制冷原理知识点总结

制冷原理知识点总结

制冷原理及设备期末复习有不全的大家相互补充题型：填空20分；

选择10分；判断10分；简答45分（5道）；计算1道，带计算器。

绪论实现人工制冷的方法（4大类，简单了解原理）1.利用物质的相

变来吸热制冷；融化（固体一液体），气化（液体一气体），升华（固

体一气体）气化制冷（蒸气制冷）：包括蒸气压缩式制冷、吸收式制

冷、蒸汽喷射式制冷、吸附式制冷。2.利用气体膨胀产生低温气体等

嫡膨胀时温度总是降低的，产生冷效应。3.气体涡流制冷高压气体经

涡流管膨胀后，可分为冷热两股气流；4.热电制冷（半导体制冷）利

用半导体的温差电效应实现的制冷。根据制冷温度的不同，制冷技术

可大体上划分三大类：普通冷冻：120K【我们只考普冷】深度冷冻：

120K20K低温和超低温：V20K。t=（t,C;T,Kelvin常用制冷的方法有：

液体气化制冷气体膨胀制冷涡流管制冷热电制冷开）T=273+t液体蒸

发制冷循环必须具备以下四个基本过程：制冷剂液体在低压下汽化产

生低压蒸气，将低压蒸气抽出并提高压力变成高压气，将高压气冷凝

成高压液体，高压液体再降低压力回到初始的低压状态。按照实现循

环所采用的方式之不同，液体蒸发制冷有蒸气压缩式制冷蒸气吸收式

制冷蒸气喷射式制冷吸附式制冷等蒸气压缩式制冷系统组成:1-压缩

机2-冷凝器3-膨胀阀4-蒸发器组成的密闭系统。工作原理：制冷剂

在蒸发器中吸收被冷却对象的热量而蒸发，产生的低压蒸气被压缩机

吸入，经压缩机压缩后制冷剂压力升高，压缩机排出的高压蒸气在冷

凝器中被常温冷却介质冷却，凝结成高压液体。高压液体经膨胀阀节

流，变成低压、低温湿蒸气，进入蒸发器，低压液体在蒸发器中再次

汽化蒸发。如此周而复始。蒸气吸收式制冷系统组成：发生器、吸收

器、冷凝器、蒸发器、溶液热交换器、溶液泵、冷剂泵等工质对：制

冷剂与吸收剂常用：氨一水溶液溴化锂一水溶液工作原理：I.澳化锂

溶液在发生器中被热源加热沸腾，产生出制冷剂蒸汽在冷凝器被冷凝

成冷剂水。冷剂水经U管节流进入蒸发器，在低压下蒸发，产生制冷

效应。n.发生器中出来的浓溶液，经热交换器降温、降压后进入吸收

器，与吸收器中的稀溶液混合为中间浓度的溶液。中间热度的溶液被

吸收器泵输送并喷淋，吸收从蒸发器中产生的冷剂蒸汽，形成稀溶液。

稀溶液由发生器泵输送到发生器，重新被热源加热，形成浓溶液。将

_滞氨水吸收式制冷循环工作原理:在发生器中的氨水浓溶液被热源

加热至沸腾，产生的蒸气（氨气中含有一小部分水蒸汽）经精储塔精

储后（得到几乎是纯氨的蒸气），进入冷凝器放出热量后被冷凝成液

体，经节流机构节流，进入蒸发器，低压液体制冷剂，吸收被冷却物

体的热量而蒸发，达到制冷的目的，产生的低压蒸气进入吸收器。而

发生器中发生后的稀溶液，降压后也进入吸收器，吸收由蒸发器来的

制冷剂蒸气，浓溶液经溶液泵加压后送入发生器。如此不断循环。现

在进行理论循环的性能计算.单位初量九及单位热负荷%分对是单压

