1、跪求<中央空调系统制冷机组变频调速节能改造>毕业论文
摘要：SXZ8—2040HM2中央空调是某制衣厂的空气调节设备。它制冷量是根据炎热的夏季、最大人流量来设计的，配套的冷冻、冷却水泵电机也一样。众所周知，中国的气候四季分明，就广东省而言，算下来较热的天气四个月左右，其余八个月相对温度偏低，加上白天和晚上温度上的差别。（制衣厂有夜班）对中央空调来说，制冷量会有些富余，造成室内温度不平稳。而水泵又属于二次方律负载，工频全压运行时功率因素和效率均很低。加上电机的配置偏大，造成极大的能源的浪费。另一方面因水泵采用Y—△启动，工频全压运行，造成机械磨损大。停机时产生回水水锤，造成对止水阀和水泵冲击时的磨损和损坏等缺陷。如果把冷冻泵、冷却泵改为变频调速，用温差配置PID闭环控制。可以降低水泵的转速，提高启动性能，简化电路、及惯性停机。上述改良是可以降低机械磨损率和电器故障率，消除水锤现象，更重要的是可以节约能源。而当今世界能源日趋紧张，故对中央空调的节能改造有着重要的现实意义和深远的历史意义。
关键词：中央空调、变频调速、温差控制、PID、节能。论文内容：（一） 中央空调系统的基本构成中央空调系统由三大部分组成，制冷系统、冷却水循环系统、冷冻水循环系统。1、制冷系统 （冷冻机组）冷冻机组是中央空调的心脏，制冷的源头，它由压缩机、冷凝器等组成。其功能是将通往各用户的循环回水，由冷冻机组进行“内部热交换”降温为7—10℃的冷冻水。型号是：SXZ8—2040HM2，中文的全称是：《蒸气双效型溴化锂吸收式冷冻机组》制冷量为2040KW，冷水流量为350立方米/小时。2、冷却水循环系统它是由冷却泵、冷却水塔、冷却风机和管道组成。其作用是利用冷却泵加压，将冷却水送到冷冻机组里不断循环，带走冷冻机（机械运动及内部热交换产生的热量）组释放的热量。3、冷冻水循环系统由冷冻泵、管道、风箱及风机组成，从冷冻机组“冷冻”的冷冻水，由冷冻泵加压，输送到各用户风箱，用风机将风箱里蒸发器蒸发的冷空气带走各房间的热量。 （二）、温度控制 用热电阻和热电偶配合温度控制保护电路，触摸屏显示观察。（三） 拖动系统1、 冷冻机组拖动系统：压缩机及机组、配电量为6。25KW，其中有配电量共为5。5KW电泵二台，压缩机由热蒸气动力拖动。2、 冷却泵拖动系统：二台55KW的水泵电机，Y—△启动一用一备。3、 冷冻泵拖动系统：二台55KW的水泵电机，Y—△启动一用一备。4、 风机拖动系统：一台22KW的水冷却风机，若干台4KW的风机。（四） 系统改造的基本考虑1、要达到节能目的水泵是二次方律负载，通俗的讲就是弹性负载，收缩性较强，具有十分可观的节能潜力。水泵阻转矩是与转速的二次方成正比，故低速时阻转矩比额定转矩小得多。在工频额定电压下运行时，水泵的有效转矩和负载转矩相差甚多，这是水泵类负载的机械特性，像是大马拉小车，功力因素、效率均很低。A是水泵负载在工频额定电压下运行的机械特性曲线，当负载转矩等于电动机的额定转矩TLN时，额定工作点为N点,转速为nN当负载转矩减轻为TLQ时，工作点移到Q点，转速升高为nq。如上所述，这时的功率因数和效率均很低。
B变频降压运行A额定电压下运行 变频调速则可以根据U/F的比率来调整电机转速和有效转矩，降低电机承受的电压和频率，使电机的有效转矩和负载转矩接近，图4—2 B是降压后水泵的机械特性曲线。电动机的有效转矩为TME和负载转矩TLQ十分接近。则功率因素和效率处于最佳状态，减小了电流，同时电压也下降了。我们知道： P=UICOS￠根据这公式推导，由于输出电压、电流下降了，输出功率自然也下降了，达到了节能的目的。2、变频调速系统方案前面讲过，中央空调系统外部热交换是由两个循环系统来完成，冷却水循环系统、冷冻水循环系统。我们知道水泵电机的转速与循环水的速度成正比，而整个中
