制冷原理.docx
《制冷原理.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《制冷原理.docx（25页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
制冷原理
制冷机组制冷原理
一、制冷的定义：
用人工的方法制取并维持一个低于常温的低温环境，因此制冷实质上是一个热量传递过程。
制冷装置的任务就是通过制冷机的循环过程将热从低温物体（如冷藏箱室）移到高温物体（如大气环境）。
二、热的传递：
1、热力原理：
A、能量不能被创造，也不能被消失，只能从一种形式转变为另一种形式。
B、热量永远从高温物体传递至低温物体，传递的速度与两个物体的温度差成正比。
2、传递方法：
A、辐射：
热量从一个物体转移到远处的另一个物体，而它的媒介（空气）没有被加热。
B、传导：
热量通过表面接触从高温物体转移到低温物体或从同一物体的高温端转移到低温端。
C、对流：
热量通过气体或液体的流动从一个地方转移到另一个地方。
典型的制冷过程中，热量是以复合形式传递的。
三、热量的测量：
1、测量尺度：
温度：
用来描述物体热能的强度的物理量，一切处于热平衡的系统都具有相同的温度。
温度高的物体不一定热量高。
温度单位：
华氏度与摄氏度。
摄氏度和华氏度的换算如下：
摄氏--华氏温度对照表
℃
℉
℃
℉
℃
℉
25
77.00
6
42.80
-12
10.40
24
75.20
5
41.00
-13
8.60
23
73.40
4
39.20
-14
6.80
22
71.60
3
37.40
-15
5.00
21
69.80
2
35.60
-16
3.20
20
68.00
1
33.80
-17
1.40
19
66.20
0
32.00
-18
-0.40
18
64.40
-1
30.20
-19
-2.20
17
62.60
-2
28.40
-20
-4.00
16
60.80
-3
26.60
-21
-5.80
15
59.00
-4
24.80
-22
-7.60
14
57.20
-5
23.00
-23
-9.40
13
55.40
-6
21.20
-24
-11.20
12
53.60
-7
19.40
-25
-13.00
11
51.80
-8
17.60
-26
-14.80
10
50.00
-9
15.80
-27
-16.60
9
48.20
-10
14.00
-28
-18.40
8
46.40
-11
12.20
-29
-20.20
7
44.60
摄氏
华氏
-30
-22.00
摄氏
华氏
摄氏
华氏
华氏温度换算摄氏温度：
（℉-32）*（5/9）=℃
摄氏温度换算华氏温度：
℃*（9/5）+32=℉
2、比热：
使单位质量物体上升一度所需要的热量为比热。
1磅水的温度上升1华氏度所需要的热量为1BTU。
四、热量的表现形式：
1、显热：
物体吸收或放出热量，温度发生变化，但物体状态没有改变。
2、潜热：
物体吸收或放出热量，温度不发生变化，但物体的状态改变了。
3、饱和温度、压力：
在某温度、压力下，气、液态同时存在成为饱和状态。
饱和状态下的温度成为饱和温度；饱和状态下的压力成为饱和压力。
五、压力：
1、大气压力：
在单位面积所受到空气的压力，1个标准大气压为：
14.7Lbs./Sq.in.
2、压力与饱和温度的关系：
压力上升，则饱和温度也上升。
在理想状态下，二者成正比关系。
3、绝对压力：
密闭系统的真实压力。
相对压力：
就是测量到的压力，即表压力。
封闭系统的压力=表压力+大气压力
4、压力单位：
1LBS/IN2=0.07031KG/CM2;
1PSI（磅/平方英寸）=0.07031KG/CM2（公斤/平方厘米）;
1标准大气压=14.7PSI
=1.0333KG/CM2
=760MMHG
=29.92INHG
=101.34KPA
六、热传导中的液体流动：
1、液体在管壁与表面的接触情况影响很大，流速越快，涡流越多，热效率越高。
2、流体从某一点流向另一点，两点之间必须有压差（无压差不会流动）
七、制冷剂：
1、机械制冷所需要的是可以有效地、经济地和不断重复转换热量的过程。
液体蒸发和冷凝过程是制冷的逻辑过程。
制冷剂必须满足以下要求：
热力学的要求
在大气压力下，制冷剂的蒸发温度（沸点）ts要低。
这是一个很重要的性能指标。
ts愈低，则不仅可以制取较低的温度，而且还可以在一定的蒸发温度to下，使其蒸发压力Po高于大气压力。
以避免空气进入制冷系统，发生泄漏时较容易发现。
要求制冷剂在常温下的冷凝压力Pc应尽量低些，以免处于高压下工作的压缩机、冷凝器及排气管道等设备的强度要求过高。
并且，冷凝压力过高也有导致制冷剂向外渗漏的可能和引起消耗功的增大。
对于大型活塞式压缩机来说，制冷剂的单位容积制冷量qv要求尽可能大，这样可以缩小压缩机尺寸和减少制冷工质的循环量；而对于小型或微型压缩机，单位容积制冷量可小一些；对于小型离心式压缩机亦要求制冷剂qv要小，以扩大离心式压缩机的使用范围，并避免小尺寸叶轮制造之困难。
