制冷技術(shù)課件

制冷技術(shù)第一章蒸氣壓縮式製冷裝置的基本原理

與熱力計(jì)算1.蒸氣壓縮式製冷裝置的基本原理及典型流程1.1基本組成及工作原理

壓縮機(jī)（compressor）冷凝器（condenser）蒸發(fā)器（evaporator）節(jié)流閥（throttle）高溫高壓過(guò)熱蒸氣高溫高壓飽和液體低溫低壓兩相流低溫低壓飽和蒸氣or過(guò)熱蒸氣1.2理論迴圈

第一章蒸氣壓縮式製冷裝置的基本原理

與熱力計(jì)算理論迴圈：在沒(méi)有任何實(shí)際損失下的製冷迴圈。條件：無(wú)溫差傳熱；壓縮過(guò)程是可逆絕熱壓縮過(guò)程即等熵過(guò)程；管路中無(wú)任何耗損。T-S圖LgP-h圖2.單級(jí)蒸氣壓縮製冷的理論迴圈及熱力完善度

第一章蒸氣壓縮式製冷裝置的基本原理

與熱力計(jì)算理想製冷迴圈：逆卡諾迴圈逆卡諾迴圈特點(diǎn)：用節(jié)流閥代替膨脹機(jī)：損失膨脹功、產(chǎn)生“閃發(fā)氣體”；但簡(jiǎn)化裝置、便於調(diào)節(jié)。產(chǎn)生節(jié)流損失用幹壓縮代替濕壓縮；實(shí)現(xiàn)“幹衝程”；但耗功量、製冷量均增加，製冷係數(shù)下降。產(chǎn)生過(guò)熱損失實(shí)際採(cǎi)用的製冷理論迴圈：兩個(gè)定壓過(guò)程；一個(gè)絕熱壓縮過(guò)程；一個(gè)絕熱節(jié)流過(guò)程。實(shí)際理論迴圈2.1改善蒸氣壓縮製冷迴圈的措施第一章蒸氣壓縮式製冷裝置的基本原理

與熱力計(jì)算節(jié)流損失過(guò)熱損失再冷度過(guò)熱度Pk/P0>8膨脹閥前液態(tài)製冷劑的再冷卻；蒸氣回?zé)徂捜?；圖圖中間冷卻的多級(jí)壓縮圖有再冷卻器的蒸氣壓縮式製冷回?zé)崾秸魵鈮嚎s式製冷多級(jí)蒸氣壓縮式製冷迴圈2.2單級(jí)蒸氣壓縮式製冷理論迴圈的性能指標(biāo)與熱力計(jì)算第一章蒸氣壓縮式製冷裝置的基本原理

與熱力計(jì)算LgP-h圖

單位品質(zhì)製冷量q0kJ/kg

q0=h1-h4

單位容積製冷量qvkJ/m3

qv=q0/v1=(h1-h4)/v1製冷劑品質(zhì)流量MR=?0/q0kg/s製冷劑體積流量VR=MRv1=?0/qvm3/s

單位品質(zhì)冷凝熱qkkJ/kg

qk=h2-h3冷凝器負(fù)荷?k=MRqk=MR(h2-h3)kW第一章蒸氣壓縮式製冷裝置的基本原理

與熱力計(jì)算2.2單級(jí)蒸氣壓縮式製冷理論迴圈的性能指標(biāo)與熱力計(jì)算

單位品質(zhì)耗功率wckJ/kg

wc=h2-h1壓縮機(jī)的理論耗功率Pth=MRwc=MR(h2-h1)kW

理論製冷係數(shù)εth

εth=?0/Pth=q0/wc=(h1-h4)/(h2-h1)

理想迴圈製冷係數(shù)ε0

ε0=T0/(TK-T0)

熱力完善度η

η=

εth/ε0=[(h1-h4)/(h2-h1)]/[T0/(TK-T0)]LgP-h圖第一章蒸氣壓縮式製冷裝置的基本原理

與熱力計(jì)算ε:相同TK、T0的製冷迴圈η:不相同TK、T0的製冷迴圈評(píng)價(jià)製冷迴圈的經(jīng)濟(jì)型指標(biāo)第二章製冷劑及載冷劑

§2-1製冷劑2.1製冷劑的基礎(chǔ)知識(shí)製冷劑—在製冷裝置中迴圈流動(dòng)，通過(guò)自身熱力狀態(tài)的變化與外界發(fā)生能量交換，從而實(shí)現(xiàn)製冷作用的工作流體。製冷裝置與製冷劑相互依存，相互適應(yīng)，才能組成完美的製冷系統(tǒng)。根據(jù)現(xiàn)實(shí)工業(yè)條件，提出了對(duì)製冷劑的要求：首先，製冷劑的熱力性質(zhì)對(duì)製冷係數(shù)的影響可用製冷效率ηR來(lái)表述。製冷效率—理論迴圈的製冷係數(shù)εth與有溫差的逆卡諾迴圈製冷係數(shù)εc’之比。

ηR=εth/εc’

其中：εc’=(T0-ΔT0)/[(TK+ΔTK)-(T0-ΔT0)]ηR物理意義：表示了製冷劑的節(jié)流損失和過(guò)熱損失的大小。除了製冷效率外，還應(yīng)考慮如下的其他性能：

對(duì)製冷劑的要求：第二章製冷劑及載冷劑

熱力學(xué)的性質(zhì)：蒸發(fā)壓力和冷凝壓力適中；單位製冷量q0和單位容積製冷量qv要大；製冷劑的凝結(jié)溫度要高；凝固溫度要適當(dāng)?shù)牡鸵恍?；絕熱指數(shù)應(yīng)低一些；防止空氣滲入；減少裝置承壓，防止製冷劑外泄；壓縮比?。瓬p少壓縮機(jī)的耗功量減少工質(zhì)的迴圈量；縮小壓縮機(jī)的尺寸便於用一般冷卻水或空氣冷凝；接近逆卡諾迴圈，節(jié)流損失小能得到較低的蒸發(fā)溫度壓縮機(jī)排氣溫度低－提高壓縮機(jī)容積效率、對(duì)潤(rùn)滑油有好處第二章製冷劑及載冷劑

對(duì)製冷劑的要求：

物理化學(xué)的性質(zhì)：製冷劑在潤(rùn)滑油中的可溶性；製冷劑的導(dǎo)熱係數(shù)、傳熱係數(shù)要高；製冷劑的密度、粘度要?。谎u冷劑對(duì)金屬和其他材料應(yīng)無(wú)腐蝕和侵蝕作用；製冷劑在高溫下應(yīng)不分解，且不燃燒、不爆炸；

其他：製冷劑對(duì)人的生命和健康無(wú)危害，不具有毒性、窒息性和刺激性；製冷劑應(yīng)易於購(gòu)買(mǎi)，且價(jià)廉。提高換熱效率，減少蒸發(fā)器、冷凝器的傳熱面積流動(dòng)阻力小，降低耗功率、縮小管徑第二章製冷劑及載冷劑2.2常用製冷劑常用製冷劑（氨及氟利昂）性能比較序號(hào)R717F對(duì)比1價(jià)廉易取比R717貴十幾倍R717系統(tǒng)投資、運(yùn)行費(fèi)低2q0、qv大，MR小相反同?0下，R717com尺寸小、管徑小3幾乎不溶於油大多數(shù)易溶於油R717系統(tǒng)分油易，F(xiàn)系統(tǒng)分油難4λ

