工程热力学-制冷循环知识讲解.ppt

《工程热力学-制冷循环知识讲解.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《工程热力学-制冷循环知识讲解.ppt（33页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、工程热力学-制冷循环热泵供暖循环热泵供暖循环从环境从环境提取热量并输送到暖，提取热量并输送到暖，其效果就是维持暖房温其效果就是维持暖房温度始终高于环境温度。度始终高于环境温度。Q2Warmhouse2.Heat pumpW0=required inputQ1=desired outputHPCOLDenvironment1423T1T2TsT0制冷循环制冷循环热泵循环热泵循环制冷量制冷量q2耗净功耗净功w0耗净功耗净功w0吸热量吸热量q2供热量供热量q13.3.制冷循环与热泵循环的比较制冷循环与热泵循环的比较sT1423T2TsT0制冷量制冷量q2耗净功耗净功w04.4.4.4.制冷循环的计算

2、内容制冷循环的计算内容制冷循环的计算内容制冷循环的计算内容制冷量制冷量制冷量制冷量1kg1kg1kg1kg制冷剂从低温物体吸收的热量制冷剂从低温物体吸收的热量制冷剂从低温物体吸收的热量制冷剂从低温物体吸收的热量循环放热量循环放热量循环放热量循环放热量循环耗净功循环耗净功循环耗净功循环耗净功制冷系数制冷系数制冷系数制冷系数制冷系数制冷系数制冷系数制冷系数 =制冷量制冷量制冷量制冷量循环耗净功循环耗净功循环耗净功循环耗净功卡诺制冷系数卡诺制冷系数卡诺制冷系数卡诺制冷系数表达式表达式表达式表达式制冷循环的计算制冷循环的计算制冷循环的计算制冷循环的计算卡诺制冷系数卡诺制冷系数卡诺制冷系数卡诺制冷系数结

3、论：结论：结论：结论：1)1)1)1)逆向卡诺循环的制冷系数只与热源和冷源的逆向卡诺循环的制冷系数只与热源和冷源的逆向卡诺循环的制冷系数只与热源和冷源的逆向卡诺循环的制冷系数只与热源和冷源的 温度有关，而与工质的性质无关。温度有关，而与工质的性质无关。温度有关，而与工质的性质无关。温度有关，而与工质的性质无关。2)2)2)2)当环境温度一定，制冷系数只与被冷却物体当环境温度一定，制冷系数只与被冷却物体当环境温度一定，制冷系数只与被冷却物体当环境温度一定，制冷系数只与被冷却物体 的温度有关。的温度有关。的温度有关。的温度有关。3)3)3)3)制冷系数可以大于制冷系数可以大于制冷系数可以大于制冷系

4、数可以大于1,1,1,1,也可以小于也可以小于也可以小于也可以小于1 1 1 1。卡诺制冷系数分析T T2 2是高好是高好 还是低好？还是低好？T1TsT0耗净功耗净功w0吸热量吸热量q2耗净功耗净功w05.5.5.5.热泵供暖循环的计算热泵供暖循环的计算热泵供暖循环的计算热泵供暖循环的计算供暖量供暖量w0q2供暖量供暖量吸热量吸热量循环耗净功循环耗净功循环耗净功循环耗净功供暖系数供暖系数供暖系数供暖系数供暖系数供暖系数供暖系数供暖系数=供暖量供暖量供暖量供暖量循环耗净功循环耗净功循环耗净功循环耗净功卡诺供暖系数卡诺供暖系数卡诺供暖系数卡诺供暖系数例题例题例题例题 夏季某计算机房内需保持温度在

5、夏季某计算机房内需保持温度在夏季某计算机房内需保持温度在夏季某计算机房内需保持温度在20202020。计算机散热量为。计算机散热量为。计算机散热量为。计算机散热量为1.5101.5101.5101.510kJ/hkJ/hkJ/hkJ/h，外界大气向机房内传热外界大气向机房内传热外界大气向机房内传热外界大气向机房内传热0.1100.1100.1100.1105 5 5 5kJ/hkJ/hkJ/hkJ/h，室外环，室外环，室外环，室外环境温度为境温度为境温度为境温度为35353535，问所用的制冷空调机所耗的最小电功率是多少？，问所用的制冷空调机所耗的最小电功率是多少？，问所用的制冷空调机所耗的最

