制冷系統(tǒng)基本原理

制冷系統(tǒng)簡(jiǎn)介第1頁(yè)，共13頁(yè)。武漢新世界制冷工業(yè)有限公司單級(jí)壓縮系統(tǒng)理論上，最簡(jiǎn)單的壓縮式制冷循環(huán)系統(tǒng)由：蒸發(fā)器、壓縮機(jī)、冷凝器和膨脹閥四大部件組成，如圖所示第2頁(yè)，共13頁(yè)。武漢新世界制冷工業(yè)有限公司

從蒸發(fā)器出來(lái)的氨的低溫低壓蒸氣（狀態(tài)１）被吸入壓縮機(jī)內(nèi)，壓縮成高壓高溫的過(guò)熱蒸氣（狀態(tài)２），然后進(jìn)入冷凝器。由于高壓高溫過(guò)熱氨氣的溫度高于其環(huán)境介質(zhì)的溫度，且其壓力使氨氣能在常溫下冷凝成液體狀態(tài)，因而排至冷凝器時(shí)，經(jīng)冷卻、冷凝成高壓常溫的氨液（狀態(tài)３）。高壓常溫的氨液通過(guò)膨脹崐時(shí)，因節(jié)流而降壓，在壓力降低的同時(shí)，氨液因沸騰蒸發(fā)吸熱使其本身的溫度也相應(yīng)下降，從而變成了低壓低溫的氨液（狀態(tài)４）。把這種低壓低溫的氨液引入蒸發(fā)器吸熱蒸發(fā)，即可使其周圍空氣及物料的溫度下降而達(dá)到制冷的目的。從蒸發(fā)器出來(lái)的低壓低溫氨氣重新進(jìn)入壓縮機(jī)，從而完成一個(gè)制冷循環(huán)。然后重復(fù)上述過(guò)程。第3頁(yè)，共13頁(yè)。武漢新世界制冷工業(yè)有限公司單級(jí)壓縮制冷循環(huán)的基本組成

如前所述，蒸氣壓縮式制冷，是由壓縮機(jī)、冷凝器、膨脹閥（或毛細(xì)管）和蒸發(fā)器四大部件組成的。實(shí)際上，單級(jí)壓縮制冷循環(huán)的組成，除上述四大部件外，一般還有分油器、貯液器、汽液分離器及各種控制閥等部件，如下圖所示。第4頁(yè)，共13頁(yè)。武漢新世界制冷工業(yè)有限公司兩級(jí)壓縮系統(tǒng)采用兩級(jí)壓縮的原因制冷系統(tǒng)的冷凝溫度（或冷凝壓力）決定于冷卻劑（或環(huán)境）的溫度，而蒸發(fā)溫度（或蒸發(fā)壓力）取決于制冷要求。由于生產(chǎn)的發(fā)展，對(duì)制冷溫度的要求越來(lái)越低，因此，在很多制冷實(shí)際應(yīng)用中，壓縮機(jī)要在高壓端壓力（冷凝壓力）對(duì)低壓端壓力（蒸發(fā)壓力)的比值（即壓縮比）很高的條件下進(jìn)行工作。由理想氣體的狀態(tài)方程Pｖ/T≡Ｃ可知，此時(shí)若采用單級(jí)壓縮制冷循環(huán)，則壓縮終了過(guò)熱蒸氣的溫度必然會(huì)很高(Ｖ一定，Ｐ↑→Ｔ↑），于是就會(huì)產(chǎn)生以下許多問(wèn)題。

１.壓縮機(jī)的輸氣系數(shù)λ大大降低，且當(dāng)壓縮比≥20時(shí)，λ＝0。

２.壓縮機(jī)的單位制冷量和單位容積制冷量都大為降低。

３.壓縮機(jī)的功耗增加，制冷系數(shù)下降。

４.必須采用高著火點(diǎn)的潤(rùn)滑油，因?yàn)闈?rùn)滑油的粘度隨溫度升高而降低。

５.被高溫過(guò)熱蒸氣帶出的潤(rùn)滑油增多，增加了油分離器的負(fù)荷，且降低了冷凝器的傳熱性能。第5頁(yè)，共13頁(yè)。武漢新世界制冷工業(yè)有限公司

