为何制冷系数大于1(制冷系数大于1,是否违反热力学第一定律)

<h2>1. 制冷系数大于1,是否违反热力学第一定律</h2><p>气体在膨胀机中绝热膨胀对外做功，由于同外界没有热量的交换，是个等熵过程，称为等熵膨胀，膨胀所做的功以焓的减少为补偿，于是温度就下降，达到制冷的目的。根据热力学第一定律dQ=dU pdV，对于理想气体dU=cvdT，在绝热的情况下dQ=0，所以0=cvdT pdV，可得，只要系统对外界做功，系统必定降温。</p><h2>2. 制冷机制冷系数大于1</h2><p>1</p><p>原因分析</p><p>我们先来看看理论计算公式：T2=T1(P2÷P1)^[(k-1)÷k]，其中:</p><p>T2：排气温度;</p><p>T1：吸气温度 ;</p><p>P2：排气压力;</p><p>P1：吸气压力</p><p>K：气体的绝热指数（空气的K=1.4）</p><p>此公式体现了吸气温度（T1）的重要性及压力比(P2÷P1)重要性。这二种数据直接关系到空压机的使用温度及质量。因为吸入温度越高，压缩比越高，排气温度就成倍的高！</p><p>根据上面的公式，我们可以得出以下结论，排气温度过热的原因主要有以下几种：</p><p>回气温度高（吸气过热度大）；</p><p>压缩比高；</p><p>冷凝压力高；</p><p>冷冻油冷却不行，电机加热量过大；</p><p>制冷剂的原因；</p><p>2</p><p>回气温度过高</p><p>回气温度高低是相对于蒸发温度为而言的。为了防止回液，一般回气管路都要求8-10°C的回气过热度。如果回气管路保温不好，过热度就远远超过20°C。 回气温度越高，气缸吸气温度和排气温度就越高。</p><p>经验数据：回气温度每升高1°C，排气温度将升高1～1.3°C。，所以吸气过热度大，必然会导致吸气温度高，进而导致排气温度急剧升高。</p><p>3</p><p>压缩比过高</p><p>排气温度受压缩比影响很大，压缩比越大，排气温度就越高。降低压缩比可以明显降低排气温度，具体方法包括提高吸气压力和降低排气压力。</p><p>这里我们详细看看吸气压力：吸气压力由蒸发压力和吸气管路阻力决定。提高蒸发温度，可以有效提高吸气压力，迅速降低压缩比，从而降低排气温度。</p><p>一些用户偏面地认为，蒸发温度越低冷度速度越快，这种想法其实有很多问题。降低蒸发温度虽然可以增加冷冻温差，但压缩机的制冷量却减小了，因此冷冻速度不一定快。何况蒸发温度越低，制冷系数就越低，而负荷却有增加，运转时间延长，耗电量会增大。</p><p>降低回气管路阻力也可以提高回气压力，具体方法包括及时更换脏堵的回气过滤器、尽可能缩小蒸发管和回气管路的长度等。</p><p>此外，制冷剂不足也是吸气压力低的一个因素，制冷剂漏失后要及时补充，实践表明，通过提高吸气压力来降低排气温度，比其他方法更简单有效。</p><p>4</p><p>电机加热</p><p>对于回气冷却型压缩机，制冷剂蒸气在流经电机腔时被电机加热，气缸吸气温度再一次被提高。</p><p>电机发热量受功率和效率影响，而消耗功率与排量、容积效率、工况、摩擦阻力等密切相关。</p><p>回气冷却型半封压缩机，制冷剂在电机腔的温升范围大致在15~45°C之间。空气冷却（风冷）型压缩机中制冷制不经过绕组，因而不存在电机加热问题。</p><p>我们也要考虑另外一个问题，就是制冷循环中是有冷冻油的，这个冷冻油会随着制冷剂吸气进入压缩机，起到冷却电机的作用；</p><p>如果冷冻油不足，没有足够的冷冻油来冷却压缩机电机，制冷剂经过电机之后，温度必将升高很多。</p><p>所以冷冻油不足，也会造成排气温度过高。</p><p>5</p><p>冷凝压力过高</p><p>冷凝压力过高造成排温升高的原因有两个：</p><p>1、冷凝压力高，压缩机的压比页高，排温就会升高；</p><p>2、冷凝压力高，对应的冷凝温度也高；势必会提高压缩机的排气温度。