电机水泵冷却泵循环系统 变频器 - + 电源给定 温差变送器 温度传感器 央空调系统热交换的速度与循环水的速度也成正比，如果根据回水和进水的温度来控制循环水流动的速度，从而控制了热交换的速度。根据这一原理冷却泵、冷冻泵可以以温度为依据，用变频内置PID智能调速来控制电机的转速。是比较合理的控制方式。温度高说明空调系统要求释放的热量增大，应提高水泵电机的转速，反之，可以降低转速，节约能源。（五）系统的具体改造方案1、冷冻水循环系统控制冷冻水的出水温度是冷冻机组“冷冻”的结果，是比较稳定的。因此，单是回水温度的高低就足以反映房间内的温度，所以，冷冻泵的变频调速系统，可以根据回水温度来控制，回水温度高，说明房间温度高，应提高冷冻泵的转速，加快冷冻水的循环速度。反之，回水温度低，说明房间温度低，可以降低冷冻泵的转速，减缓冷冻水的循环速度。2、冷却水循环系统控制由于冷却塔的水温是随环境温度变化的，其单侧不能准确的反应冷冻机组内部产生热量的多少。所以冷却泵的速度应以回水和进水的温度作为依据，来实现回水和进水恒温差控制，使电机的变频调速合理化。温差大说明冷冻机组产生的热量大，内部热交换的速度要加快，应提高冷却泵的转度，以增大冷却水的循环速度。温差小，说明冻机组产生热量小，可以降低冻却泵的转速，以减小冷却水的循环速度。 3、恒温（度）差控制冷冻水循环系统，单是回水的温度足以反应外部热交换的速度。可用Pt100铂电阻和E系列温控器配合使用，通过热电阻和温控器把回水温度转换成电信号，输出电流为4—20mA，作为变频器的反馈信号，和给定信进行比较。而冷却水循环系统，水塔的水温是随环境温度变化而变化的。单侧不能反应热交换的速度，必须要以回水和进水的温度作为依据。可以用Pt100铂电阻二个温差变送器配合使用，通过热电阻和温差控制器将回水和进水的温差转换成电信号。输出电流为4—20mA，作为变频器的反馈信号，和给定信号进行比较。决定水泵的转度。（六）变频器参数设置及系统控制原理1、时代变频器（TVF2455）的相关参数设定9952=1 数据初始化9906=2 PID应用宏，该应用宏为闭环控制系统设计，适用于压力、温度、流量等控制。 PID应用宏有如下内容 输入信号 输出信号 输入U/I选择启动/停止（DI1 D15） 模拟输出变量 频率 模拟给定 （AI1） 频率输出变量 频率 AI1 0—10V实际值 （AI2） AI2 0—10V控制方式 （DI2） 继电器输出1 故障输出 或4—20MA允许运行 （DI6） 继电器输出2 匀速运行1001=1 1=（DI1）启动/停止1002=2 2=（DI2）得电启动（PID）1003=1 电机方向选择 1=正方向1103=1 外部给定1选择 1=AI1 由模拟输
入AI1给定1201=4 4=DI3 多速输出 1205=50 多速4的给定 对应DI3 单位 HZ1401=4 4=故障吸合 继电器输出1的变量2102=1 停止功能 1=惯性停车2008=50 最大频率 单位 HZ2007=28 最小频率 单位 HZ4405=1 偏差值取反 1=取反2202=8 加速时间 单位 S2602=2 U/F比率 2=平方型 通常用于平方负载转矩的应用中，例如水泵和风机。2、控制原理图说明AI1 REF AGND RP—0-10V模拟给定电压。AI2 AGND—反馈信号（4-20MA）。 DI6—允许运行。 DI1—启动 。 DI2 —手动/自动（闭合PID控制）。 DI3—恒速运行。KM继电器—故障吸合。当刚启动水泵时，因冷却水的进水口和回水口温度相等，热电阻Rt1和Rt2无温差。温差变送器只有微小输出，变频器置于手动位置，这时KI1 KI4 KI6闭合变频器恒速运行。20分钟后，冷却水管的进水口和出水口温度有了差值，温差变送器根据温差值输出4—20mA的偏差信号，作为变频器的反馈信号。KI4断开、KI2 闭合，变频器进入自动PID闭环控制环节，模拟给定电压和反馈信号比较，得出偏差值在内部进行比例、积分、运算后，输出一个模拟给定频率信号，去控制冷却泵电机的频率，从而控制了电机的速度。温差大时，说明冷冻机组内部“热交换加快”，电机转速加快，温差小时，冷冻机内部“热交换减慢”电机转速可以减慢。另一方面，由于变频器设置2602=2，可以充分利用变频器调压、调频的突出特性。使U/F比率处于最佳状态，这时有效转矩和负载转矩十分接近，达到节能的目的。（七）改为变频调速运行效果通过近一年的运行，用户反应半年就收回了成本，如果以平均节能30℅算，功率110KW，每小时节能至少30度，达到预期的效果。具体有如下几点：1、通过观察冷却泵转速下降为，最大频率是：42HZ，最小频率是：28HZ。节能35℅左右。冷冻泵转速下降为，最大频率是：46HZ 最小频率是：35HZ。节能25℅左右。2、以每天16小时计算一年可以节能：172800度电。3、简化了控制电路，电气故障率减少了。4、控制温度效果较好，房间内温度比较平稳。5、电机转速下降了，机械磨损明显减小。实施了惯性停机，消除了水锤现象。
