《制冷空调系统原理与装学习情境3制冷系统原理与装置》由会员分享，可在线阅读，更多相关《制冷空调系统原理与装学习情境3制冷系统原理与装置（73页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、学习情境学习情境4 4 制冷系统原理与装置制冷系统原理与装置制制冷冷空空调调系系统统原原理理与与装装置置学习任务学习任务 双级制冷系统原理 冷库系统设备认知 重力供液冷库系统 氨泵供液冷库系统制制冷冷空空调调系系统统原原理理与与装装置置一、一、 采用多级蒸汽压缩式制冷循环的采用多级蒸汽压缩式制冷循环的原因原因学习任务学习任务1 双级制冷系统原理双级制冷系统原理 当蒸发温度过低，超出极限使用条件时会当蒸发温度过低，超出极限使用条件时会带来如下问题带来如下问题： (1)(1)压缩比增大压缩比增大, ,压缩机的输气系数压缩机的输气系数大为降大为降低，压缩机的输气量及效率显著下降。低，压缩机的输气量及
2、效率显著下降。制制冷冷空空调调系系统统原原理理与与装装置置(3)(3)制制冷冷剂剂节节流流损损失失增增加加，单单位位质质量量制制冷冷量量及单位容积制冷量下降过大，经济性下降。及单位容积制冷量下降过大，经济性下降。(2)(2)压缩机排气温度过高，使润滑油的粘度压缩机排气温度过高，使润滑油的粘度急剧下降，影响压缩机的润滑。当排气温度急剧下降，影响压缩机的润滑。当排气温度与润滑油的闪点接近时，会使润滑油碳化，与润滑油的闪点接近时，会使润滑油碳化，以致在阀片上产生结碳现象。以致在阀片上产生结碳现象。制制冷冷空空调调系系统统原原理理与与装装置置结论：结论：活塞式制冷机活塞式制冷机氨氨氟利昂氟利昂制制冷冷
3、空空调调系系统统原原理理与与装装置置离心式制冷压缩机离心式制冷压缩机 制制冷冷空空调调系系统统原原理理与与装装置置 所所以以，为为了了获获得得比比较较低低的的温温度度（4080），同同时时又又能能使使压压缩缩机机的的工工作作压压力力控控制制在在一一个个合合适适的的范范围围内内，就要采用就要采用多级压缩循环多级压缩循环。制制冷冷空空调调系系统统原原理理与与装装置置二、实现双级蒸汽压缩式制冷循环的条二、实现双级蒸汽压缩式制冷循环的条件件 在冷凝压力和蒸发压力之间增加了一个在冷凝压力和蒸发压力之间增加了一个中间压力中间压力 pm p0 pm pk 配组式双级系统：配组式双级系统： 低压级压缩机、高压
4、级压缩机低压级压缩机、高压级压缩机 单级双级压缩机：单级双级压缩机： 一台压缩机一台压缩机 高压缸、低压缸高压缸、低压缸制制冷冷空空调调系系统统原原理理与与装装置置 三、双级蒸汽压缩式制冷循环三、双级蒸汽压缩式制冷循环 1 1、双级蒸气压缩式制冷循环的基本形式、双级蒸气压缩式制冷循环的基本形式1.1.一级节流、中间完全冷却的两级压缩制一级节流、中间完全冷却的两级压缩制冷循环冷循环 2.2.一一级级节节流流、中中间间不不完完全全冷冷却却的的两两级级压压缩缩制冷循环制冷循环 3.3.两两级级节节流流、中中间间完完全全冷冷却却的的两两级级压压缩缩制制冷循环冷循环 4.4.两两级级节节流流、中中间间不
5、不完完全全冷冷却却的的两两级级压压缩缩制冷循环制冷循环 5.5.两级节流、具有中温蒸发器的中间完全两级节流、具有中温蒸发器的中间完全冷却两级压缩制冷循环冷却两级压缩制冷循环 采用哪一种型式有利与制冷剂种类、制冷剂容采用哪一种型式有利与制冷剂种类、制冷剂容量及其它条件有关。量及其它条件有关。制制冷冷空空调调系系统统原原理理与与装装置置2 2、一级节流中间完全冷却的双级压缩制冷循环、一级节流中间完全冷却的双级压缩制冷循环制制冷冷空空调调系系统统原原理理与与装装置置一级节流中间完全冷却的两级压缩制冷循环模拟一级节流中间完全冷却的两级压缩制冷循环模拟制制冷冷空空调调系系统统原原理理与与装装置置制制冷冷
