蒸氣壓縮式制冷ppt課件

1、第一節(jié) 蒸氣緊縮式制冷 利用制冷劑液體在氣化利用制冷劑液體在氣化時(shí)蒸發(fā)時(shí)產(chǎn)生的吸熱效時(shí)蒸發(fā)時(shí)產(chǎn)生的吸熱效應(yīng)，到達(dá)制冷目的。應(yīng)，到達(dá)制冷目的。 液體蒸發(fā)制冷的特征液體蒸發(fā)制冷的特征 液體蒸發(fā)制冷構(gòu)成循環(huán)的四個(gè)根本過程是： 制冷劑液體在低壓低溫下蒸發(fā)，成為低壓蒸氣 將該低壓蒸氣提高壓在普通高壓蒸氣 將高壓蒸氣冷凝，使之成為高壓液體 高壓液體降低壓力重新變?yōu)榈蛪阂后w，前往到從而完成循環(huán)。 制 冷 原 理 與 技 術(shù)2.1.1 蒸氣緊縮式制冷循環(huán)(一一) 單級蒸氣單級蒸氣緊縮式制冷循環(huán)緊縮式制冷循環(huán)1 1朗肯循環(huán)朗肯循環(huán)2 2勞倫茨循環(huán)勞倫茨循環(huán)3 3跨臨界循環(huán)跨臨界循環(huán)雙筒型煤油熄滅器雙筒型煤油熄滅

2、器 釜式熄滅器釜式熄滅器 蒸發(fā)熄滅器蒸發(fā)熄滅器 燃油噴霧熄滅器燃油噴霧熄滅器 二多級蒸氣二多級蒸氣緊縮式制冷循環(huán)緊縮式制冷循環(huán) 制 冷 原 理 與 技 術(shù)2.1.1 蒸氣緊縮式制冷循環(huán)蒸氣緊縮式制冷循環(huán) 制冷循環(huán)就是經(jīng)過一定的能量補(bǔ)償，從低溫?zé)嵩次鼰?，向高溫?zé)嵩磁艧帷嵩吹臏囟葲Q議制冷劑吸熱與排熱的溫度與壓力，相應(yīng)地決議了制冷循環(huán)中的高低壓側(cè)的壓力比。 制 冷 原 理 與 技 術(shù)(一) 單級蒸氣緊縮式制冷循環(huán) 容積式緊縮機(jī)的單級壓比受緊縮機(jī)容積效率和緊縮終了溫度的制約 通常被限制在810 離心式緊縮機(jī)的單級緊縮比受工質(zhì)離心式緊縮機(jī)的單級緊縮比受工質(zhì)分子量大小與葉輪的周邊速度制約分子量大小與葉輪

3、的周邊速度制約 通常被限制在通常被限制在 24 制 冷 原 理 與 技 術(shù)1朗肯循環(huán)單級蒸氣緊縮制冷的典型循環(huán)單級蒸氣緊縮制冷的典型循環(huán) 空調(diào)、制冷、食品冷藏溫度范圍大量運(yùn)用的循環(huán)根本朗肯循環(huán)根本朗肯循環(huán)有回?zé)岬睦士涎h(huán)有回?zé)岬睦士涎h(huán) 制 冷 原 理 與 技 術(shù)圖圖2-1 根本朗肯循環(huán)根本朗肯循環(huán) 循環(huán)循環(huán)TS圖：圖：12 緊縮過程緊縮過程 23 冷卻冷凝過程冷卻冷凝過程 34 節(jié)流過程節(jié)流過程 41 蒸發(fā)吸熱過程蒸發(fā)吸熱過程 朗肯循環(huán)圖例朗肯循環(huán)圖例TS1243 制 冷 原 理 與 技 術(shù)圖圖2-2 有回?zé)岬睦士涎h(huán)有回?zé)岬睦士涎h(huán)TS圖：圖： 12 緊縮過程緊縮過程 23 冷凝過程冷凝過

