第十章制冷循環(huán)

第十章制冷循環(huán)第1頁，共35頁，2023年，2月20日，星期三動力循環(huán)與制冷（熱泵)循環(huán)

制冷Refrigeration循環(huán)

輸入功量（或其他代價），從低溫熱源取熱

動力Power循環(huán)

輸入熱,通過循環(huán)輸出功

熱泵HeatPump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)第2頁，共35頁，2023年，2月20日，星期三制冷循環(huán)和制冷系數CoefficientofPerformanceT0環(huán)境T2冷庫卡諾逆循環(huán)q1q2wTsT2T0T0不變,T2

εCT2不變,

T0

εCReversedCarnotcycle第3頁，共35頁，2023年，2月20日，星期三熱泵循環(huán)和供熱系數CoefficientofPerformance卡諾逆循環(huán)wTsT2T0T1不變,T0

εCT0不變,T1

εCT1第4頁，共35頁，2023年，2月20日，星期三制冷能力和冷噸生產中常用制冷能力來衡量設備產冷量大小制冷能力：制冷設備單位時間內從冷庫取走的熱量(kJ/s)。1冷噸：1噸0°C飽和水在24小時內被冷凍到0°C的冰所需冷量。水的凝結（熔化）熱

r=334kJ/kg1冷噸=3.86

kJ/s1美國冷噸=3.517

kJ/sCoolingCapacityandTonofRefrigeration第5頁，共35頁，2023年，2月20日，星期三制冷循環(huán)種類

空氣壓縮制冷

壓縮制冷蒸氣壓縮制冷

吸收式制冷制冷循環(huán)吸附式制冷蒸汽噴射制冷半導體制冷熱聲制冷,磁制冷√√√Vapor-compressionGascompressionAbsorptionRefrigerationCycleAdsorption第6頁，共35頁，2023年，2月20日，星期三§8－1空氣壓縮制冷循環(huán)冷卻水膨脹機壓縮機冷藏室冷卻器3214第7頁，共35頁，2023年，2月20日，星期三空氣壓縮制冷循環(huán)過程四個主要部件；工質：空氣12絕熱壓縮p

T23等壓冷卻向環(huán)境放熱，T34絕熱膨脹T<T1（冷庫）41等壓吸熱T

T1理想化處理：①理氣；②定化熱;③可逆；第8頁，共35頁，2023年，2月20日，星期三p-v圖和T-s圖12絕熱壓縮23等壓冷卻34絕熱膨脹41等壓吸熱

pv3214TsT2T01234逆勃雷登循環(huán)ssppReversedBraytonCycle第9頁，共35頁，2023年，2月20日，星期三制冷系數Ts1234第10頁，共35頁，2023年，2月20日，星期三空氣壓縮制冷循環(huán)特點

優(yōu)點：工質無毒，無味，不怕泄漏。

缺點：1.無法實現T，

<

C2.q2=cp(T1-T4)，空氣cp很小，(T1-T4)不能太大，q2很小。若(T1-T4)3.活塞式流量m小，制冷量Q2=m

q2小，

使用葉輪式，再回熱則可用。第11頁，共35頁，2023年，2月20日，星期三p-v圖和T-s圖

pv3214TsT2T01234同溫限卡諾制冷循環(huán)？第12頁，共35頁，2023年，2月20日，星期三空氣壓縮制冷的根本缺陷1.無法實現T，

低，經濟性差2.

q2=cp(T1-T4)小，制冷能力q2很小。

汽化潛熱大，制冷能力可能大

蒸氣在兩相區(qū)易實現T第13頁，共35頁，2023年，2月20日，星期三§11-2蒸氣壓縮制冷循環(huán)

水能用否？0°C以下凝固不能流動。一般用低沸點工質，如氟利昂、氨沸點：水100°CR22-40.8°CR134a-26.1°CVapor-compressionrefrigerationcycle第14頁，共35頁，2023年，2月20日，星期三

