高级制冷技师论文题目
论文题目，高级制冷技师:制冷技术分析
制冷技术是为了满足人们对低温条件的需求而产生和发展的。制冷技术是使空间或物体的温度低于环境温度，并保持在规定的低温的科学技术。它是随着人们对低温条件的要求和社会生产力的提高而不断发展的。制冷方式很多，常见的有以下四种:液体气化制冷、气体膨胀制冷、涡流管制冷、热电制冷。其中，液体汽化制冷应用最为广泛，它利用液体汽化的吸热效应来实现制冷。蒸汽压缩制冷、吸收制冷、蒸汽喷射制冷和吸附制冷都属于液体汽化制冷。本文主要介绍蒸汽压缩制冷的工作原理和几种形式。
关键词:蒸汽压缩制冷的压力焓图；理想制冷循环的制冷系数？绝热膨胀
两级蒸汽压缩制冷循环
中国图书馆分类号:TB6文献识别码:A
一、蒸汽压缩制冷的工作原理蒸汽压缩制冷系统由压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器组成，通过管道连接成一个封闭的系统。
工质在蒸发器中与被冷却物体进行热交换，吸收被冷却物体的热量并汽化，产生的低压蒸汽被压缩机吸入，压缩后以高压排出。压缩过程需要消耗能量。从压缩机排出的高温高压气态工质在冷凝器中被常温冷却介质(水或空气)冷却，冷凝成高压液体。高压液体经膨胀阀节流后，变成低压低温湿蒸汽进入蒸发器，低压液体在蒸发器中再次汽化冷却，以此类推。
液体变成气体，固体变成液体，固体变成气体都吸收潜热。任何液体在沸腾过程中都会吸热。液体的沸腾温度(即饱和温度)和吸热随着液体的压力而变化。压力越低，沸腾温度越低。而且不同液体的饱和压力、沸腾温度、吸热也不同。下表1
例如:在1大气压下
制冷剂的沸点(℃)汽化潜热r (kJ/kg)
水100 2256
R717(氨)-33.4 1368
R22 -40.8 375
根据制冷液体(称为制冷剂)的热力学性质，通过创造一定的压力条件，可以在一定范围内获得所需的低温。要实现制冷循环，必须有一定的设备，要用能耗作为补偿。蒸气压缩制冷循环是利用压缩机等设备，以消耗机械功为补偿，循环改变制冷剂的状态，从而在寒冷场合获得持续稳定的制冷量和低温。在制冷循环中，制冷剂经历了汽化、压缩、冷凝、节流膨胀等状态变化过程。为了分析、比较和计算制冷循环的性能，需要了解制冷剂状态参数的变化规律。对于目前常用的制冷剂，这些状态参数之间的关系已被制成各种图表来表示。
制冷剂的热力学性质图，常用的热力学性质图有温熵(T-S)图和压焓(㏒p-h)图，有以下几种形式，其中x=0为饱和液体线，x=1为饱和蒸气线，湿蒸气区在两条线之间，其中等干线(x = 0.65438+)
由于定压过程中的吸热放热和绝热压缩过程中压缩机的功率消耗可以用P-H图表示，并利用过程初末状态的比焓差进行计算，因此P-H图在制冷循环的热力计算中得到了广泛的应用。由于制冷剂的热力学参数H和S是相对值，在使用上述热力学性质的表格和图表时，一定要注意它们之间的H和S的基准点是否一致。对于基准点不同或单位制不一致的图表或表格，最好不要混用，否则必须进行换算和校正。
二、理想的制冷循环？逆卡诺循环
卡诺循环分为正卡诺循环和逆卡诺循环，两者都是由两个恒温和两个绝热过程组成，是理想循环。研究蒸汽压缩制冷循环的主要目的是分析影响制冷循环的各种因素，寻求节约制冷能耗的途径。逆卡诺循环是使工质(制冷剂)从低温热源吸热后通过制冷装置，再流向有对外做功作为补偿的高温热源。逆循环是消耗功的循环，制冷循环按逆循环进行。熵还是压力？在焓图上，循环的各个过程依次逆时针变化。
逆卡诺循环设备示意图
2.实现逆卡诺循环的必要条件:
(1)高低温热源温度恒定；
(2)冷凝器和蒸发器中的工质与外部热源之间不存在传热温差；
(3)工质流经各装置时没有内部不可逆损失；
(4)压缩机、冷凝器、膨胀机和蒸发器是实现逆卡诺循环的必要设备。
逆卡诺循环是一种理想的可逆制冷循环，它不考虑工质在流动和状态变化过程中的内外不可逆损失。虽然逆卡诺循环无法实现，但通过对该循环的分析得出的结论对实际制冷循环具有重要的指导意义。
3.制冷系数？
制冷循环的常用制冷系数是多少？表示其循环经济性能，制冷系数等于单位电耗获得的制冷量。
