1、1制冷及低温原理1 绪论1.1 制冷的定义要点：（1）人工方法（2）被冷却对象温度（3）过程实现制冷需要有补偿过程即有能量输入。用热力学第二定律说明内在本质原因。制冷温度范围划分： K3.03.012超 低 温 ： 深 冷 （ 低 温 ） ：普 冷 ：掌握术语：制冷剂、制冷量制冷循环制冷机、制冷设备制冷装置1.2 研究内容、应用和发展内容： （1）方法机理循环：热物理过程（2）制冷剂：热物理性质、物理化学性质（3）制冷机械与设备：原理性能设计要点：研究目的意义课外学习应用：生活、生产、科研发展历史2 制冷方法2.1 物质相变制冷要点：基本概念：（1）物质集态：（2）相变（3）潜热相变制冷： 吸
2、热效应制冷固 体 融 化 升 华液 体 蒸 发2.1.1 固体相变冷却（1） 冰冷却：融点：0 、潜热 335kJ/kgCo2（2） 冰盐冷却： 盐 溶 液 吸 热冰 融 化 吸 热冰盐种类 制冷温度 冰盐浓度（3） 干冰冷却：固态 CO2：三相点：-56.6 ，0.52MPaCo三相点上吸热融化，下吸热升华，常压升华温度-78.5 。Co2.1.2 液体蒸发制冷汽化吸热 制冷要点：循环的基本原理：气液平衡 饱和状态对 应tp 四个过程凝 法 ）保 持 高 温 高 压 下 冷 凝 （ 汽 化 ）保 持 低 温 低 压 下 蒸 发 （增压、降压实现循环方式多样（1） 蒸气压缩式制冷：要点 系统基
3、本组成：四个部件+冷剂工作过程压缩机作用：增压，循环动力膨胀阀作用：降压，控制流量耗能：机械能，电能（2） 蒸气吸收式要点：系统组成 溶 液 回 路冷 剂 回 路工 作 回 路设 备 、 工 质 对工作过程热压缩概念耗能：热能（3） 蒸气喷射式制冷：要点：系统组成：喷射器，工质泵工作过程：循环 TS 图 循环的热力分析：制冷剂：H 2O、R 等能耗：热能描述循环性能的指标： 制冷量， 锅炉热负荷3冷凝器热负荷，泵功喷射系数，循环热平衡详解 T-S 图（4） 吸附制冷要点：1）制冷原理：a、固体吸附剂吸附冷剂蒸汽作用，b、吸附能力 ，c、t周期冷却与加热吸附剂形成吸附和解吸（脱附）2）吸附机理
4、化 学 吸 附物 理 吸 附3）工质对物理吸附制冷：1）沸石（铝硅酸盐矿物）+水2）系汽组成：吸附床+Con+Eva3）间歇式制冷4）连续制冷：多吸附器连续作用循环制冷速率 吸附床传热传质特性（改善措施）固气热化学制冷（反应法）1）固气化学吸附：氯化物与氨的反应热现象固 气 ）化 学 反 应 （ 合 成 与 分 解2）单效液体蒸发吸附循环：见参考教材 P203）工质对：氯化钡（Bacl 2）+氨（NH 3）系气组成与工作过程： 蒸 发 过 程合 成 冷 凝 过 程分 解 /固气相平衡图：（见参考教材 P20）2.2 电磁声制冷2.2.1 热电制冷：要点：西贝克效应4温差电制冷（半导体） ，热电
5、效应（帕尔帖效应）： 冷 热 节 点直 流 电电 回 路两 种 材 料 注意：热电效应强度 材料的热电势热电制冷元件（热电偶）：P 型+N 型半导体，连接铜线式铜片热电堆：并联式串联多个热电偶2.2.2 磁制冷要点：磁热效应的物理意义补充知识：磁感应强度：表示磁场强弱和方向的物理量：F受力，l导线长度，I电流强度lIB磁场强度：H磁导率 ：B= H磁矩：磁熵：课外自习：1. 低温磁制冷2. 高温磁制冷2.2.3 声制冷要点：热声效应：热能与声能之间相互转换现象声波传播时会产生压力波动，位移波动，温度波动，当其与固体边界相遇，相互作用而有能量之转换。课外自习：2.3 气体涡流制冷2.3.1 原理
