1 22 3 c、制冷系數(shù)制冷系數(shù) 裝置制冷量與消耗功率的比值，該系數(shù)越大越好。一般一般 3 n理論制冷系數(shù)理論制冷系數(shù)： n單位制冷量/單位壓縮功 n = q0 / w0 =（ h1 h4 ） /（ h2h1 ） n單位軸功率制冷量單位軸功率制冷量Ke：相當(dāng)于實際制冷系數(shù) nKe= Q0 /P= q0/ w0= n對于開啟式壓縮機： nR12： Ke =3.14 nR22： Ke =3.44.3 n蒸發(fā)溫度高時Ke較大。（WHY） n問問等熵膨脹制冷循環(huán)等熵膨脹制冷循環(huán) 其其高于熵值多變循環(huán)高于熵值多變循環(huán) 的的； 例2： n已知冷劑蒸發(fā)溫度為-10 OC ，冷凝溫度為+3

21、0 OC，則卡 諾循環(huán)的理想制冷系數(shù)大約為 A.0.75；B.6.6；C.25%；D.1.2 nB 1 22 3 d、冷凝器熱負(fù)荷冷凝器熱負(fù)荷 n單位排熱量單位排熱量qk：1kg冷劑在制冷循環(huán)中在冷 凝器的放出的熱量 nqk =h2h3=（ h1h4 ）+（ h2h1 ）= q0 + wi kJ/kg n冷凝器熱負(fù)荷冷凝器熱負(fù)荷Qk ： n冷凝器在單位時間內(nèi) n必須排走的熱量 nQk =G qk = Q0 + Pi kw n一般約為制冷量的 n1.21.3倍； n 例題例題3：R22為制冷劑的某制冷裝置，壓縮機缸徑 100mm,活塞行程S =70mm,缸數(shù)Z=8，轉(zhuǎn)速n=1440 r/min，

22、 輸氣系數(shù) =0.8，總效率 =0.7。已知吸氣表壓力 P1=0.10MPa，吸氣溫度t1=-15c,排氣表壓力 P2=1.3MPa， 排氣溫度t2=96c, 過冷度=4c ，假設(shè)換熱均在蒸發(fā)器和冷 凝器中進(jìn)行，利用p-h圖查找并畫出循環(huán)各工況點，并進(jìn) 行熱力計算熱力計算。 n分析：要進(jìn)行熱力計算，必須先 確定各工況點的參數(shù)。 n由R22 p-h圖查知： n由蒸發(fā)P0 = P1 =0.2MPa絕對 查得蒸發(fā)t0=-25c, nP1與t1的交點為吸氣狀態(tài)點1， 并查得h1=402kJ/kg, v1 =0.119， 吸氣過熱度=-15-（-25）=10 c n由冷凝PK = P2 = 1.4MPa

23、絕對 查得冷凝tK=36c, n由由R22 p-h圖查知：圖查知： n由蒸發(fā)P0 = P1 =0.2MPa絕對查得蒸發(fā)t0=-25c； nP1與t1的交點為吸氣狀態(tài)點1，并查得h1=402kJ/kg, v1 =0.119，吸 氣過熱度=-15-（-25）=10 c ； n由冷凝PK = P2 = 1.4MPa絕對查得冷凝tK=36c； n由1點沿等熵線S向上與PK =1.4MPa等壓線相交，2為等熵壓縮 狀態(tài)點，并查得h2=454kJ/kg, t2=80c； n由P2 =1.4MPa等壓線與t2=96c等溫線相交，2為排氣狀態(tài)點，并 查得h2=467kJ/kg, t2=80c； n由過冷度=4

24、 c，過冷溫度 t3=36-4=32c n由t3=32c等溫線與PK =1.4 MPa等壓線相交，3為膨脹 閥前狀態(tài)點；并查得 h3=240kJ/kg ； 相關(guān)熱力計算自閱 n冷劑通過壓縮機的質(zhì)量流量 G=VT/1 VT = DSnz/240 n單位制冷量q0=h1h4 kJ/kg n單位容積制冷量qv = q0 / 1 kJ/ m3 n壓縮機的制冷量Q0=G q0 kw n等熵壓縮單位理論功w0=h2h1 kJ/kg n單位指示功wi=h2h1 kJ/kg n單位容積壓縮功wv = w0 / 1 kJ/ m3 n壓縮機理論功率PT=G w0 kw n壓縮機指示功率Pi=G wi ； n壓縮機