？=q/？W
Q: 1kg制冷剂在T0温度下从被冷却物体吸收热量q (kJ/kg)。
w:循环1 kg的工质功耗。
对于逆卡诺循环:
？c=T0/(Tk- T0)
T0:蒸发温度；Tk:冷凝温度
从公式中可以看出，逆卡诺循环的制冷系数只与高低温热源温度有关，而与制冷剂的热物理性质无关。由于逆卡诺循环不考虑各种损失，压缩机利用膨胀机输出的功，因此在恒定的高低温热源范围内，逆卡诺循环的制冷系数最大，在此温度范围内进行的其他制冷循环的制冷系数都小于逆卡诺循环。
因此，逆卡诺循环的制冷系数可以用来评价其他制冷循环的热力完善性。
蒸汽压缩制冷的理论循环和热力学计算
1.理论制冷循环与逆卡诺循环的不同之处在于:
(1)制冷剂在冷凝器和蒸发器中按等压过程循环，存在传热温差；
(2)制冷剂由膨胀阀绝热节流，而不是由膨胀器绝热膨胀；
(3)压缩机吸入的是饱和蒸汽，而不是湿蒸汽。
膨胀阀代替膨胀机后的节流损失:不仅制冷循环的功耗增加，制冷量也有损失。这两部分的缺失必然会降低制冷系数和热力完善度。
2.用干压缩代替湿压缩后的过热损失包括:
(1)用膨胀阀代替膨胀机造成的节流损失:膨胀阀节流是一个不可逆过程，节流前后焓不变；当制冷剂干燥度增大时，含液量减少，制冷量减小，消耗功增大，制冷系数降低。降低的程度称为节流损失。节流损失与以下因素有关:与冷凝温度和蒸发温度之差有关，节流损失随其增大而增大；它与制冷剂的物理性质有关。一般节流损失大的制冷剂过热损失小；与冷凝压力有关，冷凝压力Pk越接近临界压力Pkr，节流损失越大。
(2)用干压缩代替湿压缩后的饱和损失。
原因:制冷压缩机在实际运行中，如果吸入湿蒸汽，会引起液锤，占据气缸容积，使进气量和制冷量降低。过多的液体进入压缩机气缸后，很难将其全部蒸发。此时不仅会破坏压缩机的润滑，还会引起液锤，从而破坏压缩机。因此，在蒸汽压缩制冷装置的实际运行中，严禁湿压缩，要求进入压缩机的制冷剂为干饱和蒸汽或过热蒸汽，这是干压缩制冷机正常运行的重要标志。如何实现干压缩，如下图，可以在蒸发器出口加一个分液器。分离器上部的干饱和蒸汽被压缩机吸走，保证干压缩，进入压缩机的制冷剂状态点位于饱和蒸汽线上。制冷剂的绝热压缩过程在过热蒸汽区进行。所以冷凝器中的制冷剂不是恒温过程，而是恒压过程。
蒸发器单位质量制冷剂制冷量的热力学计算:
Q0 = h 1-H4[千焦/千克]
压缩机单位质量的绝热压缩功耗；
w = H2-h 1[千焦/千克]
每单位体积制冷剂的制冷量:
qv = Q0/V[千焦/立方米]
理论制冷系数:？= q0/ W
3.蒸汽压缩制冷循环的改进
为了在膨胀阀之前重新冷却液体制冷剂，可以使用重新冷却器或再生循环。
(1)对同一制冷剂设置一个过冷器，节流损失主要与节流前后的温差(Tk- T0)有关，温差越小，节流损失越小。一般可以在冷凝器后加一个过冷器，这样冷却水就可以通过过冷器再进入冷凝器。在再冷却之后，液态制冷剂可以再冷却到状态点3？，图中3-3？它是高压液态制冷剂在再冷却器中的再冷却过程。再冷却所能达到的温度Tr称为再冷却温度，冷凝温度与再冷却温度之差△Tr称为再冷却度。这种带有再冷却的循环被称为再冷却循环。
增加过冷度可以提高制冷系数:制冷剂R717在1℃时，每过冷一次，制冷系数可以提高0.46%；R22过冷65438±0℃时，制冷系数可提高0.85%。
(2)回热循环为了增加膨胀阀前液体的过冷度，进一步降低节流损失，同时保证压缩机吸气有一定的过热度，可以在制冷系统中增加一个回热器。回热器的作用是将膨胀阀前的制冷剂液体与压缩机吸气前的制冷剂蒸气进行热交换，使压缩机吸入的蒸气具有一定的过热度，压缩机因过热而增加的功耗(△w)(△q)。因此，回热循环的制冷系数是否提高取决于△ q/△ w的比值。
下表给出了几种常用制冷剂采用回热循环后制冷系数和排气温度的变化情况。
制冷剂R717 R22 R502
制冷系数增减率% -4.18 -1.88 +3.02。
排气温度变化℃ 140.3？102 84.7?53.5 66.5?37.3
