制冷是為了適應人們對低溫條件的需要而產生和發展起來的。下面是我為大家精心推薦的高級制冷技師職稱論文，希望能夠對您有所幫助。
高級制冷技師職稱論文篇壹制冷技術分析
摘要 制冷技術是為了適應人們對低溫條件的需要而產生和發展起來的。制冷技術是使某壹空間或物體的溫度降到低於周圍環境溫度，並保持在規定低溫狀態的壹門科學技術，它隨著人們對低溫條件的要求和社會生產力的提高而不斷發展。制冷的 方法 很多，常見的有以下四種：液體氣化制冷，氣體膨脹制冷，渦流管制冷和熱電制冷。其中液體汽化制冷的應用最為廣泛，它是利用液體汽化時的吸熱效應而實現制冷的。蒸汽壓縮式，吸收式，蒸汽噴射式和吸附式制冷都屬於液體汽化制冷方式。本文重點介紹蒸汽壓縮式制冷的工作原理及幾種形式。
關鍵詞蒸汽壓縮式制冷壓-焓圖理想制冷循環制冷系數? 絕熱膨脹
雙級蒸汽壓縮制冷循環
中圖分類號： TB6文獻標識碼： A
壹、蒸汽壓縮式制冷的工作原理 蒸汽壓縮式制冷系統由壓縮機，冷凝器，膨脹閥，蒸發器組成，用管道將其連成壹個封閉的系統。
工質在蒸發器內與被冷卻對象發生熱量交換，吸收被冷卻對象的熱量並汽化，產生的低壓蒸汽被壓縮機吸入，經壓縮後以高壓排出。壓縮過程需要消耗能量。壓縮機排出的高溫高壓氣態工質在冷凝器被常溫冷卻介質(水或空氣)冷卻，凝結成高壓液體。高壓液體經膨脹閥時節流，變成低壓，低溫濕蒸汽，進入蒸發器，其中的低壓液體在蒸發器中再次汽化制冷，如此周而復始。
液體轉變為氣體,固體轉變為液體,固體轉變為氣體都要吸收潛熱。任何液體在沸騰過程中將要吸收熱量，液體的沸騰溫度(即飽和溫度)和吸熱量隨液體所處的壓力而變化，壓力越低，沸騰溫度也越低。而且不同液體的飽和壓力、沸騰溫度和吸熱量也各不相同。如下表壹
例：在1 個大氣壓下
制冷工質 沸點 (℃) 氣化潛熱 r (kJ / kg)
水 100 2256
R717(氨) -33.4 1368
R22 -40.8 375
據所用制冷液體(稱制冷劑)的熱力性質，創造壹定的壓力條件，就可以在壹定範圍內獲得所要求的低溫。 要實現制冷循環必須要有壹定的設備，而且要以消耗能量作為補償。 蒸汽壓縮式制冷循環就是用壓縮機等設備，以消耗機械功作為補償，對制冷劑的狀態進行循環變化，從而使用冷場合獲得連續和穩定的冷量及低溫。在制冷循環中，制冷劑經歷了汽化、壓縮、冷凝、節流膨脹等狀態變化過程。為了分析，比較和計算制冷循環的性能，必須知道制冷劑的狀態參數變化規律。對目前常用的制冷劑，這些狀態參數間的關系已經制成各種圖和表來表示。
制冷劑的熱力性質圖，常用的熱力性質圖有溫熵(T-S)圖和壓焓(㏒p-h)圖，形式如下圖，圖中x=0為飽和液體線，x=1為飽和蒸汽線，兩線之間為濕蒸汽區，其中等幹度線(x=0.1,x=0.2?)。
由於定壓過程的吸熱量，放熱量以及絕熱壓縮過程壓縮機的耗功量都可再㏒p-h圖上表示，利用過程初、終狀態的比焓差計算，因此㏒p-h圖在制冷循環的熱力計算上得到了廣泛的應用。由於制冷劑的熱力參數h、s等都是相對值，因此，在使用上述熱力性質表及圖時，必須註意他們之間的h、s的基準點是否壹致，對於基準點取值不同或單位制不壹致的圖或表，最好不要混用，否則必須進行換算和修正。