、α大，k大相反R717換熱設(shè)備尺寸小5滲透力弱，易發(fā)現(xiàn)相反R717損耗小，運(yùn)行費(fèi)低6無(wú)限溶於水難溶於水F系統(tǒng)易產(chǎn)生冰堵7毒性大,有燃燒爆炸危險(xiǎn)相反F可用於空調(diào)中直接蒸發(fā)冷卻8含水對(duì)銅有腐蝕（系統(tǒng)中無(wú)銅）對(duì)天然橡膠有侵蝕（墊圈不能用橡膠）不同系統(tǒng)採(cǎi)用不同材料9分子量小，t排高相反R717com用水冷；Fcom用風(fēng)冷10粘度小,密度小,阻力小相反R717系統(tǒng)管徑小、com耗功小11對(duì)生態(tài)環(huán)境影響小某些F工質(zhì)對(duì)生態(tài)環(huán)境影響大某些F工質(zhì)滲透、排放造成人類生態(tài)環(huán)境惡化§2-2載冷劑

t＞0oC，用水；t≤0oC，用鹽溶液。2.1鹽水

鹽水凝固溫度與濃度有關(guān)。鹽水濃度太低，會(huì)析出冰粒；濃度太高，比熱小、比重大、流阻大、有鹽粒析出。第二章製冷劑及載冷劑

濃度確定方法：鹽水溶液濃度對(duì)應(yīng)的凝固溫度t凝=t0-(6~8)oC；且t凝>t合晶點(diǎn)；（NaCl為-21.2oC；CaCl2為

-55oC；）

一般使用時(shí)：0oC>t0>-16oC:可用NaCl；

-16oC>t0>-50oC:可用CaCl2；且ξ<ξ合晶點(diǎn)。鹽水腐蝕性強(qiáng)，還應(yīng)加入緩蝕劑。由於鹽水對(duì)金屬有強(qiáng)烈腐蝕作用，溶液中要加入緩蝕劑。1m3CaCl2溶液：1.6kgNa2Cr2O7、0.45kgNaOH;1m3NaCl溶液：3.2kgNa2Cr2O7、0.89kgNaOH2.2乙二醇水溶液第二章製冷劑及載冷劑特點(diǎn)：凍結(jié)溫度合適，適用範(fàn)圍廣熱物性較佳：比冷凍水差，但優(yōu)於其他鹽類不凍液腐蝕性低化學(xué)穩(wěn)定好安全性好易於購(gòu)買(mǎi)濃度確定方法同前。（查P28圖2-2-3或P34表2-2-8）濃度確定後，再?gòu)腜29~P36查對(duì)應(yīng)的物性，計(jì)算流量、流阻，選擇水泵。1.壓縮機(jī)的分類第三章製冷壓縮機(jī)容積型速度型往復(fù)式旋轉(zhuǎn)式渦旋式螺桿式離心式活塞連桿式活塞斜盤(pán)式轉(zhuǎn)子式旋轉(zhuǎn)葉片式雙螺桿式單螺桿式1.1活塞式製冷壓縮機(jī)的型式（一）按氣體在氣缸內(nèi)的流動(dòng)情況分為：順流式逆流式（二）按氣缸排列和數(shù)目的不同，分為：

立式、臥式、角式三種。

立式臥式角式氣缸排數(shù)：123412341234氣缸總數(shù)：481216369122468（三）按結(jié)構(gòu)不同，分為開(kāi)啟式、封閉式：

開(kāi)啟式——壓縮機(jī)和驅(qū)動(dòng)電機(jī)分別為兩個(gè)設(shè)備，用聯(lián)軸器連接為一體。

封閉式——壓縮機(jī)和驅(qū)動(dòng)電機(jī)被封閉在同一空間?？臻g用法蘭螺栓封閉為半封閉：空間用焊接封閉為全封閉。

1.2開(kāi)啟式活塞製冷壓縮機(jī)的構(gòu)造第三章製冷壓縮機(jī)2.活塞式製冷壓縮機(jī)的性能2.1活塞式壓縮機(jī)的活塞排量氣缸的工作容積Vgm3式中D－氣缸直徑，m；

s－活塞行程，m。理論排氣量or活塞排量Vhm3/s

如壓縮機(jī)有z個(gè)氣缸，轉(zhuǎn)數(shù)為n（r/min），則壓縮機(jī)可吸入的氣體體積：活塞式製冷壓縮機(jī)實(shí)際工作過(guò)程2.2活塞式壓縮機(jī)的容積效率

ηv

壓縮機(jī)的容積效率：壓縮機(jī)的實(shí)際排氣量永遠(yuǎn)小於壓縮機(jī)的理論排氣量，兩者的比值稱為壓縮機(jī)的容積效率。第三章製冷壓縮機(jī)影響因素氣缸餘隙容積進(jìn)排氣閥阻力吸氣過(guò)程中氣體被加熱的程度漏氣餘隙係數(shù)λv節(jié)流係數(shù)λp預(yù)熱係數(shù)λt氣密係數(shù)λlηv=λvλpλtλl在計(jì)算中，可按經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：ηv=0.94-0.085[(p2/p1)1/m-1]上式n>=720r.p.mm－多變指數(shù)，NH3:m=1.28;R12:m=1.13;R22:m=1.18當(dāng)n<720r.p.m：ηv=0.94-0.0605[(p2/p1)1/m-1]2.3活塞式壓縮機(jī)的製冷量和耗功率:

壓縮機(jī)的實(shí)際排量

VRm3/sVR=ηvVh

壓縮機(jī)的製冷量?0kW:?0=VRqv=ηvVhqv

壓縮機(jī)的軸功率PekW:指示功率Pi摩擦功率PmPe=Pi+Pm第三章製冷壓縮機(jī)直接用於壓縮氣體Pi=MRwi=MRwth/ηi

=(ηvVh/v1)[(h2-h1)/ηi]ηi－指示效率，單位品質(zhì)製冷劑的理論耗功量與單位品質(zhì)實(shí)際耗功量之比。確定方法:(1)由com型式、工質(zhì)、Tk、T0查設(shè)計(jì)手冊(cè)；(2)由經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算用於克服運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的摩擦阻力Pm=Pe-Pi=Pi/ηm-Pi=Pi(1/ηm-1)ηm－摩擦效率，指示功率與軸功率之比。一般：ηm=0.8~0.9=Pi/ηm=Pth/ηiηm=(ηvVh/v1)[(h2-h1)/ηiηm]2.3活塞式壓縮機(jī)的製冷量和耗功率:

Pe

=(ηvVh/v1)[(h2-h1)/ηiηm]定義壓縮機(jī)的總效率ηs=ηiηm一般：ηs=0.65~0.72

配用電機(jī)的輸入功率PinkW：

Pin=Pe/η0ηd=(1.1~1.15)Pe/ηdη0－電機(jī)效率，一般：

η0=0.91~0.86（三相）；

ηd－傳動(dòng)效率，直聯(lián):ηd=1；皮帶聯(lián)接:ηd=0.9~0.95。

第三章製冷壓縮機(jī)評(píng)價(jià)壓縮機(jī)的性能如何，常用下列三項(xiàng)指標(biāo)：?

壓縮機(jī)製冷量：

?0=ηvVhqv=ηvVhq0/v1?

壓縮機(jī)軸功率：

Pe=(ηvVh/v1)(wth/ηiηm])=Pth/ηiηm2.4影響活塞式製冷壓縮機(jī)性能的主要因素?

性能評(píng)價(jià)指標(biāo)：?jiǎn)挝惠S功率的製冷量－性能係數(shù)（Ke或COP）：（開(kāi)啟式）COP=?0/Pe=(?0/Pth)ηiηm=εthηiηm單位電機(jī)輸入功率的製冷量－能效比（EER）：（封閉式）EER=?0/Pin=(?0/Pth)ηiηmηdη0=εthηiηmηdη0影響壓縮機(jī)性能的主要因素是：T0，TK；T0的作用＞TKTK

不變，T0↓1°C，?0↓2～3%Pe↑1～2%COP↓3～4%T0

不變，Tk↑1°C，?0↓1～2%Pe↑1～2%COP↓2～3%由於ηv、qv、wth、ηiηm=f(T0,TK)因此影響壓縮機(jī)性能的主要因素是：

T0,TKTK

、T0

對(duì)活塞式製冷壓縮機(jī)性能的影響：冷凝溫度

TK的影響當(dāng)蒸發(fā)溫度T0=const，冷凝溫度TK上升時(shí)：(1)q0q0’；{PK/P0ηv；v1不變，Vh不變：?0=ηvVhq0/v1}(4)t排潤(rùn)滑油潤(rùn)滑不良(5)(PK-P0)