6、：1.2 方法，使压缩气体产生涡流运动并分离成冷、热两部分，冷气流去制冷。工作介质：空气、CO 2、NH 3涡旋（流）管：构成2.3.2 工作过程：高压室温气体 冷热气流分离 ）速 度 能 ）（ 压 力 能等 熵 膨 胀详解工作过程的 TS 图：52.3.3 制冷计算涡流管的冷却效应： CT1等熵膨胀强度效应： SS冷却效率： SCT涡流管加热效应： 1h制冷量： cpoq00qQmc制热量： hhThh质量平衡、能量平衡可应用于过程，则： 03 单级蒸气压缩式制冷3.1 可逆制冷循环3.1.1 制冷的热力学原理要点：逆向循环 制冷循环 热源、热汇概念 制冷循环的热力学本质：能量补偿实现热量转
7、移：低温热源至高温热汇 逆向循环 见图 3-1能 量 转 换 关 系制 热制 冷 描述循环性能的参数（指标）：热泵、制冷机、热泵型制冷机COP= 补 偿 能 量收 益 能 量EQCOPR0EQCOPH6重点理解关系式：COP H=COPR+1 （有条件才成立）制冷系数，供热系数（热泵系数）循环效率（热力完善度）： COP3.1.2 逆卡诺制冷循环：循环构成及工作过程：循环中的能量转换关系：热力学第一定律应用循环的性能系数： 10LHLCCTWQOP分析其特性：，注意应用： 的讨论COP要点：COP ， 的特点、区别与联系3.1.3 劳论茨循环要点：条件是热源热汇是变温的制冷剂吸、放过程也是变温
8、的循环构成：条件：任何过程无传热温差等熵压缩与膨胀过程。7可逆劳化茨循环的性能系数：放热量： )(32m23STdsq吸热量： 41o140Tm、 Tom 平均变量温差输入功：w=q-q 0 omoTwqCOP3.2 单级蒸汽压缩式制冷理论循环要点：3.2.1 循环系统组成与工作过程1、 系统：四部件+Pipe+R2、 工作过程：单级蒸汽压缩：一次性压缩 kp03.2.2 制冷剂的状态图热力状态参数：p、T、v、s、h（1）压焓图：图的结构特性：一点、两线、三区、五态等值线族：等 t、p、v、s、h 、 x临界点：在临界温度以上，物态只能以汽相存在（2）温熵图：3.2.3 理论循环：（饱和循环
9、）1、 理论循环的假定：（见参考教材 P69）五条2、 理论循环在状态图上的描述：（见参考教材 P70）3、 循环特性：循环各过程包括：功、热转换与交换8应用热力学第一定律（开口系）循环特性指标：要点：单位质量概念（1）：q 0 （2）：q zv：压缩机吸气（3）：w 单位：kJ/kg，kJ/m 3（4）：w v（5） qk（6） 压比： （压机）（7） 排气温度：T 2（8） COP（9） 注意点：对于某一制冷剂采用理论循环分析可知：系统压力水平 压机工作条件 制冷能力 经济性制冷机性能指标：（kw） P(w) COP qvh( ) 压缩机理论输气量0sm3（1）制冷循环量： kg/s1vh
10、m（2） kwzhq0（3） kwvmwP（4）COP= 04、 理论循环的意义：（见参考教材 P73 表 31）（1） 不可逆性：不可逆损失（2） 循环指标与温度及制冷剂物性有关实际循环的基准与参照， 用于评价制冷剂3.3 单级蒸汽压缩式制冷的实际循环93.3.1 实际循环：1、 实际工作存在的影响因素： 有传热温差 （外部条件） 非饱和态 （内部条件） 流动阻力，及散热损失 非等熵压缩2、 实际循环的状态图3、 实际循环的工作过程： 蒸发过程：401a 吸气过程：1a1b1：过热 压缩过程：吸热压缩（熵增） ，放热压缩（熵减） 排气过程：22a 冷却凝结过程：2a3：过冷 节流过程：34：
11、绝热4、 实际循环的简化为工程设计方便，做如下简化（1） 忽略冷凝器蒸发器中压降，以压缩机排气压力作冷凝压力（或排气压力减去压降后） ，以压缩机吸气压力作蒸发压力（或吸气压力加上吸气压降），认为 T0，T K 为定植。（2） 压缩过程简化为有损失的简单压缩过程。（3） 节流为等焓过程简化后的实际循环 Ph 图：10循环性能指标：210hq102vq120hwa42k iiw0指示比功：因非等焓及阻力损失：压缩机指示效率i3.3.2 各种实际因素对循环的影响1、 液体过冷：概念：过冷过冷度： 3Tg过冷循环：，3g gTch3过冷循环与饱和循环对比：见 P75，表 32。COPqTzv,011难