綜上所述，當(dāng)壓縮比過(guò)高時(shí)，采用單級(jí)壓縮循環(huán)，不僅是不經(jīng)濟(jì)的，而且甚至是不可能的。為了解決上述問(wèn)題，滿足生產(chǎn)要求，實(shí)際中常采用帶有中間冷卻器的雙級(jí)壓縮制冷循環(huán)。但是，雙級(jí)壓縮制冷循環(huán)所需的設(shè)備投資較單級(jí)壓縮大的多，且操作也較復(fù)雜。因此，采用雙級(jí)壓縮制冷循環(huán)并非在任何情況下都是有利的，一般當(dāng)壓縮比≥８時(shí)，采用雙級(jí)壓縮較為經(jīng)濟(jì)合理。雙級(jí)壓縮制冷循環(huán)的組成及常見(jiàn)形式1、一次節(jié)流中間完全冷卻的雙級(jí)循環(huán)，如下圖所示：第6頁(yè)，共13頁(yè)。武漢新世界制冷工業(yè)有限公司第7頁(yè)，共13頁(yè)。武漢新世界制冷工業(yè)有限公司

這個(gè)系統(tǒng)的特點(diǎn)是采用盤管式中間冷卻器。它既有兩級(jí)節(jié)流的減少節(jié)流損失效果，又起到對(duì)低壓級(jí)排氣完全冷卻的作用。其工作過(guò)程是：

在蒸發(fā)器中產(chǎn)生的低壓低溫制冷劑蒸氣（狀態(tài)１），被低壓壓縮機(jī)吸入并壓縮成中間壓力的過(guò)熱蒸氣（狀態(tài)２），然后進(jìn)入同一壓力的中間冷卻器，在中冷器內(nèi)被冷卻成干飽和蒸氣（狀態(tài)３）。中壓干飽和蒸氣又被高壓壓縮機(jī)吸入并壓縮到冷凝壓力的過(guò)熱蒸氣（狀態(tài)４），隨后進(jìn)入冷凝器被冷凝成制冷劑液體（狀態(tài)５）。然后分成兩路，一路經(jīng)膨脹閥Ｆ節(jié)流降壓后（狀態(tài)８）進(jìn)入中間冷卻器，大部分液體從另一路進(jìn)入中間冷卻器的盤管內(nèi)過(guò)冷（狀態(tài)６），但由于存在傳熱溫差，故其在盤管內(nèi)不可能被冷卻到中間溫度，而是比中間溫度一般高△ｔ＝３-５℃。過(guò)冷后的液體再經(jīng)過(guò)主膨脹閥節(jié)流降壓成低溫低壓的過(guò)冷液（狀態(tài)７），最后進(jìn)入蒸發(fā)器吸熱蒸發(fā)，產(chǎn)生冷效應(yīng)。這種循環(huán)系統(tǒng)只適用于Ｒ717與Ｒ22的雙級(jí)制冷循環(huán)系統(tǒng)中。2、一次節(jié)流中間不完全冷卻的雙級(jí)循環(huán)，如下圖所示：第8頁(yè)，共13頁(yè)。武漢新世界制冷工業(yè)有限公司第9頁(yè)，共13頁(yè)。武漢新世界制冷工業(yè)有限公司

一次節(jié)流中間不完全冷卻的雙級(jí)循環(huán)，主要適用于氟利昂制冷裝置，采用回?zé)嵫h(huán)。這種循環(huán)系統(tǒng)的特點(diǎn)是：制冷劑主流先經(jīng)盤管式中間冷卻器過(guò)冷，再經(jīng)回?zé)崞鬟M(jìn)一步冷卻；且低壓壓縮機(jī)的吸氣有較大的過(guò)熱度；此外，低壓級(jí)的排氣沒(méi)有完全冷卻到飽和狀態(tài)。