活塞壓力，

com的工作條件惡化(2)wthwth’；{∵wth

增加比ηv減少多∴Pe=(ηvVh/v1)(wth/ηiηm)}(3)COP=?0/Pe第三章製冷壓縮機(jī)蒸發(fā)溫度T0的影響當(dāng)冷凝溫度TK=const，蒸發(fā)溫度T0下降時(shí)：(1)q0q0’，PK/P0，

v1v1’，

Vh不變；qv=q0/v1

，ηv：?0=ηvVhqv(2)t排潤(rùn)滑油潤(rùn)滑不良(4)無(wú)論P(yáng)eor，COP=?0/Pe(3)wthwth’，ηiηm

變化很小，MR=ηiVh/v1

Pe=MRwth/ηiηmor

？經(jīng)分析可以得到：Pemax出現(xiàn)在PK/P0=3處所以：PK/P0<3時(shí)，T0：Pe

PK/P0>3時(shí)，T0：Pe關(guān)於壓縮機(jī)的四個(gè)規(guī)定溫度工況

為了比較壓縮機(jī)的性能，設(shè)計(jì)和考核壓縮機(jī)的機(jī)械強(qiáng)度，國(guó)家規(guī)定了如下的四個(gè)溫度工況：

工況

蒸發(fā)溫度

°C

吸氣溫度

°C

冷凝溫度

°C

再冷溫度

°C標(biāo)準(zhǔn)工況R717R12R22

-15

-10+15+15

+30

+25空調(diào)工況R717R12R22

+5

+10+15+15

+40

+35最大功率工況R717R12R22

+5+10+5

+10+15+15

+40+50+40

+40+50+40最大壓差工況R717R12R22

-20-30-30

-150+15

+40+50+40

+40+50+40§3-3螺桿式壓縮機(jī)1.工作原理陰、陽(yáng)螺桿的齒槽與機(jī)殼內(nèi)壁構(gòu)成基元容積。螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，基元容積的位置及大小隨之改變，使基元容積連續(xù)重複地進(jìn)行“吸氣－壓縮－排氣”工作過(guò)程。第三章製冷壓縮機(jī)螺桿式壓縮機(jī)的工作原理

螺桿式壓縮機(jī)與活塞式壓縮機(jī)相比，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、易損件少、振動(dòng)小、容積效率高、對(duì)濕壓縮不敏感等特點(diǎn)。序號(hào)類別活塞式壓縮機(jī)螺桿式壓縮機(jī)1壓縮元件氣缸活塞及曲軸連桿機(jī)構(gòu)陰、陽(yáng)轉(zhuǎn)子2氣缸密封方式氣缸活塞環(huán)接觸潤(rùn)滑密封噴潤(rùn)滑油密封3吸、排氣元件氣缸套及進(jìn)排氣閥組合件吸氣口、排氣口4卸載及能量調(diào)節(jié)裝置油壓?jiǎn)㈤y式卸載裝置，包括：頂桿啟閥機(jī)構(gòu)、油壓推桿機(jī)構(gòu)滑閥及軸向移動(dòng)控制機(jī)構(gòu)5潤(rùn)滑系統(tǒng)油泵、分油閥油泵、油分離器、油冷卻器、粗油篩檢程式、精油篩檢程式及分油閥6餘隙係數(shù)有無(wú)（無(wú)餘隙容積）7節(jié)流係數(shù)有無(wú)（無(wú)進(jìn)、排氣閥片）8容積效率較低較高9單級(jí)壓縮的最高壓縮比8~102010能量調(diào)節(jié)範(fàn)圍100%、75%、50%、25%15~100%無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)

活塞式壓縮機(jī)與螺桿式壓縮機(jī)比較2.螺桿式製冷壓縮機(jī)的運(yùn)行調(diào)節(jié)

螺桿式壓縮機(jī)均帶有能量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，可使冷量在15%～100%之間無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)。能量調(diào)節(jié)通過(guò)兩螺桿轉(zhuǎn)子間的底部的滑閥和軸向移動(dòng)控制機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)?；y打開(kāi)後，轉(zhuǎn)子底部有一間隙與吸氣口相通，使基元容積的吸氣量減少，排氣也減少，製冷量減少，調(diào)節(jié)滑閥間隙的大小，就能控制製冷量；滑閥關(guān)閉後，基元容積的吸氣量達(dá)100%，製冷量達(dá)100%。3.螺桿式製冷壓縮機(jī)的設(shè)計(jì)和使用條件螺桿式壓縮機(jī)應(yīng)在下列溫度條件下使用。

製冷劑R717R12R22

工況最高冷凝溫度oC4555最低蒸發(fā)溫度oC-40最高蒸發(fā)溫度oC+5+10最高排氣溫度oC≤105904.螺桿式壓縮機(jī)的計(jì)算螺桿式壓縮機(jī)屬於容積式壓縮機(jī)，因此，Vh、?0、Pe的計(jì)算與活塞式基本相同。

理論排氣量Vhm3/h（見(jiàn)Ｐ73，3-4-10式）

Vh=60·Cn·L·n·D2式中D－主動(dòng)轉(zhuǎn)子的公稱直徑，m；

L－轉(zhuǎn)子的工作長(zhǎng)度，m；

n－主動(dòng)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速，r/min；

Cn－齒形係數(shù)，近似可取0.46~0.508螺桿式壓縮機(jī)製冷量與耗功量

製冷量?0

W（見(jiàn)Ｐ73，3-4-11式）

?0=Vhηvqv/3.6w

式中

ηv－螺桿式壓縮機(jī)的容積效率，由廠家資料提供，一般可取0.75~0.9；

qv－單位容積製冷量，由熱力計(jì)算求得，kJ/m3；

軸功率

PekW（見(jiàn)Ｐ73，3-4-12式）

Pe

=ηvVh(h2-h1)/(3600ηsv1)式中h2－com排氣比焓，kJ/kg；

h1－com吸氣比焓，kJ/kg；

v1－com吸氣比容，m3/kg；

ηs－壓縮機(jī)總功率，由廠家提供?！?-4製冷壓縮機(jī)的選擇計(jì)算氨壓縮機(jī)的計(jì)算1.1一般原則1)應(yīng)根據(jù)各蒸發(fā)溫度機(jī)械負(fù)荷分別選定，一般不設(shè)備用機(jī)；2)當(dāng)壓力比PK/P0≤8

時(shí)，選用單級(jí)壓縮機(jī)；當(dāng)壓力比PK/P0＞8

時(shí)，選用雙級(jí)壓縮機(jī)；3)氨壓縮機(jī)的工作條件不得超過(guò)製造廠規(guī)定的允許條件；（見(jiàn)P59-60)4)選配的壓縮機(jī)，其製冷量宜大小搭配；5)機(jī)房?jī)?nèi)壓縮機(jī)的系列不宜超過(guò)兩種，若僅二臺(tái)機(jī)時(shí)，應(yīng)選同一系列；6)製冷裝置中各設(shè)備的選擇均應(yīng)與壓縮機(jī)的製冷量相適應(yīng)；7)氨壓縮機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)工況和空調(diào)工況應(yīng)符合國(guó)家規(guī)定。(見(jiàn)P55)1.2實(shí)際選擇設(shè)計(jì)計(jì)算的工作步驟計(jì)算冷庫(kù)各房間冷負(fù)荷（§7仲介紹）；計(jì)算壓縮機(jī)的機(jī)械負(fù)荷?0（§7仲介紹）

；由工藝要求確定工作工況（即t0、tk、trc、tsh、t中、t排)，作lgP-h圖，查得熱力計(jì)算所需的狀態(tài)參數(shù)；計(jì)算工作工況下的ηv、qv；由Vh=?0

/(

ηv?

qv)計(jì)算得到壓縮機(jī)的理論排氣量Vh；由Vh查表選擇壓縮機(jī)；校核配用電機(jī)功率。1.3製冷工況的確定

?