12、点：思考书上过冷度对不同冷剂的影响情况实现过冷的方法：（1） 利用冷凝器（2） 利用增加过冷器（3） 利用回热过冷状态 点比焊的确定：Tgch3or ： )(s2、 吸气过热：概念：过热，过热循环的 P-h 图过热度： 1Tr有用过热：无用（有害）过热：(1) 无用过热时的循环对比：见表 33， 结论：有害(2) 有用过热对比：见表 34， 结论： 不 确 定COPqwzv,0有用过热是否使 ，COP 增加取决于制冷剂性质，zv增加幅度与过热度大小有关。见图 314，315。3、 回热（循环）：12系统组成及工作过程。回热器，气液热交换器回热循环的性能指标： 回热器热平衡 413hh 410q
13、与理论循环对比，其等价于用有用过热循环与理论循环对比，前者的结论适用。蒸发温度低的制冷机适合采用回热。4、 管管压力损失及热交换（1） 吸气管： 阻 力 ： 降 低 吸 气 压 力吸 热 ： 有 害 （ 保 温 ）（2） 排气管： 阻 力 ： 提 高 排 气 压 力放 热 ： 有 利 （ 不 保 温 ）（1） 高压液管： 阻 力 ： 降 低 阀 前 压 力吸 或 放 热（2） 低压液管： 阻 力 ： 提 高 出 口 压 力吸 热5、 压缩机不可逆过程13压缩机损失： COPQ输 气 量容 积 损 失 耗 功功 率 损 失概念：（1） 指示功： 直接用于气体压缩iw指示功率： ii/0轴功： 输
14、入到主轴上的比功s机械功率： simw/输入电功： 电机输入功e电机功率： esm/0压缩机容积功率： 实际输气量 m3/s ，理论输气量vhsq（输气系数）6、 相变传热不可逆的影响：存在传热 ，使：t0,PTkQCOPwqzv ,03.3.3 单级蒸汽压缩式制冷机的热力计算热力计算目的：为了系统部件设计或选型提供依据计算内容 ： 确定计算工况 计算实际循环特性 计算制冷机性能和换热的各负荷计算方法与步骤： 确定制冷系统，工质 确定制冷温度、冷却介质温度，制冷量 Q 或压缩机理论输气量 确定循环工况：确定 P-h 图 循环,KHkT00TL，r13注意点：吸气温度 T1 是否考虑无用过热视情
15、况而定。换热温差的选取： 水冷冷凝器： K64kT风冷冷凝器： K10冷却液体的蒸发器： K5314冷却空气的蒸发器： K1080T 计算实际循环特性：确定进出口各设备制冷剂热力状态参数（由图、表、物性计算程序）计算各项性能指标注意点：各效率的确定 制冷机性能及设备热负荷计算emekkii zvsmvshwqpq001/HmGKkqCOP（ 开 ）封 ）/(0计算示例见 P8688。习题：1、 一台制冷量为 50KW 的活塞式制冷机（开启式）冷却介质温度为 32，被冷却物温度为10，制冷剂为 R22，采用回热循环，吸气温度为 0，试进行制冷机的热力计算。 （取 0.8， 0.92， 0.75）
16、im2、 一房间空调器 KC-25（Q2500W）制冷循环工况为：蒸发温度 t07.2，冷凝温度 tk54.4，过冷温度： 46；蒸发器出口温度：15，压缩机吸气温度：35，试进行热力计算。（R22， 0.9， 0.95 ， 0.95， 0.85）ime34 制冷机变工况特性重点：1、 工况变化对制冷剂性能的影响要点：工况参数：T 0，T k，T1，T3， 0，p，COP 工况参数。外部参数：热源、热汇即冷却介质，被冷却物温度参数，流量参数。外部参数 内部参数（工况）（1） Tk 变化的影响：以饱和循环为例，由 ph 图说明15当 ：kkt循环：12341 12341循环特性变化：COPtqw
