工程热力学制冷循环 空气压缩制冷循环.ppt

制冷循环 本章基本知识点 1.熟悉空气和蒸汽压缩制冷循环的组成、制冷系数的计算及提高制冷系数的方法和途径。 2.了解吸收制冷、蒸汽喷射制冷及热泵原理。 制冷循环与热泵循环 制冷循环和制冷系数 热泵循环和供热系数 制冷能力和冷吨 制冷循环种类 §11－1 空气压缩制冷循环 空气压缩制冷循环过程 pv图和Ts图 制冷系数 pv图和Ts图 空气压缩制冷循环特点 压缩空气制冷想提高制冷能力，空气的流量就要很大，如应用活塞式压气机和膨胀机，不经济。 那么怎么改善这点呢？ 利用回热原理并采用叶轮式压气机和膨胀机，去改善压缩空气制冷的主要缺点。 空气回热制冷循环 空气回热制冷与非回热的比较 空气压缩制冷的根本缺陷 § 11-2 蒸气压缩制冷循环 蒸气压缩制冷空调装置 蒸气压缩制冷循环 节流阀代替膨胀机分析 蒸气压缩制冷循环的计算 lnp-h图及计算 过冷措施 § 11-3 制冷剂refrigerant 思考题 1.压缩蒸汽制冷循环采用节流阀来代替膨胀机，压缩空气制冷循环是否也可以采用这种方法？为什么？ 2.压缩空气制冷系数采用回热措施后是否提高其理论制冷系数？能否提高其实际制冷系数？为什么？ 3.作制冷剂的工质应具备哪些性质？ 4.本章提到的各种制冷循环有否共同点？若有是什么？ 思考题答案 1.压缩空气制冷循环不能采用节流阀来代替膨胀机。工质在节流阀中的过程是不可逆绝热过程，不可逆绝热节流熵增大，所以不但减少了制冷量也损失了可逆绝热膨胀可以带来的功量。而压缩蒸气制冷循环在膨胀过程中，因为工质的干度很小，所以能得到的膨胀功也极小。而增加一台膨胀机，及增加了系统的投资，有降低了系统工作的可靠性。因此，为了装置的简化及运行的可靠性等实际原因采用节流阀作绝热节流。 解: 按题意 T1=T5=263 K T3=T4=293 K 由氨的压焓图 （热力性质表)查得 T s 1 2 3 4 5 故单位质量工质的致冷量 q2=h1-h4=1430.8 -274.3=1156.5 kJ/kg h1=1430.8kJ/kg (263K的饱和蒸气） h4=274.3 kJ/kg （293K的饱和液）压力857.5KPa h2=1587.6kJ/kg (1,2定熵过程）s1=5.4673 装置消耗的功 |w0|=h2 - h1=1587.6 – 1430.8=156.8 kJ/kg 致冷系数 冷却水带走的热量 |q2|=h2 - h4=1587.6 – 274.3=1313.3 kJ/kg 例2 假定空气进入压气机时的状态为p1=0.1MPa，t1=-20 ℃，在压气机内定熵压缩到p2=0.5MPa，然后进入冷却器。离开冷却器时空气的温度为t3=20℃。若tc=-20℃，t0=20℃，空气视为定比热容的理想气体，κ=1.4。试求：(1)无回热时的制冷系数及每kg空气的制冷量 (2)保持制冷系数不变而采用回热，理想情况下压缩比 (1)求无回热时的 和 空气在冷却器中放热量为 每kg空气在冷库中的吸热量即为每kg空气 的制冷量： 循环的净热量为 故循环的制冷系数为 (2) 求有回热时的压力比 * Refrigeration Cycles § 11-1 空气压缩制冷循环 本章主要内容 § 11-2 蒸气压缩制冷循环 § 11-3 制冷剂 ? 制冷Refrigeration循环 输入功量（或其他代价），从低温 热源取热 ? 热泵Heat Pump循环 输入功量（或其他代价），向高温热用户供热 低温冷冻室 （a）冰箱 高温环境 低温环境 高温房间 （b）热泵 QL WN QH QL QH WN Coefficient of Performance T0环境 T2冷库 卡诺逆循环 q1 q2 w T s T2 T0 T0不变, T2 εC T2不变, T0 εC Reversed Carnot cycle Coefficient of Performance 卡诺逆循环 w T s T2 T0 T1不变, T0 εC T0不变, T1 εC T1 生产中常用制冷能力来衡量设备产冷量大小 制冷能力：制冷设备单位时间内从冷库取 走的热量(kJ/s)。 1冷吨：1吨0°C饱和水在24小时内被冷冻 到0°C的冰所需冷量。 水的凝结（熔化）热 r =334 kJ/kg 1冷吨=3.86 kJ/s Cooling Capacity and Ton of Refrigeration