蒸發(fā)溫度

t0

一般情況：

t載－t0=5oC；

t冷藏間－t0=10oC；當(dāng)採(cǎi)用臥式殼管式蒸發(fā)器時(shí)，t0按對(duì)數(shù)平均溫差公式求解計(jì)算：

Δtm=(t2-t1)/{ln[(t2-t0)/(t1-t0)]}=4~6oC式中Δtm－對(duì)數(shù)平均溫差；

t1－流出蒸發(fā)器的載冷劑溫度；

t2－流進(jìn)蒸發(fā)器的載冷劑溫度。(2)當(dāng)採(cǎi)用螺旋管式or直立管式水箱式蒸發(fā)器時(shí)：

t0=t1-(4~6)oC〔注意：當(dāng)水為載冷劑時(shí)，t0>0oC〕當(dāng)採(cǎi)用直接蒸發(fā)表面式空氣冷卻器時(shí)，

t0=t1-(8~10)oC

式中t1－流出蒸發(fā)器的空氣溫度；(4)冷庫(kù)採(cǎi)用冷排管時(shí)，t0一般比庫(kù)溫低5~10oC。庫(kù)溫越低，差值越??；相對(duì)濕度要求大，差值選小。?冷凝溫度tK(1)當(dāng)採(cǎi)用水冷冷凝器時(shí)，

tK=(ts1+ts2)/2+(5~7)oC式中ts1－冷凝器冷卻水的進(jìn)水溫度；

ts2－冷凝器冷卻水的出水溫度；

ts1=ts＋Δts式中ts－當(dāng)?shù)叵募臼彝馄骄磕瓴槐ＷC50小時(shí)的濕球溫度；

Δts－安全值，冷卻水噴水池：Δts=5~7oC

機(jī)械通風(fēng)冷卻塔：Δts=3~4oC

冷凝器的進(jìn)出水溫差確定：立式冷凝器：ts2－ts1=2~4oC

臥式or組合式冷凝器：ts2－ts1=4~8oC

淋水式or蒸發(fā)式冷凝器：ts2－ts1=2~4oC(2)當(dāng)採(cǎi)用風(fēng)冷冷凝器時(shí)，

tK=t幹+(5~10)oCt幹—當(dāng)?shù)叵募臼彝鈳智驕囟?，oC。?

吸氣溫度t1查書(shū)中P61，表3-4-2；製冷劑為氨，過(guò)熱溫度取5oC；製冷劑為氟利昂，採(cǎi)用回?zé)徂捜r(shí)，過(guò)熱溫度取15oC。

?

再冷溫度tr.c設(shè)再冷器時(shí)，再冷度Δtr.c=3~5oC；或trc比再冷器進(jìn)水溫度高4oC；或trc比再冷器進(jìn)水溫度高2~3oC；如系統(tǒng)中使用臥式殼管式or套管式冷凝器，可增大10~15％的冷凝面積進(jìn)行再冷，再冷度Δtr.c=2~3oC；立式冷凝器不考慮再冷。?中間冷卻溫度根據(jù)tK、t0按“冷藏庫(kù)設(shè)計(jì)手冊(cè)”P(pán)201計(jì)算。（§6中講）?排氣溫度根據(jù)tK、t0查書(shū)中P61，表3-4-3。1.4熱力計(jì)算根據(jù)以上六個(gè)(蒸發(fā)溫度、冷凝溫度、吸氣溫度、再冷溫度、排氣溫度、中間冷卻溫度)參數(shù)，在lgP－h(huán)圖上做出該製冷迴圈，進(jìn)行熱力計(jì)算，求得q0

、qv

、qk、MR、Wth等值。1.5求壓縮機(jī)的容積效率ηv：活塞式壓縮機(jī)可用經(jīng)驗(yàn)公式求ηv（見(jiàn)P503-2-9式）；螺桿式壓縮機(jī)的ηv，可由製造廠提供，或查有關(guān)設(shè)計(jì)手冊(cè)求得。1.6用製冷量?0公式求理輪排氣量Vh：

活塞式壓縮機(jī)按P51（3-2-9）式求理論排氣Vh。

螺桿式壓縮機(jī)按P73（3-4-11）式求理論排氣Vh。

1.7

用求出的理輪排氣量Vh選定壓縮機(jī)型號(hào)及臺(tái)數(shù)：

查樣本，按理論排氣量Vh選定壓縮機(jī)型號(hào)及臺(tái)數(shù)，並查出所選壓縮機(jī)的理論排氣量Vh,和壓縮機(jī)所配電機(jī)的功率Pin,。

1.8校核電機(jī)輸入功率Pin：

活塞式壓縮機(jī)按P53（3-2-15）式求得輸入功率Pin。

螺桿式壓縮機(jī)按P73（3-4-12）式求得Pe，再按公式Pin=Pe/(ηd?

η

0)求得輸入功率Pin。

若Pin≤Pin,

則原配電機(jī)合格；

反之，則按求得的輸入功率Pin重新選配電機(jī)。§4-1冷凝器1.1冷凝器的種類第四章冷凝器和蒸發(fā)器冷凝器立式殼管式臥式殼管式套管式殼管式水冷冷凝器風(fēng)冷冷凝器蒸發(fā)式冷凝器淋激式冷凝器傳熱係數(shù)高，占地面積小，清洗方便；耗水量大，體型笨重傳熱係數(shù)高，耗水量小，占空間??；水質(zhì)要求高，清洗不易，留出拔管空間傳熱係數(shù)高，機(jī)組占地面積小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；金屬耗量大，清洗困難，水阻力大不需水，安裝簡(jiǎn)單，可置於屋面；傳熱係數(shù)小，受環(huán)境溫度影響大，惡化環(huán)境，除塵困難省水，造價(jià)低，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，水垢易清除，體積小省水，造價(jià)低，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可現(xiàn)場(chǎng)製作，水垢易清除；金屬耗量大，占地面積大立式殼管式冷凝器臥式殼管式冷凝器套管式冷凝器風(fēng)冷冷凝器蒸發(fā)式冷凝器淋激式冷凝器第四章冷凝器和蒸發(fā)器1.2冷凝器的傳熱係數(shù)1.2.1傳熱過(guò)程製冷劑側(cè)的放熱金屬壁和垢層的導(dǎo)熱冷卻劑側(cè)的放熱1.2.2傳熱係數(shù)水冷冷凝器(以傳熱管外表面計(jì)算)(式中各參數(shù)見(jiàn)書(shū)注解):風(fēng)冷冷凝器(以傳熱管外表面計(jì)算，製冷劑管內(nèi)流動(dòng)):製冷劑側(cè)放熱熱阻油膜熱阻管壁導(dǎo)熱熱阻冷卻劑側(cè)污垢熱阻冷卻劑側(cè)放熱熱阻金屬壁內(nèi)側(cè)油膜的導(dǎo)熱第四章冷凝器和蒸發(fā)器1.3冷凝器的選擇計(jì)算確定冷凝器的熱負(fù)荷確定冷凝器的型式計(jì)算傳熱溫差計(jì)算傳熱面積計(jì)算冷卻水量根據(jù)以上確定的面積FK，由於考慮到：使用後的污垢熱阻將降低傳熱效率；製冷系統(tǒng)的容量波動(dòng)，故要加上安全係數(shù)：5~10%，因此FK*=(1.05~1.1)FKQK=MR(h2-h3)=?0+Pth經(jīng)驗(yàn)公式：開(kāi)啟式QK=Ψ·Q0

冷負(fù)荷係數(shù)Ψ=f(tK,t0,工質(zhì),氣缸冷卻方式)

全封閉式QK=Q0(A+BtK)28oC=<tK=<54OC:R12:A=0.9,B=0.053R22:A=0.88,B=0.042FK=QK/(K·Δtm)傳熱係數(shù)查表冷凝的對(duì)數(shù)平均溫差：

