制冷装置循环的教学课件

制冷装置循环探索冷的世界课程目标理解制冷的基本原理掌握制冷循环的各个环节掌握热力学定律在制冷技术中的应用，理解制冷过程的本质和能量转深入学习压缩、冷凝、节流、蒸发四个关键环节的工作原理和相互关换机制系了解制冷剂和润滑油的作用熟悉制冷装置的应用与发展认识不同制冷剂的特性，理解润滑油在制冷系统中的重要作用制冷基础

1.冷从何来？热力学第一定律能量守恒能量守恒的基本原理能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，只能从一种形式转化为另一种形式，或从一个物体转移到另一个物体，而其总量保持不变这一定律告诉我们，制冷过程中消耗的电能最终会转化为热能，整个系统的总能量保持平衡热力学第二定律热传递方向高温物体热量自发地从高温物体向低温物体传递低温物体自然状态下，热量不能自发地从低温传向高温这一定律解释了为什么我们需要制冷装置在自然状态下，热量只会从温度高的地方流向温度低的地方，要实现反向传递就需要外界做功制冷原理逆向热传递制冷的本质制冷并不是制造冷量，而是通过消耗能量，强制将热量从低温物体转移到高温物体，从而使低温区域的温度进一步降低制冷装置就像一个热泵，通过做功实现热量的逆向传递，这是违背自然传热方向的，因此需要消耗能量输入能量消耗电能驱动系统热量搬运将热量从低温区转移到高温区实现制冷低温区域温度进一步降低制冷循环

2.冷是如何产生的？制冷循环是制冷技术的核心，通过四个关键环节的协调配合实现热量转移制冷循环四大件压缩机冷凝器制冷系统的心脏，负责压缩制冷剂蒸汽，提高其压力和温度，为整个循环热量释放的场所，将高温高压的制冷剂蒸汽冷却并凝结成液体，向环境散提供动力发热量节流阀（膨胀阀）蒸发器压力调节装置，降低制冷剂的压力，控制进入蒸发器的制冷剂流量制冷效果的实现者，液态制冷剂在此吸热蒸发，从被冷却对象中吸收热量压缩机心脏的搏动压缩机的关键作用压缩制冷剂蒸汽，提高其压力和温度•维持系统内制冷剂的循环流动•为制冷循环提供必要的压力差•是制冷系统中唯一的动力设备•常见压缩机类型活塞式压缩机通过活塞往复运动压缩制冷剂，适用于中小型制冷系统涡旋式压缩机利用涡旋盘的相对运动实现压缩，运行平稳，效率较高压缩机内部结构示意图螺杆式压缩机通过螺杆转子的啮合实现压缩，适用于大型工业制冷冷凝器热量的释放风冷式冷凝器利用风扇强制空气流动，带走制冷剂释放的热量结构简单，安装方便，但受环境温度影响较大水冷式冷凝器使用冷却水带走热量，散热效果好，不受环境温度影响，但需要冷却水系统支持冷凝器的工作过程高温高压的制冷剂蒸汽进入冷凝器，在冷却介质（空气或水）的作用下，逐渐降温并凝结成高压液体，同时释放大量潜热这个过程是制冷循环中热量向环境排放的关键步骤节流阀（膨胀阀）压力的降低节流阀的工作原理节流阀通过缩小流道截面积，使高压液态制冷剂快速降压，同时控制进入蒸发器的制冷剂流量这个过程是等焓膨胀过程，压力和温度同时降低主要类型对比类型特点应用毛细管结构简单，成本低小型制冷设备热力膨胀阀自动调节流量中大型空调系统电子膨胀阀精确控制，响应快变频空调蒸发器吸热的魔术蒸发器的神奇作用蒸发器是制冷效果的直接实现者低压低温的液态制冷剂在蒸发器中吸收周围环境的热量，发生相变成为蒸汽这个吸热过程就是我们感受到的制冷效果0102制冷剂进入吸热蒸发低压液态制冷剂通过节流阀进入蒸发器制冷剂在低压下沸点降低，大量吸收潜热蒸发0304温度降低蒸汽回流被冷却介质（空气或水）温度下降，实现制冷蒸发完全的制冷剂蒸汽被压缩机吸入蒸发器的结构形式多样，包括翅片式、盘管式、板式等，都是为了增大传热面积，提高换热效率制冷循环流程图冷凝蒸发压缩节流制冷循环动画演示循环的动态过程关键参数变化压力变化高压侧（压缩机出口到节流阀入压缩阶段1口）与低压侧（节流阀出口到压缩机入口）低压蒸汽被压缩成高压高温蒸汽温度变化压缩升温、冷凝降温、节流降温、冷凝阶段蒸发升温2相态变化蒸汽→蒸汽→液体→液体→蒸汽的高温蒸汽冷却凝结成高压液体循环过程能量转换电能→机械能→热能的转换和传递节流阶段3高压液体快速降压成低压液体蒸发阶段4低压液体吸热蒸发成低压蒸汽制冷剂与润滑

