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关于小型制冷装置的设计，首先需要掌握的就是压焓图以及相关的热力计算，今天我们来简单给各位同行分享下关于如何进行制冷系统的热力计算。

一、压焓图的认识：

①蒸发过程：制冷剂液体在低压（低温）下蒸发，成为低压蒸气；

蒸发器：输出冷量的设备,制冷剂在蒸发器中吸收被冷却对象的热量,从而达到制冷的目的。

②压缩过程：将该低压蒸气提高压力为高压蒸气

压缩机：压缩和输送制冷蒸汽,并造成蒸发器中低压、冷凝器中高压,是整个系统的心脏。

③冷凝过程：将高压蒸气冷凝，使之成为高压液体；

冷凝器：输出热量的设备,将制冷剂在蒸发器中吸收的热量和压缩机消耗功所转化的热量排放给冷却介质。

④节流过程：高压液体降低压力重新变为低压液体，返回到①从而完成循环。

节流阀：对制冷剂起节流降压作用,并调节进入蒸发器的制冷剂流量。

等压线：水平线；

等焓线：垂直线；

等温线：液体区几乎为垂直线。两相区内,因制冷剂状态的变化是在等压、等温下进行,故等温线与等压线重合,是水平线。过热蒸气区为向右下方弯曲的倾斜线；

等熵线：向右上方倾斜的实线；

等容线：向右上方倾斜的虚线，比等熵线平坦；

等干度线：只存在于湿蒸气区域内，其方向大致与饱和液体线或饱和蒸气线相近,视干度大小而定。

二、理论制冷循环的热力计算：

为了说明单级压缩蒸气制冷机理论循环的性能， 采用下列一些性能指标。

（1）单位制冷量q0:

单位制冷量可按式（2-5）计算。单位制冷量也可以表示成汽化潜热r0和节流后的干度x5的关系：

由式（1-6）可知，制冷剂的汽化潜热越大，或节流所形成的蒸气越少（x5越小）则单位制冷量就越大。

（2）单位容积制冷量qv:

（3）理论比功w0:

对于单级蒸气压缩制冷机的理论循环来说，理论比功可表示为

单级压缩蒸气制冷机的理论比功也是随制冷剂的种类和制冷机循环的工作温度而变的。

（4）单位冷凝热qk:

单位（1kg）制冷剂蒸气在冷凝器中放出的热量，称为单位冷凝热。单位冷凝热包括显热和潜热两部分.

比较式（1-5）、（1-8）和（1-9）可以看出，对于单级压缩式蒸气制冷机理论循环，存在着下列关系:

三、其他复杂制冷循环的热力计算：

上面所述的循环，是单级压缩蒸气制冷机的基本循环，也是最简单的循环。在实用上，根据实际条件对循环往往要作一些改进，以便提高循环的热力完善度。在单级制冷机循环中，这一改进主要有液体过冷、吸气过热及由此而产生的回热循环。

（1）过冷循环：

将节流前的制冷剂液体冷却到低于冷凝温度的状态,称为过冷；带有过冷的循环叫做过冷循环，采用液体过冷对提高制冷量和制冷系数都是有利的。

（2）过热循环：

压缩机吸入前的制冷剂蒸气的温度高于吸气压力下制冷剂的饱和温度时，称为过热。具有吸气过热的循环，称为过热循环。

（3）回热循环：

利用回热使节流前的制冷剂液体与压缩机吸入前的制冷剂蒸气进行热交换，使液体过冷、蒸气过热，称之为回热。

四、实际制冷循环热力计算：

实际循环和理论循环有许多不同之处，除了压缩机中的工作过程以外,主要还有下列一些差别：

1）、流动过程有压力损失；

2）、制冷剂流经管道及阀门时同环境介质间有热交换；

3）、热交换器中存在温差。

（1）、吸入管道：

吸入管道中的压力降始终是有害的,它使得吸气比容增大,压缩机的压力比增大,单位容积制冷量减少,压缩机容积效率降低,压力比增大,制冷系数下降。

吸气管道中的热交换可视情况当作有效过热或无效过热来分析。

（2）、排出管道：

在压缩机的排出管道中,热量由高温制冷剂蒸气传给周围空气,它不会引起性能的改变,仅仅是减少了冷凝器中的热负荷。

排气管道中的压降会引起压缩机排气压力升高。

（3）、冷凝器到膨胀阀之间的液体管道：

在冷凝器到膨胀阀这段管路中，热量通常由液体制冷剂传给周围空气，使液体制冷剂过冷,制冷量增大。然而,也可能水冷冷凝器中的冷却水温度很低,冷凝温度低于环境温度,热量由空气传给液体制冷剂,可能导致部分液体气化,这不仅使单位制冷量下降,而且使得膨胀阀不能正常工作。压力降没有关系,只要没有气化。

（4）、膨胀阀到蒸发器之间的管道：

通常膨胀阀是紧靠蒸发器安装的。倘若将它安装在被冷却空间内,传给管道的热量将产生有效制冷量；若安装在室外,热量的传递使制冷减少,因而此段管道必须保温。压力降也没关系。

（5）、冷凝器

假定出冷凝器的压力不变,为克服冷凝器中制冷剂的流动阻力,必须提高进冷凝器时制冷剂的压力,这必须导致压缩机的排气压力升高,压力比增大,压缩机耗功增加,制冷系数下降。

（6）、蒸发器

若保证蒸发器的出口压力不变,为克服蒸发器中制冷剂的流动阻力,必须提高进蒸发器时制冷剂的压力,这必然导致平均蒸发温度升高,传热温差下降。

若保证传热温差不变,克服蒸发器中制冷剂的流动阻力,这必然导致压缩机的吸气压力下降,吸气比容增大,压力比增大,压缩机耗功增加,制冷量减小,制冷系数下降。

（7）、压缩机

在理论循环中,假设压缩过程为等熵过程。而实际上,整个过程是一个压缩指数在不断变化的多变过程。另外,由于压缩机气缸中有余隙容积的存在,气体经过吸、排气阀及通道出有热量交换及流动阻力,这些因素都会使压缩机的输气量减少,制冷量下降,消耗的功率增大。

五、参数对制冷系统性能的影响：

（1）蒸发温度对制冷系统性能的影响：

（2）冷凝温度对制冷系统性能的影响：