25、軸功率P= PT / n理論制冷系數(shù)= q0 / w0 n單位軸功率制冷量Ke= Q0 /P= q0/ w0= n單位排熱量qk=h2h3=（ h1h4 ）+（ h2h1 ）= q0 + wi kJ/kg n冷凝器熱負(fù)荷Qk =G qk = Q0 + Pi kw 例4： n1、在P-h圖查得壓縮機進(jìn)口h1 =412kJ/kg，出 口h2=464kJ/kg，冷凝器出口h3=250kJ/kg，膨 脹閥進(jìn)口h3=240kJ/kg，蒸發(fā)器出口 h1=392kJ/kg，則單位制冷量= kJ/kg ，單 位排熱量= kJ/kg ，制冷系數(shù)= n392-240=152；464-250=214；（392-24

26、0）/ （464-412）=2.92 二.單級制冷壓縮機的工況與特性 n工況主要指：工況主要指： n冷凝溫度冷凝溫度t tk k ：冷凝壓力pK 下的飽和溫度； pK由冷凝器 冷凝量和壓縮機排氣量決定 的； n蒸發(fā)溫度蒸發(fā)溫度t t0 0 ：蒸發(fā)壓力p0 下的飽和溫度； p0由蒸發(fā)器 產(chǎn)氣量和壓縮機吸氣量決定 的； n過冷度：過冷度：取決于冷凝器的冷 凝能力t=t3-t3 n吸氣過熱度吸氣過熱度t=t1-t1 v其中影響 較大的是： 冷凝溫度和蒸發(fā)溫度；冷凝溫度和蒸發(fā)溫度； 2 3 4 1 3 1.1.工況參數(shù)對制冷工作的影響工況參數(shù)對制冷工作的影響 n1 1）其他條件不變，冷）其他條件不變，

27、冷 凝溫度變化的影響：凝溫度變化的影響： n若若t tk k t tk k得得： nq q0 0，即q0 q0 ； n（因pk/p0）； nv1不變Q0（ Q0 =q0VT/1） nv1不變qV（ qV =q0/1） nw w0 0，即w0w0 ；同樣wV和 PwV =w0 /1 n（ =q0/w0 ） n故冷凝故冷凝 壓力壓力 低一些好，但過 低一些好，但過 低使膨脹閥前后壓差低，會使系低使膨脹閥前后壓差低，會使系 統(tǒng)中的冷劑流量減小統(tǒng)中的冷劑流量減小 問問為了提高為了提高，冷凝冷凝 溫度越低越好；溫度越低越好； 2 2）其他條件不變蒸發(fā)溫度）其他條件不變蒸發(fā)溫度t t0 0變化的影響變化的

28、影響 nt t0 0 t t0 0 得：得： nq q0 0，v v1 1，w w0 0 ； nv1 G，Q0，qV n（ =q0/w0 ） n 當(dāng)p pk k/p/p0 0 3 3左右時， Gw0P=GP=G* *w w0 0 ； n當(dāng)p pk k/p/p0 0 3 3左右時， G w0P=G G* *w w0 0 n反之、蒸發(fā)溫度增加，可增加制冷系數(shù)。為了加快冷為了加快冷 庫降溫速度可采用增加蒸發(fā)溫度方法。庫降溫速度可采用增加蒸發(fā)溫度方法。 n故蒸發(fā)壓力高一些好，但過高使蒸發(fā)器換熱溫差小，過高使蒸發(fā)器換熱溫差小， 換熱差換熱差 n問問為了提高為了提高，蒸發(fā)溫度越高越好；蒸發(fā)溫度越高越好；

29、3 3）過冷循環(huán)）過冷循環(huán) n過冷：將閥前的高壓飽和液體溫過冷：將閥前的高壓飽和液體溫 度降到該壓力下對應(yīng)的飽和溫度度降到該壓力下對應(yīng)的飽和溫度 以下。以下。 n過冷度過冷度：冷凝溫度飽和溫度與 過冷溫度之差。 n目的：目的：減小閥后蒸汽量，預(yù)防提減小閥后蒸汽量，預(yù)防提 前閃氣，增加制冷系數(shù)前閃氣，增加制冷系數(shù)，因為：因為： n過冷度 n Q0 nP不變 ，G不變 n（ =q0 /w0不變 ） n 結(jié)論結(jié)論；過冷對制冷有利；一般控 制在3-53-5度度 n提高過冷度的方法提高過冷度的方法：提高冷卻器 冷凝能力擴大冷卻面積，增大冷 卻水流量等；安裝過冷/過熱換熱 器（下）（下） 4 4）過熱循環(huán)

