工程熱力學(xué)第11章制冷循環(huán)

1、 制冷（熱泵制冷（熱泵)循環(huán)循環(huán) 輸入功量（或其他代價），從低輸入功量（或其他代價），從低溫溫?zé)嵩慈釤嵩慈?動力循環(huán)動力循環(huán) 輸入熱輸入熱, ,通過循環(huán)輸出功通過循環(huán)輸出功 熱泵循環(huán)熱泵循環(huán) 輸入功量（或其他代價），向高溫輸入功量（或其他代價），向高溫?zé)嵊脩艄釤嵊脩艄?正循環(huán)正循環(huán)逆循環(huán)逆循環(huán)逆循環(huán)逆循環(huán)coefficient of performance2copqwt0環(huán)境環(huán)境t2冷庫冷庫卡諾逆循環(huán)卡諾逆循環(huán)222c1202qqtwqqttq1q2wtst2t00211ttt0不變不變, t2 ct2不變不變, t0 ccoefficient of performance1copqw

2、t1房間房間t0環(huán)境環(huán)境卡諾逆循環(huán)卡諾逆循環(huán)111c1210qqtwqqttq1q2wtst2t00111ttt1不變不變, t0 ct0不變不變, t1 ct112qwq生產(chǎn)中常用生產(chǎn)中常用制冷能力制冷能力來衡量設(shè)備產(chǎn)冷量大小來衡量設(shè)備產(chǎn)冷量大小制冷能力：制冷能力：制冷設(shè)備單位時間內(nèi)從冷庫取制冷設(shè)備單位時間內(nèi)從冷庫取 走的熱量走的熱量(kj/s)。商業(yè)上常用商業(yè)上常用冷噸冷噸來表示。來表示。1冷噸：冷噸：1噸噸0c飽和飽和水水在在24小時內(nèi)被冷小時內(nèi)被冷凍凍 到到0c的的冰冰所需冷量。所需冷量。水的凝結(jié)（熔化）熱水的凝結(jié)（熔化）熱 r =334 kj/kg1冷噸冷噸=3.86 kj/s1美國

3、冷噸美國冷噸=3.517 kj/s 冷卻水冷卻水膨脹機(jī)膨脹機(jī)壓縮機(jī)壓縮機(jī)冷藏室冷藏室冷卻器冷卻器3214四個四個主要部件；工質(zhì)：主要部件；工質(zhì)：空氣空氣1 2 絕熱壓縮絕熱壓縮 p t2 3 等壓冷卻等壓冷卻 向環(huán)境放熱，向環(huán)境放熱，t3 4 絕熱膨脹絕熱膨脹 t t1 （冷庫）（冷庫）4 1 等壓吸熱等壓吸熱 t t1理想化處理：理想化處理：理氣；理氣； 定化熱定化熱; 可逆；可逆；1 2 絕熱壓縮絕熱壓縮2 3 等壓冷卻等壓冷卻3 4 絕熱膨脹絕熱膨脹4 1 等壓吸熱等壓吸熱 pv3214tst2t01234逆勃雷登循環(huán)逆勃雷登循環(huán)sspp2212p14p23p142314cop()()(

4、)11qqwqqc ttc ttc ttttttts1234113322114432223214141111kkkkpttptppttttttttttttt1122111111kkkktptp 優(yōu)點：優(yōu)點：工質(zhì)無毒，無味，不怕泄漏。工質(zhì)無毒，無味，不怕泄漏。 缺點：缺點： 1. 無法實現(xiàn)無法實現(xiàn) t ， c2. q2=cp(t1-t4)，空氣，空氣cp很小，很小， (t1-t4)不不能太大，能太大， q2 很小。很小。 若若(t1-t4)3. 活塞式流量活塞式流量m小，制冷量小，制冷量q2=m q2小，小， 使用葉輪式，再回?zé)釀t可用。使用葉輪式，再回?zé)釀t可用。 pv3214tst2t01234

5、 水能用否？水能用否？ 0c以下凝固不能流動。以下凝固不能流動。一般用低沸點工質(zhì)，如氟利昂、氨一般用低沸點工質(zhì)，如氟利昂、氨沸點：沸點：(1)st patm水水100cr22- 40.8cr134athr01- 26.1c- 30.18c冷卻水冷卻水膨脹機(jī)膨脹機(jī)壓縮機(jī)壓縮機(jī)冷藏室冷藏室冷卻器冷卻器3214ts12345蒸發(fā)器中吸熱量蒸發(fā)器中吸熱量 21514qhhhh冷凝器中放熱量冷凝器中放熱量 124qhh制冷系數(shù)制冷系數(shù) 21414212241421()()qhhhhqqqhhhhhhw兩個等壓，熱與功均與焓有關(guān)兩個等壓，熱與功均與焓有關(guān) lnlnp p- -h h圖圖ts12345lnp

6、h123452q1qw21514qhhhh124qhh21421qhhwhhts12345lnph12345215qhh21421qhhwhh5421whh不變不變45124qhh工程上常用工程上常用q2q2q1q1wwt2t0t0t12qw制冷制冷系數(shù)系數(shù)制熱制熱系數(shù)系數(shù)11qw12qqwww制冷制冷熱泵熱泵ts12345lnph123452q1qw21514qhhhh124qhh12421qhhwhh主要供暖方式主要供暖方式熱用戶熱用戶燃煤、燃?xì)馊济骸⑷細(xì)忮仩t鍋爐集中供熱集中供熱直接電采暖直接電采暖（蓄熱鍋爐、（蓄熱鍋爐、地板輻射、地板輻射、電熱膜）電熱膜）熱泵（空氣熱泵（空氣源、水源）源、水源）能量利用系數(shù)能量利用系數(shù)直接電直接電 100%電廠電廠發(fā)電發(fā)電33%損失損失67%房間房間33%鍋爐鍋爐100%鍋爐鍋爐效率效率70%房間房間70%損失損失30%熱熱泵泵熱泵熱泵100%電廠電廠發(fā)電發(fā)電33%損失損失67%66%房間房間99%cop=3利用利用溶液溶液性質(zhì)性質(zhì)壓縮制冷循環(huán)壓縮制冷循環(huán)以消耗以消耗機(jī)械功機(jī)械功為代價為代價吸收式制冷吸收式制冷以消耗以消耗熱量熱量為代價為代價溶液溶液 = 溶劑溶劑 + 溶質(zhì)溶質(zhì)溶液溶液t溶液溶液t溶劑溶劑吸收吸收溶質(zhì)溶質(zhì)的能力的能力溶劑溶劑吸收吸收溶質(zhì)溶質(zhì)的能力的能力溶液溶液濃度濃度溶液溶液濃度濃度氨（溶質(zhì)）氨（溶質(zhì)） + 水（溶劑）