制冷循环 COP 在线计算工具

平常分析工况时，经常需要算一下理论 COP，用于项目前期的定性评估。

比如：

• 快速检查一个制冷循环是否大致合理。
• 比较蒸发压力、冷凝压力变化对 COP 和功率的影响。
• 看过热度、过冷度调整后，循环状态点怎么移动。
• 估算某个制冷量下的质量流量和压缩机转速。
• 和同事、客户交流时解释四大部件在 P-h 图上的关系。

以前用 Refprop 或 CoolProp 在 Excel 里自己编公式算，虽然能用，但比较繁琐。

完成压焓图功能之后，Fluidtool 制冷循环工具 增加了蒸汽压缩循环理论计算。

给定制冷剂、蒸发压力、冷凝压力、过热度、过冷度，以及压缩机效率参数后，工具可以直接计算理论 COP，并把我关心的物性值一起算出来。

输入参数改动后，可以立即看到：

• P-h 图上的循环位置。
• COP。
• 压缩机比功。
• 压缩机功率。
• 压缩机转速。
• 蒸发器换热量。
• 质量流量。
• 冷凝器换热量。
• 压缩机、冷凝器、节流阀、蒸发器各段的详细状态。

输入变量

当前版本的输入项：

• 制冷剂。
• 质量流量。
• 蒸发器换热量。
• 等熵效率。
• 容积效率。
• 机械效率。
• 压缩机排量。
• 蒸发压力。
• 冷凝压力。
• 过热度。
• 过冷度。

默认工质是 R134a。默认压力是蒸发压力 4 bar(a)、冷凝压力 25 bar(a)，过热度和过冷度都是 3 K。

质量流量和蒸发器换热量是联动的。

如果用蒸发器换热量驱动计算，工具会反推质量流量。如果改质量流量，工具会反算对应的蒸发器换热量。

P-h 图

数字告诉结果，P-h 图展示循环状态。

当前循环点按典型四段处理：

1. 压缩机入口。
2. 压缩机出口。
3. 节流阀入口。
4. 节流阀出口。

压缩机段由蒸发压力升到冷凝压力，出口状态受入口熵和等熵效率影响。

冷凝器段完成去过热、冷凝和过冷，出口状态由冷凝压力和过冷度决定。

节流阀按等焓节流处理。

蒸发器段完成吸热蒸发和出口过热，出口状态由蒸发压力和过热度决定。

这些状态点放在 P-h 图上之后，改变输入参数时，可以直观看出压缩机出口焓值怎么变、节流后状态落在哪里、蒸发器吸热段长度大概是多少。

结果表格

摘要区放了几个工程上常看的量：

• COP。
• 压缩机比功。
• 压缩机功率。
• 压缩机转速。
• 蒸发器换热量。
• 质量流量。
• 冷凝器换热量。

前期估算可以快速看出：在同样制冷量下，排量变小、容积效率下降，转速会怎样升高。

部件详情面板

除了摘要结果，页面右侧还有部件详情。

当前分成四个部分：

• 压缩机。
• 冷凝器。
• 节流阀。
• 蒸发器。

每个部分都会列出入口压力、出口压力、入口温度、出口温度、焓值、熵值、干度或换热量等信息。

单位切换

当前工具支持常用工程单位切换。

• 压力可以切换 MPa、bar、kPa、Pa、psi、atm。
• 温差可以切换 °C、K、°F。
• 换热量可以切换 kW 和 W。
• 质量流量可以切换 kg/s、kg/h、g/s。

内部计算仍然使用统一基准，单位切换只影响显示和输入解释。

目前只是完成了最基本的功能，后续还有一些新想法会继续完善。如果你有问题或建议，也欢迎联系我改进。