2、高级制冷技师职称论文写作
制冷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。下面是我为大家精心推荐的高级技师职称论文写作，希望能够对您有所帮助。
高级技师职称论文写作篇一 家用空调制冷技术及制冷系统浅析
关键词: 家用空调;制冷技术;制冷系统
中图分类号：F253.3 文献标识码：A 文章 编号：
前言
当代社会科技突飞猛进,家用空调早已走进人们的生活领域,不断地提高和改善着人们的生活水平，让人们享受着科技带来的便利。在家庭生活中,家用空调主要用于人们的夏日降温及冬日的取暖。在市场经济的今天，家用空调市场也在逐年扩大，空调的制冷技术影响着家用空调受人们的认可度及能否在激烈的市场竞争中占据先机。同时空调制冷系统对制冷效果也有着关键性的作用，优化制冷系统势在必行。
1、家用空调制冷技术
1.1家用空调制冷剂
1.2空调制冷原理
家用空调的制冷原理为：空调在正常启动后，压缩机开始工作，将存在于制冷剂中的低压蒸汽洗出，并将低压蒸汽转换成高压蒸汽，而后送入到冷凝器中。同时，轴流风扇从外界将空气吸入，也向冷凝器输送。同时将制冷剂所放出的热量排放出，制冷剂中的高压蒸汽随之泠凝为液体状态。冷凝后的高压液体从过滤器及节流机构流出，再喷向蒸发器，利用蒸发过程吸热的原理，将热量吸入，与室内空气进行热交换，并将冷空气送入室内环境中。家用空调通过这样的不断反复工，使室内温度降到设定温度，从而完成工作流程。热声制冷是现在制冷技术的一项突破。与上述的制冷原理相比较,热声热机的优势是极为显著的。首先是不用使用任何对环境产生危害的空调制冷剂,而是采用了惰性气体及一些相似的气体混合物,既不会破坏臭氧层也不会导致温室效应，将会成为空调制冷技术研究的又一新方向。但热声制冷技术也是存在一些不足的，例如其制冷的效率稍低,使工作效率受到了影响，能否提高这种制冷技术的共走效率将成为研究人员的工作重点。
1.3空调制冷技术的发展
2、家用空调制冷系统
2.1家用空调制冷系统各原件作用
空调制冷系统的组成包括四大原件：压缩机, 膨胀阀, 冷凝器以及蒸发器。压缩机的作用在于能够持续的将蒸发器中产生的大量蒸气,转换成高压的蒸汽，然后送往冷凝器,在冷凝器中高压蒸汽被冷凝,而制冷剂在整个过程中冷凝时放出的热被冷却介质所吸收。除此之外,我们从空调的热力学图谱上可以看出，普通空调的按电量较大，不能合理的使用电能进行工作。空调只有在最佳的系统设计及工作环境下才能发挥最优良的效果,既能使制冷量达到最大值，又可以减少能熬。
2.2影响制冷系统的因素
影响制冷系统的因素较多，大致包含一下几个方面。首先是温度的影响，制冷剂在蒸发过程中的 ，温度应不高于空气的温度 ，这样制冷剂才能正常将机房的热量带出 ，制冷剂吸收热量蒸发成低压蒸汽，再由压缩机吸走在完成制冷过程。只有存在温差才能使空调的制冷系统正常运行，同时温差的确定还要考虑到空调自身的性能及能熬问题。其次是蒸发器中的管路结油的问题，在空调正常的运作过程中，润滑油和制冷剂是可以互溶,这时油膜热阻可以忽略不计,但如果在管路中再次添加润滑油，就要注意到油膜的问题了,这时要是新添加的润滑油和之前使用的润滑油是同一类型,从而避免油膜的产生。再次，家用空调在使用过程中也要注意到要定期的清理空调的外机，保持空调外机一定的清洁度，这样才能保证其散热效果优良，是空调的制冷效率提高并能减少用电量。
2.3制冷系统的优化设计
当家用空调在正常的运行时，制冷系统在工作中，若希望能将室内、室外风机的转速调整到最适合的数值，就要考虑到在制冷系统的设计过程中对噪声的要求范围。家用空调在使用过程中最适合的调节方式就是把内、外机组的噪声量调节在规定的噪声范围内。
3、家用空调制冷技术展望
4、结语
家用空调的出现，大大的提高了人们的生活质量，使人们的生活更加舒适。在我们不断享受家用空调带来的便利的同时，我们也要考虑到环保及节能的问题，是家用空调制冷技术发展的方向朝着更健康更环保的目标迈进。不断进行改革创新，在实践中积累 经验 来对以后的空调制冷技术的研究作指导，不断优化家用空调制冷系统，实现家用空调的多元化，使其能持久的为人类造福。
参考文献:
[1] 杜丽,刘卫华.制冷空调技术的新发展[C].江苏省暖通空调制冷2005年学术年会, 2005: 379-383.