4、程 33 液體過冷過程液體過冷過程 34 節(jié)流過程節(jié)流過程 4 1 蒸發(fā)過程蒸發(fā)過程 11 吸氣過熱過程吸氣過熱過程TS124331 制 冷 原 理 與 技 術(shù) 制 冷 原 理 與 技 術(shù)2勞倫茨循環(huán)勞倫茨循環(huán) 朗肯循環(huán)的主要特征 循環(huán)中的兩個(gè)相變過程變成伴循環(huán)中的兩個(gè)相變過程變成伴隨有降溫的定壓凝結(jié)和伴隨有升溫隨有降溫的定壓凝結(jié)和伴隨有升溫的定壓蒸發(fā)。的定壓蒸發(fā)。 有兩個(gè)定壓定溫的相變過程與純質(zhì)制冷劑及共沸混合制冷劑的壓力特性相順應(yīng)。勞倫茨循環(huán)勞倫茨循環(huán) 制 冷 原 理 與 技 術(shù) 勞倫茨循環(huán)圖例圖圖2-3 勞倫茨循環(huán)勞倫茨循環(huán) TS1243 制 冷 原 理 與 技 術(shù)3跨臨界循環(huán)跨臨界循環(huán)

5、 將CO2作為制冷劑用于空調(diào)制冷的溫度范圍時(shí)，由于CO2的臨界溫度低僅30，排熱將在超臨界區(qū)進(jìn)展。而吸熱那么在臨界點(diǎn)以下進(jìn)展，整個(gè)循環(huán)跨越臨界點(diǎn)。 定義定義 制 冷 原 理 與 技 術(shù)圖圖2-4 CO2跨臨界循環(huán)跨臨界循環(huán)12緊縮過程；緊縮過程；23氣體冷卻過程；氣體冷卻過程； 34氣體冷卻過程；氣體冷卻過程；45節(jié)流過程；節(jié)流過程；56蒸發(fā)過程；蒸發(fā)過程；01氣體過熱過程。氣體過熱過程。 TS1265304 制 冷 原 理 與 技 術(shù) 制 冷 原 理 與 技 術(shù)二多級蒸氣緊縮式制冷循環(huán)二多級蒸氣緊縮式制冷循環(huán) 單級蒸氣緊縮制冷機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)制冷劑的冷凝壓力是由環(huán)境介質(zhì)如空氣或水溫度所決議。在一定的

6、冷凝溫度下在一定的冷凝溫度下蒸發(fā)溫度的降低蒸發(fā)溫度的降低冷凝壓力和蒸發(fā)壓力之差冷凝壓力和蒸發(fā)壓力之差pk-po增大增大緊縮比緊縮比pk / po變大變大 制 冷 原 理 與 技 術(shù) 單級緊縮循環(huán)所能到達(dá)的最低制冷溫度單級緊縮循環(huán)所能到達(dá)的最低制冷溫度是有限的。通常，最低只能到達(dá)是有限的。通常，最低只能到達(dá)-40左右。左右。緣由緣由:受單級活塞式緊縮機(jī)的極限運(yùn)用條件的限制。受單級活塞式緊縮機(jī)的極限運(yùn)用條件的限制。 我國活塞式制冷緊縮機(jī)規(guī)范GB10875-89中規(guī)定了不同制冷機(jī)運(yùn)用溫度在高溫、中溫暖低溫的不同溫度范圍。 制 冷 原 理 與 技 術(shù) 單級蒸氣緊縮活塞式制冷機(jī)，緊縮比普通不超越10。當(dāng)