6、空空调调系系统统原原理理与与装装置置图中图中，为什么，为什么？制制冷冷空空调调系系统统原原理理与与装装置置中间冷却器中间冷却器制制冷冷空空调调系系统统原原理理与与装装置置高压级压缩机的吸气由几部分组成？高压级压缩机的吸气由几部分组成？制制冷冷空空调调系系统统原原理理与与装装置置能量平衡方程能量平衡方程 qmgh5+qmdh2=qmgh3+qmdh7制制冷冷空空调调系系统统原原理理与与装装置置流经高压级压缩机的制冷剂流量流经高压级压缩机的制冷剂流量高压级与低压级压缩机的制冷剂流量之比高压级与低压级压缩机的制冷剂流量之比制制冷冷空空调调系系统统原原理理与与装装置置思考思考 一级节流中间完全冷却的一
7、级节流中间完全冷却的双级压缩制冷循环采用哪些制冷双级压缩制冷循环采用哪些制冷剂合适？为什么？剂合适？为什么？制制冷冷空空调调系系统统原原理理与与装装置置热力计算热力计算单位容积制冷量：单位容积制冷量： 单位制冷量：单位制冷量： q0=h1-h8制制冷冷空空调调系系统统原原理理与与装装置置当制冷机的冷负荷为当制冷机的冷负荷为Q0时，低压时，低压级制冷剂循环量：级制冷剂循环量：低压级压缩机消耗的理论功率：低压级压缩机消耗的理论功率：制制冷冷空空调调系系统统原原理理与与装装置置高压级制冷剂循环量：高压级制冷剂循环量：高压级压缩机消耗的理论功率：高压级压缩机消耗的理论功率：制制冷冷空空调调系系统统原原
8、理理与与装装置置冷凝器热负荷冷凝器热负荷:中间冷却器盘管负荷：中间冷却器盘管负荷：制制冷冷空空调调系系统统原原理理与与装装置置 理论制冷系数理论制冷系数:制制冷冷空空调调系系统统原原理理与与装装置置结论结论 在蒸发温度在蒸发温度 t0 和冷凝温度和冷凝温度 tk 已经给定已经给定的情况下，制冷压缩机消耗的功率、制的情况下，制冷压缩机消耗的功率、制冷量及制冷系数的大小是随中间压力冷量及制冷系数的大小是随中间压力 pm 的变化而变化的。的变化而变化的。制制冷冷空空调调系系统统原原理理与与装装置置制制冷冷空空调调系系统统原原理理与与装装置置3 3、一级节流中间不完全冷却的两级压缩制冷循环、一级节流中
9、间不完全冷却的两级压缩制冷循环制制冷冷空空调调系系统统原原理理与与装装置置一级节流中间不完全冷却的两级压缩制冷循环模拟一级节流中间不完全冷却的两级压缩制冷循环模拟制制冷冷空空调调系系统统原原理理与与装装置置制制冷冷空空调调系系统统原原理理与与装装置置中间冷却器中间冷却器制制冷冷空空调调系系统统原原理理与与装装置置能量平衡方程能量平衡方程 qmgh5=(qmgqmd)h3+qmdh7制制冷冷空空调调系系统统原原理理与与装装置置流经高压级压缩机的制冷剂流量流经高压级压缩机的制冷剂流量高压级与低压级压缩机的制冷剂流量之比高压级与低压级压缩机的制冷剂流量之比制制冷冷空空调调系系统统原原理理与与装装置置
10、状态点状态点3的确定的确定 qmgh=（qmg-qmd）h3+qmdh制制冷冷空空调调系系统统原原理理与与装装置置整理后得整理后得由前式由前式得得制制冷冷空空调调系系统统原原理理与与装装置置热力计算热力计算单位容积制冷量：单位容积制冷量： 单位制冷量：单位制冷量： q0=h1-h8制制冷冷空空调调系系统统原原理理与与装装置置当制冷机的冷负荷为当制冷机的冷负荷为Q0时，低压时，低压级制冷剂循环量：级制冷剂循环量：低压级压缩机消耗的理论功率：低压级压缩机消耗的理论功率：制制冷冷空空调调系系统统原原理理与与装装置置高压级制冷剂循环量：高压级制冷剂循环量：高压级压缩机消耗的理论功率：高压级压缩机消耗的