[2] 罗清海,汤广发,李涛.半导体制冷空调的应用与发展前景[J].制冷与调,2005(6): 5-9
[3] 彭景亮.有效改善空调制冷系统制冷的具体 措施 [J].科技资讯,2010(21)：25- 25.
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3、空调系统方案设计论文
空调系统方案设计论文
1、运行控制设计
1.1夏季除湿工况新风阀开度确定
夏季除湿工况，从节能角度，在保持最低换风次数要求的前提下，使新风阀处于最小开度。根据我国暖通空调规范规定：对于室温允许±1.0℃波动范围的空调区域，换气次数应大于或等于5次/时（最小送风量）。保证最低换气次数，回风阀最小开度计算：为获取新风量数值，在新风直管段设置风速检测口，日常运行时封堵，检测时插入风速仪测量新风风速。参数定义：空调控制区域容积-VN空调新风量-Qx新风管截面积-Sx新风管测得风速-则新风量Qx=SxVx,欲使室内换风次数每小时达到5次，须满足：Vx=。通过调整新风阀开度，使风速vx满足上式要求，确认并记录该风速下的新风阀开度。为满足空调节能运行要求，夏季除湿阶段，新风阀可保持这一开度值，定期测试风速，实施新风阀开度值修正。
1.2温、湿度分控模式
在夏季降温除湿工况时，将原有温、湿度联合控制程序调整为温、湿度独立分控程序，即根据室内回风含湿量(通过回风温湿度计算转化得出)与室内设定工况含湿量之间的差值，或根据新风湿度的变化跟踪室内设定工况湿度通过PI调节，来控制主表冷器（除湿通道）的.阀门开度；根据室内回风温度与室内设定温度之间的差值，来控制副表冷器（降温通道）的阀门开度。过渡季，仍按原变新风比或全新风运行，只是需要增加旁通新风阀的开关控制，具体逻辑是当室外工况进入过渡季、新风除湿电动冷水阀关闭，旁通新风阀应同时打开。当室外处于夏季除湿工况时、新风除湿电动冷水阀开度不为零，旁通新风阀应处于关闭状态。过渡季对新风量的调节仍由原新风、回风调节阀负责。
2、常规控制与双通道温湿度独立控制热力工况对比分析
2.1参数定义
G1－新风量N－室内设定点G2－回风量W－夏季室外状态点G－总风量（G1+G2）C－混风状态点i－焓值L－机器露点Q－冷量消耗O－夏季送风状态点
2.2常规空调系统在夏季除湿工况下的再热分析
2.2.1常规夏季除湿空气热湿处理过程卷烟厂空调系统为卷烟生产工艺提供高精度的室内温湿度环境，系统一般都配有表冷、加热、加湿等多种热湿处理手段。常规空调系统夏季热湿处理过程为：新回风混合后，经表冷器降温除湿，再经加热器再热，达到送风状态点后向室内送风。其对应的空气处理过程焓湿图表述常规空调系统在夏季除湿工况下的空气处理过程焓湿图。
2.2.2常规表冷处理冷量消耗计算1）混风状态点（C）焓值计算：根据：，得出：iC=iN+（iW-iN）2）冷量（Q）消耗计算：Q=（G1+G2）（iC-iL）=（G1+G2）（iN-iO）室内负荷+（G1+G2）（iO-iL）再热负荷+G1（iW-iN）新风负荷。
2.3双通道温湿度独立处理方案的节能分析
2.3.1双通道除湿工况空气热湿处理过程根据上文所述，空调系统双通道温湿度独立处理过程概括为：新风（或与部分回风混合）经主表冷器降温除湿，回风经副表冷器干冷却后，新回风进一步混合，达到送风状态点后向室内送风。
2.3.2温湿度分控冷量消耗：1）混风状态点（C）焓值计算根据：=得出：iC=iN-(iN-iL)2）冷量（Q）消耗计算：Q=G1（iW-iL）+（G1+G2）（iC-iO）=（G1+G2）（iN-iO）室内负荷+G1（iW-iN）新风负荷温湿度分控冷量消耗与常规处理冷量消耗比较，常规夏季除湿空气热湿处理过程中（G1+G2）（iO-iL）再热负荷部分已消除。
3、结论
两种空气处理方式的节能点在于：温湿度分控方案节省了再热部分能耗；对于单一冷冻水管网系统，不会额外增加制冷机组的运行能耗，相反会减少因常规降温除湿过程的过冷负荷调节，降低制冷机组能耗。此方案可彻底解决夏季冷热相抵的不合理现象，大量节省夏季再热量和制冷量，可迅速收回初投资，节能效率十分明显。同时不影响过渡季变新风或全新风运行，空调机组硬件设备改动幅度小、改造难度不大。
