第三章制冷原理中

第三章制冷原理中第1頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月一、液體過冷的影響

制冷劑在冷凝器中被冷凝成液體后，如果液體制冷劑繼續(xù)向外界放熱，制冷劑液體的溫度就會低于飽和溫度(對應(yīng)于冷凝壓力的冷凝溫度)而成為過冷液體。飽和溫度與過冷液體溫度差稱為過冷度，記Δtg。第2頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月造成原因：冷凝器的傳熱能力有富余；冷卻介質(zhì)的使用、參數(shù)、流量大?。粚ｉT設(shè)置一個(gè)傳熱裝置如回?zé)崞?。造成后果：制冷循環(huán)改變了，由1-2-3-4-5-1變成1-2-3-4’-5’-1第3頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月具有液體過冷的循環(huán)圖示

第4頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月

具有液體過冷的循環(huán)與無過冷的理論循環(huán)比較．(1）單位質(zhì)量制冷量增加．增加量與過冷度成正比(2）循環(huán)所消耗的單位理論功ω0不變(3）循環(huán)的制冷系數(shù)ε0提高第5頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月實(shí)現(xiàn)制冷劑液體的過冷其本質(zhì)是增大冷凝器的熱負(fù)荷。可以用適當(dāng)增大冷凝器表面積和提高冷卻介質(zhì)流量的方法來達(dá)到。一般制冷劑的過冷度取3—5℃。第6頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月二、吸氣過熱的影響制冷劑在蒸發(fā)器中被蒸發(fā)為氣體后，如果氣體制冷劑繼續(xù)吸熱，制冷劑蒸汽的溫度就會高于飽和溫度(對應(yīng)于蒸發(fā)壓力的蒸發(fā)溫度)而成為過熱汽。過熱蒸汽溫度與飽和溫度差稱為過熱度，記Δtr。第7頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月造成原因：

蒸發(fā)器的傳熱能力有富余；進(jìn)入壓縮機(jī)的管道較長，制冷劑進(jìn)一步吸熱制冷劑進(jìn)入壓縮機(jī)前用于冷卻電機(jī)專門設(shè)置一個(gè)傳熱裝置如回?zé)崞?。造成后果?/p>

制冷循環(huán)改變了，由1-2-3-4-5-1變成1’-2’-3-4-5-1-1’第8頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月具有吸氣過熱的制冷循環(huán)圖示

第9頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月具有蒸汽過熱的循環(huán)與無過熱的理論循環(huán)比較．（1）循環(huán)的單位質(zhì)量制冷量的不變。（2）壓縮機(jī)所消耗的單位理論功卻增大第10頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月（3）制冷系數(shù)減少（4）軸功率N0的變化與所采用的制冷劑性質(zhì)有關(guān)：對于R12的制冷裝置，絕熱壓縮功率有利下降對于R22的制冷裝置，絕熱壓縮功率基本不變對于R717的制冷裝置，絕熱壓縮功率增加了第11頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月事實(shí)上，為了保證制冷裝置的壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)安全，總是使壓縮機(jī)的吸氣有一定的過熱度。因?yàn)闆]有吸氣過熱度，壓縮機(jī)所吸入的蒸氣就難以避免不帶入未蒸發(fā)完畢的少量液滴，液滴在氣缸中受熱產(chǎn)生急劇的汽化，不僅會降低壓縮機(jī)的實(shí)際吸氣量，而且液體多時(shí)，甚至可能引起液擊事故。第12頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月三、回?zé)嵫h(huán)的影響