17、tk ,20制冷机性能变化：COPwqpqqt mmmvnvsk 不 定, )(00 (2) t0 变化的影响：t 0 t0”循环：12341 12341循环特性变化：由 此 式 不 确 定 ）(/, ,100120 vwvqTt vzv对此，用理想气体压缩过程分析，有：)(0100KpKw161)(1010Kvpw当 pK 一定，对于某一制冷剂，K 一定 )(0fv对该式求导，且： ， 取得极值0kpvdwv条件是： 10max)/(KwKp当 一定， ，)(kKpt T当 时， v当 时，axw当 时， v对于大多数制冷剂： 3制冷机性能变化： , 同上COPt,0pvw3.4 采用混和制
18、冷剂的单级蒸气压缩式制冷循环3.4.1 理论循环：循环假设： 忽略流阻损失，和成分变化 吸、放热过程为定压，节流等焓压缩，等熵对于共沸混合物，其循环情况与纯质相同；对于非共沸混合物，由相变变温特点，可用劳伦茨循环作为理想化的基准循环。对二元混合物的制冷循环，可表示为 T-S 图上，173.4.2 实际循环与纯质循环类似要考虑实际因素。特别考虑 分 流 中 成 分 改 变两 器 中 温 度 分 布相 变 温 度 滑 移1、 蒸发器中制冷剂温度的实际分布 设定压蒸发时的温度滑移 ，使得GT蒸发器入口处： 01T蒸发器出口处： 2制冷剂沿程压降， 出口蒸发温度改变 ,两种效应是综合影响的，相叠PT加
19、的结果，造成蒸发器中制冷剂温度的实际分布三种可能的情况：A: GTP)(B: C: G)(2、 成分偏移18定压相变时，气、液相成分在变，不等于充注时的成分。实际中造成成分偏移的原因：P1144 制冷剂4.1 概述制冷剂分类 ， ，混 合 物纯 质 碳 氢 化 合 物氯 化 物无 机 物 合 成天 然1、 命名：据 ISO0817 制冷剂编号规定R 数字或字母 无机物：R7（） （） 氟利昂和烷烃：其分子式：C mHnFxCly,BrzCmH2m+2R(m-1)(n+1)(x)B(z) 共沸混合物 ：R5()() （按命名先后顺序） 非共沸混合物：R4()() （按命名先后顺序）2、 制冷剂的
20、选用考虑因素： 制冷性能 实用性 环境可接受性4.2 制冷剂的性质3、 热力性质：p，t，v，h，s，c p，c v，k，a 饱和蒸气压与温度关系 临界温度 粘性，导热性和比热容4、 环境影响指数（1） 臭氧衰减指数 ODP：物质气体逸散到大气中对臭氧破坏的潜在影响程度。以 R11 的臭氧平衡影响做基准（为 1） ，其他则相比于 R11。（2） 温室影响指数（GWP ）：对大气变暖的直接潜在影响程度；以 CO2 的温室影响做基准（为 1） 。5、 物理化学性质（见参考教材 P93）4.3 混和制冷剂要点：混合物的 T-x 相图，定压下相变时的热力特征：（1） 非共沸混合物：相变温度滑移： bd
21、tT19定压下，蒸发与冷凝要变温。（2） 共沸混合物：定压下，蒸发与冷凝不变温（3） 近共沸混合物 很小T概念：分馏，精馏混合物制冷剂的特点4.4 实用的制冷剂要点： 近年由于涉及臭氧层的损耗情况，为了能显示制冷剂元素的组成，知道是否含有氯（Cl）或溴（Br）等消耗臭氧的元素，因此制冷剂命名符号中，用组成元素符号代替字母 R，方法是：C-碳，F-氟B-溴，C-氯，H-氢则符号有：CFC-含氯，氟，碳的完全卤代烃HCFC-含氯，氟，碳的不完全卤代烃HFC-含氯，氟，碳的天然卤代烃HC -碳氢化合物臭氧层：位于地球表面上空 10-50Km 的区域内，为平流层占 80（和位于 10Km 以下，为对流