氣候條件水質(zhì)水量工藝要求用戶要求第四章冷凝器和蒸發(fā)器2.蒸發(fā)器2.1蒸發(fā)器的種類蒸發(fā)器滿液式非滿液式迴圈式噴淋式盤(pán)管中全為製冷劑。沸騰放熱係數(shù)高；工質(zhì)充灌量大，對(duì)於F系統(tǒng)，com回油困難。盤(pán)管內(nèi)為氣、液共存狀態(tài)。工質(zhì)充灌量少，易於com回油；傳熱效果較滿液式差。泵強(qiáng)制工質(zhì)迴圈。沸騰放熱係數(shù)高，com回油較易；系統(tǒng)投資高，運(yùn)行費(fèi)高。用泵將工質(zhì)噴淋在傳熱面上。沸騰放熱係數(shù)高，工質(zhì)充灌量小，能消除靜液高度對(duì)蒸發(fā)溫度的影響；設(shè)備費(fèi)用高2.2常用蒸發(fā)器的種類第四章冷凝器和蒸發(fā)器蒸發(fā)器冷卻液體的蒸發(fā)器冷卻空氣的蒸發(fā)器立管式蒸發(fā)器滿液式殼管蒸發(fā)器幹式殼管蒸發(fā)器冷卻盤(pán)管冷卻機(jī)氟利昂直接蒸發(fā)式空氣冷卻器滿液式非滿液式非滿液式滿液式非滿液式立管式蒸發(fā)器滿液式殼管蒸發(fā)器幹式蒸發(fā)器冷卻盤(pán)管有：頂排管、牆排管、單層管、多層管等多種形式。氟利昂直接蒸發(fā)式空氣冷卻器第四章冷凝器和蒸發(fā)器2.2蒸發(fā)器的傳熱係數(shù)2.2.1傳熱過(guò)程蒸發(fā)器傳熱過(guò)程與冷凝器相同：製冷劑側(cè)的放熱金屬壁和垢層的導(dǎo)熱載冷劑側(cè)的放熱蒸發(fā)器的傳熱係數(shù)K的計(jì)算與冷凝器基本相同，但製冷劑側(cè)的放熱為沸騰放熱，故放熱係數(shù)與冷凝器不同，Ｋ值也不同。金屬壁內(nèi)側(cè)油膜的導(dǎo)熱第四章冷凝器和蒸發(fā)器2.3蒸發(fā)器的選擇計(jì)算確定蒸發(fā)器的冷負(fù)荷確定蒸發(fā)器的型式計(jì)算傳熱溫差計(jì)算傳熱面積計(jì)算載冷劑流量根據(jù)以上確定的面積F0，由於考慮到：使用後的污垢熱阻將降低傳熱效率；製冷系統(tǒng)的容量波動(dòng)，故要加上安全係數(shù)：10~15%，因此F0*=(1.1~1.15)F0已知值Q0=MRq0=MCp(t1-t2)F0=Q0/(K·Δtm)傳熱係數(shù)查表對(duì)數(shù)平均溫差：

根據(jù)需要選擇第五章節(jié)流機(jī)構(gòu)和輔助設(shè)備1.節(jié)流機(jī)構(gòu)

作用降壓降溫，保證壓差：PKP0，TKT0

調(diào)節(jié)蒸發(fā)器的供液量。分類氨系統(tǒng)氟系統(tǒng)手動(dòng)膨脹閥浮球式膨脹閥熱力膨脹閥毛細(xì)管電子膨脹閥直通式浮球膨脹閥非直通式浮球膨脹閥內(nèi)平衡式熱力膨脹閥外平衡式熱力膨脹閥手動(dòng)膨脹閥

由工作人員根據(jù)負(fù)荷大小，手動(dòng)調(diào)節(jié)閥門(mén)開(kāi)度，管理不方便；結(jié)構(gòu)同普通截止閥。直通式浮球膨脹閥

依靠浮球室中的浮球受液面的影響，控制閥門(mén)的啟閉。直通式：構(gòu)造簡(jiǎn)單，浮球受液面波動(dòng)大，易損壞，下部供液。非直通式浮球膨脹閥依靠浮球室中的浮球受液面的影響，控制閥門(mén)的啟閉。非直通式：液面平穩(wěn)，不易損壞，構(gòu)造、安裝較複雜氨浮球閥選擇計(jì)算（1）查表氨浮球閥：標(biāo)準(zhǔn)工況下的標(biāo)準(zhǔn)製冷量Kcal/h浮球閥通道面積（mm2）接管直徑（mm）60000以下171560000~1400002025140000~2800005032280000~56000010040560000~110000020050（2）計(jì)算f=G/[50.4μ(ΔP·r)1/2]mm2式中G－品質(zhì)流量Kg/hμ－流量係數(shù)，R717:μ=0.35;R12:μ=0.6~0.8ΔP－膨脹閥前後壓差，若con到E的進(jìn)口壓力損失不大，則

ΔP=PK-P0Kgf/cm2r－閥前液態(tài)製冷劑的容重，Kg/Lf－浮球閥通道斷面積考慮變工況運(yùn)行，f‘=1.3f內(nèi)平衡式熱力膨脹閥

根據(jù)感溫包內(nèi)製冷劑的飽和壓力控制閥的開(kāi)啟，自動(dòng)調(diào)節(jié)供液量，以保證蒸發(fā)器的出口過(guò)熱度為3~5oC。內(nèi)平衡式：閥內(nèi)膜片下方承受的壓力為：E進(jìn)口壓力P0和彈簧作用力；外平衡式熱力膨脹閥

根據(jù)感溫包內(nèi)製冷劑的飽和壓力控制閥的開(kāi)啟，自動(dòng)調(diào)節(jié)供液量，以保證E的出口過(guò)熱度為3~5oC。外平衡式：閥內(nèi)膜片下方承受的壓力為：E出口處壓力和彈簧作用力；根據(jù)製冷量，考慮一定的裕量，查樣本選擇。但應(yīng)注意設(shè)計(jì)工況與標(biāo)準(zhǔn)工況的轉(zhuǎn)換：毛細(xì)管液體比氣體非常容易通過(guò)，氣體流動(dòng)阻力>液體流動(dòng)阻力。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，製造方便，無(wú)運(yùn)動(dòng)部件，不易出故障，有自補(bǔ)償特點(diǎn)，停機(jī)後，con與E內(nèi)壓力能很快自平衡。過(guò)冷度對(duì)毛細(xì)管的流量影響較大。合理選擇：在規(guī)定的TK、T0下，使毛細(xì)管的阻力足以在毛細(xì)管進(jìn)口處保持一個(gè)液封，而又無(wú)過(guò)多的液體存於冷凝器內(nèi)。電子膨脹閥

由檢測(cè)、控制、執(zhí)行三部分組成。由檢測(cè)部分完成調(diào)節(jié)系統(tǒng)的輸入值（過(guò)熱度），控制系統(tǒng)由程式控制，根據(jù)檢測(cè)到的數(shù)據(jù)與規(guī)定數(shù)據(jù)的比較，調(diào)節(jié)閥門(mén)。電子膨脹閥對(duì)供液量調(diào)節(jié)範(fàn)圍寬，調(diào)節(jié)反應(yīng)快，能保證蒸發(fā)器的出口過(guò)熱度穩(wěn)定在1～2oC內(nèi)，並能配合變頻調(diào)節(jié)。毛細(xì)管熱力膨脹閥電子膨脹閥製冷劑與閥的選擇是否相關(guān)無(wú)關(guān)由感溫包充注的製冷劑決定無(wú)關(guān)製冷劑流量調(diào)節(jié)範(fàn)圍小較大大流量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)毛細(xì)管流動(dòng)阻力調(diào)節(jié)閥開(kāi)度調(diào)節(jié)閥開(kāi)度調(diào)節(jié)控制信號(hào)過(guò)冷度蒸發(fā)器出口過(guò)熱度蒸發(fā)器出口過(guò)熱度調(diào)節(jié)方法回?zé)徂捜?，降低毛?xì)管出口段溫度檢測(cè)出口過(guò)熱度，控制調(diào)節(jié)閥開(kāi)度檢測(cè)出口過(guò)熱度，控制調(diào)節(jié)閥開(kāi)度對(duì)蒸發(fā)器過(guò)熱度控制偏差大較小，4~7°C，但蒸發(fā)溫度低時(shí)大很小，1~2°C流量調(diào)節(jié)特性補(bǔ)償困難困難可以調(diào)節(jié)的過(guò)渡過(guò)程特性不好較好優(yōu)允許負(fù)荷波動(dòng)很小較大，但不適合於能量可調(diào)節(jié)系統(tǒng)很大，適合於能量可調(diào)節(jié)系統(tǒng)流量前饋調(diào)節(jié)困難困難可以價(jià)格便宜較高高電子膨脹閥與毛細(xì)管、熱力膨脹閥的特點(diǎn)比較第五章節(jié)流機(jī)構(gòu)和輔助設(shè)備2.輔助設(shè)備