</p><p>排气压力过高的主要原因是冷凝压力太高。冷凝器散热面积不足、积垢、冷却风量或水量不足、冷却水或空气温度太高等均可导致冷凝压力过高。选择合适的冷凝面积、维持充足的冷却介质流量是非常重要的。</p><p>高温和空调压缩机设计的运转压缩比较低，用于冷冻后压缩比成倍提高，排气温度很高，而冷却跟不上，造成过热。</p><p>因该避免超范围使用压缩机，并使压缩机工作在可能的最小压比下。在一些低温系统中，过热是压缩机故障的首要原因。</p><p>6</p><p>反膨胀与气体混合</p><p>吸气行程开始后，滞留在气缸余隙内的高压气体会有一个反膨胀过程。反膨胀后气体压力恢复到吸气压力，用于压缩这部分气体而消耗的能量在反膨胀中就损失掉了。余隙越小，一方面反膨胀引起的功耗越小，另一方面吸气量越大，压缩机能效比因此大大增加。</p><p>反膨胀过程中，气体与阀板、活塞顶部和气缸顶部的高温面接触吸热，因而反膨胀结束时气体温度不会降低到吸气温度。</p><p>反膨胀结束后，正真的吸气过程才开始。气体进入气缸后一方面与反膨胀气体混合，温度升高；另一方面，混合气体从壁面上吸热升温。因此压缩过程开始时的气体温度比吸气温度高。</p><p>但由于反膨胀过程和吸气过程非常短暂，实际的温升很非常有限，一般不足5°C。反膨胀是由气缸余隙引起的，是传统活塞式压缩机无法回避的缺点。阀板排气孔中的气体排不出，就会有反膨胀。</p><p>7</p><p>制冷剂种类</p><p>不同的制冷剂的热物理性质不同，经历同样的压缩过程后排气温度升高量不同。因此对于不同的制冷温度，应该选用不同的制冷剂。我们以 比泽尔选型软件来试试看。</p><p>同样外部条件下，排气温度的差别：</p><p>结论与建议</p><p>压缩机在使用范围内正常运转不应该有电机高温和排汽温度过高等过热现象。压缩机过热是一个重要的故障信号，表明制冷系统存在较严重的问题，或者压缩机的使用和维护不当。</p><p>如果压缩机过热的根源在于制冷系统，只能从改进制冷系统设计和维护方面着手解决问题。换一台新压缩机上去不能从根本上消除过热问题。</p><h2>3. 制冷系数的大小</h2><p>&nbsp; 制冷系数公式：ε=q/w。制冷系数也称制冷性能系数，是指单位功耗所能获得的冷量，是制冷系统（制冷机）的一项重要技术经济指标。制冷性能系数大，表示制冷系统（制冷机）能源利用效率高。制冷机（refrigeratingmachine）将具有较低温度的被冷却物体的热量转移给环境介质从而获得冷量的机器。</p><p>&nbsp; 从较低温度物体转移的热量习惯上称为冷量。制冷机内参与热力过程变化（能量转换和热量转移）的工质称为制冷剂。</p><h2>4. 制冷系数值必须大于1</h2><p>制冷系数ε=q/w，其中，q为制冷所消耗的功，w为理论功耗，q=cΔT，w=q放-q吸，而且制冷系数是可以大于1的，因为实际的制冷系统中有一个与外界大气相通的热交换过程（既压缩气体后会向外界释放能量，再用释放后的气体制冷），在与大气进行热交换之后移去部分因压缩造成的温升热再进行膨胀制冷，这时温度就会更低，制冷系数便大于1</p><h2>5. 制冷系数大小与哪些因素有关</h2><p>中央空调制冷综合性能系数简写为IPLV(C)，是一个用来衡量多联式空调在制冷季节的部分负荷效率方式。由于家庭生活中大部分均是使用部分空调，因此IPLV(C)能更加准备的反应出家用在即时运行中的节能性。</p><p>而上面提到的综合部分负荷性能系数（IPLV）则是用一个单一数字表示空气调节用冷水机组的部分负荷效率指标，它基于机组部分负荷的性能系数值，按照机组在各种负荷下运行时间的加权因素，通过IPLV公式得到的数值。</p><h2>6. 制冷系数是否可大于1?这是否违反热力学第一定律?</h2><p >制冷系数(COP,CoefficientOfPerformance),是指单位功耗所能获得的冷量。