22、层，占 15）前者吸收大部分太阳辐射紫外线，可避免其危害地表生物。制冷剂扩散到平流层中，在紫外线照射下，分解出氯原子，其促成臭氧（O 3）分解成氧原子（O 2） ，造成臭氧层衰减。温室效应：地球周围的 CO2和水蒸气可使太阳短波辐射穿过，而加热地球，但拦截地球发射的长波热辐射，会使地表气温达到平衡温差（入射能量与反射能量处于平衡20时）大气的这种保温作用称之为CO2称为温室气体，还包括，甲烷，N0 2,制冷剂，温室气体过度排放后，增强地球温室效应，导致全球变暖。A: GTP)(B: C: G)(5多级蒸气压缩制冷循环单级压缩在常温冷却条件下，能获得的低温程度有限，受压比和排气温度制约。当 TH
23、（T K）一定，T L（T 0）下降就会使得 ，t 2 。对于往复式压缩机有如下影响：1、 因有余隙容积，当 时，会使 02、 COPi,03、 T2 超过允许值一般基于经济性和可靠性考虑，对氟机 10，氨机 8，对于回转式容积压缩机，主要影响是 t2；对于离心式，单级压比 34解决单机压缩的问题即采用分级压缩，中间冷却：即多级压缩后可完成总压的要求，在每一级压缩可使压比减小，并在压缩后进行排气冷却，可使在一级压缩的排气温度降低。见表 3135.1 两级压缩制冷的循环形式过程：压缩两个阶段。P 0 Pm，P m Pk中间冷却 不 完 全 冷 却完 全 冷 却节流过程 ），（，二 次 节 流 ：
24、）（一 次 节 流 ： 0mk0mkk0 TTPP有四种基本循环形式：见表 314，F3345.2 两级压缩制冷的系统流程与循环分析1、 一次节流中间完全冷却的两级压缩制冷循环21（1） 系统流程及循环的 ph 图，见 F335（2） 工作过程：要点：中间冷却器的作用 高压级吸由三部分中间冷却器端差： CttmF0753（3） 热力计算：假定已知制冷量 0单位制冷量 q0h 1h 7比功 w0h 2h 1低压级制冷剂流量：q m.D 0/q0低压级制冷剂耗功率：P k.D=qmD wD/kD低压级输气量：实际：q vs.D=qmD v1理论：q vh.D= qvs.D/高压级比功：w G=h4
25、-h3高压级流量：可由中间冷却器热平衡确定质量平衡：q m.G=qm.D+qm6=qm6+qm7qm7=qm.D热平衡：q m.D h2+qm.Dh5+(qm.G-qm.D) h6=qm.Gh3+qm.Dh7所以 qm.G=qm.D（h 2-h7）/(h 3-h6)高压级耗功率： Pk.G=qm.GWG/ k.G高压级输气量：实际：q vsG=qmGv3理论：q vhG= qvsG/性能系数：冷凝器热负荷：见 P120，实测见 F3372、 一次节流中间不完全冷却的两级压缩制冷循环（1） 系统流程及 ph 图22（2） 工作流程（3） 热力计算：基本同前一样，只是高压级流量的计算有所不同，其吸
26、气为过热对中间冷却器热平衡有： )()()( 86.73 hqhqDmDmG67h所以 )/()(6383DmG对于混合点 4，有： 4.2.3)( hqhqGm)/()(8364 实测见图：F3413、 （参考教材 P123） ，自学5.3 两级压缩制冷循环中间压力的确定及热力计算确定循环型式，t k，t 0，使 tm（p m）即可进行计算1.中间压力确定（4） 按最佳中间压力，使 COP 最佳，方法是试算：在已知 tk，t 0 条件下，确定一组中间温度 Tmi，对应每一个 Tmi，对循环计算得 COPi，取对应 COPmax的 Tmopt，即对应的 Pmopt 为最佳。作图式依据经验公式，
27、如式（362）基于 Pmopt 值下的循环计算，确定高、低的压缩机容量：q vhg，q vh.D（5） 已知选配好压缩机，通过试算，确定 Pm，使得定 值DmGDvhv.2.热力计算例题：P125235.4 复叠式制冷要点：采用复叠式制冷的原因制冷系统与循环（参考教材 P131） ，自学5.5 CO2 制冷采用 CO2 作制冷剂通过制冷循环实现连续制冷5.5.1 近临界循环和跨临界循环CO2 临界点，31，7.28Mpa,-10 2.65Mpa 0 3.48Mpa 5 3.97Mpa在常温冷却介质冷却下，冷却（或冷凝）在近临界温度，或超过临界温度，故单级压缩循环可能是上两种情况，近临界或跨临界