11、理论功率：制制冷冷空空调调系系统统原原理理与与装装置置冷凝器热负荷冷凝器热负荷:中间冷却器盘管负荷：中间冷却器盘管负荷：制制冷冷空空调调系系统统原原理理与与装装置置 理论制冷系数理论制冷系数:制制冷冷空空调调系系统统原原理理与与装装置置两种不同冷却方式制冷循环的比较：两种不同冷却方式制冷循环的比较：中间冷却方式的选择与制冷剂的性质有关中间冷却方式的选择与制冷剂的性质有关采用中间不完全冷却方式有利的制冷剂：采用中间不完全冷却方式有利的制冷剂：、a a、等等采用中间完全冷却方式有利的制冷剂：采用中间完全冷却方式有利的制冷剂：等等制制冷冷空空调调系系统统原原理理与与装装置置制制冷冷空空调调系系统统原
12、原理理与与装装置置制制冷冷空空调调系系统统原原理理与与装装置置制制冷冷空空调调系系统统原原理理与与装装置置(a)流程图流程图(b)lgp-h图图两级节流、中间完全冷却的两级压缩制冷循环两级节流、中间完全冷却的两级压缩制冷循环制制冷冷空空调调系系统统原原理理与与装装置置 两级节流、中间完全冷却的两级压缩制冷循环模拟两级节流、中间完全冷却的两级压缩制冷循环模拟制制冷冷空空调调系系统统原原理理与与装装置置制制冷冷空空调调系系统统原原理理与与装装置置(a)流程图流程图(b)lgp-h图图 两级节流、中间不完全冷却的两级压缩制冷循环两级节流、中间不完全冷却的两级压缩制冷循环制制冷冷空空调调系系统统原原理
13、理与与装装置置 两级节流、中间不完全冷却的两级压缩制冷循环模拟两级节流、中间不完全冷却的两级压缩制冷循环模拟制制冷冷空空调调系系统统原原理理与与装装置置制制冷冷空空调调系系统统原原理理与与装装置置制制冷冷空空调调系系统统原原理理与与装装置置(a)流程图流程图(b)lgp-h图图两级节流、具有中温蒸发器的两级节流、具有中温蒸发器的 中间完全冷却两级压缩制冷循中间完全冷却两级压缩制冷循环环制制冷冷空空调调系系统统原原理理与与装装置置两级节流、具有中温蒸发器的两级节流、具有中温蒸发器的 中间完全冷却两级压缩制冷循环中间完全冷却两级压缩制冷循环模拟模拟制制冷冷空空调调系系统统原原理理与与装装置置u按按
14、压力的比例中力的比例中项确定中确定中间压力力 式中式中P Pm m ,P ,Po o和和P Pk k分别为中间压力、蒸分别为中间压力、蒸发压力和冷凝压力发压力和冷凝压力, ,单位单位MPaMPa。中间压力和中间温度的确定中间压力和中间温度的确定 按上式求出的中间压力和制冷循环按上式求出的中间压力和制冷循环的最佳中间压力有一定的偏差。但公式的最佳中间压力有一定的偏差。但公式很简单，可用于初步估算。很简单，可用于初步估算。四、双级蒸汽压缩式制冷循环的热力计算四、双级蒸汽压缩式制冷循环的热力计算制制冷冷空空调调系系统统原原理理与与装装置置u按温度的比例中按温度的比例中项确定中确定中间压力力 式中式中
15、T Tm m , ,T To o和和T Tk k分别为中间温度，分别为中间温度，蒸发温度和冷凝温度蒸发温度和冷凝温度, ,单位均为单位均为K K。 制制冷冷空空调调系系统统原原理理与与装装置置用用经验公式直接公式直接计算最佳中算最佳中间压力力 对于两级氨制冷循环，拉赛对于两级氨制冷循环，拉赛(A.Rasi)(A.Rasi)提出了较为简单的最佳中提出了较为简单的最佳中间温度计算式：间温度计算式：t tm m=0.4t=0.4tk k+ 0.6t+ 0.6to o+3+3 式中，式中，t tm m , , t tk k和和t to o分别表示中间温度，分别表示中间温度，冷凝温度和蒸发温度，单位均为
