蒸氣壓縮式制冷裝置工作原理

1、第二節(jié)蒸氣壓縮式制冷裝置的工作原理11-2-1單級蒸氣壓縮式制冷循環(huán) (1)制冷循環(huán)分析和計算，常用壓焓圖和溫熵圖船用壓縮式制冷裝置大都使用中、高溫制冷劑高溫制冷劑 標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)t。0的制冷劑屬中溫制冷劑 0t。一70者，如氨、氟利昂12、氟利昂22等，并多采用單級壓縮低溫制冷劑 t。一70者屬下面就借助于壓焓圖來研究單級壓縮制冷循環(huán) 11-2-1-1 單級蒸氣壓縮式制冷循環(huán)(2)理論循環(huán)假設(shè)； (1)壓縮過程不存在換熱和流阻等不可逆損失等熵過程(2)制冷劑流過熱交換器和管路時沒有阻力損失等壓過程(3)制冷系統(tǒng)中除熱交換器外，與外界無任何熱交換，流過膨脹閥時未作功，又無熱交換等焓過程下圖為單級壓縮

2、制冷理論循環(huán)的壓焓圖制冷空調(diào)動畫theory cycle.avi制冷空調(diào)動畫theory cycle 2.avi11-2-1-1 單級蒸氣壓縮式制冷循環(huán)(3)過程線12等熵壓縮過程壓力由p0提高到pk壓縮機(jī)對制冷劑作功制冷劑溫度提高點(diǎn)2處于過熱蒸氣狀態(tài)過程線23制冷劑在冷凝器內(nèi)的冷卻、冷凝過熱蒸氣在等壓下先放熱冷卻降溫，再繼續(xù)放熱冷凝，然后過冷11-2-1-1 單級蒸氣壓縮式制冷循環(huán)(4)過程線34冷劑通過膨脹閥的節(jié)流過程壓力由pk降到po，溫度由tk降到t0，并進(jìn)入兩相區(qū)節(jié)流前后制冷劑焓值不變過程線4-1等壓氣化過程制冷劑吸取熱量不斷氣化向干度增大方向，直到過熱蒸氣由熱力狀態(tài)圖和表可確定循環(huán)

3、中的各點(diǎn)參數(shù)11-2-1-2單級蒸氣壓縮制冷的實際循環(huán)及熱力計算實際循環(huán)壓縮過程是熵值增加的多變過程節(jié)流過程有吸熱，焓值也略有增加制冷劑在管道、熱交換器和壓縮機(jī)中流動時存在阻力損失和熱交換11-2-1-2單級壓縮制冷熱力計算(1)熱力計算：(1)單位制冷量 q。 hlh5 kJkg 如吸氣管中吸熱可忽略不計，則5-1過程全在蒸發(fā)器中進(jìn)行(2)單位容積制冷量 qv = q0/vl kJkg(3)等熵壓縮單位理論功 wi = h2 - h1 kJkg(4)理論制冷系數(shù) = q0/w0 = h1-h5 / h2-h1 11-2-1-2單級壓縮制冷熱力計算(2)(5)制冷劑的質(zhì)量流量 G = Q0q0

4、 = Q0(h1一h5) kg/s (6)壓縮機(jī)容積流量(按吸氣狀態(tài)容積計算) Vs = G v1 = Q0 v1/q0 = Q0/q0(7)壓縮機(jī)的理論流量 VT = Vs/ = Q0/( qv) m3/s(8)壓縮機(jī)的理論功率 PTG w0 kW11-2-1-2單級壓縮制冷熱力計算(3)(9)壓縮機(jī)的指示功率 pi = G wi = G w0/i=PT/ i kW(10)壓縮機(jī)的軸功率 p = pi/ m = pT/(m i ) = pT/ (11)單位軸功率制冷量 Ke=Q0/p= (12)冷凝器的熱負(fù)荷 Qk=Q+pi kW11-2-2 單級制冷壓縮機(jī)工況和特性制冷壓縮機(jī)工況：指決定其

5、理論循環(huán)的溫度條件蒸發(fā)溫度對應(yīng)于蒸發(fā)壓力的飽和溫度蒸發(fā)壓力由蒸發(fā)器產(chǎn)氣量和壓縮機(jī)吸氣量間的質(zhì)量平衡決定如庫溫降低，蒸發(fā)器傳熱不良，則蒸發(fā)量減少，p0就降低冷凝溫度對應(yīng)于冷凝壓力的飽和溫度冷凝壓力由壓縮機(jī)排氣量與冷凝器冷凝量的質(zhì)量平衡來決定如壓縮機(jī)吸氣壓力高，質(zhì)量流量大，則冷凝壓力就高11-2-2-1工況參數(shù)對制冷工作影響制冷壓縮機(jī)制冷量可由下式表示： Q0Gq0VTq0v1 VTqv 制冷壓縮機(jī)的軸功率則可寫為： P = Gw0/ = VTw0 /v1 = VTwv 式中： wv = w0 /v1 壓縮機(jī)單位容積壓縮功壓縮機(jī)在n和工作缸數(shù)不變情況下理論吸氣量VT將為定值，從式看出壓縮機(jī)的Q0隨