空氣壓縮制冷循環(huán)冷卻水膨脹機壓縮機冷藏室冷卻器3214第15頁，共35頁，2023年，2月20日，星期三第16頁，共35頁，2023年，2月20日，星期三蒸氣壓縮制冷空調裝置1-2：絕熱壓縮過程2-4：定壓放熱過程4-5：絕熱節(jié)流過程5-1：定壓吸熱過程45第17頁，共35頁，2023年，2月20日，星期三蒸氣壓縮制冷循環(huán)Ts1234567比較逆卡諾循環(huán)346773濕蒸氣壓縮“液擊”現象

12既安全，又增加了單位質量工質的制冷量71逆卡諾實際節(jié)流閥代替了膨脹機第18頁，共35頁，2023年，2月20日，星期三節(jié)流閥代替膨脹機分析Ts12345682.少從冷庫取走熱量優(yōu)點：1.損失功量ab面積a84ba面積a86ba面積8468缺點：1.省掉膨脹機，設備簡化；2.膨脹閥開度，易調節(jié)蒸發(fā)溫度；84越陡越好利>弊第19頁，共35頁，2023年，2月20日，星期三12413第20頁，共35頁，2023年，2月20日，星期三蒸氣壓縮制冷循環(huán)的計算Ts12345蒸發(fā)器中吸熱量

冷凝器中放熱量

制冷系數

兩個等壓，熱與功均與焓有關

lnp-h圖第21頁，共35頁，2023年，2月20日，星期三壓焓圖

P-hdiagram第22頁，共35頁，2023年，2月20日，星期三熱泵lnp-h圖及計算Ts12345lnph12345第23頁，共35頁，2023年，2月20日，星期三PERFORMANCEEVALUATIONCOEFFICIENTOFPERFORMANCE:

第24頁，共35頁，2023年，2月20日，星期三過冷措施Ts12345lnph123455’4’不變4’5’工程上常用第25頁，共35頁，2023年，2月20日，星期三§11-3熱泵Heatpumpq2q2q1q1wwT2T0T0T1制冷系數制熱系數制冷熱泵第26頁，共35頁，2023年，2月20日，星期三蒸氣壓縮式熱泵裝置T0房間供暖化工溫度提升節(jié)能第27頁，共35頁，2023年，2月20日，星期三制冷劑的命名CmHxFyClzR(m-1)(x+1)y例：R12—CF2Cl2氯氟烴CFFClClR22—CHF2ClHR12=102CHF第28頁，共35頁，2023年，2月20日，星期三制冷劑的命名R134a—C2H2F4CFFHCHFFR134R134aFFHCHFFC同素異構體第29頁，共35頁，2023年，2月20日，星期三混合物制冷劑的命名R400R600R500非共沸混合物共沸混合物HCR700其它氨R717R744CO2R718水甲烷丁烷ASHRAEAmericanSocietyofHeating,RefrigeratingAir-ConditioningEngineers第30頁，共35頁，2023年，2月20日，星期三§11-4吸收式制冷循環(huán)利用溶液性質壓縮制冷循環(huán)以消耗機械功為代價吸收式制冷以消耗熱量為代價溶液

=溶劑+溶質溶液T溶液T溶劑吸收溶質的能力溶劑吸收溶質的能力溶液濃度溶液濃度氨（溶質）+水（溶劑）溶液

溴化鋰（溶劑）

+水（溶質）溶液

absorptionrefrigerationabsorbentAmmonia（NH3）Refrigerant第31頁，共35頁，2023年，2月20日，星期三吸收式制冷循環(huán)示意圖循環(huán)性能系數第32頁，共35頁，2023年，2月20日，星期三吸收式制冷循環(huán)特點用于大型空調、中央空調。優(yōu)點：直接利用熱能可用低品質熱缺點：設備體積大，啟動時間長環(huán)境性能好第33頁，共35頁，2023年，2月20日，星期三§8-5制冷劑refrigerant

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，tb<10oC2.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