4、空调制冷不良故障的原因论文
1、 制冷剂过多造成制冷不足
对天制冷剂过多，一般都是在维修时过量加注制冷剂而造成的，因为在
空调系统中制冷剂所占容积的比例是有一定要求的。如果所占比例太多，反而会影响其散热量，即散热量多制冷量就大；反之，散热量少则制冷量就小。同理，若在维修时过多地加入冷却机油，也会制冷系统的散热量下降。
检修方法：从干燥罐上方视液镜中观察到。如果汽车空调在运转时从视液镜中看不到一点气泡，压缩机停转后也无气泡，那肯定是制冷剂过多。如果加压的冷却机油量过多，空调系统正常运转时，能从视液镜中看到较为混浊的气泡。当然，若确为制冷剂过多，可以在空调系统低压侧的维修口处慢慢地放出一些即可。
2、制冷剂过少造成制冷剂不足
造成制冷剂不足的原因大多是由于系统中的制冷剂微量泄漏。倘若空调系统中制冷剂不足，从膨胀阀喷入蒸发器的制冷剂必须也会减少，则制冷剂在蒸发器内蒸发时。吸收的热量也将随之下降，制冷量也就下降了。
检查方法：制冷剂不足也可以从干燥罐上方的视液镜中观察到，在空调正常运转时，若视液镜中有连续不断的缓慢的气泡产生，则制冷剂不足。若出现明显的气泡翻转的情况，则表示制冷剂严重不足。制冷剂若不足，应添加制冷剂，但要注意，若从低压侧添加，禁止制冷剂瓶倒，若从高压侧加入禁止发动机启动。
3、制冷剂与冷冻机油内含杂质过多、微堵而引起制冷量不足
倘若在整个空调系统中，制冷剂和冷冻机油内脏物过多，必然使过滤器的滤网出现堵塞，导致制冷通过能力下降，阻力加大，流向膨胀阀的制冷剂也会相对减少，故导致制冷量不足。因此，在维修空调时，选择合格的制冷剂是很关健的，尤其不宜选择那些“三天”产品。
4、空调制冷系统中有水份渗入造成制冷不足
在制冷系统中有一个部件是干燥罐（瓶），它的一个主要任务就是吸收制冷剂中的水份，以防制冷剂中水份过多导致制冷量下降。但当干燥罐内干燥剂处于吸湿饱和状态时，则水份就不能再被滤出，当制冷剂通过膨胀阀节流孔时，由于其压力和温度的因素下降，冷却剂中的水便会在小孔中产生结冻现象，并导致制冷剂流通不顺畅，阻力增大，或完全不能流动。
检修方法：停机一会，待冰熔化后，制冷系统又会出现正常的状态。这是确认系统中有无水份的重要方法。为了更好地检测系统中水份的多少，有些汽车上所使用的干燥剂，不含水时的颜色为蓝色，一旦水份过多，干燥剂便成红色，这在该车干燥罐上的侧视液孔上是可以看到的。
凡是属于制冷剂含水过多的故障，都应更换干燥剂或更换干燥罐，与此同时，重新对系统抽真空，重新注入新的适量的制冷剂。
5、系统中有空气也是导致制冷不足的原因之一
空调系统中一旦有空气进入，将会造成制冷管压力过高，制冷剂循环不良同样也引起制冷不足。此类故障主要是由于制冷系统密封性变差，或都在维修中抽真空不彻底而造成的。
6、压缩机驱动带过松的检查
空调压缩机驱动带松驰，压缩机工作时会打滑，引起传动效率下降，使压缩机转速下降，压缩制冷剂的输送下降，从而直接使空调系统制冷能力下降。
驱动带检查方法是：在发动机停转时，在驱动带中间位置用手拨动皮带，能转90°为佳，若转动角度过多，则说明驱动带松驰，应拉紧，若用手翻转不动，则说明驱动带过紧，应稍微再松一点。当然，若紧固无效或驱动带已有裂纹老化等损伤，应更换一条新的驱动带。
7、冷凝器散热能力下降，也会导致空调制冷能力下降
由于汽车工作环境不同，装在汽车发动机前方的冷凝器表面会有油污泥土或杂物覆盖其上，从而使其散热能力下降。另外，冷却风扇的故障，诸如驱动带过松，风扇转速下降或风扇高速等问题，都会导致冷凝器散热能力下降，解决方法：应用软毛刷刷除冷凝器表面的脏物，电风扇故障也应及时排除。
8、其它方面的原因
诸如电源、电压过低使压缩机电离合器吸力下降或电离合器压板与皮带盘间有油污等现象，均会导致出现类似驱动带过松的“打滑”现象。倘若蒸发器表面结霜，吹风电机转速下降等问题，也会造成制冷量不足。当然，倘若压缩机磨损或阀门关闭不严，也会造成空调制冷量不足
5、高级制冷技师职称论文
制冷是为了适应人们对低温条件的需要而产生和发展起来的。下面是我为大家精心推荐的高级制冷技师职称论文，希望能够对您有所帮助。
高级制冷技师职称论文篇一 制冷技术分析
