蒸汽壓縮制冷循環(huán)原理

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液體蒸發(fā)時吸收熱量

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蒸汽壓縮制冷循環(huán)概念

不同液體的沸騰溫度與壓力、吸熱量也各不相同。因此，只要根據(jù)制冷所用液體（制冷劑）的熱力性質(zhì)，并創(chuàng)造一定的壓力條件，就可獲得所要求的低溫。

蒸汽壓縮制冷循環(huán)制冷工質(zhì)

（制冷劑、冷媒、雪種）；

常用有：氨（R717）、氟里昂等；

氟里昂：R11： 一氟三氯甲烷

R22： 二氟一氯甲烷

R23： 三氟 甲烷

R134a：四氟乙烷；

R123：三氟二氯乙烷；

蒸汽壓縮制冷循環(huán)載冷劑

傳遞冷量的物質(zhì)，空調(diào)一般是用水做載冷劑。

蒸汽壓縮制冷循環(huán)制冷量

單位——千瓦（Kw）、 大卡（Kcal）、冷噸（Rt）；

1千瓦（Kw）= 860大卡（Kcal）；

1 冷噸（Rt）= 3.517 Kw = 3024 Kcal ;

100Rt = 351.7 K w = 30萬Kcal

冷噸（美）定義：是以24小時能把1噸（美）=2000磅0℃水凍成0℃的冰的制冷能力定為制冷能力單位，即RT。

蒸汽壓縮制冷循環(huán)冷凝溫度

氣體液化時的溫度（在一定壓力下）

同一物質(zhì)冷凝溫度是隨壓力變化而變化。

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壓縮機、冷凝器、膨脹閥、蒸發(fā)器四大主件組成。用人為方法使制冷劑在密閉系統(tǒng)內(nèi)進行物態(tài)（氣態(tài)、液態(tài)）變化，達到連續(xù)、穩(wěn)定提供冷量的一套制冷裝置。

制冷循環(huán)的各個參數(shù)：（制冷劑R22 ）

制冷工質(zhì)在蒸發(fā)器內(nèi)參數(shù)：氣態(tài)：壓力0.64 Mpa ；溫度 8℃ ；

壓縮機出口： 氣態(tài)：壓力1.5 Mpa ；溫度 85℃ ；

冷凝器內(nèi)參數(shù)： 液態(tài)：壓力1.5 Mpa ；溫度 37℃ ；

冷卻水溫度： 出口溫度： 37 ℃ ； 進口溫度： 32 ℃ ；

冷凍水溫度： 出口溫度： 8 ℃ ； 進口溫度： 13 ℃ 。

由于壓縮機機型不同，以上各參數(shù)也不盡相同。

1）壓縮機 ：

壓縮機分類： 活塞式壓縮機、螺桿式壓縮機、離心式壓縮機、渦旋式壓縮機等。

2）冷凝器與蒸發(fā)器：

一般是臥式殼管式；九十年代研制出板式換熱器，已經(jīng)被一些生產(chǎn)廠家在小型制冷機組上采用。

3）節(jié)流膨脹閥：

1）功能：降壓降溫；調(diào)節(jié)流量。

2) 類型：

A. 手動膨脹閥

B. 熱力膨脹閥：由感溫包、膜片等組成。

C. 浮球閥：保持蒸發(fā)中的液位恒定。

D． 電子膨脹閥。

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由制冷壓縮機抽吸從蒸發(fā)器流過來的低壓、低溫制冷劑蒸氣，經(jīng)壓縮機壓縮成高壓、高溫蒸氣而排出，這樣就把制冷劑蒸氣分成了高壓區(qū)和低壓區(qū)。從壓縮機的排出口至節(jié)流元件的入口端為高壓區(qū)，該區(qū)壓力稱高壓壓力或冷凝壓力，溫度稱為冷凝溫度。從節(jié)流元件的出口至壓縮機的吸入口為低壓區(qū)，該 區(qū)壓力稱為低壓壓力或蒸發(fā)壓力，溫度稱為蒸發(fā)溫度。正是由于壓縮機造成的高壓和低壓之間的壓力差，才使制冷劑在系統(tǒng)內(nèi)不斷地流動。一旦高、低壓之間的壓力差消失，即高低壓平衡之一，制冷劑就停止了流動。高壓區(qū)和低壓區(qū)壓力差的產(chǎn)生及壓力差的大小，完全是壓縮機壓縮蒸氣的結(jié)果，壓縮機一旦推動壓縮蒸氣的能力，即形成的壓力差很小，制冷循環(huán)也就不存在了。壓縮機不停地運轉(zhuǎn)是靠消耗電能或機械能來實現(xiàn)的。

