大一學(xué)年化工專業(yè)課件制冷循環(huán)配套

1、2021年10月26日第十二章 制冷循環(huán)112- -1 逆向卡諾循環(huán)逆向卡諾循環(huán)12- -2 空氣壓縮制冷循環(huán)空氣壓縮制冷循環(huán)12- -3 蒸氣壓縮制冷循環(huán)蒸氣壓縮制冷循環(huán)12- -4 蒸汽噴射制冷循環(huán)及吸收式制冷裝置蒸汽噴射制冷循環(huán)及吸收式制冷裝置12- -5 熱泵循環(huán)熱泵循環(huán)12- -6 制冷劑及其熱力學(xué)性質(zhì)制冷劑及其熱力學(xué)性質(zhì)2021年10月26日第十二章 制冷循環(huán)2 逆向卡諾循環(huán)逆向卡諾循環(huán)理想的理想的最簡(jiǎn)單的制冷循環(huán)最簡(jiǎn)單的制冷循環(huán)。由四個(gè)過(guò)程組成：。由四個(gè)過(guò)程組成： 1-2為絕熱膨脹；為絕熱膨脹； 2-3為定溫吸熱；為定溫吸熱； 3- -4為絕熱壓縮；為絕熱壓縮； 4- -1為定為

2、定溫放溫放熱。熱。 循環(huán)中系統(tǒng)消耗凈功循環(huán)中系統(tǒng)消耗凈功 ，從冷庫(kù)中的低溫物體吸熱，從冷庫(kù)中的低溫物體吸熱q2，向溫，向溫度較高的環(huán)境放熱度較高的環(huán)境放熱 。 0w1q過(guò)程過(guò)程2-3，工質(zhì)從冷庫(kù)中吸取熱量：，工質(zhì)從冷庫(kù)中吸取熱量： )(2322ssTq過(guò)程過(guò)程4-1，工質(zhì)向環(huán)境放出熱量：，工質(zhì)向環(huán)境放出熱量： )(1411ssTq210qqw循環(huán)中消耗的凈功：循環(huán)中消耗的凈功： 2021年10月26日第十二章 制冷循環(huán)3可見(jiàn)，當(dāng)可見(jiàn)，當(dāng)T1const，T2， 。反之，。反之，T2， 。 上述結(jié)論對(duì)制冷循環(huán)具有重要指導(dǎo)意義。在保證必需的冷凍條上述結(jié)論對(duì)制冷循環(huán)具有重要指導(dǎo)意義。在保證必需的冷凍條

3、件的情況下，為避免無(wú)謂地消耗過(guò)多的機(jī)械功，冷庫(kù)溫度應(yīng)盡量接件的情況下，為避免無(wú)謂地消耗過(guò)多的機(jī)械功，冷庫(kù)溫度應(yīng)盡量接近環(huán)境溫度。近環(huán)境溫度。 制冷循環(huán)中從低溫物體吸收的熱量制冷循環(huán)中從低溫物體吸收的熱量與所消耗的凈功之比。即與所消耗的凈功之比。即 21202qqqwq逆向卡諾循環(huán)制冷系數(shù)：逆向卡諾循環(huán)制冷系數(shù)：1121212TTTTT121220TTqqw逆向卡諾循環(huán)凈功：逆向卡諾循環(huán)凈功：0w0w為制冷循環(huán)的工作有效程度的評(píng)價(jià)指標(biāo)。為制冷循環(huán)的工作有效程度的評(píng)價(jià)指標(biāo)。2021年10月26日第十二章 制冷循環(huán)4 實(shí)際制冷裝置根據(jù)所用工質(zhì)的性質(zhì)，按實(shí)際制冷裝置根據(jù)所用工質(zhì)的性質(zhì)，按不同的制冷循環(huán)

4、工作。不同的制冷循環(huán)工作。 空氣可用作為制冷裝置的工質(zhì)?？諝饪捎米鳛橹评溲b置的工質(zhì)。 主要設(shè)備：壓氣機(jī)、冷卻器、膨脹機(jī)和主要設(shè)備：壓氣機(jī)、冷卻器、膨脹機(jī)和冷庫(kù)換熱器。冷庫(kù)換熱器。 空氣壓縮制冷理想循環(huán)由四個(gè)可逆過(guò)程組成：空氣壓縮制冷理想循環(huán)由四個(gè)可逆過(guò)程組成：絕熱壓縮過(guò)程絕熱壓縮過(guò)程1-2、定壓放熱過(guò)程定壓放熱過(guò)程2- -3、絕熱膨脹過(guò)程、絕熱膨脹過(guò)程3- -4和定壓吸熱過(guò)程和定壓吸熱過(guò)程4- -1。 2021年10月26日第十二章 制冷循環(huán)5 循環(huán)制冷量為循環(huán)制冷量為4- -1中工質(zhì)吸取的熱量：中工質(zhì)吸取的熱量：Tchhqpd140412)()()()(431243s21s0hhhhwww)