二、 理想制冷循環?逆卡諾循環
卡諾循環分正卡諾循環和逆卡諾循環，均是由兩個定溫和兩個絕熱過程組成，他們是壹個理想循環。研究蒸汽壓縮式制冷循環的主要目的，是為了分析影響制冷循環的各種因素，尋求節省制冷能耗的途徑。 逆卡諾循環是使工質(制冷劑)在吸收低溫熱源的熱量後通過制冷裝置，並以外功作補償，然後流向高溫熱源。逆向循環是壹種消耗功的循環，制冷循環就是按逆向循環進行的， 在溫?熵或壓?焓圖上，循環的各個過程都是依次按逆時針方向變化的。
逆卡諾循環設備示意圖
2.實現逆卡諾循環必須具備的條件：
(1)高、低溫熱源溫度恒定;
(2)工質在冷凝器和蒸發器中與外界熱源之間無傳熱溫差;
(3)工質流經各個設備時無內部不可逆損失;
(4)作為實現逆卡諾循環的必要設備是壓縮機、冷凝器、膨脹機和蒸發器。
逆卡諾循環是可逆的理想制冷循環，它不考慮工質在流動和狀態變化過程中的內部和外部不可逆損失。雖然逆卡諾循環無法實現，但是通過該循環的分析所得出的結論對實際制冷 循環具有重要的指導意義。
3.制冷系數?
制冷循環常用制冷系數 ? 表示它的循環經濟性能，制冷系數等於單位耗功量所制得的冷量。
?=q/?W
q: 1kg 制冷劑在T0溫度下從被冷卻物體吸收熱量q (kJ/kg)
W:循環1 kg的工質消耗功
對於逆卡諾循環而言：
?c=T0/(Tk- T0)
T0:蒸發溫度; Tk:冷凝溫度
從公式可知，逆卡諾循環的制冷系數僅與高、低溫熱源溫度有關，而與制冷劑的熱物理性能無關。由於逆卡諾循環不考慮各種損失，而且壓縮機利用了膨脹機對外輸出的功，因此，在恒定的高、低溫熱源區間，逆卡諾循環的制冷系數最大，在該溫度區間進行的 其它 各種制冷循 環的制冷系數均小於逆卡諾循環制冷系數。
所以，逆卡諾循環制冷系數可用來評價其它制冷循環的熱力完善度。
三、蒸汽壓縮式制冷理論循環及熱力計算
1.理論制冷循環不同於逆卡諾循環之處是：
(1)制冷劑在冷凝器和蒸發器中按等壓過程循環，而且具有傳熱溫差;
(2)制冷劑用膨脹閥絕熱節流，而不是用膨脹機絕熱膨脹;
(3)壓縮機吸入飽和蒸汽而不是濕蒸汽。
用膨脹閥代替膨脹機後的節流損失：不但增加了制冷循環的耗功量，還損失了制冷量。這兩部分損失必然使制冷系數和熱力完善度有所下降。
2.用幹壓縮代替濕壓縮後的過熱損失包括：
(1)用膨脹閥代替膨脹機後的節流損失導致後果：膨脹閥的節流是不可逆過程，節流前、後焓值不變;制冷劑幹度增加，液體含量減少，制冷量減少，消耗功上升，制冷系數下降，其降低的程度稱為節流損失。節流損失的大小與下列因素有關：與冷凝溫度和蒸發溫度差有關，節流損失隨其增加而增大;與制冷劑的物性有關，壹般節流損失大的制冷劑，過熱損失就小;與冷凝壓力有關，冷凝壓力Pk越接近臨界壓力Pkr節流損失越大。
(2)用幹壓縮代替濕壓縮後的飽和損失
