制冷系统制冷剂循环路径(制冷剂的循环路线及状态变化)

<h2>1. 制冷剂的循环路线及状态变化</h2><p>制冷循环由压缩过程、冷凝过程、膨胀过程、蒸发过程组成。就是利用有限的制冷剂在封闭的制冷系统中，反复地将制冷剂压缩、冷凝、膨胀、蒸发，不断的在蒸发器处吸热汽化，进行制冷降温。那么，制冷循环种类与使用范围有哪些？下面和最冷菌一起来看看吧！</p><p>一、制冷循环的原理</p><p>制冷循环是通过制冷工质（也称制冷剂、雪种）将热量从低温物体（如冷库等）移向高温物体（如大气环境）的循环过程，从而将物体冷却到低于环境温度，并维持此低温，这一过程是利用制冷装置来实现的。由热力学第二定律可知，热量从低温物体移向高温物体不可能自动、无补偿地进行，因此必须提供机械能（或热能等），以确保包括低温冷源、高温热源、功源（或向循环供能的源）在内的孤立系统的熵不减小。</p><p>制冷循环的重要参数是制冷系数，工程上也称之为制冷装置的工作性能系数，用符号COP表示。在一定的环境温度下，冷库温度越低，制冷系数就越小。（因此为取得良好的经济效益，没有必要把冷库的温度定得超乎寻常的低。这也是一切实际制冷循环遵循的原则。）</p><p>二、制冷循环种类与使用范围</p><p>制冷循环包括压缩式制冷循环、吸收式制冷循环、吸附式制冷循环、蒸气喷射制冷循环及半导体制冷等。压缩式制冷循环又可分为压缩气体制冷循环和压缩蒸气制冷循环。目前世界上运行的制冷装置绝大部分是压缩气体制冷循环。（以往，制冷循环应用的制冷剂多半为商品名为氟利昂的氯氟烃物质CFC、含氢氯氟烃HCFC和氨等。但由于日益严重的环境问题，CFC、HCFC正逐渐被对环境友善的新型制冷剂替代。）</p><p>1压缩空气制冷循环</p><p>由于空气定温加热和定温排热不易实现，故不能按逆向卡诺循环运行。在压缩空气制冷循环中，用两个定压过程来代替逆向卡诺循环的两个定温过程，故可视为逆向布雷顿循环。工程应用中，压缩机可以是活塞式的或是叶轮式的。</p><p>从冷库出来的空气进入压气机后被绝热压缩，温度升到环境温度以上；然后进入冷却器，在定压下将热量传给冷却水，温度等同于环境温度；再导入膨胀机绝热膨胀，温度进一步降到冷库温度以下；最后进入冷库，定压吸热（吸收的热量称为制冷量），完成循环。</p><p>2回热式压缩空气制冷循环</p><p>从冷库出来的空气首先进入回热器，升温到环境温度；接着进入叶轮式压气机压缩升温；然后进入冷却器实现定压放热降温，理论上可以重新降到环境温度（此时工质处于高压状态）；随后进入回热器进一步定压降温到冷库温度，再进入叶轮式膨胀机实现定熵膨胀过程，更进一步地降压降温，最后进入冷库定压吸热，完成循环。</p><p>此种循环和上面的压缩空气制冷循环共同的缺点有二：其一，不能实现定温吸、排热过程，使循环偏离了逆向卡诺循环而降低了经济性；其二，空气的比热容较小，单位质量工质的制冷量也较小，这个缺点在回热式中可以改善，但仍不能根本消除。</p><p>3压缩蒸气制冷循环</p><p>压缩蒸气的逆向卡诺制冷循环理论上可以实现，但是会出现干度过低的状态，不利于两相物质压缩。为了避免不利因素、增大制冷效率及简化设备，在实际应用中常采用节流阀（或称膨胀阀）替代膨胀机。</p><p>制冷工质从冷库定压气化吸热后（此时工质通常为干饱和蒸气或接近干饱和蒸气），再进入压缩机在绝热状态下压缩，温度超过环境温度，然后进入冷凝器向环境介质等压散热；在冷凝器内，过热的制冷剂蒸气先等压降温到对应于当前压力的饱和温度，然后继续等压（同时也是等温）冷凝成饱和液状态，进入节流阀，在节流阀处绝热节流降温、降压至对应于循环起始压力的湿 饱和蒸气状态，再进入冷库气化吸热，完成循环。</p><p>压缩蒸气制冷循环采用低沸点物质作制冷剂，利用在湿蒸气区定压即定温的特性，在低温下定压气化吸热制冷，可以克服上述压缩空气、回热压缩空气循环的部分缺点。</p><p>4吸收式制冷循环</p><p>吸收式制冷循环利用制冷剂在溶液中不同温度下具有不同溶解度的特性，使制冷剂在较低的温度和压力下被吸收剂（即溶剂）吸收，同时又使它在较高的温度和压力下从溶液中蒸发，完成循环实现制冷目的。