毕业论文（设计）压缩式制冷系统的单耗分析2

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1、-ycop%为⑵⑶⑷⑸⑹压缩式制冷系统的单耗分析摘要针对性能系数(COP)指标存在的无法揭示压缩式;制冷系统的一次能源消耗以及无法开展不同制冷技术方案Z间能效对比的问题，木文建立了蒸汽压缩式制冷系统的单耗分析模型，研究压缩式制冷系统的单位制冷量的燃料单耗及针对一次能源消耗的第二定律效率等，以揭示从燃料到机组发电机组，再到压缩式制冷剂的制冷彊之能源利用全过程的不可逆因素及其影响，为开展终端产品燃料单耗的对比分析提供技术支持，促进节能理论的发展。关键词压缩式制冷；性能系数；单耗分析；损；爛产0前言在评

2、价蒸汽压缩式制冷系统的热力性能时，常采用单位电耗的制冷量(性能系数)作为评价指标。但是由于所消耗的电是二次能源，它通常来自电网，本质上也是对燃料(一次能源)的消耗；更由于不同时期电网发电设备的供电煤耗率不同，因此，性能系数这一指标不能完整地揭示其能源利用效率。本文基于单耗分析理论山，建立蒸汽压缩式制冷系统的单耗分析模型，研究从燃料到基准发电机组、再到压缩式制冷系统的制冷量Z能源利用的全过程的不可逆因素及影响，开展制冷循环第二定律效率分析。所谓基准发电机组是指代表电网平均供电煤耗率(燃料单耗)的虚拟发

3、电机组。所有压缩式制冷系统消耗的电量都來自这一基准发电机组，这对于开展制冷系统的一次能源消耗及效率分析至关重要⑵。国家能源局、中国电力企业联合会每年向社会发布全国电网机组的平均供电煤耗率等统计数据，这对于评价耗电设备的能耗特性有重要意义。1压缩式制冷系统的炯平衡分析压缩式制冷系统的畑平衡关系式为：%=如+纠(1)式中，W为输入电耗量，kW；a为制冷量，kW；工厶为不可逆损失之和，kW；电的比乱epe=1kWh/(kWh)；弘为制冷量2的比炖enc=(%—1)[kWh/(kWh)h]或，蛰=277.8

4、（如一1）[kWh/GJ]P，Crjp1r式中，％为环境温度。蒸汽压缩式制冷系统的制冷系数COP定义式为:COP=QJW制冷系统的烟效率为：Qe%W我们也可以从反平衡的角度来计算热力学第二定律炯效率:y/y/w•4»w其中，cp^L-为第r个不可逆因素的损失因子％。2压缩式制冷系统的单耗分析对于任何一个系统，我们可以把最初投入的燃料或者原材料统称为“燃料”，系统总体最终产出的有用的部分称为“产品”，其余部分则被“废气”。那么产品的单耗由两部分组成：理论最低单耗和附加单耗。理论最低单耗的本质就是单位产

5、品所蕴含的火用值与单位燃(原)料所蕴含火用值得比值。理论最低单耗与实际单耗之差就是附加单耗，我们可以具体分析附加单耗的产生原因和具体部位，从而对制冷系统具有更加深刻的认识。2.1压缩式制冷系统耗电的单耗分析电能是二次能源，目前在屮国主要由煤炭经火电机组转化而来。耗电，从根本上来讲是对煤炭的消耗，因此，开展制冷系统单位制冷量的燃料消耗分析是一项重要的工作。但是，电网火电机组很多，参数、容量及效率各部相同。我们不能确定制冷系统所消耗的电能来自哪一台机组。电网供电有损耗，这如同燃料输运有能耗一样，火电机组

6、在计算效率时未计入这部分损耗，制冷系统也不应计入电网损耗，否则无法对制冷系统进行客观的评价分析。因此，需规定凡涉及耗电的能源利用系统，以电网当年平均供电燃料单耗计算其煤耗量。电网火电机组平均供电燃料单耗由屮国电力企业联合会发布。需要指出的是，电力技术的进步，机组发、供电煤耗降低，会减小电驱动制冷系统的一次能源消耗，从而实现社会整体的节能。不同的机组提供电力，对于制冷系统耗电量W,假设由电网平均供电煤耗率为衣的机组生产，其炯平衡式如下：明=W•弘+昭⑺式中，3为该机组生产电量W的标准煤耗，勺为标准煤比

7、炖，取值为100%效率下单位燃料的发电量,=29307/3600=8.141kWh/kg；抵为电能的比炖，epe=lkWh/kWh；况为机组生产电量W的不可逆损失之和。根据热力学原理，不可逆损失与热力过稈爛产的Gouy-Stodla关系式为I=7；)SE(8)式中，7o为环境参考态的绝对温度，K；Sgcn为热力过程的爛产，[kW.K，]。上式两边同时除以恥f，得：hl=—=bmin+呂=Z?7n+存妙(9)WcWefcWq式中，曙n为电力生产的理论最低单耗，bT=0.1229[kg/kWh],意指1

8、00%效率下的供电煤耗率；KSgcn为爛产之和。(10)⑴)(13)机组电力生产的效率为：==—昭b:因此，该机组生产电量W的不可逆损失之和》人为：工1严(刃一b：")w92.2压缩式制冷系统的单耗分析根据式(12),压缩式制冷系统的畑平衡式如下：必p.c=Q%+“二将上式带入式Be(=W•c+Z/c)得到压缩式制冷系统针对一次能源的炯平衡式如下:(15)(16)(17)(18)(19)(20)be上式两边同除a®，得制冷系统的单耗分析模型:b二5.C

9、工％SgE+"