5、()()(43124102hhhhhhwq)()()(430120410TTcTTcTTcppp141232141111TTTTTTTTT循環(huán)消耗的凈功：循環(huán)消耗的凈功： 因此，可得空氣壓縮制冷循環(huán)制冷系數(shù)的表達(dá)式為因此，可得空氣壓縮制冷循環(huán)制冷系數(shù)的表達(dá)式為 如取空氣的比熱容為定值，則有如取空氣的比熱容為定值，則有 2021年10月26日第十二章 制冷循環(huán)6由絕熱過(guò)程由絕熱過(guò)程1-2及及3-4，可得各狀態(tài)參數(shù)間的關(guān)系：，可得各狀態(tài)參數(shù)間的關(guān)系：43/ )1(43/ )1(1212TTppppTT代入上式，可得空氣壓縮制冷循環(huán)的制冷系數(shù)的計(jì)算式為代入上式，可得空氣壓縮制冷循環(huán)的制冷系數(shù)的計(jì)算式

6、為11114312TTTT即即11)1(12pp141232141111TTTTTTTTT可見(jiàn)，壓氣機(jī)增壓比可見(jiàn)，壓氣機(jī)增壓比p2/p1。2021年10月26日第十二章 制冷循環(huán)7 制冷溫度制冷溫度空氣壓縮制冷循環(huán)增壓比空氣壓縮制冷循環(huán)增壓比(循環(huán)循環(huán)1- -3- -5- -6- -1) )。 采用回?zé)崞?，空氣在回?zé)崞髦械念A(yù)熱過(guò)程采用回?zé)崞鳎諝庠诨責(zé)崞髦械念A(yù)熱過(guò)程部分替代絕熱壓縮過(guò)程，部分替代絕熱壓縮過(guò)程，降低增壓比降低增壓比。 1- -2回?zé)崞髦谢責(zé)崞髦锌諝饪諝舛▔侯A(yù)熱；定壓預(yù)熱；2- -3壓氣機(jī)中空氣絕熱壓縮；壓氣機(jī)中空氣絕熱壓縮；3- -4冷卻器中空氣定壓放熱；冷卻器中空氣定壓放熱；4

7、- -5回?zé)崞髦锌諝舛▔夯責(zé)?；回?zé)崞髦锌諝舛▔夯責(zé)幔?- -6膨脹膨脹機(jī)中空氣的絕熱膨脹；機(jī)中空氣的絕熱膨脹；6- -1冷庫(kù)換熱器中空氣定壓吸熱冷庫(kù)換熱器中空氣定壓吸熱。 回?zé)嵫h(huán)回?zé)嵫h(huán)1- -2- -3- -4- -5- -6- -1與高增壓比無(wú)回?zé)嵫h(huán)與高增壓比無(wú)回?zé)嵫h(huán)1- -3- -5- -6- -1的對(duì)的對(duì)比：比：循環(huán)吸熱過(guò)程循環(huán)吸熱過(guò)程6-1相同，即制冷量相同；冷卻器定壓放熱過(guò)程相同，即制冷量相同；冷卻器定壓放熱過(guò)程3- 4和和3-5的溫度變化范圍相同，故放熱量相同。的溫度變化范圍相同，故放熱量相同。因此因此兩者制冷系數(shù)相同兩者制冷系數(shù)相同。但是，采。但是，采用回?zé)崞鞯目諝鈮嚎s制

8、冷裝置中，用回?zé)崞鞯目諝鈮嚎s制冷裝置中，壓氣機(jī)增壓比小壓氣機(jī)增壓比小，壓氣機(jī)負(fù)荷減小。，壓氣機(jī)負(fù)荷減小。因此，帶回?zé)崞鞯目諝鈮嚎s制冷裝因此，帶回?zé)崞鞯目諝鈮嚎s制冷裝置在深度冷凍及氣體液化中得到應(yīng)置在深度冷凍及氣體液化中得到應(yīng)用。用。 2021年10月26日第十二章 制冷循環(huán)8 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：可用濕飽和蒸氣作為工質(zhì)，實(shí)現(xiàn)可用濕飽和蒸氣作為工質(zhì)，實(shí)現(xiàn)定溫吸熱定溫吸熱(放熱放熱)，即按逆向卡諾循環(huán)工作，在一，即按逆向卡諾循環(huán)工作，在一定冷庫(kù)溫度及環(huán)境溫度下獲得最高的制冷系數(shù)。定冷庫(kù)溫度及環(huán)境溫度下獲得最高的制冷系數(shù)。 用濕飽和蒸氣作為制冷工質(zhì)可得到大的用濕飽和蒸氣作為制冷工質(zhì)可得到大的單位質(zhì)量工質(zhì)的制

