图解蒸汽压缩式制冷系统与冷循环知识
ai_life
ai_life Lv.7
2013年11月13日 14:13:39
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本帖最后由 爱生活 于 2013-11-13 14:25 编辑 蒸汽压缩式制冷系统由压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器组成,用管道将它们连接成一个密封系统。制冷剂液体在蒸发器内以低温与被冷却对象发生热交换,吸收被冷却对象的热量并气化,产生的低压蒸汽被压缩机吸入,经压缩后以高压排出。压缩机排出的高压气态制冷剂进冷凝器,被常温的冷却水或空气冷却,凝结成高压液体。高压液体流经膨胀阀时节流,变成低压低温的气液两相混合物,进入蒸发器,其中的液态制冷剂在蒸发器中蒸发制冷,产生的低压蒸汽再次被压缩机吸入。如此周而复始,不断循环。在实际应用中,

本帖最后由 爱生活 于 2013-11-13 14:25 编辑

蒸汽压缩式制冷系统由压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器组成,用管道将它们连接成一个密封系统。制冷剂液体在蒸发器内以低温与被冷却对象发生热交换,吸收被冷却对象的热量并气化,产生的低压蒸汽被压缩机吸入,经压缩后以高压排出。压缩机排出的高压气态制冷剂进冷凝器,被常温的冷却水或空气冷却,凝结成高压液体。高压液体流经膨胀阀时节流,变成低压低温的气液两相混合物,进入蒸发器,其中的液态制冷剂在蒸发器中蒸发制冷,产生的低压蒸汽再次被压缩机吸入。如此周而复始,不断循环。在实际应用中,蒸气压缩式制冷机是得到最广泛应用的制冷机。


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可逆制冷循环


逆卡诺制冷循环


定义:设有恒温热源和恒温热汇,其温度分别为TL 和TH ,在这两个温度 之间的可逆制冷循环是卡诺制冷循环。卡诺制冷循环的原理图如下所示:


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图1 逆卡诺循环


劳伦茨循环


劳仑兹循环热源的热容量是有限的,在与制冷工质进行热量交换过程中, 热源的温度也将发生变化,即被冷却物体(冷源)的温度将逐渐下降,环境介质(热源) 的温度将逐渐上升。为了达到变温条件下耗功最小的目的,应使制冷工质在吸、排热过程中其温度也发生变化,而且变化趋势与冷、热源的变化趋势完全一样, 使制冷工质与冷、热源之间进行热交换过程中的传热温差始终为无限小,没有不可逆换热损失, 另外两个过程仍分别为可逆绝热压缩与可逆绝热膨胀过程,如图2所示。这样, 1-2-3-4-1即为一个变温条件下的可逆逆向循环--劳仑兹循环。显然,实现这一循环所消耗 的功为最小,制冷系数达到在给定条件下的最大值。


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图2 劳仑兹循环


为了表达变温条件下可逆循环的制冷系数,可采用平均当量温度这一概念。若用T0m表示工质的 平均吸热温度,用Tm表示工质的平均放热温度,则

(1) (2)

与的大小分别可用面积41562和23652表示,平均吸热温度 T[size=-3]0m与平均放热温度 T[size=-3]m就是以熵差为底、面积分别等于41564和23652的矩形的高度。变温情况下可逆循环的制冷系数可表示为

(3)

即相当于工作在T0m,Tm 之间的逆卡诺循环的制冷系数。劳伦茨循环如右图所示,循环由两个变温过程和两个等熵过程组成。

单级蒸气压缩混合工质制冷循环

制冷机在实际工作过程中,冷却介质和被冷却物体的温度将发生变化,冷凝器和蒸发器中也不可 避免地存在因温差传热而引起的不可逆损失。为了减少这种不可逆损失,制冷工质和传热介质之间应 保持尽可能小的传热温差。


非共沸混合制冷剂在等压下冷凝或蒸发时温度均发生变化,冷凝时温度由Tk 逐渐降低至Tk'蒸发时温度由T0逐渐升高至T0' ,我们利用这一特性,采用非共沸混合工质就可以达到减少传热温差的目的如图3所示。极限情况下循环即变为劳仑兹循环。

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图3 变温热源时逆卡诺循环


非共沸混合制冷剂单级蒸气压缩制冷循环的T-S图及p-h 图如图4所示。它与纯制冷剂循环的区别仅 在于制冷剂在冷凝和蒸发晨温度在不为断地变化。

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(a)T-S图 (b)p-h图

图4 非共沸混合制冷剂单级蒸汽压缩制冷循环的T-S图及p-h图



采用非共沸混合工质不仅可以达到节能,而且可以扩大温度使用范围。



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zh120225
2013年11月13日 14:16:24
2楼
这个长见识了,感谢楼主的分享
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ai_life
2013年11月13日 14:25:59
3楼
设计疯子 发表于 2013-11-13 14:16 这个长见识了,感谢楼主的分享谢谢疯子来捧场:victory::victory:
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七夕爱
2013年11月14日 13:16:32
4楼
感谢楼主的分享
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david200901050
2013年11月15日 09:22:28
5楼
感谢楼主的分享
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zhanxlzhk
2013年11月15日 09:47:24
6楼
感谢楼主的分享,感谢楼主的分享!
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wjj520184
2013年11月15日 15:08:31
7楼
感谢楼主的分享
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wangyinuantong2013
2013年11月15日 23:11:03
8楼
不错,学习了,空调用制冷技术值得一看,内容很详细
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dong8974
2013年11月18日 10:24:38
9楼
学习了,谢谢分享
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d251516445
2013年12月11日 19:18:50
10楼
我看的头大
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