6、小电功率是多少？，问所用的制冷空调机所耗的最小电功率是多少？例题大气传热量大气传热量大气传热量大气传热量0.1100.1105kJ/hkJ/h计算机散热量计算机散热量计算机散热量计算机散热量1.5101.5105 5kJ/hkJ/h室内空气室内空气计算机散热计算机散热计算机散热计算机散热Q Qj j=1.510=1.510kJ/hkJ/h大气传热量大气传热量大气传热量大气传热量 Q Qh h=0.110=0.1105kJ/hkJ/h制冷量制冷量Q235352020例题例题例题例题 夏季某计算机机房内需保持夏季某计算机机房内需保持夏季某计算机机房内需保持夏季某计算机机房内需保持20202020，

7、计算机散热量为，计算机散热量为，计算机散热量为，计算机散热量为1.5101.5101.5101.510kJ/hkJ/hkJ/hkJ/h，外界大气向机房内传热外界大气向机房内传热外界大气向机房内传热外界大气向机房内传热0.1100.1100.1100.1105 5 5 5kJ/hkJ/hkJ/hkJ/h，室，室，室，室外环境温度为外环境温度为外环境温度为外环境温度为35353535，问所用的制冷空调机所耗的最小电功，问所用的制冷空调机所耗的最小电功，问所用的制冷空调机所耗的最小电功，问所用的制冷空调机所耗的最小电功率是多少？率是多少？率是多少？率是多少？解解解解 空调机的制冷量空调机的制冷量空调

8、机的制冷量空调机的制冷量在给定机房在给定机房在给定机房在给定机房20202020和室外和室外和室外和室外35353535的范围内，卡诺制冷机的制的范围内，卡诺制冷机的制的范围内，卡诺制冷机的制的范围内，卡诺制冷机的制冷系数最大冷系数最大冷系数最大冷系数最大所消耗的功率所消耗的功率所消耗的功率所消耗的功率例题12-2 12-2 12-2 12-2 空气压缩制冷循环空气压缩制冷循环空气压缩制冷循环空气压缩制冷循环 (GAS REFRIGERATION CYCLES)(GAS REFRIGERATION CYCLES)(GAS REFRIGERATION CYCLES)(GAS REFRIGERAT

9、ION CYCLES)COLD refrigerated spaceq2winwout空气压缩制冷操作系统简图空气压缩制冷操作系统简图空气压缩制冷操作系统简图空气压缩制冷操作系统简图TurbineCompressorHeat exchangerHeat exchangerq1WARM environment1234TsT0TR空气压缩制冷循环的空气压缩制冷循环的p-vp-v图和图和T-sT-s图图1234pvsspp1.1.1.1.空气压缩制冷循环的空气压缩制冷循环的空气压缩制冷循环的空气压缩制冷循环的计算计算计算计算1234TsT0TR1)1)1)1)制冷量（制冷剂从低温热源吸收的热量）制冷

10、量（制冷剂从低温热源吸收的热量）制冷量（制冷剂从低温热源吸收的热量）制冷量（制冷剂从低温热源吸收的热量）2)2)2)2)制冷剂放给高温热源的热量制冷剂放给高温热源的热量制冷剂放给高温热源的热量制冷剂放给高温热源的热量3)3)3)3)制冷循环消耗的净功制冷循环消耗的净功制冷循环消耗的净功制冷循环消耗的净功4)4)4)4)制冷系数制冷系数制冷系数制冷系数4)4)4)4)制冷系数制冷系数制冷系数制冷系数因因因因得得得得代入上式代入上式代入上式代入上式上式表明，增压比越小，制冷系数越大。上式表明，增压比越小，制冷系数越大。上式表明，增压比越小，制冷系数越大。上式表明，增压比越小，制冷系数越大。制冷量呢

11、？制冷量呢？制冷量呢？制冷量呢？续111234TsT0TR1.1.1.1.空气压缩制冷循环的空气压缩制冷循环的空气压缩制冷循环的空气压缩制冷循环的计算计算计算计算44”4122”233”3Ts增增压压比比对对制制冷冷系系数数的的影影响响T3T1T0增压比对制冷系数的影响增压比对制冷系数的影响增压比对制冷系数的影响增压比对制冷系数的影响上式表明，增压比越小，制冷系数越大。上式表明，增压比越小，制冷系数越大。上式表明，增压比越小，制冷系数越大。上式表明，增压比越小，制冷系数越大。但增压比越小循环中单位工质的制冷量也越小。但增压比越小循环中单位工质的制冷量也越小。但增压比越小循环中单位工质的制冷量也

12、越小。但增压比越小循环中单位工质的制冷量也越小。2、44”4122”233”3Ts2、增增压压比比对对制制冷冷系系数数的的影影响响T3T1T0相同大气温度和冷藏室温度范围内的卡诺逆循环的相同大气温度和冷藏室温度范围内的卡诺逆循环的相同大气温度和冷藏室温度范围内的卡诺逆循环的相同大气温度和冷藏室温度范围内的卡诺逆循环的制冷系数为制冷系数为制冷系数为制冷系数为与与与与知在相同温度范围内，卡诺逆循环的制冷系数最大。知在相同温度范围内，卡诺逆循环的制冷系数最大。知在相同温度范围内，卡诺逆循环的制冷系数最大。知在相同温度范围内，卡诺逆循环的制冷系数最大。比较可比较可比较可比较可2、123444”8756