9、冷量（靠汽化潛熱吸熱）。單位質(zhì)量工質(zhì)的制冷量（靠汽化潛熱吸熱）。 以濕飽和蒸氣為工質(zhì)的逆向卡諾循環(huán)的以濕飽和蒸氣為工質(zhì)的逆向卡諾循環(huán)的不足不足： 壓縮工質(zhì)為濕飽和蒸氣，當(dāng)其被吸入壓氣機(jī)時(shí)，其中飽和液壓縮工質(zhì)為濕飽和蒸氣，當(dāng)其被吸入壓氣機(jī)時(shí)，其中飽和液體會(huì)立刻從壓氣機(jī)缸壁吸熱體會(huì)立刻從壓氣機(jī)缸壁吸熱汽化，使氣缸內(nèi)壓力突然增加，減少壓汽化，使氣缸內(nèi)壓力突然增加，減少壓氣機(jī)的吸氣量，造成制冷量降低。氣機(jī)的吸氣量，造成制冷量降低。 壓縮過(guò)程中未汽化的液體可能引起液擊，損壞壓氣機(jī)。壓縮過(guò)程中未汽化的液體可能引起液擊，損壞壓氣機(jī)。 絕熱膨脹過(guò)程中，因工質(zhì)中液體含量很大，膨脹機(jī)工作條件絕熱膨脹過(guò)程中，因工質(zhì)

10、中液體含量很大，膨脹機(jī)工作條件很差。很差。2021年10月26日第十二章 制冷循環(huán)9 實(shí)用的蒸氣壓縮制冷循環(huán)實(shí)用的蒸氣壓縮制冷循環(huán)以逆向卡諾循環(huán)為基礎(chǔ)，對(duì)其壓縮以逆向卡諾循環(huán)為基礎(chǔ)，對(duì)其壓縮過(guò)程及膨脹過(guò)程進(jìn)行適當(dāng)改進(jìn)而成。過(guò)程及膨脹過(guò)程進(jìn)行適當(dāng)改進(jìn)而成。 蒸蒸氣氣壓縮制冷裝置的主要組成壓縮制冷裝置的主要組成：壓氣機(jī)、冷凝器、節(jié)流閥和蒸：壓氣機(jī)、冷凝器、節(jié)流閥和蒸發(fā)器。發(fā)器。 氣液分離器氣液分離器的作用：將未汽化的飽和液分離出來(lái)送回蒸發(fā)器，的作用：將未汽化的飽和液分離出來(lái)送回蒸發(fā)器，保證只有干飽和蒸氣進(jìn)入壓氣機(jī)保證只有干飽和蒸氣進(jìn)入壓氣機(jī) 。 蒸蒸氣氣壓縮制冷裝置理想循環(huán)壓縮制冷裝置理想循環(huán)由四

11、個(gè)可逆過(guò)程組成：絕熱壓縮過(guò)由四個(gè)可逆過(guò)程組成：絕熱壓縮過(guò)程程1- -2、定壓放熱過(guò)程、定壓放熱過(guò)程2- -3、絕熱膨脹過(guò)程、絕熱膨脹過(guò)程3- -4和定壓吸熱過(guò)程和定壓吸熱過(guò)程4- -1。壓縮壓縮工質(zhì)為過(guò)熱蒸氣；工質(zhì)為過(guò)熱蒸氣；膨脹膨脹節(jié)流閥代替膨脹機(jī)。節(jié)流閥代替膨脹機(jī)。氣氣2021年10月26日第十二章 制冷循環(huán)10 蒸氣壓縮制冷循環(huán)的蒸氣壓縮制冷循環(huán)的制冷量制冷量為為412hhq)()(12s0hhwwc124102hhhhwq循環(huán)凈功循環(huán)凈功即壓氣機(jī)消耗的軸功為即壓氣機(jī)消耗的軸功為 于是，于是，蒸氣壓縮制冷循環(huán)的制冷系數(shù)蒸氣壓縮制冷循環(huán)的制冷系數(shù)可按下式計(jì)算：可按下式計(jì)算： 式中，各狀態(tài)點(diǎn)