6、輸氣系數(shù)和單位容積制冷量qv而變而P則與、壓縮機(jī)總效率和單位容積壓縮功wv有關(guān)事實上、 Q0 、 和wv 均隨工況溫度條件而變 11-2-2-1 冷凝溫度tk變化的影響(1)假設(shè)冷凝溫度由tk升高到tk理論循環(huán)由1234561改變?yōu)?234561由于循環(huán)的單位制冷量q0減少，即 q0 w0，而v1沒有變化所以Wv和軸功率P都將增大，裝置制冷系數(shù)也會降低反之，當(dāng)tk降低時，則情況相反11-2-2-1蒸發(fā)溫度t0變化的影響(1)當(dāng)蒸發(fā)溫度從t0降低到t0循環(huán)由1234561變?yōu)?234561循環(huán)制冷量稍有降低即 q0vl制冷劑流量G減小因此，Q0也減小11-2-2-1蒸發(fā)溫度t0變化的影響(2)制

7、冷機(jī)軸功率變化情況因單位壓縮功增大即 w0w0但制冷劑的流量G減小，而不能直接判斷熱力學(xué)分析表明在達(dá)到某壓力比pk時(一般3左右), 壓縮機(jī)軸功率最大通常制冷裝置工作時壓力比都大于3，故當(dāng)蒸發(fā)溫度降低時軸功率降低11-2-2-1過冷度和過熱度的影響(1)循環(huán)過冷度增加過冷溫度由t4降到t4, Q0則會因q0增加而增加壓縮機(jī)軸功率不變，提高裝置過冷度為35液管壓降不宜超過4070kPa否則閃氣，制冷量降低為提高過冷度設(shè)氣液換熱器使從冷凝器出來的制冷劑液體與從蒸發(fā)器出來的制冷劑蒸氣換熱以實現(xiàn)過冷 11-2-2-1過冷度和過熱度的影響(2)壓縮機(jī)吸氣過熱度影響如果過熱過程是在吸氣管中吸取外界熱量造成

8、.單位制冷量實際并未提高,Q0和下降，這稱為有害過熱。如果過熱在蒸發(fā)器內(nèi)完成.過熱度提高時,q0增加了h1-h1,單位壓縮功增加 (h2-h1),對的影響取決于制冷劑的性質(zhì).R12，過熱度增加則提高R 22, 影響不大(略有下降)氨制冷裝置, 減小11-2-2-1過冷度和過熱度的影響(3)過熱度增加q0增加v1也增大, 使G減少Q(mào)0要視具體情況而定資料表明過熱度每提高1R12、R22和氨的G減少0.4而qo則分別增加0.5，0.4和0.2所以R12的Q0提高，氨的Q0減少，而R22則影響不大11-2-2-1過冷度和過熱度的影響(4)當(dāng)吸氣過熱度提高時單位壓縮功w0的增加不如G減少的快，故P減少

9、合適過熱度(主要是根據(jù)對的影響)可以：防止壓縮機(jī)吸人液體減少有害過熱過熱太高會使排氣溫度和滑油溫度過高氨制冷裝置，過熱度不超過58氟利昂過熱度一般控制在36用回?zé)崞魇构?jié)流前液體與壓縮機(jī)吸人前蒸氣進(jìn)行熱交換，使液體過冷，氣體過熱 具有回?zé)徇^程的制冷循環(huán)稱為回?zé)嵫h(huán)11-2-2-2 制冷壓縮機(jī)性能曲線指制冷壓縮機(jī)Q0、P隨工況條件的變化趨勢圖為8 FSl0型壓縮機(jī)性能曲線tk升高 Q0減小，P增大t0降低 Q0減小，P減小由性能曲線可方便地查得壓縮機(jī)在不同工況下的制冷量和軸功率，并可算出單位軸功率制冷量Ke值11-2-2-3 制冷壓縮機(jī)的工況 (1)壓縮機(jī)Q0和P等指標(biāo)都隨工況不同而改變?yōu)榱撕饬亢捅容^機(jī)器性能，需制定出公認(rèn)的溫度條件，作為名義工況，并以該工況制冷量作為標(biāo)準(zhǔn)我國名義工況是 “標(biāo)準(zhǔn)工況”、“空調(diào)工況”如表111所示（P231）為考察壓縮機(jī)的強(qiáng)度和電動機(jī)的工作，還定有最大壓差工況;最大軸功率工況為便于制造廠家測試，又規(guī)定了三種名義工況高溫工況, 中溫工況, 低溫工況（P231）,見表112。11-2-2-3 制冷壓縮機(jī)