制冷系統(tǒng)壓焓圖及主要參數(shù)

1、3.1.2 壓焓圖壓焓圖n1、臨界點(diǎn)、臨界點(diǎn)K和飽和曲線和飽和曲線n臨界點(diǎn)臨界點(diǎn)K為兩根粗實(shí)線的交點(diǎn)。在該點(diǎn)，制冷為兩根粗實(shí)線的交點(diǎn)。在該點(diǎn)，制冷劑的液態(tài)和氣態(tài)差別消失。劑的液態(tài)和氣態(tài)差別消失。 nK點(diǎn)左邊的粗實(shí)線點(diǎn)左邊的粗實(shí)線Ka為飽和液體線，在為飽和液體線，在Ka線線上任意一點(diǎn)的狀態(tài)，均是相應(yīng)壓力的飽和液體；上任意一點(diǎn)的狀態(tài)，均是相應(yīng)壓力的飽和液體；K點(diǎn)的右邊粗實(shí)線點(diǎn)的右邊粗實(shí)線Kb為飽和蒸氣線，在為飽和蒸氣線，在Kb線上任意線上任意一點(diǎn)的狀態(tài)均為飽和蒸氣狀態(tài)，或稱干蒸氣。一點(diǎn)的狀態(tài)均為飽和蒸氣狀態(tài)，或稱干蒸氣。 2、三個(gè)狀態(tài)區(qū)三個(gè)狀態(tài)區(qū)nKa左側(cè)左側(cè)過(guò)冷液體區(qū)，該區(qū)域內(nèi)的制冷劑過(guò)冷液體區(qū)

2、，該區(qū)域內(nèi)的制冷劑溫度低于同壓力下的飽和溫度；溫度低于同壓力下的飽和溫度； nKb右側(cè)右側(cè)過(guò)熱蒸氣區(qū)，該區(qū)域內(nèi)的蒸氣溫過(guò)熱蒸氣區(qū)，該區(qū)域內(nèi)的蒸氣溫度高于同壓力下的飽和溫度；度高于同壓力下的飽和溫度； nKa和和Kb之間之間濕蒸氣區(qū)，即氣液共存區(qū)。濕蒸氣區(qū)，即氣液共存區(qū)。該區(qū)內(nèi)制冷劑處于飽和狀態(tài)，壓力和溫度為一一該區(qū)內(nèi)制冷劑處于飽和狀態(tài)，壓力和溫度為一一對(duì)應(yīng)關(guān)系。對(duì)應(yīng)關(guān)系。n在制冷機(jī)中，蒸發(fā)與冷凝過(guò)程主要在濕蒸氣區(qū)進(jìn)在制冷機(jī)中，蒸發(fā)與冷凝過(guò)程主要在濕蒸氣區(qū)進(jìn)行，壓縮過(guò)程則是在過(guò)熱蒸氣區(qū)內(nèi)進(jìn)行。行，壓縮過(guò)程則是在過(guò)熱蒸氣區(qū)內(nèi)進(jìn)行。 3、六、六組等參數(shù)線組等參數(shù)線n制冷劑的壓制冷劑的壓-焓（焓（Lg

3、P-E）圖中共有八種線條：）圖中共有八種線條： n等壓線等壓線P(LgP) 等焓線（等焓線（Enthalpy) 飽和液體飽和液體線（線（Saturated Liquid) 等熵線（等熵線（Entropy） n等容線（等容線（Volume） 干飽和蒸汽線干飽和蒸汽線(Saturated Vapor) 等干度線等干度線(Quality) 等溫線等溫線（Temperature) n（1）等壓線：圖上與橫坐標(biāo)軸相平行的水）等壓線：圖上與橫坐標(biāo)軸相平行的水平細(xì)實(shí)線均是等壓線，同一水平線的壓力均相等。平細(xì)實(shí)線均是等壓線，同一水平線的壓力均相等。 n（2）等焓線：圖上與橫坐標(biāo)軸垂直的細(xì)實(shí)線）等焓線：圖上與橫