讓從蒸發(fā)器出來的低溫制冷劑蒸氣在特定的熱交換器中與高溫制冷劑液體進(jìn)行熱交換，使高溫液體得到較大的過冷度，同時(shí)低溫蒸氣也能獲得一定的過熱度，減小了與環(huán)境的溫差。該循環(huán)為回?zé)嵫h(huán)回?zé)嵫h(huán)用1—1’—2’—3—4—4’—5’—1表示。第13頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月回?zé)嵫h(huán)圖示第14頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月回?zé)嵫h(huán)計(jì)算：單位質(zhì)量制冷量回?zé)嵫h(huán)的單位質(zhì)量制冷量增大了第15頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月單位理論功制冷系數(shù)第16頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月分析和研究表明：Rl2制冷裝置采用回?zé)嵫h(huán)是有利的?；?zé)釗Q熱器流動阻力損失較小時(shí)，回?zé)嵫h(huán)的制冷系數(shù)能提高10一12%，而且當(dāng)冷凝溫度一定時(shí)，蒸發(fā)溫度越低回?zé)嵝Ч胶谩τ诎敝评溲b置，采用回?zé)嵫h(huán)不利；對R22制冷裝置，應(yīng)用回?zé)嵫h(huán)后，性能指標(biāo)則無甚變化。第17頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月第三節(jié)蒸氣壓縮制冷機(jī)

的實(shí)際循環(huán)為了便于用熱力學(xué)方法分析蒸氣壓縮制冷機(jī)循環(huán)，我們在第一節(jié)中曾對作了某些簡化的理論循環(huán)進(jìn)行了討論，但是由于各種不能消除的因素影響，蒸氣壓縮制冷機(jī)的實(shí)際循環(huán)不同于理論循環(huán)。第18頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月實(shí)際循環(huán)與理論循環(huán)的區(qū)別分析：制冷劑流過管路、蒸發(fā)器、冷凝器等各種附件、閥門，以及流過壓縮機(jī)內(nèi)部時(shí)，都會產(chǎn)生阻力壓降；壓縮機(jī)入口的蒸氣已有一定的過熱度膨脹閥前的液體也有一定的過冷度；壓縮機(jī)壓縮蒸氣不是絕熱壓縮的等熵過程。蒸氣壓縮制冷機(jī)的實(shí)際循環(huán)過程如圖．第19頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月蒸氣壓縮制冷機(jī)的實(shí)際循環(huán)圖第20頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月一、實(shí)際循環(huán)與理論循環(huán)的區(qū)別分析蒸氣壓縮制冷機(jī)的實(shí)際循環(huán)與理論循環(huán)相比，壓縮機(jī)的實(shí)際輸氣量減小，而單位實(shí)際壓縮功增大。引起這種結(jié)果的原因，除壓縮機(jī)的實(shí)際工作過程偏離理論過程外，還有制冷劑循環(huán)流經(jīng)所有管路都存在阻力壓降。第21頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月實(shí)際循環(huán)的計(jì)算方法（1）只要計(jì)算具有吸氣過熱和液體過冷的理論循環(huán)1—2—4—4’一5—1，（2）使用壓縮機(jī)的輸氣系數(shù)和效率兩個(gè)參數(shù)進(jìn)行修正。第22頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月二、輸氣系數(shù)（λ）的確定方法

式中：Vh—理論輸氣量，表示一臺壓縮機(jī)每秒所有氣缸的活塞行程容積之和。

Vs—實(shí)際輸氣量

第23頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月影響輸氣系數(shù)（λ）的因素

輸氣系數(shù)與壓縮機(jī)的余隙容積、進(jìn)氣和排氣壓力損失、蒸氣與氣缸壁的熱交換及不嚴(yán)密處的泄漏狀況有關(guān)。輸氣系數(shù)λ＜1壓縮機(jī)的輸氣系數(shù)由壓縮機(jī)制造廠提供第24頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月理論輸氣量Vh的計(jì)算公式：

其中：d—?dú)飧字睆?m)；s—活塞行程(m)；n—壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速(r／min)

z—壓縮機(jī)的氣缸數(shù)。第25頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月三、壓縮機(jī)效率的確定方法（1）壓縮機(jī)的指示效率ηi計(jì)算ω0

