單級(jí)蒸氣壓縮式制冷的基本原理

1、第第2講講 單級(jí)蒸氣壓縮式制冷的基本原理單級(jí)蒸氣壓縮式制冷的基本原理一、熱力學(xué)基本定律一、熱力學(xué)基本定律 熱力學(xué)第一定律：能量守恒和轉(zhuǎn)換定律熱力學(xué)第一定律：能量守恒和轉(zhuǎn)換定律 熱力學(xué)第二定律：能量貶值原理熱力學(xué)第二定律：能量貶值原理 不可能把熱從低溫物體傳向高溫物體而不引起其它變化。不可能把熱從低溫物體傳向高溫物體而不引起其它變化。 高溫物體外界補(bǔ)償熱量低溫物體人工制冷： 高壓部分高壓部分制冷系統(tǒng)制冷系統(tǒng) 低壓部分低壓部分二、制冷循環(huán)系統(tǒng)二、制冷循環(huán)系統(tǒng) 氣態(tài)工質(zhì)部分氣態(tài)工質(zhì)部分制冷系統(tǒng)制冷系統(tǒng) 液態(tài)工質(zhì)部液態(tài)工質(zhì)部分分p po op pk k壓縮機(jī)壓縮機(jī)節(jié)流節(jié)流機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)高壓部分高壓部分低壓部

2、分低壓部分液態(tài)工質(zhì)部分液態(tài)工質(zhì)部分 氣態(tài)工質(zhì)部分氣態(tài)工質(zhì)部分壓縮機(jī)壓縮機(jī)冷凝器冷凝器蒸發(fā)器蒸發(fā)器節(jié)流機(jī)構(gòu)節(jié)流機(jī)構(gòu)三、完成制冷循環(huán)的三、完成制冷循環(huán)的設(shè)備組成設(shè)備組成及其工作及其工作 蒸發(fā)器：蒸發(fā)器：介質(zhì)氣化，吸收外界熱量，實(shí)現(xiàn)對(duì)外制冷的介質(zhì)氣化，吸收外界熱量，實(shí)現(xiàn)對(duì)外制冷的換熱設(shè)備。換熱設(shè)備。 冷凝器冷凝器: 介質(zhì)由氣態(tài)冷凝為液態(tài)，使介質(zhì)可以再次氣介質(zhì)由氣態(tài)冷凝為液態(tài)，使介質(zhì)可以再次氣化制冷的換熱設(shè)備?；评涞膿Q熱設(shè)備。 壓縮機(jī)壓縮機(jī): 為使介質(zhì)在自然環(huán)境下冷凝，而改變介質(zhì)狀為使介質(zhì)在自然環(huán)境下冷凝，而改變介質(zhì)狀態(tài)的動(dòng)力設(shè)備。（實(shí)現(xiàn)了熱量從低溫物體向高溫環(huán)境轉(zhuǎn)移）態(tài)的動(dòng)力設(shè)備。（實(shí)現(xiàn)了熱量從低

3、溫物體向高溫環(huán)境轉(zhuǎn)移） 節(jié)流機(jī)構(gòu)節(jié)流機(jī)構(gòu): 維持系統(tǒng)高低壓共存的設(shè)備。維持系統(tǒng)高低壓共存的設(shè)備。 設(shè)備選型參數(shù)設(shè)備選型參數(shù)蒸發(fā)器：蒸發(fā)面積蒸發(fā)器：蒸發(fā)面積吸熱量吸熱量狀態(tài)變化狀態(tài)變化冷凝器：冷凝面積冷凝器：冷凝面積放熱量放熱量狀態(tài)變化狀態(tài)變化壓縮機(jī)：輸氣量壓縮機(jī)：輸氣量功率功率制冷量制冷量狀態(tài)變化狀態(tài)變化四、理想制冷循環(huán)四、理想制冷循環(huán) 1-2 等熵壓縮 T0Tk 耗功w12-3 等溫放熱qk=Tk（S2-S3）3-4 等熵膨脹 TkT0 做功w24-1 等溫膨脹吸熱q0=T0（S1-S4）1. 逆卡諾循環(huán)逆卡諾循環(huán)T TS ST TK KT TO O1 12 23 34 4特點(diǎn)特點(diǎn)兩個(gè)恒溫?zé)?/p>

4、源兩個(gè)恒溫?zé)嵩磧蓚€(gè)等溫過程兩個(gè)等溫過程兩個(gè)等熵過程兩個(gè)等熵過程2. 循環(huán)結(jié)果循環(huán)結(jié)果 單位質(zhì)量制冷劑從被冷卻介質(zhì)（低溫?zé)嵩矗┪鼰釂挝毁|(zhì)量制冷劑從被冷卻介質(zhì)（低溫?zé)嵩矗┪鼰醧0； 單位質(zhì)量制冷劑向冷卻介質(zhì)（高溫?zé)嵩矗┓艧釂挝毁|(zhì)量制冷劑向冷卻介質(zhì)（高溫?zé)嵩矗┓艧醧k； 單位循環(huán)凈耗功單位循環(huán)凈耗功 w0qkq0 3. 制冷系數(shù)制冷系數(shù) 大小只取決于兩個(gè)熱源的溫度；大小只取決于兩個(gè)熱源的溫度； T0 或或Tk c 041032410k000)SS()SS()SS(TTTTTTqqqwqkokoc五、逆卡諾循環(huán)難以實(shí)現(xiàn)：五、逆卡諾循環(huán)難以實(shí)現(xiàn)： 濕蒸氣區(qū)域內(nèi)進(jìn)行濕蒸氣區(qū)域內(nèi)進(jìn)行 濕壓縮濕壓縮 設(shè)備：蒸

5、發(fā)器設(shè)備：蒸發(fā)器 無傳熱溫差無傳熱溫差 冷凝器冷凝器 無傳熱溫差無傳熱溫差 壓縮機(jī)壓縮機(jī) 無摩擦運(yùn)動(dòng)無摩擦運(yùn)動(dòng) 膨脹機(jī)膨脹機(jī) 不經(jīng)濟(jì)，且難以加工不經(jīng)濟(jì)，且難以加工 T0TsTkTkT0T033442211ba0Tk圖 1-2 有 傳 熱 溫 差 的 制 冷 循 環(huán)六、六、有傳熱溫差的制冷循環(huán)有傳熱溫差的制冷循環(huán) Tk 冷卻介質(zhì)的溫度冷卻介質(zhì)的溫度T0 被冷卻介質(zhì)的溫度被冷卻介質(zhì)的溫度逆卡諾循環(huán)：逆卡諾循環(huán)：1-2-3-4-1Tk 冷凝器中制冷劑的溫度冷凝器中制冷劑的溫度T0 蒸發(fā)器中制冷劑的溫度蒸發(fā)器中制冷劑的溫度有傳熱溫差的循環(huán)：有傳熱溫差的循環(huán)：1-2-3-4-1耗功量增加：陰影面積耗功量增加：陰影面積制冷量減少：制冷量減少：1-1-4-4-1熱源熱源冷卻介質(zhì)冷源冷源冷凍介質(zhì) 熱力完善度：工作于相同溫度間的實(shí)際制冷循熱力完善度：工作于相同溫度間的實(shí)際制冷循環(huán)的制冷系數(shù)與逆卡諾循環(huán)制冷系數(shù)的比值。環(huán)的制冷系數(shù)與逆卡諾循環(huán)制冷系數(shù)的比值。11的大小反映了實(shí)際制冷循環(huán)接近逆卡諾循環(huán)的