4、坐標(biāo)軸垂直的細(xì)實(shí)線為等焓線，凡處在同一條等焓線上的工質(zhì)，不為等焓線，凡處在同一條等焓線上的工質(zhì)，不論其狀態(tài)如何焓值均相同。論其狀態(tài)如何焓值均相同。 n（3）等溫線：圖上用點(diǎn)劃線表示的為等）等溫線：圖上用點(diǎn)劃線表示的為等溫線。等溫線在不同的區(qū)域變化形狀不同，在溫線。等溫線在不同的區(qū)域變化形狀不同，在過(guò)冷區(qū)等溫線幾乎與橫坐標(biāo)軸垂直；在濕蒸氣過(guò)冷區(qū)等溫線幾乎與橫坐標(biāo)軸垂直；在濕蒸氣區(qū)卻是與橫坐標(biāo)軸平行的水平線；在過(guò)熱蒸氣區(qū)卻是與橫坐標(biāo)軸平行的水平線；在過(guò)熱蒸氣區(qū)為向右下方急劇彎曲的傾斜線。區(qū)為向右下方急劇彎曲的傾斜線。 n（4）等熵線：圖上自左向右上方彎曲的）等熵線：圖上自左向右上方彎曲的細(xì)實(shí)線為等

5、熵線。制冷劑的壓縮過(guò)程沿等熵線細(xì)實(shí)線為等熵線。制冷劑的壓縮過(guò)程沿等熵線進(jìn)行，因此過(guò)熱蒸氣區(qū)的等熵線用得較多，在進(jìn)行，因此過(guò)熱蒸氣區(qū)的等熵線用得較多，在lgp-h圖上等熵線以飽和蒸氣線作為起點(diǎn)。圖上等熵線以飽和蒸氣線作為起點(diǎn)。 nn（5）等容線：圖上自左向右稍向上彎曲的虛）等容線：圖上自左向右稍向上彎曲的虛線為等比容線。與等熵線比較，等比容線要平線為等比容線。與等熵線比較，等比容線要平坦些。制冷機(jī)中常用等比容線查取制冷壓縮機(jī)坦些。制冷機(jī)中常用等比容線查取制冷壓縮機(jī)吸氣點(diǎn)的比容值。吸氣點(diǎn)的比容值。 n（6）等干度線：從臨界點(diǎn)）等干度線：從臨界點(diǎn)K出發(fā)，把濕出發(fā)，把濕蒸氣區(qū)各相同的干度點(diǎn)連接而成的線

6、為等干度蒸氣區(qū)各相同的干度點(diǎn)連接而成的線為等干度線。它只存在與濕蒸氣區(qū)。線。它只存在與濕蒸氣區(qū)。 n上述六個(gè)狀態(tài)參數(shù)（上述六個(gè)狀態(tài)參數(shù)（p、t、v、x、h、s）中，只要知道其中任意兩個(gè)狀態(tài)參數(shù)值，就可中，只要知道其中任意兩個(gè)狀態(tài)參數(shù)值，就可確定制冷劑的熱力狀態(tài)。在確定制冷劑的熱力狀態(tài)。在lgp-h圖上確定其圖上確定其狀態(tài)點(diǎn)，可查取該點(diǎn)的其余四個(gè)狀態(tài)參數(shù)狀態(tài)點(diǎn)，可查取該點(diǎn)的其余四個(gè)狀態(tài)參數(shù)3.1.3 單級(jí)蒸氣壓縮式制冷理論循環(huán) 單級(jí)蒸氣壓縮式制冷循環(huán)，是指制冷劑單級(jí)蒸氣壓縮式制冷循環(huán)，是指制冷劑在一次循環(huán)中只經(jīng)過(guò)一次壓縮，最低在一次循環(huán)中只經(jīng)過(guò)一次壓縮，最低蒸發(fā)溫度可達(dá)蒸發(fā)溫度可達(dá)-40-30。

7、單級(jí)蒸氣。單級(jí)蒸氣壓縮式制冷廣泛用于制冷、冷藏、工壓縮式制冷廣泛用于制冷、冷藏、工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的冷卻，以及空氣調(diào)節(jié)等業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的冷卻，以及空氣調(diào)節(jié)等各種低溫要求不太高的制冷工程。各種低溫要求不太高的制冷工程。理論循環(huán)的假設(shè)條件和壓焓圖 n實(shí)際的制冷循環(huán)極為復(fù)雜，難以獲得完全真實(shí)的全部實(shí)際的制冷循環(huán)極為復(fù)雜，難以獲得完全真實(shí)的全部狀態(tài)參數(shù)。因此，在分析和計(jì)算單級(jí)蒸氣壓縮式制冷狀態(tài)參數(shù)。因此，在分析和計(jì)算單級(jí)蒸氣壓縮式制冷循環(huán)時(shí)，通常采用理論制冷循環(huán)。循環(huán)時(shí)，通常采用理論制冷循環(huán)。n1.理論循環(huán)的假設(shè)條件理論循環(huán)的假設(shè)條件 理論循環(huán)是建立在以下假設(shè)理論循環(huán)是建立在以下假設(shè)基礎(chǔ)上：基礎(chǔ)上：n1）壓縮過(guò)