28、循环。两种循环表示在 ph 图上由图可知两种循环的单位制冷量 q0 都很小，对于跨临界循环，可以进一步提高高压侧压力来增加 q0（原因是等温线 t3 存在一斜度平缓段） ，但提高压力对 COP 的影响是先增后减，因此，存在一最佳 Pn 值，其确定方法见图 354。要点，解释：P138 *号段5.5.2 跨临界循环的应用装置1、 CO2 汽车空调系统组成：见 F355b，循环 ph 图24工作过程：特点：无凝，系统压力高，但压比小，贮液器及回热器的作用，见 P1402、 热泵式水加热器系统组成：见 F356工作过程：特点：见 P140，P1413、单机双级制冷压缩机应用 R22，按一级节流中间不
29、完全冷却的两级压缩循环工作，tk35，t 040，高低压级理论输气量之比 1/3，取 6.0D7.G试确定中间压力，绝对效率 7.0i6 热交换过程及热换热器6.1 过程 见 p2302386.2 蒸发器要点：各类蒸发器的特点6.2.1 蒸发器的分类和结构1、 干式蒸发器：制冷剂在管内一次完全汽化见 F66， P238特点：在正常运转条件下，液体体积占管内体积 1520%,有效沸腾面积均为管内表面积 30。（1） 干式壳管式蒸发器：用于冷却液体，管内制冷剂 管外（壳侧）载冷剂管组排列方式 型 管 式直 管 式U见 F68 F69（2） 板式蒸发器：由金属传热板片叠加而成，板片为波纹状，波纹形式
30、有人字、水平、锯齿。25属高效紧凑式。（3） 冷却完全型：蛇形管式，外加翅片干式蒸发器优缺点：P2442、 再循环式蒸发器，制冷剂经多次循环后完全汽化见 F617（重力供液） F618F620（泵力供液）3、 满液式蒸发器：见 F621优缺点：P2476.2.2 蒸发器内的对流换热包括 自 然 对 流 换 热强 迫 对 流 换 热被 冷 却 介 质池 ？ 沸 腾管 内 流 动 沸 腾制 冷 剂表面传热系数计算关联式 专 用通 用1、 制冷剂侧：（1） （2） （3）见 P2472502、 表面式蒸发器空气侧3、 单机对流换热6.2.3 蒸发器的传热计算1、 流动压力降： P制冷剂的 COPt0
31、）运 行 工 况 （被冷却介质 泵 送 功 率所以针对具体蒸发器，计算（1） 干式管管内蒸发器载冷剂侧：四部分，参见公式 64449制冷剂侧： 局 部沿 程mPl lgudfNiR2l12 5.036egf计算较复杂mP26通常： 502Pl（2） 表面式蒸发器空气流动压降见（654）2、 蒸发器设计的一般原则（1） 满液式结构：要点：防止出气带液载冷剂流体：盐水：0.51.5m/s水：22.5m/s温降： 水：45（2） 干式壳管式制冷剂质量流量 ：mqliP存在 mopt流程数：内肋管：二级 U 型管光管：4、6？载冷剂水温降：46折流板数：（3） 表面式蒸发器：见 P257结构参数6.3
32、 冷凝器6.3.1 分类与结构1 风冷冷凝器：多为蛇管式结构（1） 自然通风：丝管式见 F6-26（2） 强制通风：管片式：F6-27管带式：F6-282水冷式冷凝器： 套 管 式壳 管 式水 循 环 水自 来 水天 然 水（1） 壳管式： 29-F630卧 式 ： 见立 式 ： 见（2） 套管式：蛇形,螺旋形. F6-313. 蒸发式和淋激式.274. 冷却水系统: 见 F6-33循 环 式直 流 式冷却塔： 346F强 制 通 风 ：自 然 通 风6.3.2 冷凝器内的对流换热制冷剂侧：冷却介质侧：6.3.3 冷凝器的传热计算：2 水冷式（1） 给定条件：冷剂、 、工况KQ（2） 主要参数