缩力叱和膨胀力此分豆是热电制冷令直流电通过半导体热电堆，即可

在一端产生冷效应，另一端产生热效应。半导体热电堆：一块N半导

体（电子型）和一块型半导体（空穴型）联接成的热电偶。原理：原

理：利用热电效应的一种制冷方法。无回热气体制冷机循环罔工无间

热r体制片机茶蜿阉rir;nrjml1V一总地无网内/体,净机_评L的r-a商

从而二以计舁JJ节环；百后K单用切v及可能系数。叩wc_U)气体按

理想气体处理对1z，=，T,口ILLt_I414因为热源温，度是恒值.此时K

逆卡诺循环的性能系数为fco.入此_L述理论循K的循环效率1为8R

为一4q七一石(.520)定压回热气体制冷机循环所谓回热就是把由冷箱

返回的冷气流引入一个热交换器一回热器，用来冷却从冷却器来的高

压常温气流，使其温度进一步降低，而从冷箱返回的气流则被加热，

温度升高。这样就使压缩机的吸气温度升高，而膨胀机的进气温度降

低，因而循环的工作参数和特性发生了变化。.cd系经（b）循环的JF

图应用阿M气体:加口机m41一冷防11一透平汽细机

n!-?!.?wo0r=qo/W0rv1,所以qv可能增加也可能减小。qv=q0r/v1与制

冷剂的性质有关。结论:即使是有效过热，也不是对所有工质都有利。

氨、R22热不禾1J的由于吸气温度的升高会引起排气温度的升高，t2

应不超过140C。吸入蒸气的过热会对往复式压缩机的容积效率有所

改善。回热循环【图是重点】A-压缩机B-冷凝器C-节流阀D-回热器

E-蒸发器图2-6回热循环的系统图氨、R2环利的判定回热循环制冷系

数是否提高的判据：T0Coq0Co、q。是与工质有关的，所以，上式并

非所有工质都成立。不同制冷剂采用回热循环是否有利，与制冷剂采

用有效过热循环时一样。有一些工质不能用上式进行判断，其T-S图

中蒸气线向左下方倾斜，压缩机等嫡压缩后进入两相区，因此必须采

用回热循环。2.2.5不凝性气体的存在对循环性能的影响系统中的不

凝性气体（如空气等）往往积存在冷凝器上部，因为它不能通过冷凝

器（或贮液器）的液封。不凝性气体的存在将使冷凝器内的压力增加，

从而导致压缩机排气压力提高，比功增加，制冷系数下降，压缩机容

积效率降低。2.2.6单级压缩制冷的实际循环【温差、损失、多变】

实际循环与理论循环的区别制冷剂在压缩机中的压缩过程不是等嫡

过程，引起内部的不可逆；制冷剂的冷凝温度及蒸发温度不等于热源

温度，存在传热温差，引起了外部不可逆;制冷剂流动过程及流经吸

气阀与排气阀时有损失。2.3单级蒸气压缩式制冷机的性能.TkTkT1.

蒸发温度T0为定值，冷凝温度变化的情况To=c,Vi=c对循环的影响：

循环单位制冷量q0减小了，q0qo；单位容积制冷量减小了qvwo,;单

位容积压缩功增大了wvwv;由于qvJ、wvT,导致：QJ,eT。结论：当T0

不变而T升高时，制冷机的制冷量减少而功率增大。制冷系数减小了。

go=q。/W。0.绘出T0=c,Tk变化时制冷机的Q、e与Tk的关系曲线。.To0J2.