摘要 制冷技术是为了适应人们对低温条件的需要而产生和发展起来的。制冷技术是使某一空间或物体的温度降到低于周围环境温度，并保持在规定低温状态的一门科学技术，它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。制冷的 方法 很多，常见的有以下四种：液体气化制冷，气体膨胀制冷，涡流管制冷和热电制冷。其中液体汽化制冷的应用最为广泛，它是利用液体汽化时的吸热效应而实现制冷的。蒸汽压缩式，吸收式，蒸汽喷射式和吸附式制冷都属于液体汽化制冷方式。本文重点介绍蒸汽压缩式制冷的工作原理及几种形式。
关键词蒸汽压缩式制冷压-焓图理想制冷循环制冷系数ε 绝热膨胀
双级蒸汽压缩制冷循环
中图分类号： TB6文献标识码： A
一、蒸汽压缩式制冷的工作原理 蒸汽压缩式制冷系统由压缩机，冷凝器，膨胀阀，蒸发器组成，用管道将其连成一个封闭的系统。
工质在蒸发器内与被冷却对象发生热量交换，吸收被冷却对象的热量并汽化，产生的低压蒸汽被压缩机吸入，经压缩后以高压排出。压缩过程需要消耗能量。压缩机排出的高温高压气态工质在冷凝器被常温冷却介质(水或空气)冷却，凝结成高压液体。高压液体经膨胀阀时节流，变成低压，低温湿蒸汽，进入蒸发器，其中的低压液体在蒸发器中再次汽化制冷，如此周而复始。
液体转变为气体,固体转变为液体,固体转变为气体都要吸收潜热。任何液体在沸腾过程中将要吸收热量，液体的沸腾温度(即饱和温度)和吸热量随液体所处的压力而变化，压力越低，沸腾温度也越低。而且不同液体的饱和压力、沸腾温度和吸热量也各不相同。如下表一
例：在1 个大气压下
制冷工质 沸点 (℃) 气化潜热 r (kJ / kg)
水 100 2256
R717(氨) -33.4 1368
R22 -40.8 375
据所用制冷液体(称制冷剂)的热力性质，创造一定的压力条件，就可以在一定范围内获得所要求的低温。 要实现制冷循环必须要有一定的设备，而且要以消耗能量作为补偿。 蒸汽压缩式制冷循环就是用压缩机等设备，以消耗机械功作为补偿，对制冷剂的状态进行循环变化，从而使用冷场合获得连续和稳定的冷量及低温。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，必须知道制冷剂的状态参数变化规律。对目前常用的制冷剂，这些状态参数间的关系已经制成各种图和表来表示。
制冷剂的热力性质图，常用的热力性质图有温熵(T-S)图和压焓(㏒p-h)图，形式如下图，图中x=0为饱和液体线，x=1为饱和蒸汽线，两线之间为湿蒸汽区，其中等干度线(x=0.1,x=0.2……)。
由于定压过程的吸热量，放热量以及绝热压缩过程压缩机的耗功量都可再㏒p-h图上表示，利用过程初、终状态的比焓差计算，因此㏒p-h图在制冷循环的热力计算上得到了广泛的应用。由于制冷剂的热力参数h、s等都是相对值，因此，在使用上述热力性质表及图时，必须注意他们之间的h、s的基准点是否一致，对于基准点取值不同或单位制不一致的图或表，最好不要混用，否则必须进行换算和修正。
二、 理想制冷循环—逆卡诺循环
卡诺循环分正卡诺循环和逆卡诺循环，均是由两个定温和两个绝热过程组成，他们是一个理想循环。研究蒸汽压缩式制冷循环的主要目的，是为了分析影响制冷循环的各种因素，寻求节省制冷能耗的途径。 逆卡诺循环是使工质(制冷剂)在吸收低温热源的热量后通过制冷装置，并以外功作补偿，然后流向高温热源。逆向循环是一种消耗功的循环，制冷循环就是按逆向循环进行的， 在温—熵或压—焓图上，循环的各个过程都是依次按逆时针方向变化的。
逆卡诺循环设备示意图
2.实现逆卡诺循环必须具备的条件：
(1)高、低温热源温度恒定;
(2)工质在冷凝器和蒸发器中与外界热源之间无传热温差;
(3)工质流经各个设备时无内部不可逆损失;
(4)作为实现逆卡诺循环的必要设备是压缩机、冷凝器、膨胀机和蒸发器。
逆卡诺循环是可逆的理想制冷循环，它不考虑工质在流动和状态变化过程中的内部和外部不可逆损失。虽然逆卡诺循环无法实现，但是通过该循环的分析所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ε