30、）過熱循環(huán) n1 1、過熱度、過熱度：壓縮機的吸入溫壓縮機的吸入溫 度高于冷劑在該吸入壓力下對度高于冷劑在該吸入壓力下對 應(yīng)的飽和溫度，二者之差即為應(yīng)的飽和溫度，二者之差即為 吸氣過熱度。吸氣過熱度。 n2 2、目的、目的：防止壓縮機液擊，防止壓縮機液擊， 增加制冷量增加制冷量 n3 3、過熱對制冷量影響、過熱對制冷量影響 n有害過熱有害過熱：冷庫外吸熱制冷 量不變，功耗增加，故； =q0/w0 n有效過熱有效過熱：冷庫內(nèi)吸熱制冷 量增加，壓縮功增加，的增 大/減小與制冷劑的性質(zhì)性質(zhì)有關(guān)； 因為 =q0/w0； n實驗表明：實驗表明： R12的，NH3的 ，R22的變化不大； 分析分析 因為過

31、熱度因為過熱度 ，w w0 0， v v1 1，G G ，因而，裝置制冷因而，裝置制冷 量量Q0 =q0VT/1 ；壓縮機軸功率P=G w0 ；=q0/w0要看誰影響大要看誰影響大 nR12R12：G Q0 G w0P n w0 nR22R22：=G Q0 不變 n G w0P n 稍 nNHNH3 3 ：G Q0 n G w0P n w0 n所有冷劑的過熱度所有冷劑的過熱度， 和w w0 0 PP，而而Q Q0 0 要看冷劑的性質(zhì)；要看冷劑的性質(zhì)； n提高有效過熱度的方法提高有效過熱度的方法：安裝過冷過冷/ /過熱換熱器（下）過熱換熱器（下）；一般控制 在3-6度，不超過5-8度；新舊：2-

32、8度 n 問問 所有冷劑的過冷度和過熱度對制冷有利；所有冷劑的過冷度和過熱度對制冷有利； n 問問 有效過熱度越大越好；有效過熱度越大越好； 有效蒸發(fā)換熱面積減少有效蒸發(fā)換熱面積減少 回?zé)嵫責(zé)嵫?環(huán)環(huán)過過 冷冷/ /過過 熱換熱熱換熱 器器 2 2、回?zé)嵫?、回?zé)嵫?環(huán)環(huán)具有回?zé)峋哂谢責(zé)?過程的循環(huán)過程的循環(huán) n1）在回?zé)崞髦校蜏乩鋭獾蜏乩鋭?體冷卻常溫液體體冷卻常溫液體。使液體過 冷度增加，氣體過熱度增加， 叫“回?zé)帷薄?n2）裝置采用回?zé)崞鳎?使Q0 ， ； 裝置 裝置 采用回?zé)崞鲗Σ捎没責(zé)崞鲗 Q0 0、 影響不影響不 大，大，為防止“液擊”及“閃 氣”，也設(shè)回?zé)崞?；裝 置不宜采

33、用過冷均有利，過熱 看冷劑性質(zhì) n3）回?zé)嵫h(huán)回?zé)嵫h(huán)一可增加制冷量，可增加制冷量， 二適當(dāng)?shù)倪^熱防止液擊二適當(dāng)?shù)倪^熱防止液擊 n 問問 冷劑的液擊和閃氣發(fā)生冷劑的液擊和閃氣發(fā)生 在什么部位？如何預(yù)防在什么部位？如何預(yù)防？ n例5：制冷壓縮機在回?zé)嵫h(huán)中，壓縮機進(jìn)出 口焓值分別為400 kJ/kg ，450 kJ/kg ，回?zé)崞?進(jìn)出口焓值分別為250 kJ/kg ，220 kJ/kg ，則 單位制冷量= kJ/kg ，單位排熱量= kJ/kg ，制冷系數(shù)= n回?zé)崞鹘粨Q的熱量： 250-220=30 kJ/kg 蒸發(fā)器出口=400- 30=370， 單位制冷量q0= 370-220=150；