12、的焓值可用相關(guān)的線圖確定。式中，各狀態(tài)點(diǎn)的焓值可用相關(guān)的線圖確定。2021年10月26日第十二章 制冷循環(huán)11 制冷循環(huán)計(jì)算時(shí)常用制冷循環(huán)計(jì)算時(shí)常用lnp-h線圖。用線圖。用lnp-h線圖可方便地表示定線圖可方便地表示定壓過(guò)程、定焓過(guò)程，且極易確定各點(diǎn)的焓值。壓過(guò)程、定焓過(guò)程，且極易確定各點(diǎn)的焓值。 lnp-h圖上的蒸氣壓縮制冷循環(huán)的循環(huán)曲線：圖上的蒸氣壓縮制冷循環(huán)的循環(huán)曲線：1-2為定熵過(guò)程；為定熵過(guò)程；2-3為定壓過(guò)程；為定壓過(guò)程；3-4為節(jié)流過(guò)程，其初終兩態(tài)的焓相等；為節(jié)流過(guò)程，其初終兩態(tài)的焓相等；4-1為定為定壓過(guò)程。壓過(guò)程。 lnp-h圖上圖上狀態(tài)點(diǎn)的狀態(tài)點(diǎn)的近似近似確定：確定： 1

13、點(diǎn)：蒸發(fā)溫度線與干飽和蒸氣線的交點(diǎn)；點(diǎn)：蒸發(fā)溫度線與干飽和蒸氣線的交點(diǎn)； 2點(diǎn)：過(guò)點(diǎn)：過(guò)1 1點(diǎn)的等熵線與冷凝溫度線的交點(diǎn)；點(diǎn)的等熵線與冷凝溫度線的交點(diǎn)； 3點(diǎn)：冷凝溫度線與飽和液體線的交點(diǎn)點(diǎn)：冷凝溫度線與飽和液體線的交點(diǎn)( (不不考慮過(guò)冷度考慮過(guò)冷度，圖中，圖中3點(diǎn)有點(diǎn)有過(guò)冷度過(guò)冷度) ) ； 4點(diǎn)：過(guò)點(diǎn)：過(guò)3點(diǎn)的定焓線與蒸發(fā)溫度線的交點(diǎn)。點(diǎn)的定焓線與蒸發(fā)溫度線的交點(diǎn)。2021年10月26日第十二章 制冷循環(huán)12 單級(jí)蒸氣壓縮制冷的不足單級(jí)蒸氣壓縮制冷的不足：制冷溫度低時(shí)：制冷溫度低時(shí)制冷劑蒸發(fā)溫度也制冷劑蒸發(fā)溫度也低，此時(shí)，在相同冷凝條件下，要求壓氣機(jī)有較大的增壓比，使得低，此時(shí)，在相同冷

14、凝條件下，要求壓氣機(jī)有較大的增壓比，使得壓縮耗功增大，壓氣機(jī)排氣溫度升高。壓縮耗功增大，壓氣機(jī)排氣溫度升高。 采用多級(jí)壓縮制冷循環(huán)，可獲得不同溫度的冷量，同時(shí)可減少采用多級(jí)壓縮制冷循環(huán)，可獲得不同溫度的冷量，同時(shí)可減少耗功，降低排汽溫度。耗功，降低排汽溫度。 2021年10月26日第十二章 制冷循環(huán)13 來(lái)自低壓蒸發(fā)器低壓干飽和來(lái)自低壓蒸發(fā)器低壓干飽和蒸氣蒸氣(p1)低壓壓氣機(jī)低壓壓氣機(jī)(過(guò)熱蒸氣過(guò)熱蒸氣p2)中冷器中冷器(定壓冷卻定壓冷卻)。如溫度。如溫度仍高于壓力仍高于壓力p2對(duì)應(yīng)的飽和溫度，對(duì)應(yīng)的飽和溫度，工質(zhì)就與經(jīng)高壓節(jié)流閥節(jié)流至中工質(zhì)就與經(jīng)高壓節(jié)流閥節(jié)流至中間壓力間壓力p2的冷凝液體