2.1油分離器作用：分離壓縮機(jī)排氣中的潤(rùn)滑油，以防止?jié)櫥瓦M(jìn)入冷凝器和蒸發(fā)器，形成油膜，降低其傳熱效果。原理及分類：

利用流通截面積的突然擴(kuò)大，降低氣流速度來(lái)分離油滴。外加冷卻水套的幹式氨油分離器幹式氨油分離器

分油效果差，無(wú)法分離油蒸氣。利用冷卻水降低混合氣體溫度，使部分油蒸氣冷凝，提高了分油效果。

改變氣體流向or利用離心力將油滴從製冷劑中甩出。離心式氨油分離器分油效果好於幹式油分離器。2.1油分離器

採(cǎi)用液體製冷劑對(duì)含油的製冷劑蒸氣洗滌分油洗滌式氨油分離器不僅使油蒸氣凝結(jié)，而能分離出油滴。分油效果較好。

通過(guò)過(guò)濾層分油濾過(guò)式氨油分離器高效油分離器

氟利昂油分離器

在氨幹式油分離器的基礎(chǔ)上，在進(jìn)氣管下端加設(shè)篩檢程式，實(shí)現(xiàn)雙重作用。其下部設(shè)有自動(dòng)回油的浮球閥。選擇計(jì)算：式中dy－油分離器直徑(m)；λ－氨壓縮機(jī)的容積效率；

V－氨壓縮機(jī)的理論排氣量(m3/h)；

wy－油分離器中的氣體速度(m/s)，wy=0.8~1.0m/s。第五章節(jié)流機(jī)構(gòu)和輔助設(shè)備幹式氨油分離器外加冷卻水套的幹式氨油分離器離心式氨油分離器第五章節(jié)流機(jī)構(gòu)和輔助設(shè)備洗滌式氨油分離器洗滌式氨油分離器安裝要求濾過(guò)式氨油分離器氟利昂油分離器第五章節(jié)流機(jī)構(gòu)和輔助設(shè)備2.2集油器（僅用於氨系統(tǒng)）

收集油分離器中分離出來(lái)的潤(rùn)滑油，以及殘留在冷凝器、蒸發(fā)器、貯液器等容器中的潤(rùn)滑油。在壓縮機(jī)吸氣作用下，能分離油中混合的製冷劑，使操作安全、方便。集油器應(yīng)安裝在整個(gè)製冷系統(tǒng)的最低處。高壓側(cè)、低壓側(cè)應(yīng)各自使用一個(gè)集油器，不能混用。集油器2.3氣液分離器工作原理：利用製冷劑蒸氣流速的急劇降低和流向的急劇改變，實(shí)現(xiàn)：分離蒸發(fā)器回氣中的液體製冷劑，防止壓縮機(jī)濕壓縮。分離進(jìn)入蒸發(fā)器供液中的閃發(fā)蒸氣，提高蒸發(fā)器的傳熱效果。右圖為：氨液分離器2.4貯液器按用途和所承受的壓力貯存冷凝器排出的高壓製冷劑液體，以供應(yīng)和調(diào)節(jié)系統(tǒng)供液量貯存氣液分離器分離出的氨液，位於氣液分離器後用於氨泵供液製冷系統(tǒng)，作氣液分離器和低壓貯液桶用，為氨泵提供所需的低壓氨液維修和檢修設(shè)備以及設(shè)備沖霜時(shí)，貯存設(shè)備排出的製冷劑高壓貯液器低壓貯液器迴圈貯液桶排液桶貯液器的貯液容量按整個(gè)系統(tǒng)製冷劑小時(shí)迴圈量的1/3~1/2選取貯液器貯存製冷劑的最大允許容量為本身容量的80%貯存製冷劑的最大允許容量為本身容量的70~80%臥式迴圈貯液桶的液面不應(yīng)超過(guò)其直徑的1/3立式迴圈貯液桶的液面不應(yīng)超過(guò)其桶高的1/4最大氨液貯存容積不小於氨泵每小時(shí)迴圈量的30%高壓貯液器氟利昂液體積計(jì)算式：（P1205-2-4式）式中VZ－貯液器的體積，m3；

Ψ－貯液器的體積係數(shù)；

β－貯液器的氨液充滿度，取70%；

v－冷凝溫度下氨飽和液體的比體積（m3/kg）－製冷裝置中每小時(shí)氨液的總迴圈量（kg）氨液低壓貯液器迴圈貯液桶直徑計(jì)算式：（P1235-2-5式）式中dd－低壓迴圈貯液器的直徑，m；

λ－氨壓縮機(jī)的容積效率；

V－氨壓縮機(jī)的理論排氣量，m3/h；

Wd－低壓迴圈貯液桶內(nèi)的氣流速度,(m/s)；

ξd

－低壓迴圈貯液桶截面積係數(shù)；

nd－低壓迴圈貯液桶氣體進(jìn)氣口的個(gè)數(shù)。體積計(jì)算式：（P1235-2-6式）（1）上進(jìn)下出式供液系統(tǒng)：式中Vd－低壓迴圈貯液器的體積，m3；

θq－冷卻設(shè)備蒸發(fā)器的設(shè)計(jì)灌氨量的體積百分比（％）；

Vq－冷卻設(shè)備蒸發(fā)器的體積，m3；

Vh－回氣管體積,m3；（2）上進(jìn)下出式供液系統(tǒng)：（P1235-2-7式）式中Vq’－冷卻設(shè)備灌氨量最大的一冷間蒸發(fā)器的體積，m3；

Vb－一臺(tái)氨泵的體積流量，m3/h；

tb－由氨泵啟動(dòng)到液體自系統(tǒng)返回低壓迴圈貯液桶的時(shí)間，h；迴圈貯液桶排液桶2.5空氣分離器作用：原理：

在低溫下，製冷劑會(huì)冷凝，而空氣不冷凝。將混合氣體在冷凝壓力下降溫到一值，使混合氣體中的大部分製冷劑冷凝為液體，而分離出空氣，將空氣排出。

由於高壓貯液桶出液管的液封作用，所以都聚積在冷凝器和高壓貯液桶中，故空氣分離器連接在冷凝器和高壓貯液器上。排出製冷系統(tǒng)的不凝性氣體套管式空氣分離器套管式空氣分離器立式空氣分離器第五章節(jié)流機(jī)構(gòu)和輔助設(shè)備2.6緊急泄氨器2.7篩檢程式緊急情況時(shí)，防止氨系統(tǒng)發(fā)生爆炸，將氨液加以稀釋後排入消防允許的下水道內(nèi)；與貯氨量較多的容器相連液體篩檢程式氣體篩檢程式安裝在節(jié)流閥前，氨泵進(jìn)液管上安裝在壓縮機(jī)的吸氣管上濾網(wǎng)鐵絲網(wǎng)銅絲網(wǎng)氨系統(tǒng)氟系統(tǒng)2.8乾燥篩檢程式2.9氣液熱交換器第五章節(jié)流機(jī)構(gòu)和輔助設(shè)備乾燥劑：矽膠orCaCl2分子篩經(jīng)冷凝後的液體在交換器內(nèi)的蛇形管內(nèi)流動(dòng)；由E出來(lái)的蒸氣在交換器內(nèi)的蛇形管外流動(dòng)；逆向流動(dòng)2.10中間冷卻器對(duì)於中間冷卻器的選擇，應(yīng)按其直徑和蛇形管冷卻面積計(jì)算確定，相關(guān)內(nèi)容可查閱教材P129~130或其他參考文獻(xiàn)。用於多級(jí)壓縮中，冷卻低壓級(jí)壓縮機(jī)排出的過(guò)熱蒸氣，使其冷卻到中間壓力，以便保證高壓級(jí)壓縮機(jī)的正常工作；同時(shí)還起到了油分離器的作用（洗滌式油分離器）。2.11氨泵第五章節(jié)流機(jī)構(gòu)和輔助設(shè)備用於冷庫(kù)製冷系統(tǒng)中的氨泵供液系統(tǒng)。用來(lái)：輸送氨液；克服阻力。齒輪泵離心泵輸液量恒定，抗氣蝕能力強(qiáng)；裝配間隙小，要求氨液純淨(jìng)流量與壓力呈一定比例變化，抗氣蝕能力差選擇計(jì)算：流量：qv=nxqzvzqv－氨泵體積流量,m3/hnx－迴圈倍數(shù)qz－氨泵所供同一蒸發(fā)溫度的氨液蒸發(fā)量，kg/hvz－蒸發(fā)溫度下氨飽和液體的比體積,m3/kg揚(yáng)程：克服泵出口至蒸發(fā)器進(jìn)液口的沿程阻力損失；氨泵中心至最高的蒸發(fā)器進(jìn)液口上升管靜壓阻力損失、加速度阻力損失；蒸發(fā)器節(jié)流閥前應(yīng)留有足夠壓力（1~1.5kgf/cm2）。為防止氨泵發(fā)生氣蝕，氨泵進(jìn)液處壓力應(yīng)有不小於0.5m液柱的裕度第六章雙級(jí)蒸氣壓縮製冷為什麼使用雙級(jí)壓縮？

com的壓力差超過(guò)允許值，導(dǎo)致機(jī)件損壞；壓力比過(guò)大，排氣溫度升高，導(dǎo)致潤(rùn)滑油稀化，增加潤(rùn)滑油的消耗；導(dǎo)致潤(rùn)滑油的碳化，引起潤(rùn)滑不良；壓力比過(guò)大，導(dǎo)致容積效率ηV和製冷量?0大大降低。下表列出常用製冷劑在Pk/P0=10時(shí)的最低蒸發(fā)溫度：