制冷循环常用制冷系数 ε 表示它的循环经济性能，制冷系数等于单位耗功量所制得的冷量。
ε=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的工质消耗功
对于逆卡诺循环而言：
εc=T0/(Tk- T0)
T0:蒸发温度; Tk:冷凝温度
从公式可知，逆卡诺循环的制冷系数仅与高、低温热源温度有关，而与制冷剂的热物理性能无关。由于逆卡诺循环不考虑各种损失，而且压缩机利用了膨胀机对外输出的功，因此，在恒定的高、低温热源区间，逆卡诺循环的制冷系数最大，在该温度区间进行的 其它 各种制冷循 环的制冷系数均小于逆卡诺循环制冷系数。
所以，逆卡诺循环制冷系数可用来评价其它制冷循环的热力完善度。
三、蒸汽压缩式制冷理论循环及热力计算
1.理论制冷循环不同于逆卡诺循环之处是：
(1)制冷剂在冷凝器和蒸发器中按等压过程循环，而且具有传热温差;
(2)制冷剂用膨胀阀绝热节流，而不是用膨胀机绝热膨胀;
(3)压缩机吸入饱和蒸汽而不是湿蒸汽。
用膨胀阀代替膨胀机后的节流损失：不但增加了制冷循环的耗功量，还损失了制冷量。这两部分损失必然使制冷系数和热力完善度有所下降。
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后的节流损失导致后果：膨胀阀的节流是不可逆过程，节流前、后焓值不变;制冷剂干度增加，液体含量减少，制冷量减少，消耗功上升，制冷系数下降，其降低的程度称为节流损失。节流损失的大小与下列因素有关：与冷凝温度和蒸发温度差有关，节流损失随其增加而增大;与制冷剂的物性有关，一般节流损失大的制冷剂，过热损失就小;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:在制冷压缩机的实际运行中，若吸入湿蒸汽，会引起液击，并占有气缸容积，使吸气量减少，制冷量下降。过多的液体进入压缩机气缸后，很难全部汽化，这时，既破坏了压缩机的润滑，又会造成液击，使压缩机遭到破坏。因此，蒸汽压缩式制冷装置在实际运行中严禁发生湿压缩，要求进入压缩机的制冷剂为干饱和蒸汽或过热蒸汽，干压缩式制冷机正常工作的一个重要标注。如何实现干压缩，如下图，可在蒸发器出口增设一个液体分离器。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。因此，制冷剂在冷凝器中并非定温过程，而是定压过程。
热力计算制冷剂在蒸发器中的单位质量制冷量：
q0 = h1-h4[kJ/kg]
压缩机的单位质量绝热压缩耗功量：
W= h2- h1 [kJ/kg]
制冷剂单位容积制冷量：
Qv= q0/V[kJ/m3]
理论制冷系数：ε= q0/ W
3.蒸汽压缩式制冷循环改善
为了使膨胀阀前液态制冷剂得到再冷却，可以采用再冷却器或回热循环。
(1)设置再冷却器对于同一种制冷剂，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。一般可再冷凝器后增加一个再冷却器，使冷却水通过再冷却器，然后进入冷凝器。再冷却后可使液体制冷剂在冷凝压力下被再冷至状态点3′，图中3-3′是高压液体制冷剂在再冷却器中的再冷过程，再冷却所能达到的温度Tr,称为再冷温度，冷凝温度与再冷温度之差△Tr称为再冷度，这种带有再冷的循环称为再冷循环。
增加过冷可以使制冷系数提高：制冷剂R717每过冷1℃，制冷系数可提高0.46%;冷制冷剂R22每过冷1℃，制冷系数可提高0.85%。
(2)回热循环为了使膨胀阀前液体的再冷度增加，进一步减少节流损失，同时又保证压缩机吸气有一定过热度，可再在制冷系统中增设一个回热器。回热器的作用是使膨胀阀前的制冷剂液体与压缩机吸入前的制冷剂蒸汽进行热交换，使压缩机吸入的蒸汽有一定的过热度，由于过热(过热量△q)增加了压缩机的耗功量(△w)。因此，回热循环的制冷系数是否提高，视△q/△w的比值定。
下表示几种常用制冷剂采用回热循环后，制冷系数及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
