工程熱力學課件：第八章 制冷（致冷）循環(huán)

1、第八章 制冷（致冷）循環(huán)動力循環(huán)與制冷（熱泵)循環(huán) 制冷（熱泵)循環(huán) 輸入功量（或其他代價），從低溫熱源取熱 動力循環(huán) 輸入熱通過循環(huán)輸出功 熱泵循環(huán) 輸入功量（或其他代價），向高溫熱用戶供熱、 正循環(huán)逆循環(huán)逆循環(huán)冷柜冰箱機組汽車空調機組大型戶式空調機組制冷空調原理與裝置q2q2q1q1wwT2T0T0T1制冷系數(shù)制熱系數(shù)制冷熱泵制冷循環(huán)和熱泵循環(huán)制冷循環(huán)和制冷系數(shù)Coefficient of PerformanceT0環(huán)境T2冷庫卡諾逆循環(huán)q1q2wTsT2T0T0不變, T2 CT2不變, T0 C熱泵循環(huán)和供熱系數(shù)Coefficient of PerformanceT1房間T0環(huán)境卡諾逆

2、循環(huán)q1q2wTsT2T0T1不變, T0 CT0不變, T1 CT1冷熱兩用空調機組(a)夏季制冷循環(huán)(b)冬季熱泵循環(huán) 制冷與熱泵兩用裝置示意圖A 四通換向閥，B 毛細節(jié)流裝置，C 壓縮機制冷制熱制冷能力和冷噸生產(chǎn)中常用制冷能力來衡量設備產(chǎn)冷量大小制冷能力：制冷設備單位時間內從冷庫取 走的熱量(kJ/s)。商業(yè)上常用冷噸來表示。1冷噸：1噸0C飽和水在24小時內被冷凍 到0C的冰所需冷量。水的凝結（熔化）熱 r =334 kJ/kg1冷噸=3.86 kJ/s1美國冷噸=3.517 kJ/s制冷循環(huán)種類 空氣壓縮制冷 壓縮制冷 蒸汽壓縮制冷 吸收式制冷制冷循環(huán) 吸附式制冷 蒸汽噴射制冷 半導

3、體制冷 111壓縮空氣制冷循環(huán)冷卻水膨脹機壓縮機冷庫冷卻器3214空氣壓縮制冷循環(huán)過程四個主要部件；工質：空氣1 2 絕熱壓縮 p T2 3 等壓冷卻 向環(huán)境放熱，T3 4 絕熱膨脹 T T1 （冷庫）4 1 等壓吸熱 T T1理想化處理：理氣； 定化熱; 可逆；pv圖和Ts圖1 2 絕熱壓縮2 3 等壓冷卻3 4 絕熱膨脹4 1 等壓吸熱 pv3214TsT2T01234sspp制冷系數(shù)Ts1234壓縮空氣制冷循環(huán)特點 優(yōu)點：工質無毒，無味，不怕泄漏。 缺點： 1. 無法實現(xiàn) T ， 弊蒸氣壓縮制冷循環(huán)的計算Ts12345蒸發(fā)器中吸熱量 冷凝器中放熱量 制冷系數(shù) 兩個等壓，熱與功均與焓有關

4、lnp-h圖lnp-h圖 11-3 熱泵q2q2q1q1wwT2T0T0T1制冷系數(shù)制熱系數(shù)制冷熱泵蒸氣壓縮式熱泵裝置T0房間主要供暖方式熱用戶燃煤、燃氣鍋爐集中供熱直接電采暖（蓄熱鍋爐、地板輻射、電熱膜）熱泵（空氣源、水源）水源熱泵示意圖水源熱泵示意圖 *11-5 制冷劑 蒸氣壓縮制冷，要盡可能利用工質兩相區(qū)，因此與工質性質密切相關。對熱物性要求：1. 沸點低，tb10C2. 壓力適中，蒸發(fā)器中稍大于大氣壓，冷凝器中不太高；3. 汽化潛熱大，大冷凍能力；4. T-S圖上下界線陡峭：上界陡峭，冷凍更接近定溫，下界線陡，節(jié)流損失??；5. 凝固點低，價廉，無毒，不腐蝕，不爆，性質穩(wěn)定、油溶性、材料

5、相容性、環(huán)境性能、安全性能好。制冷劑的演化早期工質,或可燃,或有毒一戰(zhàn)后,制冷業(yè)大力發(fā)展 1837年Thomas Midgley含氟的化合物無毒大氣臭氧層的破壞臭氧空洞1985年第一次在南極上空發(fā)現(xiàn)臭氧空洞，面積近1000萬平方公里,南半球的很多城市已籠罩其中。臭氧層破壞的危害：皮膚癌發(fā)病率提高；白內障發(fā)病率提高；人體免疫力降低；糧食作物減產(chǎn)；海洋浮游生物、貝類等大量死亡 大氣臭氧層破壞的元兇-氯氟烴(紫外線照射下，氯氟烴分子的分解)美國科學家M. Molina, F. Rowland., 1974, (1995年獲得諾貝爾化學獎)制冷劑的替代是否隨著CFC和HCFC的禁用也淘汰蒸氣壓縮制冷方式？ 90年代以來國際研究熱點制冷劑替代物第11章 小結1. 空氣壓縮制冷，分析、計算、回熱；2. 蒸