</p><p>以溴化锂为吸收剂，水做制冷剂的吸收式制冷循环为例：从冷凝器流出的饱和水经节流阀降压降温，形成干度很小的湿饱和蒸气。进入蒸发器从冷库吸热，定压汽化，成为干度很大的湿饱和蒸气或干饱和蒸气，送入吸收器。与此同时，蒸汽发生器中因水蒸发而浓度升高的溴化锂溶液经减压阀后也流入吸收器，吸收从蒸发器来的饱和水蒸气，生成稀溴化锂溶液，吸收过程中放出的热量由冷却水带走。稀溴化锂溶液由溶液泵加压送入蒸汽发生器并被加热。由于温度升高，水在溴化锂溶液中的溶解度降低，蒸汽逸出液面形成与溶液平衡的较高压力和温度的水蒸气。水蒸气之后进入冷凝器，放热凝结成饱和水，完成循环。</p><p>此种制冷循环耗功很小，因为循环中升压是通过溶液泵压缩液体完成的；其次是加热浓溶液的外热源温度不需很高，甚至可利用余热、地热和太阳能，较为经济环保。</p><p>5气流引射式制冷循环</p><p>此种循环在实际应用中利用喷射器或引射器代替压缩机来实现对制冷用蒸气的压缩，以消耗较高压力的蒸气来实现制冷。制冷温度在3~10度范围内时，可采用水蒸气作为制冷剂。循环中有两路水蒸汽循环，一路是工作蒸汽循环，一路是逆向循环（此路循环起制冷作用）。</p><p>锅炉中产生的水蒸气在喷管内绝热膨胀到很低的压力，因而造成混合室内压力较低，于是将作为制冷工质的蒸汽吸入。两路蒸汽混合后进入扩压管，利用蒸汽在经过喷管时得到的动能将混合汽压缩，使压力增加到其饱和温度比冷凝器中的冷却水温度稍高的值。此后，蒸汽进入冷凝器，凝结成液态。由冷凝器出来的凝结水一部分由水泵升压送入锅炉，完成工作蒸汽循环。其余的流经减压节流阀，降压降温后进入蒸发器吸热汽化制冷，完成逆向循环。</p><p>这种循环除水泵消耗少量电力或机械功外，不需要动力机和压缩机，代之以构造简单体积小的引射式压缩器，在有蒸汽的场合有采用价值，但是经济性较差，且所能达到的最低温度不宜低于5度，故仅适用于空调和冷藏，不可用作冷冻。</p><h2>2. 制冷剂的循环过程</h2><p> 空调系统制冷循环的工作原理：压缩机在发动机的驱动下将低温、低压气态制冷剂吸入压缩机进行压缩，形成高温、高压气态制冷剂，气态制冷剂再经冷凝器进行热交换冷凝后成为中温、高压液态制冷剂，经过于燥罐吸收潮气和过滤杂质，再经膨胀阀节流降压成为低温、低压气液两相气体进入蒸发器，制冷剂在蒸发器中蒸发成低温、低压气态的同时与蒸发器周围的空气进行热交换（制冷剂由液态转为气态需吸收热量）。</p><p> 最后制冷剂回到压缩机，这样，制冷剂就经压缩、冷凝、节流、蒸发而完成一个制冷循环。重复循环，在鼓风机的作用下达到使车内温度下降的目的。</p><h2>3. 制冷剂循环图</h2><p>不会。冰箱的制冷，主要是制冷剂的注入，如果，制冷剂少了，冰箱的制冷就达不到所需的要求。而制冷剂还是正常循环，冰箱注入的氟利昂制冷剂，也不多，更不能少。在注入制冷剂时，应细心观察，严格按维修程序操作，因制冷剂少了，冰箱不制冷，多了，就形成冰堵。</p><h2>4. 制冷剂循环由哪种设备完成</h2><p>氟泵自然冷却系统是压缩机吸入从蒸发器出来的低温低压制冷剂蒸气，经过压缩机压缩，低温低压的制冷剂蒸气变成高温高压蒸气进入冷凝器，</p><p>在冷凝器中高温高压的蒸气放热冷凝成为高压液体，高压制冷剂液体经过节流阀节流成为低温低压的制冷剂液体，</p><p>最后低温低压的制冷剂液体进入蒸发器，吸热蒸发成为低压蒸气再次进入压缩机，以此完成一个循环。</p><p>一般采用压缩式制冷方法进行散热，为了满足在压缩式制冷系统能常年使用，通常根据夏天室外的环境温度进行配型，压缩机的选型通常要保证一定的安全系数，从而造成设计冷量偏大。</p><p>在外界环境温度较低时，冷凝温度和冷凝压力也都相应降低，这时可能会造成低压保护停机，</p><p>就需要关闭冷凝风机以提高冷凝压力，才能满足节流阀两端的压力差，节流阀才会开启，冷凝压力的提高也就相应增大了压缩机的负荷。</p><h2>5. 制冷剂循环流程图</h2><p>1、压缩过程。低温低压的气态制冷剂被压缩机吸入，并压缩成高温高压的制冷剂气体。