压焓图 (p-h 图) / Pressure-Enthalpy Diagram

Definition

制冷剂研发与制冷循环分析的”地图”。横轴:比焓 h (kJ/kg);纵轴:压力 p (MPa,对数坐标)。

核心结构:

  • 饱和区 Saturation Region / Dome:钟形区域,区内气液共存
  • 临界点 Critical Point:钟形顶端,气液不分
  • 等温线 Isotherms:饱和区内水平,等压
  • 等熵线 Isentropes:垂直向上(理想压缩过程)
  • 过冷区 Subcooled Liquid(饱和液左侧)
  • 过热区 Superheated Vapor(饱和气右侧)

Application

研发工程师必须会用 p-h 图,主要场景:

  1. 画制冷循环:压缩(垂直等熵上升)→ 冷凝(水平向右,饱和线上) → 节流(垂直等焓下降)→ 蒸发(水平向右,饱和线下)→ 回到起点
  2. 计算 COPCOP = Q_evap / W_comp = (h₁ - h₄) / (h₂ - h₁)
  3. 判断过热度/过冷度:从饱和温度到实际温度的距离
  4. 优化设计:增大过冷 → Q_evap↑;减小压比 → W_comp↓;两者均提升 COP
  5. 故障诊断:实测吸排气压力 → 对照 p-h 图判断合理性

Referenced In

k01 k04 k06 k07 k09 k20

Notes

建议打印一张常用制冷剂(R410A/R32/R134a/R290/R744)的 p-h 图贴在工位。开源 CoolProp(Python)与商业 NIST REFPROP 可自动绘制精确版本。