原因:在制冷壓縮機的實際運行中，若吸入濕蒸汽，會引起液擊，並占有氣缸容積，使吸氣量減少，制冷量下降。過多的液體進入壓縮機氣缸後，很難全部汽化，這時，既破壞了壓縮機的潤滑，又會造成液擊，使壓縮機遭到破壞。因此，蒸汽壓縮式制冷裝置在實際運行中嚴禁發生濕壓縮，要求進入壓縮機的制冷劑為幹飽和蒸汽或過熱蒸汽，幹壓縮式制冷機正常工作的壹個重要標註。如何實現幹壓縮，如下圖，可在蒸發器出口增設壹個液體分離器。分離器上部的幹飽和蒸汽被壓縮機吸走，保證幹壓縮，進入壓縮機的制冷劑狀態點位於飽和蒸汽線上。制冷劑的絕熱壓縮過程在過熱蒸汽區進行。因此，制冷劑在冷凝器中並非定溫過程，而是定壓過程。
熱力計算制冷劑在蒸發器中的單位質量制冷量：
q0 = h1-h4[kJ/kg]
壓縮機的單位質量絕熱壓縮耗功量：
W= h2- h1 [kJ/kg]
制冷劑單位容積制冷量：
Qv= q0/V[kJ/m3]
理論制冷系數：?= q0/ W
3.蒸汽壓縮式制冷循環改善
為了使膨脹閥前液態制冷劑得到再冷卻，可以采用再冷卻器或回熱循環。
(1)設置再冷卻器對於同壹種制冷劑，節流損失主要與節流前後的溫差(Tk- T0)有關，溫差越小，節流損失越小。壹般可再冷凝器後增加壹個再冷卻器，使冷卻水通過再冷卻器，然後進入冷凝器。再冷卻後可使液體制冷劑在冷凝壓力下被再冷至狀態點3?，圖中3-3?是高壓液體制冷劑在再冷卻器中的再冷過程，再冷卻所能達到的溫度Tr,稱為再冷溫度，冷凝溫度與再冷溫度之差△Tr稱為再冷度，這種帶有再冷的循環稱為再冷循環。
增加過冷可以使制冷系數提高：制冷劑R717每過冷1℃，制冷系數可提高0.46%;冷制冷劑R22每過冷1℃，制冷系數可提高0.85%。
(2)回熱循環為了使膨脹閥前液體的再冷度增加，進壹步減少節流損失，同時又保證壓縮機吸氣有壹定過熱度，可再在制冷系統中增設壹個回熱器。回熱器的作用是使膨脹閥前的制冷劑液體與壓縮機吸入前的制冷劑蒸汽進行熱交換，使壓縮機吸入的蒸汽有壹定的過熱度，由於過熱(過熱量△q)增加了壓縮機的耗功量(△w)。因此，回熱循環的制冷系數是否提高，視△q/△w的比值定。
下表示幾種常用制冷劑采用回熱循環後，制冷系數及排氣溫度的變化情況。
制冷劑 R717 R22 R502
制冷系數增減率% -4.18 -1.88 +3.02
排氣溫度變化 ℃ 140.3?102 84.7?53.5 66.5?37.3
由上表可看出采用，采用回熱循環後制冷系數不壹定增加，制冷劑R22采用回熱循環後制冷系數降低不多但保證了幹壓縮金額熱力膨脹閥的穩定工作，所以實際中采用回熱循環。R502和R12適合采用回熱循環。R11和R717因為制冷系數降低很多不適合采用回熱循環。
四、雙級蒸汽壓縮制冷循環
對於活塞式制冷壓縮機單級制冷循環，在通常的環境下，壹般只能制取
-25℃~-35℃以上的蒸發溫度。如果采用單級制冷循環制取較低的蒸發溫度，將會產生很多有害因素，如：
(1)壓縮機排氣溫度很高，不但加大了過熱損失，使制冷系數下降，而且會惡化潤滑油效果，影響壓縮機的使用壽命和正常運行。
(2)壓縮比(Pk/P0)增大，在正常環境溫度下，當蒸發溫度T0下降時，Pk/P0增加，壓縮機容積效率降低，實際吸氣量減少，制冷量下降，當壓縮比達到壹定值時，活塞式制冷機此時已不能進行制冷。
(3)節流損失增加，制冷劑單位制冷量減少，消耗功加大，制冷系數下降。
