制冷系统的_火用_效率分析

《制冷系统的_火用_效率分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

.第5卷第3期辽宁师专学报Vol5No.320039月ournaoaoneaeersoeee.年JlfLiingThCllgSP2003【教学研究】制冷系统的拥效率分析高志宏(湖州职业技术学,313000院浙江湖州)摘:,要在简要地阐述了制冷系统朋分析的墓础上对单级压缩氨制冷循环和双级压缩氨制冷循环进行了.详尽的娜损失及炽效率的计算,进而可以得知系统各个环节能源利用的情况同时简单地介绍了减少娟损失、提高蜘效率的一般措施:;;关键词制冷循环朋损失烧效率:TB6:A文:2008一56882003)03一0017一02中图分类号文献标识码章编号(.随着我国国民经济的高速发展,特别象浙江经济的超常规增长,能源紧张的问题显得越来越突出对此,一方面应加,、,,大水力设施的投资以适应整个国民经济发展的要求;另一方面应积极采用新技术新工艺努力提高设备的热效率降.低无效能耗,以最大限度地缓和发展经济与能源紧张的矛盾制冷系统作为冷藏企业的能耗大户,提高设备的热效率,优.化整个制冷系统,具有更重要,的现实意义是广大制冷科技工作者努力的目标而对制冷系统性能的优劣能否作出合理地评价则是这一切的前提.按常规,衡量制冷系统性能的优劣,常对其进行热力学第一定律的分析,采用制冷系数或制热系数来做为评价的标.准这种方法,,,虽可以提供选择和设计制冷装置所需要的参数说明能量传递和转换的效率情况但是这种方法也存在较.大的不足之处因为它把不同质和能量等价对待,所以不能说明能量利用过程中各部件的不可逆损失程度和能量利用过程中的不合理性,掩盖了系统的薄弱环节.衡量一个制冷系统的性能是否优劣,比较科学的方法是同时进行能量数量(即热力学第一定律分析)和能量品质的分.析(即规分析)本文正是基于此,对单级和双级制冷循环详尽地分析和计算了各主要部件及整个系统的蝴损失及效率,.进而得,,出各个环节能源利用的情况找出能量利用的薄弱环节指导设计l烟分析方法简介“”,“”“”是在热力学第;拥效率二定律的基础上同时综合热力学第一定律的更为全面的评价指标是从能量的质和量.两方面综合地对实际的能量装置及其能量转换过程进行考察,因而更为全面我们把在环境条件下能量中理论上能够转变为.,,可用功的那部分能量叫作烟(或有效能)不能转变为可用功的那部分能量叫做妩根据此定义热力学第一定律又可表示.为:在一个封闭系统中烟,和妩保持常数然而在此系统中卿和妩的比例是可以变化的用热,力学第二定律来解释就是说在一个封闭的系统中发生不可逆过程时娟可以转变成妩;在几1可逆过程中拥保持不变;无论在什么时候妩都不能转变成拥.在T一1,、21一2S图上总热量Q表示为曲线与横坐标所围的面积高于环境温度Ta.,。EQ12丁BQ12的部分便是蛹而低于环境温度的部分便是妩卿分析法又称为热力学第二定律分析法,就是对系统和设备进行的每一个过程,计算其.,,拥损失对整个设备或系统计算其拥效率对于在给定条件下进行的过程来说拥损失的Ta竺枷.大小能够用来衡量该过程的热力学完善度,拥损失大说明过程的不可逆性大但烟损失是一个绝对数量,不能用来,比较在不同条件下过程进行的完善程度不能用来评价过程中炯万.的利,帐了一一嗽户用程度所以我们一般用拥效率来衡量在热力系统或热工设备中炯的利用程度或系.一统中进行热力学完善度所谓拥效率就是指在系统或设备进行的热力过程中,被利用或收图1了万图.益的蛹与支付或耗费的拥的比值,用叭、来表示2烟分析法在实际氨制冷循环中的应用2.1单级压缩氨制冷循环,‘,现浙江省湖州市2003:l、=+lk二十24℃区某水果库年6月的实测数据为冷凝温度30℃冷却水温度蒸发温度.,,‘、.,l。=一t:3℃l。一+2℃刀一08gp一h巧℃吸汽温度库房温度取压缩机的绝热效率由l查得各状态点的参数.一.值,列于表1制冷循环的gP一h,2l见图.循环各过程炯损失计算结果列2:于表由上述计算结果可以看出(1)输人功中有2/3的不可逆损失,从热力学角度看,有必要对制冷循环进行改进....(2)冷凝器烟损最大,占输人功的257%,这是因为存在传热温差引起的另外还因冷却水获得的拥未能加以利用所致若用换热器利用压缩机排汽的“过热热”来加热生活用水,将会使冷凝器的工作特性有所改善.