15、混合的冷凝液體混合(接觸換接觸換熱熱)蒸氣溫度降低到壓力蒸氣溫度降低到壓力p2對(duì)應(yīng)對(duì)應(yīng)的飽和溫度的飽和溫度汽液分離器。汽液分離器。 汽液分離器上部干飽和蒸氣汽液分離器上部干飽和蒸氣( (p p2) )高壓壓氣機(jī)高壓壓氣機(jī)( (過(guò)熱蒸氣過(guò)熱蒸氣p p4)冷凝器冷凝器高壓節(jié)流閥高壓節(jié)流閥(降溫降溫)汽液分離器。汽液分離器。汽液分離器汽液分離器液體制冷劑液體制冷劑低壓節(jié)流閥低壓節(jié)流閥低壓蒸發(fā)器低壓蒸發(fā)器( (蒸發(fā)獲得蒸發(fā)獲得低溫制冷低溫制冷量量，低壓干飽和蒸氣，低壓干飽和蒸氣)低壓壓氣機(jī)，繼續(xù)循環(huán)。低壓壓氣機(jī)，繼續(xù)循環(huán)。中壓蒸發(fā)器中壓蒸發(fā)器( (蒸發(fā)獲得蒸發(fā)獲得溫度較高的制冷量溫度較高的制冷量) )

16、。2021年10月26日第十二章 制冷循環(huán)14 高壓壓氣機(jī)吸氣的組成：低壓壓氣機(jī)的排汽；中壓蒸發(fā)器高壓壓氣機(jī)吸氣的組成：低壓壓氣機(jī)的排汽；中壓蒸發(fā)器蒸發(fā)產(chǎn)生的蒸氣；高壓節(jié)流器節(jié)流閃蒸產(chǎn)生的蒸氣；來(lái)自高壓蒸發(fā)產(chǎn)生的蒸氣；高壓節(jié)流器節(jié)流閃蒸產(chǎn)生的蒸氣；來(lái)自高壓節(jié)流器的液體與中間冷卻器的排節(jié)流器的液體與中間冷卻器的排氣氣接觸換熱而汽化產(chǎn)生的蒸氣。接觸換熱而汽化產(chǎn)生的蒸氣。 需注意的是，確定多需注意的是，確定多級(jí)蒸氣壓縮制冷循環(huán)制冷級(jí)蒸氣壓縮制冷循環(huán)制冷量的前提是確定流經(jīng)各級(jí)量的前提是確定流經(jīng)各級(jí)蒸發(fā)器的工質(zhì)質(zhì)量流量。蒸發(fā)器的工質(zhì)質(zhì)量流量。 所以，高壓壓氣機(jī)的吸氣質(zhì)量大所以，高壓壓氣機(jī)的吸氣質(zhì)量大于低

17、壓壓氣機(jī)的吸氣質(zhì)量。于低壓壓氣機(jī)的吸氣質(zhì)量。 多級(jí)蒸氣壓縮制冷循環(huán)的熱力計(jì)多級(jí)蒸氣壓縮制冷循環(huán)的熱力計(jì)算方法算方法與單級(jí)蒸氣壓縮制冷循環(huán)類似。與單級(jí)蒸氣壓縮制冷循環(huán)類似。2021年10月26日第十二章 制冷循環(huán)15 兩種或兩種以上制冷劑兩種或兩種以上制冷劑及相應(yīng)的單級(jí)（多級(jí)）蒸氣壓縮制冷循環(huán)疊加及相應(yīng)的單級(jí)（多級(jí)）蒸氣壓縮制冷循環(huán)疊加而成的制冷循環(huán)?？山鉀Q上述問(wèn)題。而成的制冷循環(huán)。可解決上述問(wèn)題。 復(fù)疊式制冷循環(huán)的各單級(jí)制冷循環(huán)各自獨(dú)復(fù)疊式制冷循環(huán)的各單級(jí)制冷循環(huán)各自獨(dú)立，制冷劑不同，使得工作時(shí)都有合適的蒸發(fā)立，制冷劑不同，使得工作時(shí)都有合適的蒸發(fā)壓力，以及在環(huán)境溫度壓力，以及在環(huán)境溫度下有適

18、中的冷凝壓力。下有適中的冷凝壓力。 單一制冷劑蒸氣壓縮制冷的不足單一制冷劑蒸氣壓縮制冷的不足：制冷溫度：制冷溫度蒸發(fā)壓力蒸發(fā)壓力，冷凝壓力冷凝壓力。蒸發(fā)壓力。蒸發(fā)壓力低壓部分真空度大，空氣易漏入、低壓部分真空度大，空氣易漏入、吸氣狀態(tài)下蒸氣比體積吸氣狀態(tài)下蒸氣比體積壓氣機(jī)尺寸壓氣機(jī)尺寸；冷凝壓力；冷凝壓力高壓高壓部件壁厚部件壁厚；冷凝壓力；冷凝壓力、蒸發(fā)溫度、蒸發(fā)溫度壓氣機(jī)增壓比壓氣機(jī)增壓比，耗，耗功增大。功增大。 制冷劑在高壓回路制冷劑在高壓回路(5- -6- -7- -8)中的蒸發(fā)吸熱使得低壓回路中的蒸發(fā)吸熱使得低壓回路(1- -2- -3- -4)中的制冷劑冷凝。中的制冷劑冷凝。低壓回低