也称制冷性能系数，是制冷系统(制冷机)的一项重要技术经济指标。制冷性能系数大，表示制冷系统(制冷机)能源利用效率高。这是与制冷剂种类及运行工作条件有关的一个系数，理论上的制冷性能系数可达2.5~5。由于这一参数是用相同单位的输入和输出的比值表示，因此为一无量纲数，制冷系数小于0无意义。</p><h2>7. 制冷系数大于1,是否违反热力学第一定律的原因</h2><p>力学部分：</p><p>1. 质点运动学：质点的位置、速度和加速度矢量、自然坐标系、极坐标系。</p><p>2.质点的牛顿运动定律：牛顿定律的应用、动量定理、质心系动量定理、动量守恒定律。</p><p>3.动能和势能：变力做功、质点和质点系动能定理、保守力、功能原理和机械能守恒。</p><p>4.角动量：质点的角动量、质点系的角动量定量及角动量守恒。</p><p>5.刚体力学：刚体的转动惯量、刚体定轴转动的动能定理、刚体的平面运动的动力学。</p><p>6.振动：简谐运动的力学特征、简谐运动的运动学、判断简谐振动并计算振动周期、简谐运动的合成。</p><p>热学部分：</p><p>1.平衡态与温度：平衡态概念与判据、温度概念、温标、理想气体微观模型、状态方程、压强公式和温度公式。</p><p>2.内能：热力学第一定律与内能、能量均分定理、循环、热机效率与制冷系数。</p><p>3.熵：热力学第二定律与宏观熵、熵的微观意义。</p><p>4.分子动理学：麦克斯韦速度分布律和速率分布律、平均自由程。</p><p>5.物态与相变：液体表面张力、相变的基本概念与相平衡条件、克拉珀龙方程。</p><h2>8. 制冷系数是大于1的数</h2><p>冷库制冷量的简易计算公式： </p><p>体积（升）×升温度数÷升温时间（分钟）×60÷0.86（系数）=（W）</p><p>体积（吨或立方米）×升温度数÷升温时间（小时）÷0.86（系数）=（KW）</p><p>　　1、如60立方米的库房，需要制冷温度-18℃，不考虑其它因素，需要用10P压缩机的制冷量（并计算出每立方需要多大的制冷量）。</p><p>2、风冷式冷凝器换热面积的计算：制冷量+压缩机电机功率÷（200~250） ㎡</p><p>3、水冷式冷凝器与风冷式冷凝器的比例一般为：1:15，如风冷式冷凝器为300㎡，水冷式冷凝器则为：300÷15=20㎡。冷却水质差可适当缩小比例至1:10左右。</p><p>4、如60立方米的库房，库温-18℃，风冷式蒸发器（冷风机）的配比一般以压缩机的制冷功率相近。</p><p>5、如60立方米的库房，库温-18℃，蒸发器采用吊顶铝排，按库房底面积的两倍配置即可（即库房底面积X2）。</p><p>6、如60立方米的库房，库温-18℃，蒸发器至少要分2路（2组），每组（路）的热力膨胀阀阀芯比压缩机的匹数小一号配置。膨胀阀的配置是根据压缩机的制冷量确定的，无需放大20%。</p><p>7、铝排蒸发器，应该按照库房容积的大小（即制冷量的大小）分组安装，一般3~5P制冷量为一组。膨胀阀则按蒸发组配置。</p><p>8、铝排蒸发面积固定不变，只增大压缩机，虽然单位制冷量增大了，换热速度加快了，但整体换热量是根据蒸发面积进行的，不可能就能因此变成速冻库。</p><p>无论何种品牌的压缩机组的选型，都是根据冷库的蒸发温度、冷库有效工作容积来确定，另外还要参考冷冻/冷藏物品的冷凝温度、入库量、货物进出库频率等参数。</p><p>通常高温活动冷库制冷量计算公式为：冷库容积×90×1.16+正偏差，正偏差量根据冷冻或冷藏物品的冷凝温度、入库量、货物进出库频率确定，范围在100-400W之间。</p><p>中温活动冷库制冷量计算公式为：冷库容积×95×1.16+正偏差，正偏差量范围在200-600W之间。</p><p>低温活动冷库压缩机组制冷量计算公式为：冷库容积×110×1.2+正偏差，正偏差量范围在300-800W之间。</p>