33、选择：材料：水速：冷却水进口温度及温升： 1281wKtC025污垢热阻：表 6-1（3） 式（6-7）计 算 ：P3 风冷式（1） 给定条件：（2） 参数选择：结构：空气进口温度及温升： Ctwk01532迎面风速: sm/53(3) 计 算 ：P6.4 蒸发器供液量的自动调节6.4.1 热力膨胀阀控制蒸发器出口过热度，随负荷变化自动调节制冷剂流量。1 内平衡式结构与工作原理：见 F-6-38金属膜片受力： 301P膨胀阀特性：28静态特性：其容量（供液能力）与过热度关系。关闭过热度：SS 开启过热度：稍大于关闭过热度也称静态（或装配）过热度均为 3 。C0OP 打开过热度：从开启至额定（或
34、最大）中过热度变化值 2 。4（可变）工作过热度：OPS=SS+OP ：5 C07静特性曲线：F6-39注意： 一般有 20% 的容量裕度。2 感温包的充注.充注形式： 充注工质 吸 附 充 注交 叉 充 注 ： 不 同 工 质气 体 充 注液 体 充 注 不 同 于 系 统相 同 于 系 统同种液体充注：要求温包内始终有液体存在，即保证膜片上方压力始终为保和压力。见 F6-40: 表示过热度控制示意图 .特点: 交叉充注特点： 不同，但 n 才不变。0tt气体充注: 同种工质， 但限量。当 低于规定值时，温包内有液体存在，工作029与液体充注相同。但当 超过时，温包内全部汽化，压力几乎不再随
35、温度变化，0t因此阀的开度不变。 吸附充注：（见 P290 底）3. 外平衡式采用外平衡式的原因：如采用内平衡式当存在有效面积利用nTP0mq外平衡式结构：增加了一根平衡管使膜片下的蒸气作用力为蒸发器出口压力，从而使膨胀阀提供的过热度与蒸发器出口处的饱和温度相对应。4 热力膨胀阀容量：补充内容：定义：通过在某压差作用下处于一定开度的膨胀阀的制冷剂流量，在一定的蒸发温度下完全蒸发时所产生的冷量 对应额定开度 额定容量。0Q在一定 时30,tK流量计算式 ： 21PACMDK 一常数与冷剂有关一流量系数与阀有关阀进出口压差。P21影响容量的因素: (1) ； (2) ： ；M0t0QM（3） tC
36、6.4.2 热电膨胀阀:热力膨胀阀不足之处 调 节 范 围 有 限控 制 精 度 较 低控 制 信 号 反 馈 滞 后 大)3(21热电式原理: 利用被调参数产生电信号其去控制阀上电压或电流,继而控制阀针动作而实现调节。1 调节系统组成： 传感器：检测过热度有两种方法 )(46)2(1bFa见见电子调节器：输出控制信号。执行器：控制阀针。2 阀的种类及工作特性按驱动执行器方式分：30 热动式：电加热产生的热力驱动。见 F6-45 电磁式：电磁线圈产生的磁驱动，见 F6-46a 电动式：步进电机正反向旋转带动阀针移动。3 特点：见 P2946.4.3 毛细管与浮球阀1. 毛细管: ：0.7 ,
37、L: 0.6idm5.26毛细管内制冷剂过程: 见图 6-48存在临界流动现象液相长度+ 两相长度+ 自由膨胀区临界压力 crPcr0毛细管供液能力的影响因素：入口处： ;1Ct、 Ldi,。影 响 较 小 或 无0另外，如热交换作用，管型状况，安装位置等。参考计算式: 71.25.0)/(4.5imdLPq毛细管的优缺点：（思考问题）2 浮球阀：（自学）6.5 制冷系统的传热强化与消弱要点：6.5.1 强化传热的原则及方法1 原则：从热阻较大侧进行并要考虑如下约束：应使效率高，功耗少成本低可靠性应综合评判。文献10给出一判据：见式（6-74 ）2 方法：主要是通过表面加工处理，使表面对流换热增强。 （1） 制冷剂凝结与沸腾换热强化应用高效传热管：低肋、微肋、多空表面管。见 P299-300（2） 空气侧：6.5.2 蒸发器表面结霜及霜抑制3 结霜过程及其对蒸发器的影响过程：见 P302影响：热阻增加，空气侧阻力增加，参见图 6-564 抑制结霜的措施：7 载冷与蓄冷