19、壓回路中的制冷劑在較低壓力下蒸發(fā)，路中的制冷劑在較低壓力下蒸發(fā)，產(chǎn)生較低的制冷溫度。產(chǎn)生較低的制冷溫度。2021年10月26日第十二章 制冷循環(huán)16 冷凝蒸發(fā)器冷凝蒸發(fā)器聯(lián)系聯(lián)系高壓和低壓回路的中高壓和低壓回路的中間熱交換器。如冷凝蒸發(fā)器與環(huán)境隔熱良好間熱交換器。如冷凝蒸發(fā)器與環(huán)境隔熱良好時(shí)，高壓循環(huán)的蒸發(fā)吸熱量等于低壓循環(huán)的時(shí)，高壓循環(huán)的蒸發(fā)吸熱量等于低壓循環(huán)的冷凝放熱量。高壓循環(huán)的蒸發(fā)溫冷凝放熱量。高壓循環(huán)的蒸發(fā)溫度低于低壓度低于低壓循環(huán)的冷凝溫度，其溫差為冷凝蒸發(fā)器的傳循環(huán)的冷凝溫度，其溫差為冷凝蒸發(fā)器的傳熱溫差熱溫差T，通常，通常T=58K。2021年10月26日第十二章 制冷循環(huán)17

20、 蒸汽噴射制冷裝置及吸收式制冷裝置是以高溫物體向環(huán)境放熱蒸汽噴射制冷裝置及吸收式制冷裝置是以高溫物體向環(huán)境放熱為代價(jià)來(lái)實(shí)現(xiàn)制冷。為代價(jià)來(lái)實(shí)現(xiàn)制冷。 蒸汽噴射制冷裝置蒸汽噴射制冷裝置 工作循環(huán)可分為兩個(gè)循環(huán)：工作循環(huán)可分為兩個(gè)循環(huán)： 制冷循環(huán)制冷循環(huán)7- -3- -4- -5- -6- -7，由五個(gè)過(guò)程組成：由五個(gè)過(guò)程組成：a.蒸汽在蒸發(fā)蒸汽在蒸發(fā)器內(nèi)的吸熱汽化過(guò)程器內(nèi)的吸熱汽化過(guò)程7- -3；b.混混合室中混合放熱過(guò)程合室中混合放熱過(guò)程3- -4；c.擴(kuò)擴(kuò)壓管中的增壓過(guò)程壓管中的增壓過(guò)程4- -5；d.冷凝器中放熱過(guò)程冷凝器中放熱過(guò)程5- -6；e.調(diào)節(jié)閥內(nèi)絕熱調(diào)節(jié)閥內(nèi)絕熱節(jié)流降溫過(guò)程節(jié)流降溫

21、過(guò)程6- -7。由制冷循環(huán)實(shí)現(xiàn)了從冷藏庫(kù)內(nèi)低溫物體吸熱而。由制冷循環(huán)實(shí)現(xiàn)了從冷藏庫(kù)內(nèi)低溫物體吸熱而放給溫度較高的冷卻放給溫度較高的冷卻水。水。 工作蒸汽的正向循環(huán)工作蒸汽的正向循環(huán)1- -2- -4- -5- -6- -8- -1。由六個(gè)過(guò)程組成：。由六個(gè)過(guò)程組成：a.鍋爐鍋爐中的定壓汽化過(guò)程中的定壓汽化過(guò)程8- -1；b.噴管中的絕熱膨脹過(guò)程噴管中的絕熱膨脹過(guò)程1- -2；c.混合室中混合混合室中混合過(guò)程過(guò)程2- -4；d.擴(kuò)壓管中的增壓過(guò)程擴(kuò)壓管中的增壓過(guò)程4- -5；e.冷凝器中定壓放熱過(guò)程冷凝器中定壓放熱過(guò)程5- -6；f.泵中加壓過(guò)程泵中加壓過(guò)程6- -8。 2021年10月26日第