由上表可看出采用，采用回热循环后制冷系数不一定增加，制冷剂R22采用回热循环后制冷系数降低不多但保证了干压缩金额热力膨胀阀的稳定工作，所以实际中采用回热循环。R502和R12适合采用回热循环。R11和R717因为制冷系数降低很多不适合采用回热循环。
四、双级蒸汽压缩制冷循环
对于活塞式制冷压缩机单级制冷循环，在通常的环境下，一般只能制取
-25℃~-35℃以上的蒸发温度。如果采用单级制冷循环制取较低的蒸发温度，将会产生很多有害因素，如：
(1)压缩机排气温度很高，不但加大了过热损失，使制冷系数下降，而且会恶化润滑油效果，影响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下降时，Pk/P0增加，压缩机容积效率降低，实际吸气量减少，制冷量下降，当压缩比达到一定值时，活塞式制冷机此时已不能进行制冷。
(3)节流损失增加，制冷剂单位制冷量减少，消耗功加大，制冷系数下降。
(4)过低的蒸发温度可能会使制冷系统的运行工况超过压缩机标准规定的设计和使用条件，造成不允许的危险情况发生。如活塞式压缩机(制冷剂R22)的压缩比，大能大于6(高温机)和16(低温机)压力差(Pk- P0)不能大于1.6MPa;螺杆式压缩机(制冷剂R22)排气温度不能高于105℃，制冷剂R22当压缩比≤10时，采用单级压缩, 压缩比>10时采用双级压缩;制冷剂R717当压缩比≤8时，采用单级压缩, 压缩比>8时采用双级压缩。因此对于活塞式压缩机，当T0低于-25~-35℃时，采用双极制冷循环能使上述不利影响得到改善。对于螺杆式压缩机，由于其具有良好的油冷却装置，排气温度比活塞式压缩机低，允许的压缩比和压力差均较大。因此，一般螺杆式压缩机单级制冷循环可制取-40℃左右的低温(Tk 在40℃~45℃时)。空气源热泵机组，其压缩机至少要能在蒸发温度为-15℃~+15℃(双级压缩可达-35℃)冷凝温度≤65℃的条件下正常工作。
下图是双级压缩制冷循环示意图：
双级压缩制冷循环通常采用闪发蒸汽分离器(节能器)和中间冷却器两种形式。下面介绍带有中间冷却器的双级压缩制冷循环。该循环式把来自蒸发器的制冷剂蒸汽，以串联的两台压缩机(有中间冷却器)或者同一台压缩机的两组气缸“接力”式压缩。每一级的压缩比、排气温度等都符合压缩机的使用条件，又可获得较低的蒸发温度T0，制冷系数比相同制冷能力的单级制冷循环大，因而比较经济。下面介绍常用的双级压缩制冷循环。
一次节流、完全中间冷却的双级压缩制冷循环，所谓完全中间冷却时指来自低压级压缩级的过热蒸汽在中间冷却器内完全冷却至饱和状态如下图：
由于氨制冷系统排气温度高，吸气过热不能大，因此这种循环形式广泛应用于氨双级制冷系统。这种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，耗功量较单级少，制冷系数较单级大。中间压力Pm=( Pk.P0)0.5
氨双级压缩的最佳中间温度t佳=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
当已知制冷量Q0，通过蒸发器的制冷剂质量流量Mr,则Mr= Q0/(h1-h8)
制冷循环压缩机的理论总耗功率为Pth, Pth= Pth1+ Pth2
Pth1为低压级压缩机的理论耗功率(KW)
Pth2为高压级压缩机的理论耗功率(KW)
则理论制冷系数εth= Q0/ Pth
五、结论
随着技术现代化的发展以及人民生活水平的不断提高，制冷在工业、农业、国防、建筑、科学等国民经济各个部门中的作用和地位日益重要。特别是人们对生活水平的要求提高，不同食品储藏温度不同，双级压缩可以满足更低温度要求，人们在任何季节都可以品尝到新鲜的食物。农牧业中，制冷用于对农作物种子进行低温处理;建造人工气候育秧室。制冷在医疗卫生方面和工业生产中发挥着日益重要的作用。总之通过本文的学习，对制冷系统原理有了全面认识，对如何提高制冷系数的 措施 有所了解。
参考文献
吴业正制冷原理及设备 西安交通大学出版社
尉迟斌实用制冷与空调工程手册机械工业出版社
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