海派小小甜心
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。
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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木叶星海
文献名称《空气压缩机操作工》基本信息作者：李总根 编丛 书 名：矿山特种作业人员安全技术培训考核统编教材出 版 社：中国劳动社会保障出版社，出版时间：2007-10-01版次：1页数：176装帧：平装开本：大32开内容简介空气压缩机操作工》主要内容包括法律法规常识、矿井安全生产技术知识、空气压缩机基础知识、压缩机的结构原理、压缩机的电气控制、压缩机的安全操作、矿山救护与职业病预防及压缩机典型事故案例分析等。《矿山特种作业人员安全技术培训考核统编教材：空气压缩机操作工》主要介绍矿山大量使用的L型往复活塞空气压缩机的同时，还分别对螺杆式空气压缩机及隔爆移动式空气压缩机进行了介绍。《矿山特种作业人员安全技术培训考核统编教材：空气压缩机操作工》主要作为《空气压缩机操作工》全国通用安全培训教材，也可供矿山企业有关专业技术人员、安全管理人员参考。《矿山特种作业人员安全技术培训考核统编教材：空气压缩机操作工》由湖南安全技术职业学院（长沙安全技术培训中心）李总根主编，彭伯平、李西京副主编，王捍湘、肖丹、曾敏、谢琳伟参与编写。安全生产专家、高级工程师彭新其主审。《节能产品惠民工程高效节能容积式空气压缩机推广实施细则》关于印发《节能产品惠民工程高效节能容积式空气压缩机推广实施细则》的通知财建〔2012〕851号各省、自治区、直辖市、计划单列市财政厅（局）、发展改革委、工业和信息化主管部门，新疆生产建设兵团财务局、发展改革委、工业和信息化主管部门：为促进节能家电等产品消费，经国务院同意，根据《财政部 国家发展改革委关于开展节能产品惠民工程的通知》（财建〔2009〕213号）规定，我们制定了《节能产品惠民工程高效节能容积式空气压缩机推广实施细则》，现印发给你们，请遵照执行。附件：节能产品惠民工程高效节能容积式空气压缩机推广实施细则财政部 国家发展改革委 工业和信息化部附件：节能产品惠民工程高效节能容积式空气压缩机推广实施细则一、推广产品范围及条件（一）推广产品为微型往复活塞空气压缩机、全无油润滑往复活塞空气压缩机、一般用固定的往复活塞空气压缩机、一般用喷油螺杆空气压缩机、一般用喷油单螺杆空气压缩机。（二）申请高效节能容积式空气压缩机（以下简称高效节能空压机）推广的产品必须满足以下要求：1.依据GB 19153《容积式空气压缩机能效限定值及能效等级》现行有效版本，空压机能效为2级及以上；2.通过能效标识备案；3.通过国家认可的第三方机构能效检测和节能产品认证（进入第一批推广目录的产品应在目录公布后三个月内通过节能认证）；4.在中国大陆境内生产和使用；5.近三年内国家产品质量监督抽查中，该品牌产品无不合格。（三）高效节能空压机的配套电机应优先选择能效等级2级及以上的高效节能电机。二、推广企业条件申请高效节能空压机推广的生产企业必须满足以下条件：1.为中国大陆境内注册的独立法人；2.年推广高效节能活塞式空压机的配套电机功率不少于1万kW，或螺杆式空压机的配套电机功率不少于2万kW；3.拥有所申请推广产品的自主品牌或品牌合法使用权，同一品牌只能由一家生产企业申请推广；4.具有完善的销售网络和产品销售、安装、售后服务及用户信息管理系统；5.具备完善的质量管理体系和环境管理体系。三、推广期限推广期限暂定为2012年11月1日至2013年10月31日。四、推广补贴标准高效节能空压机推广财政补贴标准具体为： 产品类型 能效水平 补贴标准（元/kW） 微型往复活塞空气压缩机 1级 80 2级 45 全无油润滑往复活塞空气压缩机 1级 160 2级 90 一般用固定的往复活塞空气压缩机 1级 80 2级 45 一般用喷油螺杆空气压缩机 1级 200 2级 100 一般用喷油单螺杆空气压缩机 1级 220 2级 120 五、推广企业资格申请申请高效节能空压机推广的企业，将申请报告（具体格式见附件1）及下述材料（复印件加盖公章）逐级上报，经省级节能主管部门、财政部门、工业和信息化部门审核后，报国家发展改革委、财政部、工业和信息化部。（一）营业执照、税务登记证和生产许可证；（二）推广产品能效检测报告和节能认证证书；（三）推广产品能效标识备案证明；（四）质量管理体系和环境管理体系认证证书；（五）商标注册证明及授权书；（六）其他相关材料。国家发展改革委会同财政部、工业和信息化部组织专家对上报材料进行审核，公示推广企业、产品规格型号，并根据推广企业产品规格型号调整等情况对目录实行动态管理。六、补贴资金申请和拨付（一）省级节能主管部门、工业和信息化部门对本地区年度推广使用情况进行调查摸底，组织用户推广高效节能空压机，将有关情况告知同级财政部门，并上报国家发展改革委、工业和信息化部。（二）财政部根据调查摸底和各省需求情况测算补贴资金规模，并将补贴资金预拨到省级财政部门。（三）有关单位、企业购买并安装国家公布的目录内高效节能空压机后，填报购买安装情况、补贴资金申报表（具体要求见附件2），并提供购买发票复印件等证明材料，到企业所在地财政部门申请补贴资金。具体资金拨付办法由省级财政部门制订。（四）各地财政部门根据购买安装单位、企业提供的相关材料及时拨付补贴资金，并会同节能主管部门、工业和信息化部门及时将相关信息录入“节能产品惠民工程”信息管理系统。（五）月度终了后10日内，省级财政部门、节能主管部门、工业和信息化部门将本地区上月推广使用和资金拨付情况进行汇总审核，并上报财政部、国家发展改革委、工业和信息化部（具体要求见附件3）。（六）工业和信息化部会同财政部、国家发展改革委组织有关机构对推广使用情况进行监督检查。（七）年度终了后30日内，省级财政部门提出年度补贴资金清算报告，上报财政部、工业和信息化部、国家发展改革委。（八）财政部将根据地方上报的补贴资金清算报告及工信部出具的监督检查意见，对补贴资金进行清算。七、罚则（一）对企业弄虚作假，采取通报批评、取消高效节能空压机推广资格、列入诚信“黑名单”并在媒体上曝光、追缴补贴资金并加倍处罚等方式予以处罚。（二）对未按规定进行检测或出具虚假检测报告的第三方能效检测机构，将采取通报批评、取消其节能产品惠民工程能效检测资格等方式予以处罚，并追究相关责任。（三）地方相关部门对申请材料的真实性负责。一经查出有弄虚作假行为，将依照相关规定予以处罚。附件：1.高效节能空压机推广生产企业申请报告2.高效节能空压机购买单位财政补贴申请报告3.高效节能空压机月度推广情况报告
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