蒸氣壓縮式制冷循環(huán)可概括為四個過程：

蒸汽壓縮制冷循環(huán)蒸發(fā)過程

液體制冷劑經(jīng)節(jié)流元件流入蒸發(fā)器后，由于壓力的降低，開始沸騰汽化，其汽化(蒸發(fā))溫度與壓力有關(guān)。液體汽化過程中，吸收周圍介質(zhì)——水、空氣或物品的熱量，這些介質(zhì)由于推動熱量而溫度降低，實現(xiàn)了制冷的目的。液體的汽化是一個逐漸的過程中，最終所有的液體變?yōu)楦娠柡驼魵?，繼而流入壓縮機的吸氣口。

蒸汽壓縮制冷循環(huán)壓縮過程

為維持一定的蒸發(fā)溫度，制冷劑蒸氣必須不斷地從蒸發(fā)器引出，從蒸發(fā)器出來的制冷劑蒸氣被壓縮機吸入并被壓縮成高壓氣體，且由于壓縮過程中，壓縮機要消耗一定的機械能，機械能又在此過程中轉(zhuǎn)換為熱能，所以制冷劑蒸氣的溫度有所升高，制冷劑蒸氣呈過熱狀態(tài)。

蒸汽壓縮制冷循環(huán)冷凝過程

從制冷壓縮機排出的高壓制冷劑蒸氣，在冷凝器放出熱量，把熱量傳給它周圍的介質(zhì)——水或空氣，從而使制冷劑蒸氣逐漸冷凝成液體。在冷凝器中，制冷劑蒸氣向介質(zhì)散發(fā)熱量有兩個基本條件：一是制冷劑蒸氣冷凝時的溫度一定要高于周圍介質(zhì)的溫度，壓根保持適當?shù)臏夭?二是根據(jù)壓縮機送入冷凝器的制冷劑蒸氣的多少，冷凝器要有適當?shù)墓荛L和面積，以保證制冷蒸氣能在冷凝器中充分冷凝。

蒸汽壓縮制冷循環(huán)節(jié)流過程

從冷凝器出來的制冷液體經(jīng)過降壓設(shè)備(如節(jié)水閥、膨脹閥等)減壓到蒸發(fā)壓力。節(jié)流后的制冷劑溫度也下降到蒸發(fā)溫度，并產(chǎn)生部分閃發(fā)蒸氣。節(jié)流后的氣流混合物進入蒸發(fā)器進行蒸發(fā)過程。2100433B

針對實現(xiàn)太陽能制冷效應(yīng)穩(wěn)定性和高效化難題，提出太陽能熱能利用與蒸汽壓縮制冷循環(huán)耦合的太陽能熱能輔助制冷新方法。與傳統(tǒng)太陽能制冷方式相比，提高了單位太陽能集熱面積對應(yīng)制冷轉(zhuǎn)換效率，克服了太陽能制冷受輻射間歇性影響不能連續(xù)高效制冷的限制。項目研究將揭示太陽能熱能直接作用于蒸汽壓縮制冷循環(huán)，在動態(tài)運行模式下，輔助壓縮機實現(xiàn)節(jié)能的能量轉(zhuǎn)換過程機理；構(gòu)建太陽能熱能驅(qū)動吸收制冷與蒸汽壓縮制冷循環(huán)匹配耦合，實現(xiàn)運行節(jié)能的優(yōu)化方案；建立基于太陽能制冷效應(yīng)的集熱循環(huán)熱效率因子分析模型，和太陽能熱能輔助蒸汽壓縮制冷循環(huán)涉及的集熱溫度、環(huán)境溫度和制冷溫度三熱源條件下的系統(tǒng)熱力學模型，研究系統(tǒng)變工況動態(tài)運行特性，分析獲得集熱器、壓縮機、換熱器和吸收器等部件結(jié)構(gòu)和運行參數(shù)和最優(yōu)匹配關(guān)系。研究工作有望發(fā)展一種太陽能制冷新方法，對于促進太陽能工程學與工程熱力學的交叉融合發(fā)展，利用太陽能緩解夏季空調(diào)用電負荷都有積極意義。

本標準適用于熱泵熱水機（器）綠色設(shè)計產(chǎn)品評價，包括采用電動機驅(qū)動，采用蒸汽壓縮制冷循環(huán)，以空氣為熱源，提供熱水為目的的熱水機（器）。

本標準規(guī)定了空氣源熱泵無水地暖機（以下簡稱無水地暖機）的術(shù)語和定義、產(chǎn)品分類、技術(shù)要求、試驗方法、檢驗規(guī)則、標志、包裝、運輸、貯存等。 本標準適用于電動機驅(qū)動，采用蒸汽壓縮制冷循環(huán)，以空氣作為熱源，以提供地暖供熱為目的的家用和類似用途的熱泵機組。其他用途的無水地暖機可參照使用。 本標準適用于以空氣源熱泵作為熱源，額定制熱量不大于16kW，用于地板采暖的熱泵機組。