當(dāng)壓力差（Pk-P0）＞12~14和壓力比Pk/P0＞8~10時(shí)，單級(jí)壓縮機(jī)會(huì)發(fā)生：製冷劑

冷凝溫度（°C）

30

35

40

45

50R717

-30.5

-27.3

-24.4

—

—R22

-37.2

-34.2

-31.5

—

—R12

-36.8

-33.8

-31.1

-28.3

-25.4

由於環(huán)境溫度、壓力差（Pk-P0）和壓力比Pk/P0的限制，單級(jí)壓縮機(jī)不能達(dá)到很低的蒸發(fā)溫度，為了獲得更低的蒸發(fā)溫度，就需要使用多級(jí)壓縮?！?-1.雙級(jí)壓縮製冷迴圈與系統(tǒng)組成雙級(jí)壓縮製冷迴圈僅壓縮過(guò)程為兩級(jí)壓縮，其他與單級(jí)相同：

低溫低壓製冷劑蒸氣中間壓力下過(guò)熱蒸氣低壓級(jí)com過(guò)熱蒸氣被冷卻中間冷卻器冷凝壓力下過(guò)熱蒸氣高壓級(jí)com單機(jī)雙級(jí)系統(tǒng)：氣缸數(shù)比常為1:3or1:2雙級(jí)製冷系統(tǒng)組成雙機(jī)雙級(jí)系統(tǒng)兩臺(tái)壓縮機(jī)一臺(tái)壓縮機(jī)，高、低壓氣缸中間冷卻程度中間完全冷卻中間不完全冷卻低壓級(jí)com排氣在中間冷卻器中被冷卻到中間壓力下的飽和溫度。用於氨系統(tǒng)低壓級(jí)com排氣與中間冷卻器中蒸發(fā)的蒸氣相混合，被冷卻到某一過(guò)熱點(diǎn)。用於氟利昂系統(tǒng)

兩級(jí)節(jié)流中間完全冷卻原理圖兩級(jí)節(jié)流中間完全冷卻lgP-h圖雙級(jí)壓縮氨製冷迴圈1.1.1雙級(jí)節(jié)流中間完全冷卻迴圈節(jié)流級(jí)數(shù)雙級(jí)單級(jí)採(cǎi)用兩個(gè)節(jié)流閥，製冷劑經(jīng)過(guò)兩次節(jié)流採(cǎi)用一個(gè)節(jié)流閥，製冷劑經(jīng)過(guò)一次節(jié)流MR2MR1MR1MRMRMR1MR1MRMR31.1.2兩級(jí)節(jié)流中間完全冷卻製冷迴圈流量計(jì)算

?

由總流量與各分流量關(guān)係得：

MR=MR1+MR2+MR3(6-1)

其中：MR1—蒸發(fā)器中氣化的製冷劑流量；

MR2—中間冷卻器冷卻初級(jí)排氣而氣化的製冷劑流量；

MR3—一級(jí)節(jié)流氣化的製冷劑流量。

?

由中間冷卻器熱平衡方程得：

MR1(h2,-h3)=MR2(h3-h4)(6-2)

?

一級(jí)節(jié)流氣化的製冷劑流量MR3為：

MR3=MR(h10-h4)/(h3-h4)(6-3)

?

蒸發(fā)器中氣化的製冷劑流量MR1為：

MR1=?0/(h1-h5)(6-4)

?

求解(6-1)、(6-2)、(6-3)、(6-4)式組成的方程組，即可求得各流量值。1.2.1一次節(jié)流中間完全冷卻迴圈一次節(jié)流中間完全冷卻雙級(jí)壓縮系統(tǒng)圖一次節(jié)流中間完全冷卻雙級(jí)壓縮lgP-h圖M1MDMGM1MDMGMD1.2.2一次節(jié)流中間完全冷卻製冷迴圈流量計(jì)算

?

由總流量與各分流量關(guān)係得：

MG=M1+MD(6-5)

其中：MG—高級(jí)壓縮機(jī)的製冷劑流量；

M1—中間冷卻器冷卻初級(jí)排氣而氣化的製冷劑流量；

MD—低級(jí)壓縮機(jī)的製冷劑流量。

?

由中間冷卻器熱平衡方程得：

M1(h3-h10)=MD(h9-h4,)+MD(h2-h3)(6-6)

又∵h(yuǎn)10=h9(6-7)

?

求解(6-5)、(6-6)、(6-7)式組成的方程組，即可求得:

MG=MD(h2-h4,)/(h3-h9)(6-8)1.2.3雙級(jí)壓縮氨製冷系統(tǒng)

一次節(jié)流中間完全冷卻雙級(jí)壓縮氨製冷系統(tǒng)圖MGM1MDMD1.3.1一次節(jié)流中間不完全冷卻製冷迴圈

（雙級(jí)壓縮氟利昂製冷迴圈）一次節(jié)流中間不完全冷卻原理圖一次節(jié)流中間不完全冷卻LgP-h圖MGM1MDM1MDMG1.3.2一次節(jié)流中間不完全冷卻流量計(jì)算

?

由總流量與各分流量關(guān)係得：

MG=M1+MD(6-8)

其中：MG—高級(jí)壓縮機(jī)製冷劑流量；

M1--中間冷卻器使飽和液體過(guò)冷而氣化的製冷劑流量；

MD--低級(jí)壓縮機(jī)的製冷劑流量。

?

由中間冷卻器熱平衡方程得：

M1(h3-h10)=MD(h9-h4,)(6-9)

又∵h(yuǎn)10=h9(6-10)

?

求解(6-8)、(6-9)、(6-10)式組成的方程組，即可求得:

MG=MD(h3-h4,)/(h3-h9)(6-11)

另外，6點(diǎn)的壓力為中間壓力PZ，焓值h6應(yīng)由熱平衡求得，才能確定6點(diǎn)的位置：

(MG-MD)(h6-h3)=MD(h2-h6)

∴h6=[MG?h3+MD?(h2-h3)]/MG

=h3+(h3-h9)(h2-h3)/(h3-h4’)(6-12)M1M1MDMDMG§6-2.雙級(jí)壓縮製冷的熱力計(jì)算

在進(jìn)行雙級(jí)壓縮熱力計(jì)算前，首先應(yīng)解決製冷劑和迴圈形式的選擇，以及工作參數(shù)的確定，現(xiàn)介紹如下：

製冷劑選擇：根據(jù)需要達(dá)到的最低蒸發(fā)溫度t0，按

?

