Aspen plus模拟空调制冷循环过程

发布时间：2025-04-24 17:03:09人气：51

1902年美国机械工程师威利斯·哈维兰·卡里尔，发明了一款给机器设备使用的制冷设备，1928年他推出了第一代家用空调，目前为止我们使用的空调经过近百年的改进，已经向着智能化的方向发展。

一般家用空调器主要由压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器等组成。在空调系统里注入一定量的制冷剂后，它会在汽化过程中吸收热量，降低其周围物质的温度。用压缩机抽吸已吸热成为蒸汽状态的制冷剂，经压缩机做功，再送入冷凝器中，这时制冷剂由气态转变为液态，并重新进行新的循环。

制冷循环的工作分为压缩→冷凝→减压→蒸发四个过程。其中冷凝器和蒸发器都是热交换器，主要进行热量的交换。在这些部件的构成中，冷凝器和压缩机位于房屋外部，也就是空调外机里；蒸发器和膨胀阀位于房间内部的空调内。

1、压缩过程

压缩过程在压缩机中进行,压缩机是制冷系统的心脏，可将低温低压的气体压缩成为高温高压的气体。压缩机由电机部分和压缩部分组成。电机通电后运行，带动压缩部分工作，使吸气管吸入的低温低压制冷剂气体变为高温高压气体。

常见压缩机：活塞式、旋转式、涡旋式。活塞式压缩机常见于老式柜式空调器中，现已经很少使用；旋转式压缩机大量使用在 1~3P的挂式或柜式空调器中，是目前最常见的压缩机；涡旋式压缩机通常使用在3P及以上柜式空调器中。

2、冷凝过程

冷凝过程在冷凝器中进行,它是一个恒压放热过程。为了让制冷剂蒸气能被反复使用,需将蒸发器流出的制冷剂蒸气冷凝还原为液态,制冷剂由饱和蒸气冷凝为饱和液体放出潜热,并传给周围空气。

3、节流过程

节流阀是又细又长的毛细管，由于冷凝器冷凝得到的液态制冷剂的冷凝温度和冷凝压力要高于蒸发温度和蒸发压力,在进入蒸发器前需让它降压降温。液态制冷剂通过毛细管时由于流动阻力而降压,并伴随着一定程度的散热和少许的汽化,因此节流过程是一个降压降温的过程。节流阀对高压液态制冷剂进行节流降压，保证冷凝器和蒸发器之间的压力差，以使蒸发器中的液态制冷剂在要求的低压下蒸发吸热，从而达到制冷降温的目的。

4、蒸发过程

液态制冷剂在蒸发器中蒸发时吸收热量,使其周围的介质温度降低或保持一定的低温状态,从而达到制冷的目的。蒸发器制冷量大小主要取决于液态制冷剂在蒸发器内蒸发量的多少。

以上四个流程为制冷系统的一次完整循环流程，空调制冷时一直循环此过程，将室内热量吸收转移到室外的过程。

图片冷媒R134a是目前国际公认的替代R12的主要制冷工质之一，化学式C2H2F4，沸点：-26.5 ℃，是使用最广泛的中低温环保制冷剂，常用于车用空调，商业和工业用制冷系统。

R134a正常状态制冷系统压力值：

低压端0.15~0.25Mpa(1.5~2.5kgf/cm)

高压端1.37~1.57Mpa(14~16kgf/cm2)

借助模拟软件Aspen plus模拟空调制冷循环吸、放热过程：

蒸发过程.jpg