工程熱力學第11章制冷循環(huán)

1、第十一章第十一章 制冷（致冷）循環(huán)制冷（致冷）循環(huán)本章基本知識點本章基本知識點 1. 1. 熟練空氣和蒸汽壓縮制冷循環(huán)的組熟練空氣和蒸汽壓縮制冷循環(huán)的組成、制冷系數(shù)的計算及提高制冷系數(shù)成、制冷系數(shù)的計算及提高制冷系數(shù)的方法和途徑。的方法和途徑。 2.了解吸收制冷、蒸汽噴射制冷及熱泵了解吸收制冷、蒸汽噴射制冷及熱泵的原理。的原理。動力循環(huán)與動力循環(huán)與制冷（熱泵制冷（熱泵)循環(huán)循環(huán) 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），從低溫溫熱源取熱熱源取熱 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），

2、向高溫輸入功量（或其他代價），向高溫熱用戶供熱熱用戶供熱 正循環(huán)正循環(huán)逆循環(huán)逆循環(huán)逆循環(huán)逆循環(huán)制冷循環(huán)和制冷制冷循環(huán)和制冷系數(shù)系數(shù)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 c熱泵循環(huán)和供熱熱泵循環(huán)和供熱系數(shù)系數(shù)coefficient of performance1copqwt1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,

3、 t1 ct112qwq制冷能力和冷噸制冷能力和冷噸生產(chǎn)中常用生產(chǎn)中常用制冷能力制冷能力來衡量設備產(chǎn)冷量大小來衡量設備產(chǎn)冷量大小制冷能力：制冷能力：制冷設備單位時間內(nèi)從冷庫取制冷設備單位時間內(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美國冷噸美國冷噸=3.517 kj/s制冷循環(huán)種類制冷循環(huán)種類111 空氣壓縮制冷循環(huán)空氣壓縮制冷循環(huán)冷卻水冷卻水膨脹機膨脹

4、機壓縮機壓縮機冷藏室冷藏室冷卻器冷卻器3214空氣壓縮制冷循環(huán)過程空氣壓縮制冷循環(huán)過程四個四個主要部件；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；pv圖和圖和ts圖圖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()()

5、()11qqwqqc ttc ttc tttttt制冷系數(shù)制冷系數(shù)ts1234113322114432223214141111kkkkpttptppttttttttttttt1122111111kkkktptp空氣壓縮制冷循環(huán)特點空氣壓縮制冷循環(huán)特點 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，再回熱則可用。使

6、用葉輪式，再回熱則可用。pv圖和圖和ts圖圖 pv3214tst2t01234 11-2 蒸氣壓縮制冷循環(huán)蒸氣壓縮制冷循環(huán) 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空氣壓縮制冷循環(huán)裝置空氣壓縮制冷循環(huán)裝置冷卻水冷卻水膨脹機膨脹機壓縮機壓縮機冷藏室冷藏室冷卻器冷卻器3214蒸氣壓縮制冷循環(huán)的計算蒸氣壓縮制冷循環(huán)的計算ts12345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

7、熱量 124qhh制冷系數(shù)制冷系數(shù) 21414212241421()()qhhhhqqqhhhhhhw兩個等壓，熱與功均與焓有關兩個等壓，熱與功均與焓有關 lnlnp p- -h h圖圖lnlnp p- -h h圖及計算圖及計算ts12345lnph123452q1qw21514qhhhh124qhh21421qhhwhh過冷措施過冷措施ts12345lnph12345215qhh21421qhhwhh5421whh不變不變45124qhh工程上常用工程上常用 11-3 熱泵熱泵q2q2q1q1wwt2t0t0t12qw制冷制冷系數(shù)系數(shù)制熱制熱系數(shù)系數(shù)11qw12qqwww制冷制冷熱泵熱泵熱泵

8、熱泵lnlnp p- -h h圖及計算圖及計算ts12345lnph123452q1qw21514qhhhh124qhh12421qhhwhh主要供暖方式主要供暖方式熱用戶熱用戶燃煤、燃氣燃煤、燃氣鍋爐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 11-4 吸收式制冷循環(huán)吸收式制冷循環(huán)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)以消耗以消耗機械功機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)）