22、十二章 制冷循環(huán)18 蒸汽噴射制冷裝置蒸汽噴射制冷裝置 裝置的制冷量和耗熱量裝置的制冷量和耗熱量之比，即之比，即QQ2式中：式中： 為工作蒸汽從鍋爐所得到的熱量，為工作蒸汽從鍋爐所得到的熱量， 為制冷量。為制冷量。Q2Q 蒸汽噴射制冷裝置蒸汽噴射制冷裝置的的優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：采用噴射器代替壓縮制冷的壓氣機(jī)，：采用噴射器代替壓縮制冷的壓氣機(jī)，設(shè)備簡(jiǎn)單，不需要外界提供機(jī)械功。蒸汽在噴射器中流動(dòng)速度很高，設(shè)備簡(jiǎn)單，不需要外界提供機(jī)械功。蒸汽在噴射器中流動(dòng)速度很高，因此可以有很大的容積流量。因此可以有很大的容積流量。 這些優(yōu)點(diǎn)對(duì)在低溫下飽和壓力低而飽和蒸汽比體積大的工質(zhì)是這些優(yōu)點(diǎn)對(duì)在低溫下飽和壓力低而飽和蒸汽

23、比體積大的工質(zhì)是有利的。如水蒸氣在有利的。如水蒸氣在10時(shí)飽和蒸汽比體積為時(shí)飽和蒸汽比體積為106.4m3/kg，不能用，不能用做壓縮式制冷工質(zhì)，但卻適于作為噴射制冷的工質(zhì)。因而，有大量做壓縮式制冷工質(zhì)，但卻適于作為噴射制冷的工質(zhì)。因而，有大量多余蒸汽的工業(yè)，常利用噴射制冷裝置來(lái)獲得多余蒸汽的工業(yè)，常利用噴射制冷裝置來(lái)獲得220的的低溫。低溫。 缺點(diǎn)缺點(diǎn)：不可逆損失大，熱量利用系數(shù)低。：不可逆損失大，熱量利用系數(shù)低。 熱量利用系數(shù)表示制冷循環(huán)工作的有效程度。熱量利用系數(shù)表示制冷循環(huán)工作的有效程度。2021年10月26日第十二章 制冷循環(huán)19 依靠高溫?zé)嵩聪颦h(huán)境傳遞熱量作為代價(jià)而實(shí)依靠高溫?zé)嵩聪?/p>

24、環(huán)境傳遞熱量作為代價(jià)而實(shí)現(xiàn)制冷的裝置?，F(xiàn)制冷的裝置。 吸收式制冷裝置吸收式制冷裝置采用吸收器、蒸氣發(fā)生器和泵來(lái)取代蒸氣壓采用吸收器、蒸氣發(fā)生器和泵來(lái)取代蒸氣壓縮制冷裝置的壓氣機(jī)?？s制冷裝置的壓氣機(jī)。 工作過(guò)程工作過(guò)程（氨水）：吸收器中，氨水溶液吸收來(lái)自蒸發(fā)器的（氨水）：吸收器中，氨水溶液吸收來(lái)自蒸發(fā)器的氨蒸氣。由于氨溶解時(shí)產(chǎn)生溶解熱，為了保持溶液的吸收能力，要氨蒸氣。由于氨溶解時(shí)產(chǎn)生溶解熱，為了保持溶液的吸收能力，要用冷卻水冷卻吸收器。泵濃溶液加壓后送入蒸氣發(fā)生器。蒸氣發(fā)生用冷卻水冷卻吸收器。泵濃溶液加壓后送入蒸氣發(fā)生器。蒸氣發(fā)生器加熱濃溶液，使其中所溶解的氨蒸發(fā)產(chǎn)生氨氣。器加熱濃溶液，使其中

25、所溶解的氨蒸發(fā)產(chǎn)生氨氣。 常用工質(zhì)：氨（制冷劑）水（吸收劑）常用工質(zhì)：氨（制冷劑）水（吸收劑） 水（制冷劑）溴化鋰水（制冷劑）溴化鋰 （吸收劑）（吸收劑） 吸收式制冷，由泵完成制冷劑的加吸收式制冷，由泵完成制冷劑的加壓，耗功比用壓氣機(jī)壓縮制冷劑蒸氣的壓，耗功比用壓氣機(jī)壓縮制冷劑蒸氣的耗功小得多。耗功小得多。 蒸氣發(fā)生器中氨氣蒸發(fā)后低濃度的蒸氣發(fā)生器中氨氣蒸發(fā)后低濃度的氨水溶液，經(jīng)節(jié)流降壓后流回吸收器重氨水溶液，經(jīng)節(jié)流降壓后流回吸收器重新利用。新利用。2021年10月26日第十二章 制冷循環(huán)20 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：構(gòu)造簡(jiǎn)單，造價(jià)低廉，耗功少，可利用生產(chǎn)過(guò)程的余熱：構(gòu)造簡(jiǎn)單，造價(jià)低廉，耗功少，可利用生產(chǎn)過(guò)

