工程热力学第十二章

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1、第十二章制冷循环第一节蒸汽压缩制冷循环第二节吸收制冷循环第三节吸附式制冷循环第四节热泵制冷循环—制冷系数热泵循环—供热系数h性能系数COP=收益/花费的代价第一节蒸气压缩制冷循环一、蒸气压缩制冷的理想循环蒸发器q2压缩机q1w冷凝器膨胀阀1234Ts12341-2:制冷剂在压缩机中的绝热压缩过程2-3:制冷剂在冷凝器中的定压放热过程3-4:制冷剂在膨胀阀中的绝热节流过程4-1:制冷剂在蒸发器中的定压定温气化过程Ts1234单位质量制冷剂在冷凝器中放热量：q1＝h2-h3=面积23da2da单位质量制冷剂在蒸发器中吸热量：q2＝h1-h4c=面积41ac4压缩机消耗的比轴功就是循

2、环消耗外界的比净功：12341是不可逆循环，所以循环的净功和净热量都不能用闭合曲线的面积来表示，因为h3＝h4，推导可得q=w=面积123515蒸气压缩制冷理想循环的制冷系数为二、制冷剂及其ｐ-ｈ图1.对制冷剂的热力学要求（1）在标准大气压下制冷剂的饱和温度（沸点）要低，一般应低于-10℃。（2）蒸发温度所对应的饱和压力不应过低，冷凝温度所对应的饱和压力不宜过高。（3）在工作温度（蒸发温度和冷凝温度）范围内，汽化潜热要大。（4）临界温度应远高于环境温度，使循环不在临界点附近运行，而运行于具有较大气化潜热的范围之内。（5）凝固点要低，以免在低温下凝固阻塞管路。而且饱和气的比容要小，以

3、减少设备的体积。2.制冷剂的p-h图ph1-2：制冷剂在压缩机中的绝热压缩过程12342-3：制冷剂在冷凝器中的定压放热过程3-4：制冷剂在膨胀阀中的绝热节流过程4-1：制冷剂在蒸发器中的定压定温汽化过程三、影响制冷系数ε的主要因素1.蒸发温度34ph124’1’2’原循环的制冷系数新循环的制冷系数蒸发温度主要取决于制冷对象的温度要求,不能随意变动,但在制冷对象允许情况下,取较高的蒸发温度有利于提高循环的制冷系数。一般蒸发温度比冷库温度低５～７℃,以保证传热需要。2.冷凝温度34ph12原循环的制冷系数新循环的制冷系数2’3’4’冷凝温度取决于冷却介质(大气或冷却水等)的温度,不

4、能随意变动。但在允许选择冷却介质的温度时，比如，冰箱、冰柜从提高制冷系数出发,应放置在房间温度较低的地方。一般冷凝温度要高于冷却介质温度５～７℃,以保证必要的传热温差。过冷度愈大,制冷系数增加愈多。制冷剂液体离开冷凝器的温度取决于冷却介质的温度,过冷度一般很小。多数制冷装置专设一回热器,使从冷凝器出来的制冷剂液体通过回热器进一步冷却,增大过冷度。回热器的冷却介质通常为离开蒸发器的低温低压蒸气。3.过冷度34ph123’4’例12-1以R22为制冷剂的制冷装置，制冷剂的蒸发温度t4＝-20℃，压缩机的吸气温度t1＝-20℃，冷凝温度t3＝20℃，试求该循环的制冷系数。3ph412解

5、由附图3的ｐ-ｈ图上找出给定的各点,并查出各点的焓值如下:例12-2以HFC134a为制冷剂的制冷装置，其制冷量Ｑ＝41686kJ/h。制冷循环的工作条件是：冷凝温度为30℃，过冷度Δt＝5℃,蒸发温度为-15℃，压缩机的吸气温度t1＝-5℃,试求：（1）单位质量制冷量；（2）每小时的循环量qm；(3)制冷剂在冷凝器中每小时的放热量；（4）压缩机每小时消耗的理论功W和功率N；（5）制冷系数ε。ph-5℃-15℃130℃25℃324四、单级压缩双蒸发器的制冷循环T-ｓ图及ｐ-ｈ图高压蒸发器的蒸发压力由蒸发器后面的背压阀来控制,使之具有较高的蒸发温度。5-6：绝热节流过程，6与8混

6、合成状态点1。第二节吸收制冷循环由低温热源向高温热源传递热量必须消耗能量。在压缩式制冷装置中要消耗机械功,而在吸收式制冷装置中则主要是消耗热能。在相同的制冷量情况下，吸收式制冷循环的设备体积要比蒸汽压缩制冷循环的大，并只适用于具有稳定冷负荷的场合，因为从起动到稳定需要较长时间。但其优点是可利用较低温度的热能如低压蒸汽、热水、烟气等的余热资源或太阳能实现制冷。此外,还有以水作制冷剂，溴化锂（LiBr）作吸收剂的吸收式制冷装置。吸收式制冷装置的制冷系数热泵传给高温物体的热量包括由消耗的机械功变成的热量。所以，热泵的供热系数比工作在相同条件下制冷装置的制冷系数大。直接用电炉取暖所消耗的能

7、量要比用电机带动热泵消耗的能量大得多，这是因为电炉至多只能将电能全部转化为热能，而热泵循环不仅如此，还可将取自环境的热量一起送到需要取暖的房间。第四节热泵制冷装置—从低温处吸收热量，保持低温。热泵—向高温处提供热量。供热系数逆循环