34、 單位排熱量= 450-250=200； 制冷系數(shù)= 150/50=3 3、制冷壓縮、制冷壓縮 機的性能曲線機的性能曲線 nt0不變，tk升高， Q0 （下 圖） ，P （上圖） ntk 不變，t 0降低，Q0，P 因為通常壓縮比PK/P03，在在 壓縮比壓縮比PK/P0=3時，時，P最大。最大。 P t0 t0 Q0 由制冷壓縮機由制冷壓縮機 的性能曲線可的性能曲線可 知哪些參數(shù)？知哪些參數(shù)？ 以以t0為橫坐標(biāo)，為橫坐標(biāo)， 以以tk為參變量，為參變量， 可根據(jù)可根據(jù)t0和和tk 確定確定Q0和和P 例6： n制冷系統(tǒng)中冷凝壓力為蒸發(fā)壓力的制冷系統(tǒng)中冷凝壓力為蒸發(fā)壓力的3倍，若冷凝溫度、倍，若

35、冷凝溫度、 吸氣過熱度、供液過冷度保持不變，實際使用的制冷裝吸氣過熱度、供液過冷度保持不變，實際使用的制冷裝 置的蒸發(fā)溫度降低后，則壓縮機的壓縮功與軸功率如何置的蒸發(fā)溫度降低后，則壓縮機的壓縮功與軸功率如何 變化？制冷系數(shù)如何變化？變化？制冷系數(shù)如何變化？ A.增大；增大；增大；B.增大；降低；降低 C.降低；降低；降低；D. 增大；不一定；增大； nB n由制冷壓縮機的性能曲線知：由制冷壓縮機的性能曲線知：因為tk 不變， t0降低， Q0，P ； n由循環(huán)圖也可分析： t ，同時v1G Q0 ；所以t w0 =/w0 ，而P= w0*G不能直接判斷，在壓縮比在壓縮比PK/P0=3時，時，P

36、最大，最大，通 常壓縮比PK/P03，故P 。 4 4、制冷壓縮機的工況、制冷壓縮機的工況 n名義工況名義工況：公認(rèn)的工況 n（1）標(biāo)準(zhǔn)工況（低溫工況）：t0=-150C， tk=300C n（2）空調(diào)工況（高溫工況）：t0=50C，tk=400C n最大壓差工況最大壓差工況考察壓縮機強度 n最大軸功率工況最大軸功率工況 P n考察壓縮機強度 n隨吸排壓差的增大， 3 PK/P0 nP先增后減先增后減 例7:壓縮機甲的高溫 工況與乙的低溫工況制 冷量相等，則活塞行程 容積誰大？ n由曲線可知：同一臺壓由曲線可知：同一臺壓 縮機高溫工況時縮機高溫工況時Q0比低比低 溫工況大得多，反過來。溫工況大

37、得多，反過來。 若制冷量相等，則高溫若制冷量相等，則高溫 工況壓縮機甲要比低溫工況壓縮機甲要比低溫 工況壓縮機乙的尺寸要工況壓縮機乙的尺寸要 小，所以乙的活塞行程小，所以乙的活塞行程 要大于甲。要大于甲。 n問問同樣尺寸、轉(zhuǎn)速的同樣尺寸、轉(zhuǎn)速的 壓縮機用于食品冷庫比壓縮機用于食品冷庫比 用于空調(diào)時制冷量大用于空調(diào)時制冷量大 n問蒸發(fā)壓力降低，tk、pk也降低； n問冷庫溫度降低，tk、pk也降低； n問冷卻水少， tk、pk也降低； n問電源50HZ變?yōu)?0HZ，tk、pk也降低； n問蒸發(fā)器結(jié)霜嚴(yán)重，蒸發(fā)壓力降低； n問壓縮機皮帶輪打滑，蒸發(fā)壓力降低； n問大廚新購蔬菜入庫，則蒸發(fā)壓力提高，

38、供液過冷度減小，制 冷量和軸功率增加；對 n問膨脹閥發(fā)生冰塞，吸氣過熱度減??； n問冷卻水溫度低低，吸氣過熱度減小； n問冷卻水少，吸氣過熱度減小； n問蒸發(fā)器結(jié)霜嚴(yán)重，吸氣過熱度減??； n問膨脹閥的溫包脫落，吸氣過熱度減??； n問 有害過熱會使壓縮機軸P減??； 回 顧（一） n用卡諾理論循環(huán)圖分析判斷：用卡諾理論循環(huán)圖分析判斷： n問制冷裝置其他條件不變，隨著pk ，則Q0；P ； ； w0； n 對 X，增大 對 對 n問制冷裝置其他條件不變，隨著t0 ，則Q0； P ； ；w0 ； n X 壓縮比=3最大 X，增大 X，減小 n問制冷裝置其他條件不變，隨著過熱度 ，則q0 ； Q0 ；

