《典型制冷系统》课件

典型制冷系统制冷原理与应用技术课程大纲制冷基础原理热力学定律与循环蒸气压缩式制冷系统基本组成与工作原理典型制冷剂与特性分类与环保要求主要系统组件第一部分制冷基础原理热力学基本定律制冷循环的理论基础焓湿图空气状态分析工具能量转换热量传递机制制冷的定义热量逆向传递逆卡诺循环从低温物体传至高温环境理想制冷循环的理论基础人工系统逆自然规律的热量转移过程热力学基础热力学第一定律热力学第二定律外界做功能量守恒原理热量传递方向制冷过程需要输入能量能量不会凭空产生或消失自发从高温向低温传递实现逆向热传递热量传递三种方式热传导热对流热辐射固体内部分子振动传热流体内部热量传递通过电磁波传递热量制冷系数COP Q制冷系数制冷量制冷量与输入功率比值从低温物体吸收的热量W

2.0-

5.0输入功率实际范围系统消耗的机械功典型制冷系统COP值温度与压力关系饱和状态图P-h压力与温度一一对应制冷循环分析工具过冷度过热度低于饱和温度的差值高于饱和温度的差值第二部分蒸气压缩式制冷系统性能评价系统效率与能耗分析多级系统大温差应用方案单级系统基础制冷应用基本组成四大核心部件蒸气压缩式制冷原理利用相变制冷剂蒸发吸热、冷凝放热四个基本过程压缩、冷凝、节流、蒸发工程实现逆卡诺循环的实际应用基本组成部件压缩机提供动力，增加制冷剂压力冷凝器制冷剂放热冷凝节流装置降低制冷剂压力蒸发器制冷剂吸热蒸发典型单级蒸气压缩循环过程状态变化热量变化压缩低压气体→高压气体吸收机械功冷凝高压气体→高压液体向环境放热节流高压液体→低压液气焓值不变混合物蒸发低压液气混合物→低从被冷却物吸热压气体实际循环与理论循环差异压缩机效率损失机械摩擦与容积效率管路压降流动阻力造成的能量损失热损失与环境的不必要热交换非等熵压缩实际压缩过程的熵增多级压缩制冷系统大温差应用1低温冷库、深度冷冻二级压缩分段升压降低能耗能效优势降低压缩比提高系统效率系统运行参数分析第三部分典型制冷剂与特性分类与历史1制冷剂的发展演变物理化学特性2主要性能参数环保要求3ODP与GWP指标替代方案4新型环保制冷剂制冷剂的定义与作用工作介质能量传递系统中循环流动的物质通过相变实现热量转移理想特性高效、安全、环保、经济制冷剂历史发展第一代1₃₂早期自然制冷剂（NH,CO等）第二代2氟利昂（CFCs,HCFCs）第三代3环保型制冷剂（HFCs）第四代4低GWP值制冷剂常用制冷剂分类卤代烃类碳氢化合物R134a,R410A,R32等R290（丙烷）,R600a（异丁烷）混合制冷剂无机制冷剂₂R404A,R407C等R717（氨）,R744（CO）制冷剂物理特性物理特性对系统影响理想值饱和压力-温度关系工作压力范围适中压力，正压工作潜热值单位质量制冷能力高潜热值比容压缩机排量需求较小气态比容临界温度与压力系统最高工作温度高于冷凝温度制冷剂安全与环保性能毒性分级可燃性分级环境影响A类低毒1级不可燃ODP臭氧层破坏潜能值B类高毒2级低度可燃GWP全球变暖潜能值3级高度可燃主要制冷剂应用领域家用空调商用制冷工业制冷低温制冷R32,R410A R134a,R404A R717（氨）R23,R508B制冷剂转型趋势低制冷剂GWPHFO系列，R32等自然工质回归₂₃CO,NH,碳氢化合物新型混合制冷剂兼顾性能与环保国际法规蒙特利尔议定书，基加利修正案第四部分主要系统组件压缩机类型特点与应用范围换热器冷凝器与蒸发器设计节流装置选择与控制策略辅助部件保障系统正常运行压缩机分类与特点速度式离心式、轴流式2容积式1往复式、转子式、涡旋式驱动方式3电动、内燃机、吸收式往复式压缩机工作原理适用范围特点活塞往复运动压缩气体小型空调至中型冷库结构简单，可靠性高吸气→压缩→排气→膨胀制冷量

