对制冷剂的要求.ppt

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1、全国注册公用设备工程师执业资格考辅导制冷技术同济大学陈汝东第一节蒸气压缩式制冷的热力学原理制冷技术是使某一空间或物体的温度降到低于周围环境温度，并保持在规定低温状态的一门科学技术，它随着人们对低温条件的要求和社会生产力的提高而不断发展。冷源：天然冷源(天然冰、深井水)人工制冷实现制冷的途径：(1)相变制冷液体转变为气体,固体转变为液体,固体转变为气体都要吸收潜热.(2)气体绝热膨胀制冷一定状态的气体通过节流阀或膨胀机绝热膨胀时,它的温度降低,从而达到制冷的目的.(3)温差电制冷把两种不同的材料的一端彼此连接起来,另一端

2、接上直流电源,则一端将会产生吸热(制冷)效应,另一端产生放热效应.一、蒸气压缩式制冷的工作原理人工制冷有多种方法，目前主要是使用工作物质（制冷工质）状态变化时吸热和放热的特征来实现制冷。任何液体在沸腾过程中将要吸收热量，液体的沸腾温度（即饱和温度）和吸热量随液体所处的压力而变化，压力越低，沸腾温度也越低。而且不同液体的饱和压力、沸腾温度和吸热量也各不相同。例：1个大气压（0.1MPa）下制冷工质沸点(℃)气化潜热r(kJ/kg)水1002256氨（R717）-33.41368R12-29.8166吸收式制冷压力降为0.

3、87kPa水在5℃沸腾有关概念：汽化蒸发沸腾只要根据所用制冷液体（称制冷剂）的热力性质，创造一定的压力条件，就可以在一定范围内获得所要求的低温。要实现制冷循环必须要有一定的设备，而且要以消耗能量作为补偿。蒸气压缩式制冷循环就是用压缩机等设备，以消耗机械功作为补偿，对制冷剂的状态进行循环变化，从而使用冷场合获得连续和稳定的冷量及低温。a.低压管道保温b.工质状态②过热蒸气③饱和液④湿蒸气制冷技术的应用1.空气调节2.冷藏讨论：1.隔热2.置于通风处3.置于室内t室＝？3.制冰4.去湿二.图表1.T-S图2.压-焓

4、图（lgP-h图）三、理想制冷循环——逆卡诺循环研究蒸气压缩式制冷循环的主要目的，是为了分析影响制冷循环的各种因素，寻求节省制冷能耗的途径。逆卡诺循环是使工质（制冷剂）在吸收低温热源的热量后通过制冷装置，并以外功作补偿，然后流向高温热源。逆向循环是一种消耗功的循环，制冷循环就是按逆向循环进行的，在温—熵或压—焓图上，循环的各个过程都是依次按逆时针方向变化的。1.逆卡诺循环设备示意图2.实现逆卡诺循环必须具备的条件：（1）高、低温热源温度恒定；（2）工质在冷凝器和蒸发器中与外界热源之间无传热温差；（3）工质流经各个设备时

5、无内部不可逆损失；（4）作为实现逆卡诺循环的必要设备是压缩机、冷凝器、膨胀机和蒸发器。逆卡诺循环由两个等温过程和两个绝热（等熵）过程组成，是一种理想循环。逆卡诺循环是可逆的理想制冷循环，它不考虑工质在流动和状态变化过程中的内部和外部不可逆损失。虽然逆卡诺循环无法实现，但是通过该循环的分析所得出的结论对实际制冷循环具有重要的指导意义。3．制冷系数ε制冷循环常用制冷系数ε表示它的循环经济性能，制冷系数等于单位耗功量所制得的冷量。对于逆卡诺循环而言：通过对ε分别求T0和Tk的偏导数，可以得知T0和Tk对ε的影响是不等价的，并

6、且T0的影响大于Tk。从公式可知，逆卡诺循环的制冷系数仅与高、低温热源温度有关，而与制冷剂的热物理性能无关。由于逆卡诺循环不考虑各种损失，而且压缩机利用了膨胀机对外输出的功，因此，在恒定的高、低温热源区间，逆卡诺循环的制冷系数最大，在该温度区间进行的其它各种制冷循环的制冷系数均小于逆卡诺循环制冷系数。所以，逆卡诺循环制冷系数可用来评价其它制冷循环的热力完善度。4.传热温差考虑冷凝器和蒸发器的传热温差分别为△Tk和△T0时，则表明具有传热温差的不可逆循环的制冷系数，总小于相同热源温度时的逆卡诺循环制冷系数，而且随传热温差

7、△T0和△Tk的增大而降低。蒸发器传热温差△T0对制冷系数的影响大于冷凝器传热温差△Tk。四、蒸气压缩式制冷理论循环及热力计算(一).蒸气压缩式制冷理论循环理论制冷循环不同于逆卡诺循环之处是：（1）制冷剂在冷凝器和蒸发器中按等压过程循环，而且具有传热温差；（2）制冷剂用膨胀阀绝热节流，而不是用膨胀机绝热膨胀；（3）压缩机吸入饱和蒸气而不是湿蒸气。用膨胀阀代替膨胀机后的节流损失：不但增加了制冷循环的耗功量，还损失了制冷量。这两部分损失必然使制冷系数和热力完善度有所下降。用干压缩代替湿压缩后的过热损失：1.用膨胀阀代替膨胀

8、机后的节流损失制冷剂绝热膨胀作功量：we=h3－h4''制冷剂通过膨胀阀损失的冷量：△q01=h4—h4''∵绝热节流前后焓值不变，即h3=h4；∴we=△q01节流损失：制冷剂干度↑，液体含量↓，制冷能力↓。（T0－Tk）↑或者制冷剂液态比热↑，则节流损失↑；反之↓。制冷剂节流后的干度增加还与它的潜热有关。用膨胀阀代替膨胀机后，