冷凝温度Tk为定值，蒸发温度变化的情况:对循环的影响：循环单位

制冷量q0减小了，q0Vi；单位容积制冷量减小了qvwo;单位容积压缩

功不能直接比较。k300ma_对于不同的工质即：各种制冷剂其压比大

约等于3时，功率最大。结论：当Tk不变而T0降低时，制冷机的制

冷量减少，而功率有一最大值存在。制冷系数减小了。0=q0/w00实

际循环参考书上例题2

第三章制冷剂【这一章主要概念】制冷剂又称制冷工质，是制冷装置

中的工作介质，用于制冷循环的热量传递。它以低温、低压的状态自

蒸发器吸收热量，并且在高温、高压下从冷凝器向外界放出热量。因

而要求制冷剂的蒸发温度必须低于用冷场合的温度，而其冷凝温度必

定高于环境介质的温度。

一、制冷剂种类：无机物：NH

3、CO

2、H2O等;氟里(利)昂：R

2、R134a、R152封;碳氢化合物：甲烷、乙烷、乙烯、丙烷等。饱和

碳氢化合物、烯燃、卤代烯在空调制冷及一般制冷中并不采用，它们

只用在石油化工工业中的制冷系统中。

二、制冷剂的符号国际上统一规定用字母R(refrigeration)和它后面的

一组数字或字母作为制冷剂的简写符号。1.无机化合物：R7()()括号中

填入的数字是该无机化合物的分子通例：水R718NH3R7172.氟里昂：

烷烧化合物的分子式CmH2m+2氟里昂的分子式

CmHnF_CLyBrz(n+_+y+z=2m+2)符号规定R(m-1)(n+1)(_)B(z)例：

CH2F-CF2四氟乙烯R134aCHF2CL二氟一氯甲烷R223.共沸混合工质：

R5()()括号内的数字为该工质命名的顺序号，从00开始。

R500R501R502R5064.非共沸混合工质：R4()()括号内的数字为该工质

命名的顺序号，从00开始。5.饱和碳氢化合物(烷煌)：碳氢化合物称

烧，其中饱和碳氢化合物称为烷烧，烷煌中有甲烷(CH4)、乙烷(C2H6)、。

这些制冷剂的编号法则是这样的，甲烷、乙烷、丙烷同卤代烧；其他

按600序号依次编号。该系列编号的最后两位数，并无特殊含义，例

如，丁烷为R600,乙醛为R610O三.对制冷剂的要求【参考书593.1.

(一)热力学方面

(1)蒸发温度下的压力不太低，冷凝温度下的压力不太高；

(2)冷凝压力与蒸发压力之差小，冷凝压力与蒸发压力之比小；

(3)单位制冷量和单位容积制冷量较大；

(4)理论比功和单位容积压缩功小；

(5)制冷剂的凝固温度要低，临界温度要高；

(6)绝热指数应小。

(二)物理化学方面

(1)无毒，无刺激性臭味，无燃烧爆炸的危险；

(2)化学稳定性和热稳定性好，不腐蚀制冷剂的结构材料，与润滑油不

发生化学反应，高温下不分解；

(3)比重小，粘度小；

(4)导热系数大，汽化潜热大。

(三)其它方面

(1)制冷剂的臭氧破坏指数(OD和温室效应指数(GW成为零或尽可能

小，具有环境可接受性；

(2)价格低廉，容易制取，不含水分及机械杂质。制冷剂的性质标准(正

常)蒸发温度：制冷剂在标准大气压()下的沸腾温度，称为标准蒸发温

度或沸点。用ts表不物质对臭氧层的危害程度用臭氧衰减指数

OD(OzoneDeletionotential消耗臭氧潜能作1)表示；物质造成温室效应

危害的程度用温室指数GW(GlobalWarmingotential全球变暖潜能值)