该过程的主要作用是压缩增压，这一过程是以消耗机械功作为补偿。在压缩过程中，制冷剂状态不发生变化，而温度、压力不断上升，形成过热气体。</p><p>2、冷凝过程。制冷剂气体由压缩机排出后进入冷凝器。此过程的特点是制冷剂的状态发生改变，即在压力和温度不变的情况下，由气态逐渐向液态转变。冷凝后的制冷剂液体呈高温高压状态。</p><p>3、节流膨胀过程。高温高压的制冷剂液体经膨胀阀节流降压后进入蒸发器。该过程的作用是是制冷剂降温降压、调节流量、控制制冷能力，其特点是制冷剂经过膨胀阀时，压力、温度急剧下降，由高温高压液体变成低温低压液体。</p><p>4、蒸发过程。制冷剂液体经过膨胀阀降温降压后进入蒸发器，吸热制冷后从蒸发器出口被压缩机吸入。此过程的特点是制冷剂状态由液态变化成气态，此时压力不变。节流后，低温低压液态制冷剂在蒸发器中不断吸收气化潜热，即吸收热量又变成低温低压的气体，该气体又被压缩机吸入再进行压缩。</p><p>扩展资料</p><p>汽车空调的制冷系统由五大主要部件组成，即压缩机、冷凝器、储液干燥器、膨胀阀和蒸发器。各部件之间采用铜管或高压胶管连接，形成一个密闭系统，制冷剂以不同的状态在这个密封系统内循环，即以气体—液体—气体的状态变化。</p><p>制冷系统主要组成部件的功用：</p><p>(1)压缩机：制冷系统动力源，推动制冷剂在系统内不断地循环，依靠发动机通过皮带来传递动力，一般安装在发动机前部，发电机下面。</p><p>(2)冷凝器：类似发动机散热器，其主要作用是将制冷剂热量排放出去。一般装在车头的水箱前，利用发动机风扇和汽车行驶时产生自然风来强制冷却和散热。</p><p>(3)储液干燥器：串接在冷凝器后面，主要作用为吸湿和过滤，使系统正常运行。一般安装在车头位置。</p><p>(4)膨胀阀：也称为节流阀，安装在蒸发器入口前。主要作用是通过流速变化，将制冷剂液体节流减压，由冷凝压力降到蒸发压力。</p><p>(5)蒸发器：作用是使液态制冷剂蒸发以吸收车厢热量而制冷。它一般安装在车厢内，蒸发器内有鼓风机，可以不断地将制冷后的空气送出。</p><p>汽车空调制冷工作过程可以分为四个过程:压缩过程、放热过程、节流过程和吸热过程。从压缩机排气口到膨胀阀入口是属于高压区(约1．5MPa)，而从膨胀阀出口到压缩机内都属于低压区(约0．2MPa)，同样从冷凝器中部到膨胀阀出口属于液态区，而从蒸发器到冷凝器上部属于气态区。</p><h2>6. 制冷剂在循环过程中的温度变化规律</h2><p>空调之所以既可以制冷又可以制热，关键在于制冷剂，大多数空调的制冷剂都是氟利昂。制冷剂具有下面两大特性：液化放热，气化吸热。此外，空调还有一个很关键的部件，即压缩机，在室外机，制冷剂压缩成液态的地方。还一个是蒸发器，制冷剂由液态蒸发成气体的地方。</p><p>气体在受到压缩时会变成液体，同时释放大量的热，而反过来由液体膨胀变为气体时会吸收大量的热。因此理论上很多物质都可以作为热交换媒质，但由于实际条件和效率的限制，热交换媒质是不太容易选择的，氟利昂是效率很高的很好的热交换媒质。</p><p>根据这个原理，如果在室外将氟利昂压缩成液体，同时散掉压缩过程中释放的热量（此时温度高，温差大，好散热），再将接近常温的氟利昂液体压送到室内后，释放到低压密封空间，则液体会再次转变为气体，同时吸收大量的热量，降低室内温度。</p><h2>7. 制冷剂循环原理图</h2><p><p >空调在作制冷运行时，低温低压的制冷剂气体被压缩机吸入后加压变成高温高压的制冷剂气体 ，高温高压的制冷剂气体经过冷凝器(一般空调是风冷，即室外机的散热铜管)在室外换热器中放热，变成中温高压的液体(热量通过室外循环空气带走)，中温高压的液体再经过毛细管膨胀降压后变为低温低压的液体，低温低压的液体制冷剂经过蒸发器(室内机铜管)吸热蒸发后变为低温低压的气体(室内空气经过换热器表面被冷却降温，达到使室内温度下降的目的)，低温低压的制冷剂气体再被压缩机吸入，如此循环。</p><p >总的来说，空调制冷剂在空调系统内就是一个压缩--冷凝--膨胀--蒸发的一个循环。</p></p>