39、P ； ；w0 ； nX看冷劑性質(zhì)對對看冷劑性質(zhì)對 n問制冷裝置其他條件不變，隨著過冷度 ，則Q0； P ； ；w0 ； n 對X，不變 XX，不變 n所有冷劑的過熱度所有冷劑的過熱度， w w0 0 PP，而而Q Q0 0 要看冷劑的性質(zhì)；要看冷劑的性質(zhì)； 回 顧（二） 作業(yè) n1、在P-h圖查得壓縮機進(jìn)口h1 =412kJ/kg，出口 h2=464kJ/kg，冷凝器出口h3=250kJ/kg，膨脹閥進(jìn)口 h4=240kJ/kg，蒸發(fā)器出口h1=392kJ/kg，則單位制冷 量= kJ/kg ，單位排熱量= kJ/kg ，制冷系數(shù)= n2、制冷壓縮機在回?zé)嵫h(huán)中，壓縮機進(jìn)出口焓值分別 為40

40、0 kJ/kg ，450 kJ/kg ，回?zé)崞鬟M(jìn)出口焓值分別為 250 kJ/kg ，220 kJ/kg ，則單位制冷量= kJ/kg ， 單位排熱量= kJ/kg ，制冷系數(shù)= n152；214；2.92 n蒸發(fā)器出口=400- （250-220）=370，單位制冷量q0= 370-220=150；單位排熱量=450-250=200；制冷系數(shù) = 150/50=3 113 113 制冷劑、載冷劑和冷凍機油制冷劑、載冷劑和冷凍機油 n一、制冷劑 -在制冷機內(nèi)完成熱力循環(huán)的工質(zhì) n1、制冷劑的種類和編號 n無機化合物無機化合物 R7 nRefrigeration 分子量 n第一個字母 無機類 n

41、如NH3編號為R717；水編號為R718等； Freon-Freon-飽和烴的鹵化物飽和烴的鹵化物 nCFCCFC不含H的氟氯烴 如R12R12 二氟二氯甲烷 CClCCl2 2F F2 2 ODP、GMP大 1996年禁用，發(fā)展中國家延遲10年。 nHCFCHCFC含H的氟氯烴 如R22R22 二氟一氯甲烷 CHClFCHClF2 2 ODP 、GMP比R12R12小，目前是過度產(chǎn)品，2040 年全面禁用，工業(yè)國家2020年禁用。 nHFCHFC含H無CI的氟化烴 如R134aR134a 四氟乙烷 CHCH2 2FCFFCF3 3 ODPODP為為0 0，GMP小，目前R12的主要替代品 n

42、不慎濺入眼中，應(yīng)立即用凈水沖洗。 nODP臭氧消耗潛能值； nGMP全球變暖潛能值； 碳?xì)浠衔铮N類）碳?xì)浠衔铮N類） n烷烴類：與Freon相同。CH4（R50） n烯烴類：R后加1，其余同烷烴。C2H4（R1150） 共沸制冷劑共沸制冷劑 R5R5 n由兩種或以上特定的冷劑按一定比例混合而成 在一定壓力下標(biāo)準(zhǔn)沸點變低，且發(fā)生相變時對 應(yīng)的溫度不變。如：R502（R22/R115） 非共沸制冷劑非共沸制冷劑 R4R4 n由兩種或以上特定的冷劑按一定比例混合而成， 但不存在共沸點，發(fā)生相變時對應(yīng)的溫度不斷 變化。用語變溫?zé)嵩吹膱龊稀?制冷劑的要求；安全最重要安全最重要 n1 臨界溫度高高飽

43、和液體線與飽和蒸汽線的交點飽和液體線與飽和蒸汽線的交點t tc c 若t tc c低，則PKPC，無濕蒸汽區(qū)，不能液化，壓縮溫度更高 n2 正常蒸發(fā)溫度低低(標(biāo)準(zhǔn)大氣壓沸點) n3 氣化潛熱大大、耗功少 n4 常用蒸發(fā)壓力大于1個大氣壓，防空氣進(jìn)入系統(tǒng)； n5 排氣溫度低 n6 冷凝壓力低但非越低越好-壓差小，流量小 n7 粘度小 n8 放熱系數(shù)大大 n9 化學(xué)穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性好 n10 不易燃爆，對人體、食品無害 n11 價格低廉 2、常用冷劑及其性質(zhì) n1 1）R22R22 n無毒，無味，不燃，不爆，熱穩(wěn)定性好，比空氣重。 單獨存放達(dá)5000C仍穩(wěn)定，遇明火（8000C以上）產(chǎn)生有 毒光氣