7、蒸發(fā)溫度過低，超出極限運(yùn)用條件時(shí)會帶來如下問題： (1)(1)緊縮比增大時(shí)緊縮機(jī)的輸氣系數(shù)緊縮比增大時(shí)緊縮機(jī)的輸氣系數(shù)大為大為降低，緊縮機(jī)的輸氣量及效率顯著下降。降低，緊縮機(jī)的輸氣量及效率顯著下降。(2)(2)緊縮機(jī)排氣溫度過高，使光滑油的緊縮機(jī)排氣溫度過高，使光滑油的粘度急劇下降，影響緊縮機(jī)的光滑。當(dāng)粘度急劇下降，影響緊縮機(jī)的光滑。當(dāng)排氣溫度與光滑油的閃點(diǎn)接近時(shí)，會使排氣溫度與光滑油的閃點(diǎn)接近時(shí)，會使光滑油碳化，以致在閥片上產(chǎn)生結(jié)碳景光滑油碳化，以致在閥片上產(chǎn)生結(jié)碳景象。象。 制 冷 原 理 與 技 術(shù) 所以，為了獲得比較低的溫度4070，同時(shí)又能使緊縮機(jī)的任務(wù)壓力控制在一個(gè)適宜的范圍內(nèi)，就

8、要采用多級緊縮循環(huán)。(3)(3)制冷劑節(jié)流損失添加，單位質(zhì)量制冷劑節(jié)流損失添加，單位質(zhì)量制冷量及單位容積制冷量下降過大，制冷量及單位容積制冷量下降過大，經(jīng)濟(jì)性下降。經(jīng)濟(jì)性下降。 制 冷 原 理 與 技 術(shù) 采用哪一種型式有利那么與制冷劑種類、制冷劑容量及其它條件有關(guān)。常用的組成型式有： 1.一級節(jié)流、中間完全冷卻的兩級緊一級節(jié)流、中間完全冷卻的兩級緊縮制冷循環(huán)縮制冷循環(huán) 如圖如圖2-5 所示所示 2.一級節(jié)流、中間不完全冷卻的兩級緊縮制冷循環(huán)如圖2-6所示 3.兩級節(jié)流、中間完全冷卻的兩級緊縮制冷循環(huán) 如圖2-7 所示 4. 4.兩級節(jié)流、中間不完全冷卻的兩級節(jié)流、中間不完全冷卻的兩級緊縮制冷

9、循環(huán)如圖兩級緊縮制冷循環(huán)如圖2-8 2-8 所示所示 5.兩級節(jié)流、具有中溫蒸發(fā)器的兩級節(jié)流、具有中溫蒸發(fā)器的中間完全冷卻兩級緊縮制冷循環(huán)中間完全冷卻兩級緊縮制冷循環(huán) 如圖如圖2-9 所示所示 制 冷 原 理 與 技 術(shù)圖圖2-5 一級節(jié)流、中間完全冷卻的兩級緊縮制冷循環(huán)一級節(jié)流、中間完全冷卻的兩級緊縮制冷循環(huán) ( a ) 流程圖流程圖 b ) lgp-h圖圖 制 冷 原 理 與 技 術(shù) 制 冷 原 理 與 技 術(shù)圖圖2-6 一級節(jié)流、中間不完全冷卻的兩級緊縮制冷循環(huán)一級節(jié)流、中間不完全冷卻的兩級緊縮制冷循環(huán)( a ) 流程圖流程圖 ( b ) lgp-h圖圖 制 冷 原 理 與 技 術(shù) 制

10、冷 原 理 與 技 術(shù)圖圖2-7 兩級節(jié)流、中間完全冷卻的兩級緊縮制冷循環(huán)兩級節(jié)流、中間完全冷卻的兩級緊縮制冷循環(huán)( a ) 流程圖流程圖 ( b ) lgp-h圖圖 制 冷 原 理 與 技 術(shù) 制 冷 原 理 與 技 術(shù)圖圖2-8 兩級節(jié)流、中間不完全冷卻的兩級緊縮制冷循環(huán)兩級節(jié)流、中間不完全冷卻的兩級緊縮制冷循環(huán)( a ) 流程圖流程圖 ( b ) lgp-h圖圖 制 冷 原 理 與 技 術(shù) 制 冷 原 理 與 技 術(shù)圖圖2-9 兩級節(jié)流、具有中溫蒸發(fā)器的中間完全冷卻兩級緊縮制冷循環(huán)兩級節(jié)流、具有中溫蒸發(fā)器的中間完全冷卻兩級緊縮制冷循環(huán)( a ) 流程圖流程圖 ( b ) lgp-h圖圖