13、62TT2T1T0s3.3.具有回热的空气压缩制冷循环具有回热的空气压缩制冷循环具有回热的空气压缩制冷循环具有回热的空气压缩制冷循环具有回热的空气压缩制冷循环的具有回热的空气压缩制冷循环的具有回热的空气压缩制冷循环的具有回热的空气压缩制冷循环的T-sT-s图图图图单位制冷量不变单位制冷量不变单位制冷量不变单位制冷量不变,而而而而采用叶轮式压气机后气体流量增大采用叶轮式压气机后气体流量增大采用叶轮式压气机后气体流量增大采用叶轮式压气机后气体流量增大,8Turbine14Regenerator1)1)具有回热的空气压缩制冷装置系统图具有回热的空气压缩制冷装置系统图具有回热的空气压缩制冷装置系统图具

14、有回热的空气压缩制冷装置系统图765q2具有回热的空气压缩制冷装置系统图具有回热的空气压缩制冷装置系统图具有回热的空气压缩制冷装置系统图具有回热的空气压缩制冷装置系统图CompressorHeat exchangerq1HeatexchangerWARM environmentCOLD refrigerated space12348756TT2T1Ts2)2)具有回热的空气压缩制冷循环的计算具有回热的空气压缩制冷循环的计算具有回热的空气压缩制冷循环的计算具有回热的空气压缩制冷循环的计算制冷量制冷量放热量放热量放热量放热量耗净功耗净功耗净功耗净功制冷系数制冷系数制冷系数制冷系数制冷量制冷量放热量

15、放热量放热量放热量耗净功耗净功耗净功耗净功制冷系数制冷系数制冷系数制冷系数理论循环理论循环理论循环理论循环5-6-8-4-55-6-8-4-5实际循环实际循环实际循环实际循环具有回热的空气压缩制冷循环的计算具有回热的空气压缩制冷循环的计算具有回热的空气压缩制冷循环的计算具有回热的空气压缩制冷循环的计算123487562TT2T1Ts4 4、有回热与无回热两循环的比较有回热与无回热两循环的比较有回热与无回热两循环的比较有回热与无回热两循环的比较 P258P258 理论循环的比较理论循环的比较理论循环的比较理论循环的比较 实际循环的比较实际循环的比较实际循环的比较实际循环的比较制制 冷冷 量量具有

16、回热的空气压缩制冷循环的计算具有回热的空气压缩制冷循环的计算具有回热的空气压缩制冷循环的计算具有回热的空气压缩制冷循环的计算制冷系数制冷系数制冷系数制冷系数制制制制 冷冷冷冷 量量量量增增增增 压压压压 比比比比制冷系数制冷系数制冷系数制冷系数增增增增 压压压压 比比比比21T4sdba12-3 12-3 蒸汽压缩制冷循环蒸汽压缩制冷循环蒸汽压缩制冷循环蒸汽压缩制冷循环蒸汽压缩制冷循环蒸汽压缩制冷循环T-sT-sT-sT-s图图图图2T1T2143lnphtvxsC2143压焓图压焓图压焓图压焓图lnp-hlnp-hlnp-hlnp-h图图图图(见见见见P333P333P333P333附图附图

17、附图附图2 2 2 2、P334P334P334P334附图附图附图附图3)3)3)3)12-3 12-3 12-3 12-3 蒸汽压缩制冷循环蒸汽压缩制冷循环蒸汽压缩制冷循环蒸汽压缩制冷循环t蒸汽压缩制冷装置流程简图蒸汽压缩制冷装置流程简图CompressorExpansionValve1234CondenserEvaporatorq2q1Vapor-liquid separator蒸汽压缩制冷装置流程简图蒸汽压缩制冷装置流程简图蒸汽压缩制冷装置流程简图蒸汽压缩制冷装置流程简图T32T214s蒸汽压缩制冷循环的计算蒸汽压缩制冷循环的计算制冷量制冷量放热量放热量放热量放热量耗净功耗净功耗净功耗