表示。为了评估各种制冷剂对臭氧层的消耗能力和对全球温室效应的

作用能力，提出了消耗臭氧潜能值(OzoneDeletionotential)简称OD!全

球变暖潜能值(GlobalWarmingotential)简称GW植OD植以R11为基准

比较物，设定R11的OD植为，其它物质的OD植按损耗臭氧能力比

R11大或小的分数值表示。GW的参照物也是R11,即R11的GW值为，

其他物质的GW值按导致全球变暖的能力比R11大或小的分数值来表

示。(GWE有按照CO约来确定的)选择制冷剂时须考虑这两个值，显

然制冷剂的OD植和GW值越小越好。特XX定律大多数物质在沸点

下蒸发时，其摩尔嫡增的数值都大体相等。ASk7688kJ/(kmolK)结论：

标准蒸发温度（标准沸点）相近的物质，分子量大的，汽化潜热小；

分子量小的，汽化潜热大。各种制冷剂在一个大气压力下汽化时，单

位容积汽化潜热rs/vs大体相等。3.2.4制冷剂与润滑油的溶解性【看

书】制冷剂与油的溶解性分为有限溶解和完全溶解两种情况。各自的

优缺点溶油性：溶油性好（完全溶解）在传热表面不会形成油膜，传

热效果好，但会使油变稀，润滑表面的油膜太薄或形不成油膜，与润

滑油溶解性好的制冷剂应采用粘度高的润滑油。制冷剂与油形成溶液，

相同压力下会使蒸发温度升高，蒸发器的制冷效果下降。溶油性差（有

限溶解）在传热表面会形成油膜，影响传热效果，制冷剂与润滑油出

现分层现象。如果制冷剂比油重，如采用满液式蒸发器，会出现回油

困难。溶解度与温度有关，两者可以相互转化。制冷剂的溶水性【看

书】溶水性：难溶于水（如氟里昂）当含水量超过其溶解度时，游离

态的水会在低温下结冰，发生冰堵现象。溶于水（如氨）制冷剂会发

生水解作用，生成的物质对材料具有腐蚀性危害。混合制冷剂【看书】

共沸混合工质有两种（或两种以上）不同制冷剂按一定比例互相溶解

而成的一种溶合物。共沸混合工质几乎具有纯工质的所有特性，可以

向纯工质一样使用。优点：共沸混合工质的标准蒸发温度比构成它的

纯组分的标准蒸发温度低；在相同工况下，单位容积制冷量比构成它

的纯组分的单位容积制冷量大；采用共沸混合工质可以使压缩终温降

低；采用共沸混合工质可以改善制冷剂的物理、化学性质。二.非共

沸混合工质由T-_图可知，不存在共沸点，在定压下蒸发或凝结时，

汽相与液相的组成成分不同在相变过程中，工质的温度是变化的。优

点：减小冷凝器和蒸发器的传热不可逆损失。缺点：系统泄漏后可以

引起制冷剂混合成分的变化。对锌铜青铜以及其他铜合金具有强腐蚀

性，磷青铜除外氟利昂对金属材料的腐蚀性很小，但对天然橡胶、树

脂、塑料等非金属材料有腐蚀(膨润)作用第二制冷剂一.采用载冷剂的

优缺点：优点：1.可以将制冷剂系统集中在机房内，使制冷系统的连

接管路短，减少了制冷剂泄漏的可能性，减少了制冷剂的充灌量；2.

载冷剂的热容量大，被冷却对象的温度易于保持恒定；3.易于解决用

冷场合的冷量控制和分配问题；4.便于机组的运行管理；5.便于安装。

缺点：1.系统比较复杂；2.增大了被冷却物和制冷剂间的温差。载冷

剂的性质：(书76页)