从上表可以看出，采用回热循环后制冷系数并不一定增加，但制冷剂R22采用回热循环后制冷系数并没有下降太多，保证了干压缩量热力膨胀阀的稳定运行，所以实际上采用了回热循环。R502和R12适用于回热循环。R11和R717制冷系数较低，不适合回热循环。
四、两级蒸汽压缩制冷循环
对于活塞式制冷压缩机的单级制冷循环，只能在正常环境下进行。
蒸发温度在-25℃~-35℃以上。如果采用单级制冷循环来产生较低的蒸发温度，会产生许多有害因素，如:
(1)压缩机排气温度很高，不仅增加了过热损失，降低了制冷系数，而且恶化了润滑油效果，影响了压缩机的使用寿命和正常运行。
(2)压缩比(Pk/P0)增大。在正常环境温度下，当蒸发温度T0降低时，Pk/P0增大，压缩机的容积效率降低，实际进气量减少，制冷量降低。当压缩比达到一定值时，活塞制冷机此时就不能再进行制冷了。
(3)随着节流损失的增加，制冷剂的单位制冷量下降，耗电量增加，制冷系数降低。
(4)过低的蒸发温度可能使制冷系统的运行条件超过压缩机标准规定的设计和使用条件，导致不允许的危险情况。比如活塞式压缩机(制冷剂R22)的压缩比可以大于6(高温机)而16(低温机)的压差(Pk- P0)不能大于1.6 MPa；螺杆压缩机(制冷剂R22)的排气温度不应高于105℃。制冷剂R22的压缩比是多少？10，单级压缩，压缩比>；10采用两级压缩；制冷剂R717作为压缩比？8点采用单级压缩，压缩比>；8点，采用两级压缩。因此，对于活塞式压缩机，当T0低于-25~-35℃时，双极制冷循环可以改善上述不利影响。对于螺杆式压缩机，由于其良好的油冷装置，排气温度比活塞式压缩机低，允许的压缩比和压差较大。所以一般螺杆式压缩机单级制冷循环可以产生-40℃左右的低温(Tk在40℃-45℃之间)。空气源热泵机组，其压缩机至少应能在-15℃~+15℃的蒸发温度下冷凝(两级压缩可达-35℃)？65℃正常工作。
下图是两级压缩制冷循环的示意图:
两级压缩制冷循环通常采用闪蒸蒸汽分离器(经济器)和中间冷却器。下面介绍带中间冷却器的两级压缩制冷循环。循环式是将蒸发器中的制冷剂蒸气作为两台压缩机(带中冷器)串联或同一台压缩机的两个气缸？接力？类型压缩。每一级的压缩比和排气温度都符合压缩机的运行工况，可以获得较低的蒸发温度T0，且制冷系数大于相同制冷量的单级制冷循环，因此更加经济。下面介绍常用的两级压缩制冷循环。
具有主节流和完全中间冷却的两级压缩制冷循环意味着来自低压压缩级的过热蒸汽在中间冷却器中完全冷却至饱和，如下图所示:
由于氨制冷系统排气温度高，吸气过热度不能大，这种循环形式在氨两级制冷系统中被广泛采用。该系统的特点是由于采用完全中间冷却，可以减少过热损失，因此功耗比单级小，制冷系数比单级大。中间压力Pm=( Pk。P0)0.5
氨二级压缩的最佳中间温度TJ =0.4 Tk+0.6T0+3℃
T0:蒸发温度；Tk:冷凝温度
压缩比=Pk/P0 Pk:冷凝压力P0:蒸发压力。
当制冷量Q0和通过蒸发器的制冷剂质量流量Mr已知时，则Mr= Q0/(h1-h8)。
制冷循环压缩机的理论总功耗为Pth，Pth= Pth1+ Pth2。
Pth1为低压压缩机的理论功耗(KW)。
Pth2是高压压缩机的理论功耗(KW)。
理论制冷系数是多少？th= Q0/ Pth
动词 （verb的缩写）结论
随着科技现代化的发展和人民生活水平的不断提高，制冷在工业、农业、国防、建筑、科学等国民经济的各个领域发挥着越来越重要的作用。特别是人们对生活水平的要求提高了，不同的食物有不同的保存温度。两级压缩可以满足更低的温度要求，人们可以在任何季节品尝新鲜的食物。在农业和畜牧业中，冷冻用于低温处理农作物种子；建造一个人工气候苗圃。制冷在医疗保健和工业生产中发挥着越来越重要的作用。总之，通过本文的学习，我对制冷系统的原理和提高制冷系数的措施有了全面的了解。
参考
吴制冷原理与设备交通大学出版社
魏赤斌实用制冷与空调工程手册机械工业出版社
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