—壓縮機(jī)在理論循環(huán)過程中，壓縮每公斤制冷劑蒸氣所消耗的功稱為單位理論功ωi—壓縮機(jī)在實(shí)際循環(huán)過程中，壓縮每公斤制冷劑蒸氣所消耗的功稱為單位指示功第26頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）壓縮機(jī)機(jī)械效率ηj計(jì)算ωi—壓縮機(jī)在實(shí)際循環(huán)過程中，壓縮每公斤制冷劑蒸氣所消耗的功稱為單位指示功ωe—壓縮機(jī)在實(shí)際循環(huán)過程中，壓縮每公斤制冷劑蒸氣所消耗的功稱為實(shí)際軸功第27頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月（3）壓縮機(jī)總效率ηe計(jì)算可見，壓縮機(jī)總效率包括：實(shí)際過程中壓縮蒸氣的效率機(jī)械摩擦效率第28頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月實(shí)際循環(huán)計(jì)算實(shí)際循環(huán)的單位制冷量實(shí)際循環(huán)的單位功實(shí)際循環(huán)的制冷系數(shù)第29頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月第四節(jié)蒸氣壓縮制冷機(jī)的熱力計(jì)算

一、蒸氣壓縮制冷機(jī)熱力計(jì)算目的：

（1)求得制冷機(jī)循環(huán)的性能指標(biāo)（2）壓縮機(jī)的容量和功率（3）換熱器的熱負(fù)荷為壓縮機(jī)和換熱器的設(shè)計(jì)或選型提供必要的數(shù)據(jù)。第30頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月二、蒸氣壓縮制冷機(jī)熱力計(jì)算步驟（1）計(jì)算準(zhǔn)備

制冷劑和循環(huán)的型式選定

循環(huán)的工作參數(shù)確定，內(nèi)容包括：

冷凝溫度蒸發(fā)溫度過冷度過熱度

第31頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月

車輛用制冷裝置均用風(fēng)冷冷凝器和直接蒸發(fā)式表面空氣冷卻器，冷凝溫度和蒸發(fā)溫度和車外溫度和蒸發(fā)器中空氣出口溫度有關(guān)。一般，冷凝溫度

tk=th+(13-15)(℃)th為計(jì)算外氣溫度(℃)

蒸發(fā)溫度

t0=tc-(8-10)(℃)

tc為蒸發(fā)器中空氣出口溫度(℃)冷凝溫度和蒸發(fā)溫度確定之后，冷凝壓力和蒸發(fā)壓力也相應(yīng)確定了。第32頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月過冷度和過熱度的確定壓縮機(jī)吸氣溫度按蒸氣離開蒸發(fā)器時(shí)的情況及進(jìn)入壓縮機(jī)吸氣腔前的傳熱情況來確定。吸氣溫度不超過15℃，液體過冷度可選3—5℃第33頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）根據(jù)己知的溫度和壓力，在制冷劑的壓焓圖繪制循環(huán)過程第34頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月（3）通過壓焓圖或物性表上查出循環(huán)各主要點(diǎn)參數(shù)。狀態(tài)點(diǎn)焓值其它參數(shù)1h1=1’h1’=υ1’=2h2=4h4=5h5=第35頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月(4)實(shí)際循環(huán)數(shù)值計(jì)算

①計(jì)算理論循環(huán)的單位質(zhì)量制冷量、單位理論功、制冷系數(shù)等性能指標(biāo)。②計(jì)算制冷機(jī)的制冷量Q0

(kw)

Q0=G×q0(kw)

G—工質(zhì)的循環(huán)量（Kg/h）③壓縮機(jī)選型

如果制冷量Q0已給定，要進(jìn)行壓縮機(jī)選型時(shí)，可先求出工質(zhì)的循環(huán)量(G)和壓縮機(jī)的實(shí)際輸氣量：第36頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月工質(zhì)的循環(huán)量(G)壓縮機(jī)的實(shí)際輸氣量（VS）：壓縮機(jī)的理論輸氣量（Vh）根據(jù)理論輸氣量(Vs)即可選配壓縮機(jī)

第37頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月④壓縮機(jī)的軸功率計(jì)算壓縮機(jī)的理論功率壓縮機(jī)的軸功率式中ηj—壓縮機(jī)的機(jī)械效率

ηe—壓縮機(jī)的總效率第38頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月⑤