3.油循环的血液制冷剂和润滑油是制冷系统的重要组成部分，它们的性能直接影响系统的效率和可靠性制冷剂传递冷量的介质制冷剂的核心作用制冷剂是制冷循环中的工作介质，通过自身的相态变化来传递和转移热量理想的制冷剂应该具有适宜的沸点、良好的热物性、化学稳定性和环保性常用制冷剂类型制冷剂沸点℃应用场合环保等级制冷剂的选择必须考虑环保法规要求《蒙特利尔议定书》和《基加利修正案》对含氟制冷剂的使用提出了严格限制传统空调正在淘汰R22-

40.8汽车空调环保友好R134a-

26.3家用空调无氯环保R410A-

51.6新型空调低R32-

51.7GWP制冷剂的选择环保性1安全性能2热力性能3经济成本4环保指标性能要求（臭氧消耗潜能）衡量对臭氧层的破坏程度，越低越好制冷效率单位功耗下的制冷量ODP（全球变暖潜能）温室效应影响，数值越小越环保安全等级毒性和可燃性分类GWP（大气寿命）在大气中的存留时间，短期分解更环保系统兼容性与设备材料的适配性ALT未来制冷剂发展趋势是低、高效率、天然环保的制冷剂，如氨（）、二氧化碳（）、碳氢化合物等自然工质将得到更广泛应用GWP NH₃CO₂润滑油保护循环的卫士润滑作用减少压缩机内部零件间的摩擦，降低磨损，延长设备寿命冷却作用带走压缩过程中产生的热量，防止压缩机过热密封作用填充活塞与气缸间的间隙，提高压缩效率清洁作用带走磨损产生的金属屑和其他杂质润滑油的分类矿物润滑油合成润滑油从石油中提炼而成，成本较低，适用于传统制冷人工合成的润滑油，具有更好的化学稳定性、低剂系统，但高温稳定性相对较差温流动性和高温抗氧化性，价格较高但性能优异制冷剂与润滑油的相容性压力影响温度影响系统压力对相互溶解度的影响不同温度下的溶解性和分离性化学兼容性制冷剂与润滑油的化学反应材料兼容系统性能与密封材料和管路的兼容性对换热效率和压缩机性能的影响制冷剂与润滑油的相容性是制冷系统设计的关键因素不当的匹配可能导致系统效率降低、设备损坏或安全隐患重要提醒更换制冷剂时必须同时考虑润滑油的匹配性，有些新型制冷剂需要使用专门的合成润滑油才能保证系统正常运行制冷装置的应

4.用与发展冷无处不在制冷技术已经深入到我们生活的方方面面，从家庭到工业，从医疗到航天空调舒适生活的保障空调技术的发展历程年19021威利斯开利发明现代空调，最初用·于印刷厂湿度控制年代21950现代空调的多重功能家用窗式空调普及，制冷技术进入千家万户年代温度调节制冷、制热双重功能19803湿度控制除湿、加湿智能调节分体式空调兴起，变频技术开始应空气净化过滤、杀菌、除甲醛用年代新风系统室内外空气置换42000智能控制远程控制、语音交互智能空调、多联机系统、节能环保APP成为主流节能环保变频技术、环保制冷剂未来发展5控制、物联网集成、超高效节AI现代空调系统不仅仅是制冷设备，更是室内环境的综合调节器，为人们创造舒适、能、零碳排放健康的生活空间未来发展趋势智能化、节能化、环保化将是空调技术发展的主要方向预计到年，全球将有超过亿203050台空调设备投入使用，对环保制冷技术的需求更加迫切。