(1)载冷剂在工作温度下应处于液体状态。其凝固温度应低于工作温度，

沸点应高于工作温度。

(2)比热要大；(Q0=mct,当QL定时，c大可以使载冷剂量m、，减小输

送泵的功率。

(3)比重小、粘度小；

(4)化学稳定性好；载冷剂应在工作温度下不分解，不与空气中的氧气

起化学变化，不发生物理化学性质的变化。

(5)不腐蚀设备与管道；

(6)不燃烧、不爆炸，无毒，对人体无害；

(7)价格低廉，易于获得常用载冷剂1.盐水(氯化钙、氯化钠、氯化镁

等)E点称冰盐共晶点，CaCL2-55C,NaCL-21C,MgCL2-34C,WJ析冰线,EGH

析盐线，tE一共晶温度，七E一共晶浓度。盐水溶液的性质与溶液中

盐的浓度有关。低于共晶浓度的溶液，随着浓度的增加，起始凝固温

度不断降低，对于高于共晶浓度的溶液，随着浓度的增加，起始凝固

温度不断升高配置盐水溶液时，浓度不易大于共晶浓度。浓度过高，

则耗盐量增大；比重增大；阻力增大；泵的功率增大；凝固温度升高。

在所使用的浓度下，其析冰温度应比制冷剂的蒸发温度低58C。盐水

对金属材料有腐蚀作用，使用中应添加缓蚀剂，使H直达到。缓蚀剂：

Na2Cr2O7-2H2O（重铭酸钠）2.水用于空调系统。制冷机组产生出的

冷水，送到空调房间的终端设备中，与房间的空气进行热交换，使房

间的温度降低。3.有机载冷剂甲醇、乙醇、丙三醇、乙二醇、丙二醇、

氟里昂等甲醇：冰点-97C,乙醇：冰点-117C。使用温度低，流动性比

较好，有挥发性和可燃性，使用中应注意安全。丙三醇（甘油）：稳

定性好，水溶液对金属无腐蚀。无毒，可以和食品直接接触。乙二醇、

丙二醇水溶液：比重和比热容较大；溶液粘度高；略有毒，但无害。

氟里昂等：比重大、比热容小、粘度小，工作温度较低。

第四章两级压缩和复叠式制冷循环【主要看氨的，流程图，压烙图，

温嫡图】两级压缩制冷循环的类型：两级压缩制冷循环按其制冷剂节

流和冷却方式可分为：中间不完全冷却M两级压缩一级节流制冷循

环中间完全冷却氢中间不完全冷却两级压缩两级节流制冷循环中间

完全冷却两级压缩制冷机中间压力确定看书90-91流量比，两种方法

两种情况。性能系数97图4-

第九章制冷机的热交换设备K直的计算【不考计算看概念】蒸发器的

分类：【特点，优缺点，图】按照制冷剂在蒸发器内的充满程度以及

蒸发情况进行分类：

(1)再循环式蒸发器191图9-17高压液体经节流阀后首先进入气液分

离器中，在其中分离蒸气后，将液体送入蒸发器中。优点：可使传热

面尽量与液体制冷机相接触，热交换效果好。缺点：充灌量过大，润

滑油难于返回压缩机。

(2)干式蒸发器(非满液式蒸发器)185图9-5从膨胀阀直接向蒸发器供

液。节流后，一部分液体变成气体，这部分闪发气体也进入蒸发器中。

优点：充灌量小；缺点：传热效果较差。

(3)满液式蒸发器193图9-211该图加一个泵就是淋激式】优点：结构

简单，制造方便，传热性能好；缺点：制冷剂充灌量大，有静液高度

影响，使蒸发温度提高，对于溶油的制冷剂，油难排出。

(4)淋激式蒸发器优点：减小制冷剂充灌量，可以消除静液高度的影响；

缺点：设备费用高。冷凝器的分类：按冷却介质的种类分类：1.水冷

式冷凝器用水作为冷却介质的冷凝器称为水冷式冷凝器。立式壳管式

冷凝器、卧式壳管式冷凝器、套管式冷凝器、螺旋板式冷凝器、壳盘

管式冷凝器等。197图9-28【明确走壳管内外】198图9-30:卧式壳管

式冷凝器筒体的上部设有平衡管，安全阀，压力表，放空气管等接头。

200图9-33202图9-372.空气冷却式冷凝器用空气作为冷却介质的冷

凝器。制冷剂在管内冷凝，空气在管外流动。空气侧采用风机，使空

气受迫流动的称为强制通风空气冷却式冷凝器。不用风机的称自然对

流空气冷却式冷凝器。3.淋激式和蒸发式冷凝器冷却介质同时用空气

和水的冷凝器。制冷剂在管内冷凝，管外同时受到水和空气的冷却。

第十章制冷机的其他辅助设备及管道膨胀机构及阀门膨胀机构的种

类有很多，根据它们的应用范围，可分为以下五类

(1)手动膨胀阀，用于工业用的制冷装置；

(2)热力膨胀阀，用于工业、商业和空气调节装置；

(3)电子膨胀阀，用途与热力膨胀阀相同；

(4)毛细管，用于家用制冷装置；

(5)浮球调节阀，用于工业、商业和生活用制冷装置。热力膨胀阀的优

点：在蒸发器负荷变化时，可以自动调节制冷剂液体的流量，以控制

蒸发器出口处制冷剂的过热度。大小控制开度。润滑油分离器【种类，

原理】较常用的润滑油分离器有洗涤式、离心式、过滤式和填料式。

储液器【目的，作用】油分过滤器干燥过滤器图10-36氟利昂液体过

滤器结构膨胀阀前以免冰堵(出口)；脏堵(进口)