16、冷凝温度和蒸发温度，单位均为。上式不只适用于氨，在上式不只适用于氨，在40404040温度温度范围内，对于范围内，对于R12R12能得到满意的结果。能得到满意的结果。制制冷冷空空调调系系统统原原理理与与装装置置 最佳中间温度的确定最佳中间温度的确定制制冷冷空空调调系系统统原原理理与与装装置置 冷库主要用于食品的冷冻加工和冷库主要用于食品的冷冻加工和冷藏。它不同于一般的工业和民用建冷藏。它不同于一般的工业和民用建筑，是一种有严格的筑，是一种有严格的隔热性、密封性、隔热性、密封性、坚固性坚固性和和抗冻性抗冻性要求的独特结构的建要求的独特结构的建筑物。筑物。 常建成固定建筑物形式常建成固定建筑物形式
17、, , 按容量按容量大小可分小型和大中型冷库。小型冷大小可分小型和大中型冷库。小型冷库几乎全部采用氟利昂制冷装置。库几乎全部采用氟利昂制冷装置。学习任务学习任务2 2、冷库系统设备认知、冷库系统设备认知 制制冷冷空空调调系系统统原原理理与与装装置置 结构结构冷藏温度冷藏温度冷库容量冷库容量 生产性冷库生产性冷库 分配性冷库分配性冷库综合性冷库综合性冷库 零售性冷库零售性冷库大型冷库大型冷库 （10000t以上）以上）大中型冷库（大中型冷库（5000t10000 t）中小型冷库（中小型冷库（500t5000t）小型冷库小型冷库 （500t以下）以下）高温冷库（高温冷库（-20C以上）以上）低温冷
18、库（低温冷库（-150C以下）以下）土建式冷库土建式冷库装配式冷库装配式冷库土（石）洞冷库土（石）洞冷库按用途按用途冷库的分类冷库的分类制制冷冷空空调调系系统统原原理理与与装装置置2冻结物冻结物冷藏间冷藏间 2冻结物冻结物冷藏间冷藏间 1117813143贮冰间贮冰间 4制冰间制冰间 511109111261-冻结间冻结间 2-冻结物冷藏间冻结物冷藏间 3-贮冰间贮冰间 4-制冰间制冰间 5-机房机房 6-常温脱盘、脱钩间常温脱盘、脱钩间 7-常温穿堂常温穿堂 8-穿穿堂堂 9-贮藏室贮藏室 10-管理室管理室 11-工人休息间工人休息间 12-走走廊廊13-公路站台公路站台 14-铁路站台铁
19、路站台 15-联系廊联系廊 冻结间冻结间 冻结间冻结间 冻结间冻结间机房机房15 冷库建筑的组成和结构特点冷库建筑的组成和结构特点制制冷冷空空调调系系统统原原理理与与装装置置 冷库的基本构造冷库的基本构造制制冷冷空空调调系系统统原原理理与与装装置置l lNZL-Z型系列恒温、恒湿装配式冷库型系列恒温、恒湿装配式冷库专门为种子培育、贮藏，茶叶、烟草加工、贮专门为种子培育、贮藏，茶叶、烟草加工、贮藏，白酒酿造、医药化工品贮藏及科研而设计藏，白酒酿造、医药化工品贮藏及科研而设计制造。制造。具有制冷、除湿、加热、加湿等功能，具有制冷、除湿、加热、加湿等功能，可以保持空气温、湿度的调节的精度。可以保持空
20、气温、湿度的调节的精度。制制冷冷空空调调系系统统原原理理与与装装置置制制冷冷空空调调系系统统原原理理与与装装置置 由钢结构架、屋面由钢结构架、屋面板和外围板板和外围板三明治板三明治板同土建冷库同土建冷库同土建冷库同土建冷库围护结构围护结构外围结构外围结构地地 坪结构坪结构地下结构地下结构装配式冷库的基本结构装配式冷库的基本结构制制冷冷空空调调系系统统原原理理与与装装置置 屋盖构造屋盖构造墙体构造墙体构造地下构造地下构造 地坪构造地坪构造制制冷冷空空调调系系统统原原理理与与装装置置 气调保鲜库源于西方，八十年代传入气调保鲜库源于西方，八十年代传入中国，是当今世界上最先进的果品蔬菜保鲜中国，是当今