(4)過低的蒸發溫度可能會使制冷系統的運行工況超過壓縮機標準規定的設計和使用條件，造成不允許的危險情況發生。如活塞式壓縮機(制冷劑R22)的壓縮比，大能大於6(高溫機)和16(低溫機)壓力差(Pk- P0)不能大於1.6MPa;螺桿式壓縮機(制冷劑R22)排氣溫度不能高於105℃，制冷劑R22當壓縮比?10時，采用單級壓縮, 壓縮比>10時采用雙級壓縮;制冷劑R717當壓縮比?8時，采用單級壓縮, 壓縮比>8時采用雙級壓縮。因此對於活塞式壓縮機，當T0低於-25~-35℃時，采用雙極制冷循環能使上述不利影響得到改善。對於螺桿式壓縮機，由於其具有良好的油冷卻裝置，排氣溫度比活塞式壓縮機低，允許的壓縮比和壓力差均較大。因此，壹般螺桿式壓縮機單級制冷循環可制取-40℃左右的低溫(Tk 在40℃~45℃時)。空氣源熱泵機組，其壓縮機至少要能在蒸發溫度為-15℃~+15℃(雙級壓縮可達-35℃)冷凝溫度?65℃的條件下正常工作。
下圖是雙級壓縮制冷循環示意圖：
雙級壓縮制冷循環通常采用閃發蒸汽分離器(節能器)和中間冷卻器兩種形式。下面介紹帶有中間冷卻器的雙級壓縮制冷循環。該循環式把來自蒸發器的制冷劑蒸汽，以串聯的兩臺壓縮機(有中間冷卻器)或者同壹臺壓縮機的兩組氣缸?接力?式壓縮。每壹級的壓縮比、排氣溫度等都符合壓縮機的使用條件，又可獲得較低的蒸發溫度T0，制冷系數比相同制冷能力的單級制冷循環大，因而比較經濟。下面介紹常用的雙級壓縮制冷循環。
壹次節流、完全中間冷卻的雙級壓縮制冷循環，所謂完全中間冷卻時指來自低壓級壓縮級的過熱蒸汽在中間冷卻器內完全冷卻至飽和狀態如下圖：
由於氨制冷系統排氣溫度高，吸氣過熱不能大，因此這種循環形式廣泛應用於氨雙級制冷系統。這種系統的特點是由於采用完全中間冷卻，可以減少過熱損失，因此，耗功量較單級少，制冷系數較單級大。中間壓力Pm=( Pk.P0)0.5
氨雙級壓縮的最佳中間溫度t佳=0.4 Tk+0.6T0+3 ℃
T0:蒸發溫度; Tk:冷凝溫度
壓縮比=Pk/P0 Pk:冷凝壓力 P0：蒸發壓力
當已知制冷量Q0，通過蒸發器的制冷劑質量流量Mr,則Mr= Q0/(h1-h8)
制冷循環壓縮機的理論總耗功率為Pth, Pth= Pth1+ Pth2
Pth1為低壓級壓縮機的理論耗功率(KW)
Pth2為高壓級壓縮機的理論耗功率(KW)
則理論制冷系數?th= Q0/ Pth
五、結論
隨著技術現代化的發展以及人民生活水平的不斷提高，制冷在工業、農業、國防、建築、科學等國民經濟各個部門中的作用和地位日益重要。特別是人們對生活水平的要求提高，不同食品儲藏溫度不同，雙級壓縮可以滿足更低溫度要求，人們在任何季節都可以品嘗到新鮮的食物。農牧業中，制冷用於對農作物種子進行低溫處理;建造人工氣候育秧室。制冷在醫療衛生方面和工業生產中發揮著日益重要的作用。總之通過本文的學習，對制冷系統原理有了全面認識，對如何提高制冷系數的 措施 有所了解。
參考文獻
吳業正制冷原理及設備 西安交通大學出版社
尉遲斌實用制冷與空調工程手冊機械工業出版社
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