制冷剂的临界温度要高些、冷凝温度要低些。
临界温度的高低确定了制冷剂在常温或普通低温范围内能否液化。
凝固温度是制冷剂使用范围的下限，冷凝温度越低制冷剂的适用范围愈大。
物理化学的要求
制冷剂的粘度应尽可能小，以减少管道流动阻力、提高换热设备的传热强度
制冷剂的导热系数应当高，以提高换热设备的效率，减少传热面积。
制冷剂与油的互溶性质：
制冷剂溶解于润滑油的性质应从两个方面来分析。
如果制冷剂与润滑油能任意互溶，其优点是润滑油能与制冷剂一起渗到压缩机的各个部件，为机体润滑创造良好条件；且在蒸发器和冷凝器的热换热面上不易形成油膜阻碍传热。
其缺点是从压缩机带出的油量过多，并且能使蒸发器中的蒸发温度升高。
部分或微溶于油的制冷剂，其优点是从压缩机带出的油量少，故蒸发器中蒸发温度较稳定。
其缺点是在蒸发器和冷凝器换热面上形成很难清除的油膜，影响了传热。
应具有一定的吸水性，这样就不致在制冷系统中形成“冰塞”，影响正常运行。
应具有化学稳定性：
不燃烧、不爆炸，使用中不分解，不变质。
同时制冷剂本身或与油、水等相混时，对金属不应有显著的腐蚀作用，对密封材料的溶胀作用应小。
安全性的要求
由于制冷剂在运行中可能泄漏，故要求工质对人身健康无损害、无毒性、无刺激作用。
2、制冷剂的饱和压力与饱和温度：
在常温常压下，由于普通制冷剂在大气压下的沸点远低于-18C，所有的制冷剂均以气态存在。
制冷剂可以被储存在压力容器中。
只要制冷剂以气体和液体共存的方式存在于封闭系统中，在无外界压力影响的条件下，制冷剂将受到外界温度的影响而蒸发或冷凝。
外界温度降低将引起制冷剂向外散热引起冷凝导致降压。
外界温度升高将导致制冷剂吸收热量，引起蒸发导致压力升高，直至达到与外界温度相对应的饱和压力。
不同制冷剂的饱和温度与饱和压力的关系可参照相应的表格。
3、制冷剂的蒸发：
假定制冷剂被封闭预制冷系统中，温度与外界温度平衡。
降低制冷系统压力，这也降低了饱和点，此时液态制冷剂的温度高与他的沸点，它将立即沸腾。
此过程中吸收热量并降低制冷剂剩余液体的温度，并且改变状态变成气体。
此时热量将由外界传入系统。
这是由于制冷剂温度降低了，沸腾继续直到外界温度降至制冷剂饱和温度或系统压力升至与外界温度相当的饱和压力。
如果有一种方式存在，如用压缩机来使制冷剂蒸汽压力不再升高，与此同时液态制冷剂被注入系统就可以产生连续制冷。
这是发生在制冷系统蒸发器中的基本过程。
4、制冷剂的冷凝：
假设制冷剂被封闭于制冷系统中，温度与外界压力一致。
如果高温制冷剂蒸汽被压入系统，制冷剂系统压力升高，饱和点升高。
由于热量由高温蒸汽传导给液态冷剂和系统管壁，气态制冷剂的温度降至它的冷凝温度，冷凝开始，冷凝产生的潜热从系统中被释放到外界，直到系统压力降低至于外界温度相当的饱和压力。
如果有一种方式存在，如用压缩机来保证供给高温高压气态的制冷剂，与此同时液态制冷剂被排出将会产生连续冷凝，这是制冷剂冷凝的基本过程。
5、冷箱用制冷剂的种类：
常见的制冷剂为R-12,R-22,R-134A,R-404A.其中R-12因会破坏臭氧层基本被淘汰。
R-134A,R-404A更为环保，为目前常用制冷剂。
R-134A:
（C2H2F4，R134a）：
是一种较新型的制冷剂，其蒸发温度为-26.5℃。
它的主要热力学性质与R12相似，不会破坏空气中的臭氧层，是环保冷媒，是比较理想的R12替代制冷剂。
R-134A的温度-蒸汽压力特性表：
R-404A:
是制冷剂R-125,R134A和R-143A的混合物。
比例为：
44%，4%，52%。
R-404A的温度-蒸汽压力特性表：
压缩机：
制冷循环中的心脏，将过热蒸汽变成高温高压的汽体
的装置。
常用冷剂的温度-饱和压力对照图如下：
6、制冷剂的基本环境：
A、系统图：
B、设备的作用：
蒸发器：
与所要制取低温的环境直接进行热交换的部件。
低压液态制冷剂在蒸发器中汽化产生干饱和蒸汽或过热蒸汽。
冷凝器：
将蒸发器从周围环境吸收的热量和压缩机内的一部分机械能转化的热量与大气进行热交换的部件。
高温高压的气体经过冷凝器后变成稍有过冷的液态。
膨胀阀：
将高压液态制冷剂转化为低压液态的部件。
经膨胀阀后，制冷剂转化为低压液态和部分低压汽态。
八：
常见机组的制冷系统:
1、CARRIER:
2、MHI:
3、DAIKIN:
4、THERMOKING
CRR:
1、压缩机2、加油口3、高压排气阀4、冷凝风扇压力开关
5、高压开关6、压缩机排气温度感温器7、冷凝器8、储液罐9、高压排放阀10、储液罐服务口11、视液镜12、冷凝器子循环
13、液路阀14、干燥器15、换热器16、液路电磁阀17、膨胀阀
18、膨胀阀感温包19、平衡管20、分液器21、蒸发器22、加热器23、回风感温器24、蒸发器感温器25、供凤感温器26、冷凝器感温器27、环境温度感温器28、控制器29、低压开关30、蒸发压力调节阀31、吸气阀32、压力喷射阀33、除湿阀34、湿度传感器35、冷凝检查阀
CSR:
鑫三利技术部
升级会员 