44、；標(biāo)準(zhǔn)沸點-40.8-40.80 0C C，標(biāo)況下壓縮排溫83830 0C C； n微溶微溶于水，游離水多易“冰塞冰塞”，且氣態(tài)溶水性小于 液態(tài)，限制含水量目的一次要 n條件性溶油。高于80C與油互溶，啟動時會發(fā)生“奔奔 油油”現(xiàn)象現(xiàn)象，低于80C溶油能力下降，故蒸發(fā)器回油困難回油困難- -向下傾斜向下傾斜的回油角度；高溫易溶，低溫難溶 n對天然橡膠有侵蝕作用（采用丁基橡膠或氯丁橡膠） n含水時腐蝕鎂及含鎂超過2%的合金，含水較多時緩慢 腐蝕鐵限制含水量目的二主要，少量水可以不會冰塞，但會腐蝕 n滲漏性強，且無色無味。鹵素?zé)魴z漏， n電絕緣性較差 2 2）R12R12 n與R22相似之處：無色

45、、無味、不燃、不爆、化學(xué)穩(wěn)定性好。但遇 明火或溫度達(dá)4000C以上時產(chǎn)生有毒光氣。腐蝕鎂及含鎂超過2%的 合金，對天然橡膠有侵蝕作用（采用丁晴橡膠或氯丁橡膠）；標(biāo) 準(zhǔn)沸點-26.5-26.50 0C C； n與R22差別： n溶水性更差溶水性更差。大多游離態(tài)存在，氣態(tài)溶水性大于液態(tài)（多數(shù) Freon）。限制含水量的首要目的防“冰塞冰塞”熱力膨脹閥處熱力膨脹閥處 n在使用溫度范圍內(nèi)與滑油互溶互溶，更易發(fā)生更易發(fā)生“奔油奔油” n電絕緣性比R22好，過去封閉制冷機常用冰箱。 n液態(tài)時密度和粘度比R22大，比NH3更大，在管路中流阻較大 n放熱系數(shù)比R22小，比NH3更小，換熱器尺寸較大 n同一臺壓

46、縮機制冷量要比R22小 n對臭氧層破壞和溫室效應(yīng)比R22重，故目前R22取代R12，成為過 度產(chǎn)品，而R134aR134a 是主要替代品； 3 3）R134aR134a不含不含CLCL原子原子 n同樣同樣t t0 0和和t tk k下，排氣壓力下，排氣壓力R12R12，吸氣壓力吸氣壓力R12R12，但但 排溫不高，不需水冷，排溫不高，不需水冷，標(biāo)準(zhǔn)沸點-29.8-29.80 0C C n與目前常用的滑油不相容不相容，會回油困難會回油困難。適用的有 POE等脂類油或PAG（聚稀烴已二醇）。POE易吸濕，應(yīng) 注意防潮 n分子直徑小，應(yīng)采用合成泡沸石作干燥劑原干燥劑 被吸附催化而分解 n對天然橡膠和某些合成橡膠（如丁晴橡膠）浸潤膨脹 性強，宜采用氫化丁晴橡膠和氯化橡膠 n不含CI元素，不能用鹵素檢漏燈檢漏，可用電子檢漏 儀檢漏，但靈敏度低；不破壞臭氧層。 n與脂類油的混合物僅對鋅有輕微的化學(xué)反應(yīng) 4 4）R717R717 n有毒、刺激性臭味，與空氣混合可燃、可爆，與食品 接觸品味變差，標(biāo)準(zhǔn)沸點-33.4-33.40 0C C n與水大量互溶互溶 最強最強 ，不會不會“冰塞冰塞”，無需設(shè)干燥器，無需設(shè)干燥器 n微溶于油微溶于油 相溶性最差相溶性最差 ，油進(jìn)入系統(tǒng)不易回收； n純NH3不腐蝕鐵，但含水時腐蝕鋅、銅及銅合金鋅、銅及銅合金（磷 青銅除外） 對分油