大二上工程熱力學(xué)第8章

1作業(yè)8-38-6逆循環(huán)工作在某某溫度間,意味著

環(huán)境溫度和冷庫(kù)溫度之間8-8只作R134a，不同版本p-h圖基準(zhǔn)可能不同8-10只算R134a第八章

制冷（致冷）循環(huán)RefrigerationCycles動(dòng)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(jià)），從低溫源取熱?動(dòng)力Power循環(huán)

輸入熱,通過(guò)循環(huán)輸出功

?

熱泵HeatPump循環(huán)輸入功量（或其他代價(jià)），向高溫用戶供熱

—正循環(huán)—逆循環(huán)—逆循環(huán)制冷循環(huán)和制冷系數(shù)(性能系數(shù))CoefficientofPerformanceT0環(huán)境T2冷庫(kù)卡諾逆循環(huán)q1q2wTsT2T0T0不變,T2

εCT2不變,T0

εCReversedCarnotcycle熱泵循環(huán)和供熱系數(shù)CoefficientofPerformance卡諾逆循環(huán)wTsT2T0T1不變,T0

ε’CT0不變,T1

ε’CT1制冷能力和冷噸生產(chǎn)中常用制冷能力來(lái)衡量設(shè)備產(chǎn)冷量大小制冷能力：制冷設(shè)備單位時(shí)間內(nèi)從冷庫(kù)取走的熱量(kJ/s)。1冷噸：1噸0°C飽和水在24小時(shí)內(nèi)被冷凍到0°C的冰所需冷量。水的凝結(jié)（熔化）熱

r=334kJ/kg1冷噸=3.86kJ/s(1美國(guó)冷噸=3.517kJ/s)CoolingCapacityandTonofRefrigeration制冷循環(huán)種類(lèi)

空氣壓縮制冷壓縮制冷蒸氣壓縮制冷

吸收式制冷吸附式制冷蒸汽噴射制冷半導(dǎo)體制冷熱聲制冷,磁制冷√√√pressionGascompressionAbsorptionRefrigerationCycleAdsorption制冷循環(huán)§8-1空氣壓縮制冷循環(huán)冷卻水膨脹機(jī)壓縮機(jī)冷藏室冷卻器3214空氣壓縮制冷循環(huán)過(guò)程四個(gè)主要部件；工質(zhì)：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(kù)）4

1

等壓吸熱T

T1理想化處理：①理氣；②定比熱;③

可逆；P-v圖和T-s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

pv3214TsT2T01234逆勃雷登循環(huán)ssppReversedBraytonCycle制冷系數(shù)Ts1234T1T0?q2空氣壓縮制冷循環(huán)的優(yōu)缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)：工質(zhì)無(wú)毒，無(wú)味，不怕泄漏。

缺點(diǎn)：

1.

無(wú)法實(shí)現(xiàn)

T

，

<

C2.q2=cp(T1-T4)，空氣cp很小，

(T1-T4)不允許太大，故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（流量大），再回?zé)釀t可用。則需壓比p-v圖和T-s圖

pv3214TsT1T01234同溫限卡諾制冷循環(huán)？3’4’空氣回?zé)釅嚎s制冷循環(huán)

回?zé)崾娇諝鈮嚎s制冷裝置T1T01RTs2R53R41R2R134253R1空氣回?zé)嶂评渑c非回?zé)岬谋容^T1T0Ts1R2R134253R吸熱量（收益）：q2=cp(T1-T4)放熱量：q1=cp(T2-T3)

=cp(T2R-T5)非回?zé)峄責(zé)岵蛔兿嗤?/p>

回?zé)幔?/p>

非回?zé)徇m用于小壓比大流量的葉輪式壓氣機(jī)和膨脹機(jī)空氣制冷系統(tǒng)空氣壓縮制冷的根本缺陷1.無(wú)法實(shí)現(xiàn)T

，

低，經(jīng)濟(jì)性差2.q2=cp(T1-T4)小，制冷能力q2

小

汽化潛熱大，制冷能力可能大

蒸氣在兩相區(qū)易實(shí)現(xiàn)T§8-2

蒸氣壓縮制冷循環(huán)

水能用否？0°C以下凝固不能流動(dòng)。一般用低沸點(diǎn)工質(zhì)，如氟利昂、氨沸點(diǎn)：水100°CR22-40.8°CR134aTHR01-26.1°C-30.18°Cpressionrefrigerationcycle蒸氣壓縮制冷空調(diào)裝置示意圖1-2：絕熱壓縮過(guò)程2-4：定壓放熱過(guò)程4-5：絕熱節(jié)流過(guò)程5-1：定壓吸熱過(guò)程45蒸氣壓縮制冷循環(huán)Ts1234567循環(huán)耗功量圖示：123451？73濕蒸氣壓縮“液擊”現(xiàn)象

12既安全，又增加了單位質(zhì)量工質(zhì)的制冷量71逆卡諾實(shí)際循環(huán):節(jié)流閥代替了膨脹機(jī)比較逆卡諾循環(huán)3467節(jié)流閥代替膨脹機(jī)的分析Ts12345682.

從冷庫(kù)少取走熱量?jī)?yōu)點(diǎn)：1.

損失功量ab≈面積a84ba面積a86ba面積8468缺點(diǎn)：1.

省掉膨脹機(jī)，設(shè)備簡(jiǎn)化；2.節(jié)流閥開(kāi)度易控制，調(diào)節(jié)蒸發(fā)壓力；84越陡越好利>弊空氣壓縮制冷循環(huán)是否可以使用節(jié)流閥代替膨脹機(jī)？？另外，3.

小溫差傳熱，不可逆性減??；4.

單位質(zhì)量工質(zhì)制冷量大幅度增加。蒸氣壓縮制冷循環(huán)的計(jì)算Ts12345蒸發(fā)器中吸熱量

冷凝器中放熱量

制冷系數(shù)

熱、功均與焓有關(guān)

lnp-h圖（制冷量）

lnp-h圖及計(jì)算Ts12345lnph12345制冷過(guò)冷措施Ts12345lnph123455’4’不變4’5’

工程上常用§8-3

熱泵Heatpumpq2q2q1q1wwT2T0T0T1制冷系數(shù)制熱系數(shù)制冷熱泵熱泵lnp-h圖及計(jì)算Ts12345lnph12345熱泵過(guò)冷措施Ts12345lnph123455’4’不變4’5’主要供暖方式熱用戶燃煤、燃?xì)忮仩t直接電采暖（蓄熱鍋爐、地板輻射、電熱膜）熱泵（空氣源、土壤源、水源）各種采暖方式能量利用系數(shù)直接電電廠發(fā)電33%損失67%房間33%鍋爐鍋爐效率70%房間70%損失30%熱泵熱泵電廠發(fā)電33%損失67%房間130%COP=4熱泵與能源供熱熱水

熱泵化石燃料燃燒熱能電能原子能，自然能（水、風(fēng)、太陽(yáng)）城市排熱自然熱源下水、地下鐵道、工廠、大樓、變電所、垃圾焚燒空氣、地下水、河川水海水、土壤、生物質(zhì)氣§8-6

制冷劑與環(huán)保

蒸氣壓縮制冷，要盡可能利用工質(zhì)兩相區(qū)，因此與工質(zhì)性質(zhì)密切相關(guān)。對(duì)熱物性要求：1.

沸點(diǎn)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圖中上