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技術(shù)文章
蒸氣壓縮式制冷原理及系統(tǒng)組成
點(diǎn)擊次數(shù)：1891 發(fā)布時(shí)間：2009-2-25
| 蒸氣壓縮式制冷原理及系統(tǒng)組成 蒸氣壓縮式制冷屬液體氣化制冷，目前這種制冷丁藝應(yīng)用非常廣泛。 2—1 單級蒸氣壓縮式制冷的理論循環(huán) 2—1—1 單級蒸氣壓縮式制冷的理論循環(huán)的形式 理想制冷循環(huán)中，膨脹機(jī)的膨脹功較小，回收的功率甚至不能克服膨脹機(jī)消耗的摩擦功率，因此往往用節(jié)流閥代替膨脹機(jī)。另外，壓縮機(jī)吸入較多的濕蒸氣時(shí)，會產(chǎn)生“液擊”現(xiàn)象，造成對壓縮機(jī)的破壞。因此，在蒸氣壓縮式制冷循環(huán)中，進(jìn)入壓縮機(jī)的制冷劑應(yīng)是干飽和蒸氣（或過熱蒸氣），這種壓縮稱為干壓縮。同時(shí)，兩個傳熱過程為有溫差的定壓過程。通過以上改進(jìn)后的制冷循環(huán)即為蒸氣壓縮式制冷的理論循環(huán)。單級蒸氣壓縮式制冷理論循環(huán)原理圖和其循環(huán)狀態(tài)點(diǎn)在T—S圖上的表示分別如圖2—1和圖2—2所示。 蒸氣壓縮式制冷循環(huán)由壓縮機(jī)、冷凝器、節(jié)流閥和蒸發(fā)器四大部件組成。其工作過程如下：壓縮機(jī)吸入蒸發(fā)器中低溫低壓的飽和蒸氣，經(jīng)壓縮后排入冷凝器。在冷凝器中，高溫高壓的過熱蒸氣與冷卻介質(zhì)進(jìn)行換熱，放出熱量，被冷卻成相同壓力下的飽和液體。高壓液態(tài)制冷劑通過節(jié)流閥降壓后，產(chǎn)生低溫低壓的液體和一部分蒸氣（因在節(jié)流閥出口突然出現(xiàn)，這部分蒸氣稱為閃發(fā)蒸氣，在蒸發(fā)器中不吸收被冷卻物體的熱量）進(jìn)入蒸發(fā)器后，低溫制冷劑液體在蒸發(fā)壓力po、蒸發(fā)溫度Yo |
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| 下吸收被冷卻物體的熱量而沸騰，變成低溫低壓的蒸氣，與閃發(fā)蒸氣一道，被壓縮機(jī)吸入。如此周而復(fù)始地循環(huán)，將被冷卻物體的熱量源源排向高溫?zé)嵩础?br /> 循環(huán)過程中，壓縮機(jī)消耗機(jī)械能，壓縮和輸送制冷劑，并造成蒸發(fā)器的低壓。冷凝器內(nèi)制冷劑與冷卻介質(zhì)（通常是冷卻水或室外空氣）進(jìn)行熱交換，將低溫物體的熱量和壓縮功轉(zhuǎn)變的熱量傳給高溫?zé)嵩?。蒸發(fā)器內(nèi)制冷劑與被冷卻對象（如空調(diào)中的冷凍水）進(jìn)行熱交換，吸收被冷卻物體的熱量，制冷劑由液態(tài)變?yōu)檎魵?。?jié)流閥起節(jié)流降壓、調(diào)節(jié)流量的作用。通過制冷循環(huán)，制冷劑不斷吸收被冷卻物體的熱量，使被冷卻物體溫度降低，達(dá)到制冷的目的。 2—1—2 單級蒸氣壓縮式制冷的理論循環(huán)在壓焓圖上的表示 在制冷循環(huán)的分析和計(jì)算中，通常借助制冷劑的壓焓圖和溫熵圖。由于制冷循環(huán)中各過程的功量與熱量的變化在壓焓圖中均可用過程初、終態(tài)制冷劑的焓值變化來計(jì)算，因此壓焓圖在制冷工程中得到更廣泛的應(yīng)用。 1．壓焓圖 壓焓圖以壓力為縱坐標(biāo)（為了縮小圖面，通常取對數(shù)坐標(biāo)，其上的壓力數(shù)值不需換算），以比焓為橫坐標(biāo)來表示制冷劑的狀態(tài)。在圖上有一點(diǎn)、二線、三區(qū)域、五種狀態(tài)、六條等參數(shù)線。圖中一點(diǎn)為臨界點(diǎn)K；K點(diǎn)左邊為飽和液體線（稱為下界線），干度＝0；右邊為干飽和蒸氣線<稱為上界線），于度=1；臨界點(diǎn)尺和上、下界線將圖分成三個區(qū)域：下界線以左為過冷液體區(qū)，上界線以右為過熱蒸氣區(qū)，二者之間為濕蒸氣區(qū)（即兩相區(qū)），三個區(qū)的狀態(tài)再加上飽和液和飽和蒸氣狀態(tài)，共有五種狀態(tài)；六條等參數(shù)線簇：等壓線一水平線，等焓線——垂直線，等溫線——液體區(qū)內(nèi)幾乎為垂直線，濕蒸氣區(qū)內(nèi)等壓線與等溫線重合為水平線，過熱區(qū)內(nèi)為向右下方彎曲的傾斜線，等熵線——向右上方傾斜的實(shí)線，等容線——向右上方傾斜的點(diǎn)劃線，較等熵線平坦，等干度線——只在濕蒸氣區(qū)域內(nèi)，其方向大致與飽和液體線或飽和蒸氣線相近，其大小從左向右逐漸增大，壓焓圖的示意見圖2—3。 壓焓圖是進(jìn)行制冷循環(huán)分析和計(jì)算的重要工具，應(yīng)熟練掌握和應(yīng)用。 2．單級蒸氣壓縮式制冷理論基本循環(huán)在壓焓圖上的表示 根據(jù)以上的分析可知，單級蒸氣壓縮式制冷的理論循環(huán)各狀態(tài)的特點(diǎn)是：壓縮機(jī)吸入的制冷劑的狀態(tài)是蒸發(fā)壓力po下的飽和蒸氣；離開冷凝器的制冷劑狀態(tài)是冷凝壓力pk下的飽和液體；壓縮機(jī)的壓縮過程為等熵壓縮；制冷劑在冷凝器、蒸發(fā)器內(nèi)和系統(tǒng)管路中無任何壓力損失，是等壓過程，壓力降僅在節(jié)流膨脹過程中產(chǎn)生。雖然以上的情況與實(shí)際有偏差，但這種簡化便于分析研究，可以作為討論實(shí)際 |