8、程為等熵過(guò)程，即在壓縮過(guò)程中不存在任）壓縮過(guò)程為等熵過(guò)程，即在壓縮過(guò)程中不存在任何不可逆損失。何不可逆損失。n2）在冷凝器和蒸發(fā)器中，制冷劑的冷凝溫度等于冷）在冷凝器和蒸發(fā)器中，制冷劑的冷凝溫度等于冷卻介質(zhì)的溫度，蒸發(fā)溫度等于被冷卻介質(zhì)的溫度，且卻介質(zhì)的溫度，蒸發(fā)溫度等于被冷卻介質(zhì)的溫度，且冷凝溫度和蒸發(fā)溫度都是定值。冷凝溫度和蒸發(fā)溫度都是定值。n3）離開(kāi)蒸發(fā)器和進(jìn)入制冷壓縮機(jī)的制冷劑蒸氣為蒸）離開(kāi)蒸發(fā)器和進(jìn)入制冷壓縮機(jī)的制冷劑蒸氣為蒸發(fā)壓力下的飽和蒸氣；離開(kāi)冷凝器和進(jìn)入節(jié)流元件的發(fā)壓力下的飽和蒸氣；離開(kāi)冷凝器和進(jìn)入節(jié)流元件的液體為冷凝壓力下的飽和液體。液體為冷凝壓力下的飽和液體。n4）除節(jié)流

9、元件產(chǎn)生節(jié)流降壓外，制冷劑在設(shè)）除節(jié)流元件產(chǎn)生節(jié)流降壓外，制冷劑在設(shè)備、管道內(nèi)的流動(dòng)沒(méi)有阻力損失（壓力降備、管道內(nèi)的流動(dòng)沒(méi)有阻力損失（壓力降)，與外界環(huán)境沒(méi)有熱交換。與外界環(huán)境沒(méi)有熱交換。n5）節(jié)流過(guò)程為絕熱過(guò)程，即與外界不發(fā)生熱）節(jié)流過(guò)程為絕熱過(guò)程，即與外界不發(fā)生熱交換。交換。n2.制冷劑的壓焓圖制冷劑的壓焓圖 為了對(duì)蒸氣壓縮式制冷循為了對(duì)蒸氣壓縮式制冷循環(huán)有一個(gè)全面的認(rèn)識(shí)，不僅要知道循環(huán)中每一環(huán)有一個(gè)全面的認(rèn)識(shí)，不僅要知道循環(huán)中每一個(gè)過(guò)程，而且要了解各個(gè)過(guò)程之間的關(guān)系以及個(gè)過(guò)程，而且要了解各個(gè)過(guò)程之間的關(guān)系以及某一過(guò)程發(fā)生變化時(shí)對(duì)其它過(guò)程的影響。在制某一過(guò)程發(fā)生變化時(shí)對(duì)其它過(guò)程的影響。在制

10、冷循環(huán)的分析和計(jì)算中，通常借助于壓焓圖，冷循環(huán)的分析和計(jì)算中，通常借助于壓焓圖，可使整個(gè)循環(huán)問(wèn)題簡(jiǎn)化，并可以看到循環(huán)中各可使整個(gè)循環(huán)問(wèn)題簡(jiǎn)化，并可以看到循環(huán)中各狀態(tài)的變化以及這些變化對(duì)循環(huán)的影響。狀態(tài)的變化以及這些變化對(duì)循環(huán)的影響。理論循環(huán)的性能指標(biāo)及其計(jì)算 1.單位質(zhì)量制冷量單位質(zhì)量制冷量 制冷壓縮機(jī)每輸送制冷壓縮機(jī)每輸送1kg制冷制冷劑經(jīng)循環(huán)從被冷卻介質(zhì)中制取的冷量稱為單位劑經(jīng)循環(huán)從被冷卻介質(zhì)中制取的冷量稱為單位質(zhì)量制冷量，用質(zhì)量制冷量，用q0表示。表示。n q0=h1-h4=r0（1-x4） （1-1）n式中式中 q0單位質(zhì)量制冷量（單位質(zhì)量制冷量（kJ/kg）；）；nh1與吸氣狀態(tài)對(duì)應(yīng)