其工作過(guò)程為：從蒸發(fā)器出來(lái)的蒸汽經(jīng)回?zé)崞骱蟊坏蛪簤嚎s機(jī)吸入，壓縮到中間壓力并與中冷器出來(lái)的干飽和蒸汽在管路中進(jìn)行混合，使從低壓機(jī)排出的過(guò)熱蒸汽被冷卻后再進(jìn)入高壓壓縮機(jī)，經(jīng)壓縮到冷凝壓力并進(jìn)入冷凝器，冷凝后的高壓制冷劑液體進(jìn)入了中冷器的蛇形盤管進(jìn)行再冷卻，然后進(jìn)入回?zé)崞髋c從蒸發(fā)器出來(lái)的低溫低壓蒸汽進(jìn)行熱交換，使從中冷器蛇形盤管中出來(lái)的過(guò)冷液體再一次得到冷卻，最后經(jīng)膨脹閥進(jìn)入蒸發(fā)器吸熱蒸發(fā)。3、兩次節(jié)流中間完全冷卻的雙級(jí)循環(huán)，如下圖所示：第10頁(yè)，共13頁(yè)。武漢新世界制冷工業(yè)有限公司第11頁(yè)，共13頁(yè)。武漢新世界制冷工業(yè)有限公司

這個(gè)系統(tǒng)的特點(diǎn)是選用了閃發(fā)式中間冷卻器。它起兩個(gè)作用，其一是相當(dāng)于兩次節(jié)流的中間液體分離器，其二是利用一小部分液體的吸熱蒸發(fā)作用，對(duì)低壓機(jī)的排氣進(jìn)行完全中間冷卻。這種型式的制冷循環(huán)系統(tǒng)，只適用于Ｒ717或Ｒ22的雙級(jí)壓縮制冷循環(huán)系統(tǒng)中。為了防止從中間冷卻器出來(lái)的飽和液體在管路中閃發(fā)成蒸汽，通常要求中間冷卻器與蒸發(fā)器之間的距離要近。綜上分析可知，采用雙級(jí)壓縮制冷循環(huán)，不但降低了高壓機(jī)的排氣溫度，改善了壓縮機(jī)潤(rùn)滑條件，而且由于各級(jí)壓縮比都較小，壓縮機(jī)的輸汽系數(shù)大大提高。此外，采用雙級(jí)壓縮循環(huán)的功耗也比單級(jí)壓縮循環(huán)的功耗降低。第12頁(yè)，共13頁(yè)。內(nèi)容梗概制冷系統(tǒng)簡(jiǎn)介。從蒸發(fā)器出來(lái)的氨的低溫低壓蒸氣（狀態(tài)１）被吸入壓縮機(jī)內(nèi)，壓縮成高壓高溫的過(guò)熱蒸氣（狀態(tài)２），然后進(jìn)入冷凝器。由于高壓高溫過(guò)熱氨氣的溫度高于其環(huán)境介質(zhì)的溫度，且其壓力使氨氣能在常溫下冷凝成液體狀態(tài)，因而排至冷凝器時(shí)，經(jīng)冷卻、冷凝成高壓常溫的氨液（狀態(tài)３）。高壓常溫的氨液通過(guò)膨脹崐時(shí)，因節(jié)流而降壓，在壓力降低的同時(shí)，氨液因沸騰蒸發(fā)吸熱使其本身的溫度也相應(yīng)下降，從而變成了低壓低溫的氨液（狀態(tài)４）。把這種低壓低溫的氨液引入蒸發(fā)器吸熱蒸發(fā)，即可使其周圍空氣及物料的溫度下降而達(dá)到制冷的目的。制冷系統(tǒng)的冷凝溫度（或冷凝壓力）決定于冷卻劑（或環(huán)境）的溫度，而蒸發(fā)溫度（或蒸發(fā)壓力）取決于制冷要求。由于生產(chǎn)的發(fā)展，對(duì)制冷溫度的要求越來(lái)越低，因此，在很多制冷實(shí)際應(yīng)用中，壓縮機(jī)要在高壓端壓力（冷凝壓力）對(duì)低壓端壓力（蒸發(fā)壓力)的比值（即壓縮