11、制 冷 原 理 與 技 術(shù) 制 冷 原 理 與 技 術(shù)四復(fù)疊式蒸氣緊縮式制冷循環(huán)四復(fù)疊式蒸氣緊縮式制冷循環(huán) 由兩個(gè)或數(shù)個(gè)不同制冷劑任務(wù)由兩個(gè)或數(shù)個(gè)不同制冷劑任務(wù)的單級也可以是多級制冷系統(tǒng)組合的單級也可以是多級制冷系統(tǒng)組合而成。而成。定義定義 制 冷 原 理 與 技 術(shù)最低蒸最低蒸發(fā)溫度發(fā)溫度制冷劑制冷劑制冷循環(huán)型式制冷循環(huán)型式-80R22-R23R22單級或兩級壓縮單級或兩級壓縮R23單級壓縮組合的復(fù)疊式單級壓縮組合的復(fù)疊式循環(huán)循環(huán)R507-R23R507單級或兩級壓縮單級或兩級壓縮R23單級壓縮組合的復(fù)疊式單級壓縮組合的復(fù)疊式循環(huán)循環(huán)R290-R23R290兩級壓縮兩級壓縮R23單級壓縮組合

12、的復(fù)疊式循環(huán)單級壓縮組合的復(fù)疊式循環(huán)-100R22-R23R22兩級壓縮兩級壓縮R23單級或兩級壓縮組合的復(fù)疊式單級或兩級壓縮組合的復(fù)疊式循環(huán)循環(huán)R507-R23R507兩級壓縮兩級壓縮R23單級或兩級壓縮組合的復(fù)疊式單級或兩級壓縮組合的復(fù)疊式循環(huán)循環(huán)R22-R1150R22兩級壓縮兩級壓縮R1150單級壓縮組合的復(fù)疊式循環(huán)單級壓縮組合的復(fù)疊式循環(huán)R507-R1150R507兩級壓縮兩級壓縮R1150單級壓縮組合的復(fù)疊式循環(huán)單級壓縮組合的復(fù)疊式循環(huán)-120R22-R1150R22兩級壓縮兩級壓縮R1150兩級壓縮組合的復(fù)疊式循環(huán)兩級壓縮組合的復(fù)疊式循環(huán)R507-R1150R507兩級壓縮兩級壓

13、縮R1150兩級壓縮組合的復(fù)疊式循環(huán)兩級壓縮組合的復(fù)疊式循環(huán)R22-R23-R50R22單級壓縮單級壓縮R23單級壓縮單級壓縮R50單級壓縮組合單級壓縮組合的復(fù)疊式循環(huán)的復(fù)疊式循環(huán)R507-R23-R50R507單級壓縮單級壓縮R23單級壓縮單級壓縮R50單級壓縮組合單級壓縮組合的復(fù)疊式循環(huán)的復(fù)疊式循環(huán) 制 冷 原 理 與 技 術(shù) 1.兩個(gè)單級緊縮循環(huán)組成的復(fù)疊式制冷機(jī)兩個(gè)單級緊縮循環(huán)組成的復(fù)疊式制冷機(jī) 高溫緊縮機(jī)高溫緊縮機(jī)冷凝器冷凝器節(jié)流閥節(jié)流閥冷凝蒸發(fā)器冷凝蒸發(fā)器高溫系統(tǒng)高溫系統(tǒng)制冷劑制冷劑R23 制 冷 原 理 與 技 術(shù)緊縮機(jī)緊縮機(jī)冷凝蒸發(fā)器冷凝蒸發(fā)器回?zé)崞骰責(zé)崞鞴?jié)流閥節(jié)流閥蒸發(fā)器蒸發(fā)