11、的比焓值（與吸氣狀態(tài)對(duì)應(yīng)的比焓值（kJ/kg）；）；nh4節(jié)流后濕蒸氣的比焓值（節(jié)流后濕蒸氣的比焓值（kJ/kg）；）；nr0蒸發(fā)溫度下制冷劑的汽化潛熱蒸發(fā)溫度下制冷劑的汽化潛熱（kJ/kg）；）；nx4節(jié)流后氣液兩相制冷劑的干度節(jié)流后氣液兩相制冷劑的干度。n2.單位容積制冷量單位容積制冷量 制冷壓縮機(jī)每吸入制冷壓縮機(jī)每吸入1m3制冷劑蒸制冷劑蒸氣（按吸氣狀態(tài)計(jì)）經(jīng)循環(huán)從被冷卻介質(zhì)中制取的冷氣（按吸氣狀態(tài)計(jì)）經(jīng)循環(huán)從被冷卻介質(zhì)中制取的冷量，稱為單位容積制冷量，用量，稱為單位容積制冷量，用qv表示。表示。n n式中式中qv單位容積制冷量（單位容積制冷量（kJ/m3）；）；nv1制冷劑在吸氣狀態(tài)時(shí)

12、的比體積（制冷劑在吸氣狀態(tài)時(shí)的比體積（m3/kg）。）。n由式可知，吸氣比體積由式可知，吸氣比體積v1將直接影響單位容積制冷量將直接影響單位容積制冷量qv的大小。而且吸氣比體積的大小。而且吸氣比體積v1的大小隨蒸發(fā)溫度的的大小隨蒸發(fā)溫度的下降而增大，所以理論循環(huán)的下降而增大，所以理論循環(huán)的qv不僅隨制冷劑的種類(lèi)不僅隨制冷劑的種類(lèi)而改變，而且還隨循環(huán)的蒸發(fā)溫度的變化而變化而改變，而且還隨循環(huán)的蒸發(fā)溫度的變化而變化。14110vvhhvqqn3.理論比功理論比功 制冷壓縮機(jī)按等熵壓縮時(shí)每壓縮制冷壓縮機(jī)按等熵壓縮時(shí)每壓縮輸送輸送1kg制冷劑蒸氣所消耗的功，稱為理論比制冷劑蒸氣所消耗的功，稱為理論比功

13、，用功，用w0表示。表示。nw0=h2-h1 （1-3）n式中式中 w0理論比功（理論比功（kJ/kg）；）；nh2壓縮機(jī)排氣狀態(tài)制冷劑的比焓值壓縮機(jī)排氣狀態(tài)制冷劑的比焓值（kJ/kg）；）；nh1壓縮機(jī)吸氣狀態(tài)制冷劑的比焓值壓縮機(jī)吸氣狀態(tài)制冷劑的比焓值（kJ/kg）。）。n4.單位冷凝熱負(fù)荷單位冷凝熱負(fù)荷 制冷壓縮機(jī)每輸送制冷壓縮機(jī)每輸送1kg制制冷劑在冷凝器中放出的熱量，稱為單位冷凝熱冷劑在冷凝器中放出的熱量，稱為單位冷凝熱負(fù)荷，用負(fù)荷，用qk表示。表示。nqk=（h2-h2 ）+（h2 -h3）=h2-h3 （1-4）n式中式中 qk單位冷凝熱負(fù)荷（單位冷凝熱負(fù)荷（kJ/kg）；）；nh2與冷凝壓力對(duì)應(yīng)的干飽和蒸氣狀態(tài)所與冷凝壓力對(duì)應(yīng)的干飽和蒸氣狀態(tài)所具有的比焓值（具有的比焓值（kJ/kg）；）；nh3與冷凝壓力對(duì)應(yīng)的飽和液狀態(tài)所具有與冷凝壓力對(duì)應(yīng)的飽和液狀態(tài)所具有的比焓值（的比焓值（kJ/kg）；）；n5.制冷系數(shù)制冷系數(shù) 單位質(zhì)量制冷量與理論比功之比，單位質(zhì)量制冷量與理論比功之比，即理論循環(huán)的收益和代價(jià)之比，稱為理論循環(huán)即理論循環(huán)的收益和代價(jià)之比，稱為理論循環(huán)制冷系