0.5-200kW能效与排量调节可控涡旋压缩机工作原理固定与运动涡旋盘相对运动适用范围家用与商用空调系统主要优势振动小，效率高，可靠性好容量调节变频技术实现无级调速螺杆压缩机工作原理啮合螺杆的容积变化适用范围2中大型制冷系统可调容量滑阀控制部分负荷运行离心压缩机工作原理适用范围主要特点气体动能转换为静压能大型空调与工业制冷大风量，高能效比高速旋转叶轮增压制冷量300kW以上结构紧凑，噪音低冷凝器类型与特点风冷式水冷式蒸发式结构简单，应用广泛换热效率高，噪音低结合水冷与蒸发冷却选型考虑温差、压降、防腐与维护蒸发器类型与应用直接蒸发式间接蒸发式与被冷却物直接换热通过载冷剂传递冷量干式与湿式除霜方式按制冷剂状态分类电热、热气、水除霜节流装置膨胀阀毛细管节流孔板热力式感温包控制细长管道产生压降固定小孔产生压降电子式精确调节简单可靠，成本低结构最简单手动式固定开度无法动态调节适用于稳定工况电子膨胀阀工作原理控制PID步进电机控制阀门开度精确调节过热度变频应用优势对比与变频压缩机协同控制响应速度快，调节范围广辅助部件与控制储液器干燥过滤器制冷剂储存与气液分离去除水分与杂质视液镜油分离器观察制冷剂状态分离压缩机排出的油系统控制与保护装置高低压保护防止超压与欠压运行温度控制调节制冷能力与温度油压差保护确保压缩机润滑正常延时启动防止频繁启停损坏设备第五部分特种制冷系统吸收式制冷系统工作原理常用工质主要优势热能驱动的制冷循环溴化锂-水系统利用废热，运行安静吸收剂与制冷剂循环氨-水系统无机械运动部件热泵系统原理可逆系统制热模式冬季制热，夏季制冷室外吸热，室内放热2能效比制冷模式3COP通常高于直接电加热室内吸热，室外放热空气源热泵基本结构室外机吸收空气热量低温特性环境温度降低性能下降除霜控制逆循环或辅助电热除霜变频技术提高部分负荷效率水源地源热泵/系统构成地埋管与热泵主机水循环系统闭式或开式循环地埋管布置水平或垂直埋设低温制冷系统级联系统多个制冷循环串联混合制冷剂宽沸点范围的混合物超低温技术-60℃至-150℃温区应用领域医药、生物样本保存冷冻干燥系统工作原理系统组成应用领域低温条件下升华干燥冷冻系统、真空系统食品冻干水果、速溶咖啡避免液态水相变加热系统、控制系统医药疫苗、血液制品制冰系统块冰制造管冰与片冰碎冰系统浸没式与喷淋式工艺连续生产的工业制冰海鲜保鲜与食品加工新型制冷技术磁制冷技术磁热效应制冷原理热声制冷声波驱动的热泵系统热电制冷帕尔贴效应应用边界层制冷流体动力学冷却原理第六部分系统设计与应用案例1234设计流程典型应用工程案例问题解决负荷计算与设备选型不同场景需求分析实际项目详解常见故障排除方法制冷系统设计流程负荷计算确定所需制冷量设备选型选择合适的系统组件系统匹配评估各部件协调性性能优化调整运行参数提高效率制冷负荷计算家用空调系统主要类型变频技术智能控制壁挂式小型房间调整压缩机转速远程操作与自动调节柜式大空间使用提高部分负荷效率人体感应与温度预设商用中央空调风冷热泵水冷冷水机组系统VRF屋顶式，风管送风大型场所中央空调变冷媒流量多联机冷库系统设计温度区间1冷藏库、冷冻库、速冻库系统选型单机或并联机组蒸发器选择顶置式、壁挂式除霜控制电热、热气、水除霜超市制冷系统展示柜系统中温、低温不同需求并联压缩机组多压缩机协同运行热回收应用冷凝热用于空间加热₂跨临界系统CO环保高效的新型方案工业制冷案例食品加工厂速冻设备与冷藏库乳品厂低温杀菌与冷却工艺啤酒厂发酵与储存温控化工行业工艺冷却与温度控制冷链物流制冷系统运输制冷设备特点监控系统卡车制冷机组抗振动设计温度记录仪集装箱制冷系统独立动力系统GPS定位追踪铁路冷藏车自动温控功能远程监控平台系统调试与优化调试步骤运行参数真空、充注、参数设定压力、温度、功率测量故障诊断系统优化3常见问题分析与处理调整运行参数提高效率第七部分未来发展趋势环保低碳发展方向低制冷剂GWPHFO系列、R32等应用自然工质突破₂CO跨临界技术发展减少排放泄漏检测与预防技术全生命周期评价综合环境影响分析智能制冷技术人工智能控物联网应用预测性维护制传感器网络与故障预警与寿自学习优化算数据分析命预测法云平台监控远程管理与能效分析高效节能技术高效换热器变速驱动余热回收微通道技术高效变频控制冷凝热利用板式换热器应用永磁同步电机多级热泵系统表面处理提高换热智能匹配负荷需求梯级能量利用制冷技术集成应用多能互补太阳能与制冷结合分布式能源2区域能源站集成制冷智慧应用建筑与城市级能源管理总结与展望发展历程1从机械制冷到智能系统现状挑战2能效与环保的平衡未来机遇3创新技术与集成应用人才创新4跨学科知识与实践能力。