18、净功制冷系数制冷系数制冷系数制冷系数冷藏室过滤器蒸发器冷凝器压缩机家用冰箱系统图家用冰箱系统图家用冰箱系统图家用冰箱系统图PumpCondenserSteam boiler71324Jet tubeMixing chamberExpansion valve 蒸蒸汽汽引引射射制制冷冷装装置置示示意意图图86EvaporatorDiffuserQ2QQ1“Compressor”蒸汽喷射制冷装置示意图蒸汽喷射制冷装置示意图蒸汽喷射制冷装置示意图蒸汽喷射制冷装置示意图515342867Ts蒸汽喷射制冷蒸汽喷射制冷T Ts s图图热利用系数热利用系数蒸汽喷射制冷蒸汽喷射制冷蒸汽喷射制冷蒸汽喷射制冷T T

19、 T Ts s s s图图图图扩压管扩压管4-5喷管喷管1-2锅炉锅炉7-1冷凝器冷凝器5-6蒸发器蒸发器8-3混合器混合器2-4.膨胀阀膨胀阀6-8泵泵6-73-4Expansion valveValvePumpHeating EvaporatorCondenser 氨氨吸吸收收式式制制冷冷原原理理图图EvaporatorQ2AbsorberQ1QQ1“Compressor”制冷剂制冷剂(氨氨)吸收剂（水）吸收剂（水）供暖系统示意图供暖系统示意图HouseEvaporatorCondenserExpansion valveCompressorQ2WinQ1制冷系统示意图制冷系统示意图Hous

20、eEvaporatorCondenserExpansion valveCompressorQWinQ12-3 12-3 空气压缩制冷循环，冷库温度空气压缩制冷循环，冷库温度-10,-10,环境温度环境温度2525，压，压气机增压比为气机增压比为3,3,压气机效率为压气机效率为0.82,0.82,膨胀机相对内效率为膨胀机相对内效率为0.84,0.84,制冷量为制冷量为0.8100.8106 6kJ/hkJ/h。1234s24解解解解 各点的温度各点的温度各点的温度各点的温度12-3 12-3 空气压缩制冷循环，冷库温度空气压缩制冷循环，冷库温度-10,-10,环境温度环境温度2525，压，压气机

21、增压比为气机增压比为3,3,压气机效率为压气机效率为0.82,0.82,膨胀机相对内效率为膨胀机相对内效率为0.84,0.84,制冷量为制冷量为0.8100.8106 6kJ/hkJ/h。1234s24解解解解 各点的温度各点的温度各点的温度各点的温度循环空气量循环空气量循环空气量循环空气量压气机耗功率压气机耗功率压气机耗功率压气机耗功率膨胀机输出功率膨胀机输出功率膨胀机输出功率膨胀机输出功率装置耗功率装置耗功率装置耗功率装置耗功率12-3 12-3 空气压缩制冷循环，冷库温度空气压缩制冷循环，冷库温度-10,-10,环境温度环境温度2525，压，压气机增压比为气机增压比为3,3,压气机效率为

22、压气机效率为0.82,0.82,膨胀机相对内效率为膨胀机相对内效率为0.84,0.84,制冷量为制冷量为0.8100.8106 6kJ/hkJ/h。1234s24解解解解 各点的温度各点的温度各点的温度各点的温度循环空气量循环空气量循环空气量循环空气量压气机耗功率压气机耗功率压气机耗功率压气机耗功率膨胀机输出功率膨胀机输出功率膨胀机输出功率膨胀机输出功率装置耗功率装置耗功率装置耗功率装置耗功率制冷系数制冷系数制冷系数制冷系数1.1.1.1.空气压缩制冷装置循环的制冷系数越大，其制冷空气压缩制冷装置循环的制冷系数越大，其制冷空气压缩制冷装置循环的制冷系数越大，其制冷空气压缩制冷装置循环的制冷系数

23、越大，其制冷 量越大。量越大。量越大。量越大。2.2.2.2.蒸汽压缩制冷装置中采用节流阀可简化设备，同蒸汽压缩制冷装置中采用节流阀可简化设备，同蒸汽压缩制冷装置中采用节流阀可简化设备，同蒸汽压缩制冷装置中采用节流阀可简化设备，同 时增加了制冷量。时增加了制冷量。时增加了制冷量。时增加了制冷量。3.3.3.3.将热量从低温物体传到高温物体，只能靠消耗将热量从低温物体传到高温物体，只能靠消耗将热量从低温物体传到高温物体，只能靠消耗将热量从低温物体传到高温物体，只能靠消耗 功才能实现。功才能实现。功才能实现。功才能实现。4.4.4.4.制冷循环与热泵循环的工作原理是相同，工作的制冷循环与热泵循环的工作原理是相同，工作的制冷循环与热泵循环的工作原理是相同，工作的制冷循环与热泵循环的工作原理是相同，工作的 温度范围却不同。温度范围却不同。温度范围却不同。温度范围却不同。此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