21、世界上最先进的果品蔬菜保鲜设施。它是在高温冷库的基础上发展起来的，设施。它是在高温冷库的基础上发展起来的，即有即有“冷藏冷藏”功能又有功能又有“气调功能气调功能”，通过，通过控制库内的氧气、二氧化碳、乙烯等气体成控制库内的氧气、二氧化碳、乙烯等气体成分的含量分的含量, , 辅之以低温等措施，使库内的果辅之以低温等措施，使库内的果品蔬菜处于品蔬菜处于“恒气恒温恒气恒温”状态，无论从贮藏状态，无论从贮藏保鲜期上，还是从保鲜质量上都能达到更理保鲜期上，还是从保鲜质量上都能达到更理想的效果，是单一低温保鲜方式不可比拟的。想的效果，是单一低温保鲜方式不可比拟的。 气调保鲜库气调保鲜库制制冷冷空空调调系系
22、统统原原理理与与装装置置优点：优点：延长贮藏保鲜时间，比普通冷库长延长贮藏保鲜时间，比普通冷库长1-21-2倍，倍，使业户更灵活地掌握卖出时间，以获取使业户更灵活地掌握卖出时间，以获取更高经济效益更高经济效益提高保鲜效果、保鲜品质，营养成分损提高保鲜效果、保鲜品质，营养成分损失程度小失程度小 适应品种广泛多样适应品种广泛多样 易规模管理，方便简洁，减少货物损耗易规模管理，方便简洁，减少货物损耗 降低能耗降低能耗 可以有限多菜混贮，单元调气不同果菜可以有限多菜混贮，单元调气不同果菜互不影响互不影响制制冷冷空空调调系系统统原原理理与与装装置置特点：特点：气密性气密性安全性安全性单层建筑单层建筑快进
23、快出快进快出高级满装高级满装气调库和气调设备气调库和气调设备制制冷冷空空调调系系统统原原理理与与装装置置主要以三明治主要以三明治组合装配为主组合装配为主 按照气调贮藏理按照气调贮藏理论任何一间气调贮藏论任何一间气调贮藏间只要其维护结构的间只要其维护结构的漏氧量小于其贮藏果漏氧量小于其贮藏果蔬的呼吸耗氧量就认蔬的呼吸耗氧量就认为维护结构的气密符为维护结构的气密符合要求合要求气调库的建筑构造气调库的建筑构造制制冷冷空空调调系系统统原原理理与与装装置置学习任务学习任务3 3、重力供液冷库系统、重力供液冷库系统 重力供液系统：冷凝器流出在中间冷却器盘重力供液系统：冷凝器流出在中间冷却器盘管过冷的制冷剂
24、液体经节流阀管过冷的制冷剂液体经节流阀A节流降压后，节流降压后，依靠前后压差直接给蒸发器供液依靠前后压差直接给蒸发器供液。制制冷冷空空调调系系统统原原理理与与装装置置学习任务学习任务4 4、氨泵供液冷库系统、氨泵供液冷库系统 目前大、中型冷藏库和工业制冷装置中目前大、中型冷藏库和工业制冷装置中普遍使用氨制冷剂，且多采用氨泵供液的普遍使用氨制冷剂，且多采用氨泵供液的制冷系统，即蒸发器供液是采用氨泵。制冷系统，即蒸发器供液是采用氨泵。氨制冷剂适合采用中间完全冷却方式，氨制冷剂适合采用中间完全冷却方式，其中一次节流循环的应用更为广泛。其中一次节流循环的应用更为广泛。制制冷冷空空调调系系统统原原理理与
25、与装装置置 氨泵供液的两级压缩制冷循环氨泵供液的两级压缩制冷循环制制冷冷空空调调系系统统原原理理与与装装置置氨泵供液与重力供液的区别氨泵供液与重力供液的区别氨泵供液的制冷循环与重力供液的区别氨泵供液的制冷循环与重力供液的区别在于给蒸发器供液的方式：在于给蒸发器供液的方式：重力供液系统：经节流、降压后的制冷重力供液系统：经节流、降压后的制冷剂液体剂液体依靠前后压差直接给蒸发器供液依靠前后压差直接给蒸发器供液。氨泵供液系统：经节流降压后的制冷剂氨泵供液系统：经节流降压后的制冷剂去了低压循环桶，去了低压循环桶，通过低压循环桶给蒸通过低压循环桶给蒸发器供液。由于低压循环桶和蒸发器均发器供液。由于低压循环桶和蒸发器均为低压，因此需要利用氨泵提供动力克为低压，因此需要利用氨泵提供动力克服管道的流动阻力向蒸发器供液。服管道的流动阻力向蒸发器供液。制制冷冷空空调调系系统统原原理理与与装装置置氨泵供液制冷系统的适用范围氨泵供液制冷系统的适用范围氨泵供液系统非常适合蒸发器多且系统氨泵供液系统非常适合蒸发器多且系统管路较长的大型制冷系统。管路较长的大型制冷系统。