每級(jí)壓縮比Pk/P0≤8~10；

?P0>0.1~0.15bar（絕對(duì)壓力）。選擇能達(dá)到上述條件的製冷劑作為雙級(jí)壓縮的製冷劑。

迴圈形式的選擇：迴圈形式與製冷劑密切相關(guān)。一般，氨宜選擇一級(jí)節(jié)流中間完全冷卻製冷迴圈，氟利昂宜選擇一級(jí)節(jié)流中間不完全冷卻製冷迴圈。

1.工作參數(shù)的確定：（即：tk、t0、tz、Pk、P0、Pz等參數(shù)）

tk、t0的確定同單級(jí)壓縮，而中間溫度tz和中間壓力Pz是雙級(jí)壓縮特有的問(wèn)題，因此，我們著重討論這個(gè)問(wèn)題。1.1選配壓縮機(jī)時(shí)中間壓力的確定最佳中間壓力：使壓縮機(jī)在最佳狀態(tài)下運(yùn)行，使壓縮機(jī)的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性最好。其方法如下：（1）多次試算，求最佳值；（2）氨製冷劑根據(jù)Tk、T0查圖6-2-1；（3）Tz=0.4Tk+0.6T0+3OC，(-40~+40OC);（4）Pz=(Pk·P0)1/2。1.2對(duì)已選com系統(tǒng)確定中間壓力（1）按高、低壓縮機(jī)的排氣量的比值確定中間壓力。單機(jī)雙級(jí)：ξ=1:3or1:2雙機(jī)雙級(jí)：根據(jù)製冷劑工質(zhì)、蒸發(fā)溫度選擇合適的比值

中間壓力的確定有兩種不同情況：一種是為製冷迴圈選擇壓縮機(jī)需要中間壓力；另一種是對(duì)已有的壓縮機(jī)確定中間壓力。下麵就按這兩種情況討論。(6-2-1)

（2）任取幾個(gè)中間溫度，宜取負(fù)值，每?jī)芍抵?~10°C為宜，然後計(jì)算各中間溫度的ξ值，以ξ—tz作圖。圖中對(duì)應(yīng)於(6-2-1)式計(jì)算出的ξ值的中間溫度即為該既定迴圈的中間溫度。（具體作法請(qǐng)參考P144例2）2.雙級(jí)壓縮氨製冷迴圈的熱力計(jì)算確定了工作參數(shù)後，就可以作lgP-h圖，查取各點(diǎn)的狀態(tài)參數(shù)值，進(jìn)行熱力計(jì)算。

熱力計(jì)算的任務(wù)就是求出迴圈的性能指標(biāo)、各換熱器的熱負(fù)荷、壓縮機(jī)的輸氣量及功率、或製冷量等。下麵以P134圖6-1-3所示的雙級(jí)壓縮氨製冷迴圈為例，說(shuō)明雙級(jí)壓縮製冷迴圈的熱力分析和計(jì)算方法。該迴圈的lgP-h圖見(jiàn)P134圖6-1-4。

(1)雙級(jí)壓縮的製冷量是低壓級(jí)蒸發(fā)過(guò)程5’-1，其單位品質(zhì)製冷量q0為：

q0=h1-h5’(kJ/kg)(6-2-2)(2)低壓級(jí)消耗的單位品質(zhì)理論功為：

wtD=h2-h1(kJ/kg)(6-2-3)(3)當(dāng)已知冷負(fù)荷為Q0(kW)時(shí)，低壓級(jí)製冷劑迴圈量mD為：

mD=Q0/(h1-h5’)(kg/s)(6-2-4)(4)低壓級(jí)壓縮機(jī)的理論耗功率為：

NtD=mD?wtD=Q0(h2-h1)/(h1-h5’)(kW)(6-2-5)(5)高壓級(jí)消耗的單位品質(zhì)理論功為：

wtG=h7-h3(kJ/kg)(6-2-6)(6)根據(jù)前述一次節(jié)流中間完全冷卻迴圈流量計(jì)算(6-8)式，高壓級(jí)製冷劑迴圈量mG為：

mG=mD(h2-h4’)/(h3-h9)(kg/s)(6-2-7)(7)高壓級(jí)壓縮機(jī)的理論耗功率為：

NtD=mG?wtG=[Q0(h2-h4’)(h7-h3)]/[(h1-h5’)(h3-h9)](kW)(6-2-8)(8)雙級(jí)壓縮製冷迴圈的理論耗功率為：

Nth=NtD+NtG(kW)（9）製冷係數(shù)ε為：

ε=Q0/Nth=Q0/(ND+NG)=Q0/(mD·WtD+mG·WtG)=q0/(wtD+mG·wtG/mD)(6-2-9)

以上是一次節(jié)流中間完全冷卻雙級(jí)壓縮製冷理論迴圈的熱力分析和計(jì)算。由於隨後要進(jìn)行的一次節(jié)流中間完全冷卻雙級(jí)壓縮製冷實(shí)際迴圈的熱力分析和計(jì)算，以及涉及到理論排氣量Vh、容積效率ηv、指示效率ηi等的計(jì)算，與單級(jí)壓縮製冷迴圈相同，這裏不再重述，請(qǐng)同學(xué)們參見(jiàn)P59§3-4。

但是，在計(jì)算中間冷卻器的熱平衡及高、低壓級(jí)的流量比mG/mD和冷凝器熱負(fù)荷時(shí)都需要用到壓縮機(jī)實(shí)際壓縮過(guò)程的排氣焓值。這裏介紹一下實(shí)際排氣焓值的計(jì)算方法：（10）高、低壓com實(shí)際過(guò)程排氣焓值h7S、h2S

根據(jù)指示效率定義式：ηi=wth/wi

，對(duì)於低壓級(jí)壓縮機(jī)有

ηiD=(h2-h1)/(h2S-h1)

∴

h2S=h1+(h2-h1)/ηiD

(kJ/kg)(6-2-10)

同理，對(duì)於高壓級(jí)壓縮機(jī)實(shí)際壓縮過(guò)程的排氣焓值為：

h7S=h3+(h7-h3)/ηiG(kJ/kg)(6-2-11)

另外，在相同壓縮比下，雙級(jí)壓縮低壓級(jí)壓縮機(jī)輸氣係數(shù)λaD比單級(jí)壓縮機(jī)輸氣係數(shù)λ約低10%，即：

(11)λaD=0.9λ(6-2-11’)

以上是一次節(jié)流中間完全冷卻雙級(jí)壓縮製冷迴圈裝置選擇設(shè)計(jì)的熱力計(jì)算。對(duì)於已確定的雙級(jí)壓縮製冷機(jī)，常常需要計(jì)算製冷量Q0，其計(jì)算方法如下：

?

根據(jù)雙級(jí)壓縮製冷機(jī)運(yùn)行中測(cè)得的溫度、壓力，在lgP-h圖上作出製冷迴圈，確定出各點(diǎn)的狀態(tài)參數(shù)值；

?

製冷量的計(jì)算公式如下：

Q0=VhD?λaD?(h1-h5’)/v1(kW)(6-2-11’’)其中：VhD--雙級(jí)壓縮低壓級(jí)壓縮機(jī)的理論排氣量，m3/s；

λaD--雙級(jí)壓縮低壓級(jí)壓縮機(jī)的輸氣係數(shù)；

v1--雙級(jí)壓縮低壓級(jí)壓縮機(jī)吸氣的比容，m3/kg。

一次節(jié)流中間不完全冷卻雙級(jí)壓縮製冷迴圈熱力計(jì)算，與前面講的一次節(jié)流中間完全冷卻雙級(jí)壓縮製冷迴圈基本相同，其區(qū)別僅在於中間冷卻器的熱平衡方程不同，由此得到的流量計(jì)算也不同?，F(xiàn)在重述一下熱力計(jì)算中需要用到的流量計(jì)算結(jié)果：

(1)高、低壓級(jí)壓縮機(jī)的流量關(guān)係:

MG=MD(h3-h4,)/(h3-h9)(6-11)(2)6點(diǎn)的壓力為中間壓力PZ，焓值h6是由兩部分氣體混合而成，應(yīng)由熱平衡求得，才能確定6點(diǎn)的位置：

(MG-MD)(h6-h3)=MD(h2-h6)

∴h6=[MG?h3+MD?(h2-h3)]/MG=h3+(h3-h9)(h2-h3)/(h3-h4’)(6-12)

焓值h6求得後，就能在PZ線上作出6點(diǎn)，查出6點(diǎn)的其他狀態(tài)參數(shù)值，即可進(jìn)行一次節(jié)流中間不完全冷卻雙級(jí)壓縮製冷迴圈熱力計(jì)算。肉類生產(chǎn)性冷藏庫(kù)平面類型之一:1-凍結(jié)間；2-常溫脫盤(pán)、脫鉤間；3-走道；4-凍結(jié)物冷藏間；5-貯冰間；6-快速制冰間；7-值班室；8-月臺(tái)；9-機(jī)房及設(shè)備間；10-配電室；11-露天變壓器；12-機(jī)修間。肉類生產(chǎn)性冷藏庫(kù)平面類型之二：1-凍結(jié)間；2-凍結(jié)物冷藏間；3-