26、程的余熱來(lái)加熱蒸氣發(fā)生器。來(lái)加熱蒸氣發(fā)生器。 缺點(diǎn)缺點(diǎn)：不可逆損失大，熱量利用系數(shù)較小。：不可逆損失大，熱量利用系數(shù)較小。 近年來(lái)，以溴化鋰作為吸收劑，水蒸氣作為制冷劑的吸收式制近年來(lái)，以溴化鋰作為吸收劑，水蒸氣作為制冷劑的吸收式制冷裝置發(fā)展較快，常用做大型空氣調(diào)節(jié)裝置的制冷設(shè)備。冷裝置發(fā)展較快，常用做大型空氣調(diào)節(jié)裝置的制冷設(shè)備。 吸收式制冷裝置吸收式制冷裝置熱量利用系數(shù)熱量利用系數(shù)裝置制冷量和耗熱量之比，裝置制冷量和耗熱量之比，即即 QQ2式中：式中： 為為加熱蒸氣發(fā)生器所需的熱量加熱蒸氣發(fā)生器所需的熱量，用來(lái)使制冷劑氨氣在較高用來(lái)使制冷劑氨氣在較高壓力下從制冷溶液中蒸發(fā)出來(lái)；壓力下從制冷溶

27、液中蒸發(fā)出來(lái)； 為制冷量。為制冷量。Q2Q 熱量利用系數(shù)表示吸收式制冷循環(huán)工作的有效程度。熱量利用系數(shù)表示吸收式制冷循環(huán)工作的有效程度。2021年10月26日第十二章 制冷循環(huán)2101wq 由熱力學(xué)第一定律知，熱泵向高溫環(huán)境的供熱量等于其所消耗由熱力學(xué)第一定律知，熱泵向高溫環(huán)境的供熱量等于其所消耗的功量與其從低溫環(huán)境所吸收的熱量之和，所以的功量與其從低溫環(huán)境所吸收的熱量之和，所以 1020 .01wqwwq 熱泵循環(huán)熱泵循環(huán)用于向高溫環(huán)境提供熱量，使其得到和維持相對(duì)較用于向高溫環(huán)境提供熱量，使其得到和維持相對(duì)較高溫度的逆向循環(huán)。高溫度的逆向循環(huán)。1q0w 熱泵供熱系數(shù)熱泵供熱系數(shù)( (熱泵性能

28、系數(shù)熱泵性能系數(shù)) )熱泵的供熱量，即制冷劑在冷熱泵的供熱量，即制冷劑在冷凝器中向高溫環(huán)境放出的熱量凝器中向高溫環(huán)境放出的熱量 與循環(huán)中的耗功與循環(huán)中的耗功 之比，即之比，即2021年10月26日第十二章 制冷循環(huán)22(a)夏季制冷循環(huán)夏季制冷循環(huán) (b)冬季供熱循環(huán)冬季供熱循環(huán) 用一只四通換向閥控制制冷裝置中用一只四通換向閥控制制冷裝置中制冷劑的流向。夏天室內(nèi)換熱器作為蒸制冷劑的流向。夏天室內(nèi)換熱器作為蒸發(fā)器，對(duì)室內(nèi)制冷；冬時(shí)室內(nèi)換熱器作發(fā)器，對(duì)室內(nèi)制冷；冬時(shí)室內(nèi)換熱器作為冷凝器，對(duì)室內(nèi)供熱。為冷凝器，對(duì)室內(nèi)供熱。2021年10月26日第十二章 制冷循環(huán)23 理想的制冷劑：汽化潛熱大以獲得較大的制冷量；制冷溫度范理想的制冷劑：汽化潛熱大以獲得較大的制冷量；制冷溫度范圍內(nèi)飽和壓力接近或略大于大氣壓力，以免在蒸發(fā)器內(nèi)造成高真空；圍內(nèi)飽和壓力接近或略大于大氣壓力，以免在蒸發(fā)器內(nèi)造成高真空；環(huán)境溫度下飽和壓力不太大，以降低壓氣機(jī)成本及裝置的耐壓要求；環(huán)境溫度下飽和壓力不太大，以降低壓氣機(jī)成本及裝置的耐壓要求；臨界點(diǎn)溫度較高而三相點(diǎn)溫度較低，使制冷循環(huán)能在遠(yuǎn)低于臨界點(diǎn)臨界點(diǎn)溫度較高而三相點(diǎn)溫度較低，使制冷循環(huán)能在遠(yuǎn)低于臨界點(diǎn)的狀態(tài)下進(jìn)行，更多地利用定溫過(guò)程，提高制冷系數(shù)。的狀態(tài)下進(jìn)行，更多地利