14、器膨脹容器組成膨脹容器組成低溫系統(tǒng)低溫系統(tǒng)制冷劑制冷劑R22 制 冷 原 理 與 技 術(shù)圖圖2-10 由兩個(gè)單級系統(tǒng)組成的復(fù)疊式制冷機(jī)由兩個(gè)單級系統(tǒng)組成的復(fù)疊式制冷機(jī) a) 制冷循環(huán)系統(tǒng)制冷循環(huán)系統(tǒng) b) T-s圖圖 制 冷 原 理 與 技 術(shù) 制 冷 原 理 與 技 術(shù) 2.一個(gè)兩級緊縮循環(huán)和一個(gè)單級緊一個(gè)兩級緊縮循環(huán)和一個(gè)單級緊縮循環(huán)組成的復(fù)疊式制冷機(jī)縮循環(huán)組成的復(fù)疊式制冷機(jī) 高溫部分高溫部分一級節(jié)流一級節(jié)流中間不完全冷卻中間不完全冷卻節(jié)流前液體過冷節(jié)流前液體過冷帶回?zé)岬膬杉壘o縮循環(huán)帶回?zé)岬膬杉壘o縮循環(huán) 制 冷 原 理 與 技 術(shù)R22或或R507低溫部分低溫部分帶回?zé)岬膯渭壘o縮循環(huán)帶回?zé)?/p>

15、的單級緊縮循環(huán)制冷劑制冷劑低溫低溫高溫高溫最低蒸發(fā)溫度可達(dá)最低蒸發(fā)溫度可達(dá)-110-110R23或或R1150 制 冷 原 理 與 技 術(shù)圖圖2-11 高溫部分為兩級緊縮循環(huán)、低溫部分為單級緊縮高溫部分為兩級緊縮循環(huán)、低溫部分為單級緊縮循環(huán)組成的復(fù)疊式制冷循環(huán)系統(tǒng)原理圖循環(huán)組成的復(fù)疊式制冷循環(huán)系統(tǒng)原理圖a1低溫部分緊縮低溫部分緊縮機(jī)機(jī) a2高溫部分低壓級緊縮機(jī)高溫部分低壓級緊縮機(jī) a3高溫部分高壓級緊縮高溫部分高壓級緊縮機(jī)機(jī)b冷凝器冷凝器 c1、c2、c3節(jié)流閥節(jié)流閥 d蒸發(fā)器蒸發(fā)器 d12冷凝冷凝-蒸發(fā)器蒸發(fā)器e1低溫部分氣低溫部分氣-液熱交換器液熱交換器 e2高溫部分氣高溫部分氣-液熱液熱交換器交換器 f高溫部分中間冷卻器高溫部分中間冷卻器 制 冷 原 理 與 技 術(shù)圖圖2-12 高溫部分為兩級緊縮循環(huán)、低溫部分為高溫部分為兩級緊縮循環(huán)、低溫部分為單級緊縮循環(huán)組成的復(fù)疊式制冷循環(huán)單級緊縮循環(huán)組成的復(fù)疊式制冷循環(huán)lgp-h圖圖(a) 高溫部分高溫部分 (b) 低溫部分低溫部分 制 冷 原 理 與 技 術(shù) 3.三個(gè)單級緊縮循環(huán)組成的復(fù)疊式制三個(gè)單級緊縮循環(huán)組成的復(fù)疊式制冷機(jī)冷機(jī) 循環(huán)循環(huán)中溫中溫高溫高溫低溫低溫中溫中溫 R23高溫高溫 R22或或R507低溫低溫 R50、R1150或或R170制冷劑制冷劑最低蒸發(fā)溫度可達(dá)最低蒸發(fā)溫度可達(dá)120140 制