收稿:20030510日期一一.作者简介:高志宏(1963一),男,浙江湖州市人,,主高讲要从事冷库制冷教学研究 辽宁师专学报2003年第3期..’,,t。二2℃,(3)蒸发器的娴损占第二位为输人功的160%这是因为传热温差(17℃)较大而引起的库温一定时可通过.提高蒸发t。,温度减少传热温差使这部分娟损减少..(4)节流阀的蛹损占输人功的8.7%,也是较大的这是因为进人节流阀的液体无过冷所引起的表1各状态点的参数值lgPl-r一一30一15理(℃)15311220171012。1778626,—————一,p(bar.....)23623611711236人g.63(幻Ik)17435177520469639s·....(kJ{kgk)6.806926922526:’,‘,注表中点的焙值按h:=h;+(hZ一h:)/,图2lgp币示意图表2循环各过程烟损失计算结果序号名称计算公式计算结果占输人功百分比(%)+一’l压缩机输人的功(消耗的功蝴)e二田l2=人2一h1一只3、042,了100v‘,一2=k:2一51:.2压缩机刃月损△J丁()以布2157e一‘s;△咬;=人2一h;一Tk(52一)3冷凝器烟损257一’e润5二Tk55一s;.4节流阀蛹损△()3038.7,一。5;e、一e:一e△=()、..5蒸发器规损556160·,e1一1=ee上.6吸汽管烟损△一3.3128e、艺△.7总朔」损232.9671e,。‘’。。一k一(TT1)。.8冷量州泪/112.5324q。之h人5一11045二=e、e十.9循环娴率刀/0324效2.2双级压缩氨制冷循环,现浙江省湖州市区某冷饮企业的一30℃系统为一次节流的双级压缩制冷循环lgP.,‘如图207:tk=t=3所示03年月初的实测数据为冷凝温度35℃冷却水温度,,‘,·25t。:二一t。二一l;‘t:二℃蒸发温度30℃库房温度18℃低压机吸汽温度..一21,t0,二一27℃,t7=2℃二=℃中间温度6过冷取压缩机绝热效率知、..、75:1、;20下面进行两种情况分析不考虑低压级吸汽管路的压力损失假定吸汽管...,路有压力损失0巧bar由lgp一h查得各状态点的参数值列于表3制冷循环各过程拥损失计算结果见表4.:p由上述计算结果可以看出图3lg功示意图(1)由于采用了双级压缩和高压液体再冷却,所以蜘效率仍较高,达39.5%;,,(2)与单级压缩不同双级压缩时压缩机的娟损占居首位占输人功的17%;(3)冷凝器因冷凝温度较高,传热温差较大,且冷却水获得的蛹未能加以利用,所以其烟损居第二位,占输入功的16.7%;(4)蒸发器也因传热温差较大,其烟损居三位,占输人功的12.8%;,(;5)节流阀损较小这是因液体在节流前得到了较好的过冷(37℃).(6)吸汽管路上的压降(0.巧bar)使吸汽管姻损由.8增至9.7kJgg2/k压缩机耗功由518增至530kJ/k所以在低温系统.中要注意避免或尽量减少吸管路上的压力损失可、以采用同样的方法分析蒸发器冷凝器传热温差对制冷循环蛹效率的影响,这里不再赘述.表3各状态点的参数值.....r一一一一30一30-21059222(℃)21608252673875487乏267叭Ll752020蝴92......714..p(bar)119392392392135135::::392119105392人(目}kg)175019001950175819402000788510650172317552008,....·......;(kJ{kgk)7167.20723665668682621265200706720741J··:,’’、,‘注表h:=hl+(人2一人,)/刀习;h2=hl+(hZ一hI)/刀习;人;二人3+(h。一h3)甲、户1一户,=o15bar(下转70页) 辽宁师专学报2003年第3期.纳、练气,如《庄子》所述“熊经鸟伸”的仿生导引,用来描述太极拳的动作特征也很到位老子的“致虚极守静笃”,..“”,,、专气至柔都应用到了太极拳的动作呼息与心法之中太极拳十分注重养气所谓气足则神旺神旺则动作敏捷所以.,“”太极以养为本以练为用所谓练拳不练功到老一场空即意指此理太极拳以养而达到人体内环境的高度有序化的最佳状态,是人的整体系统功能态处于高级健康态的标志..养气是太极拳实现养生健身治病体现其,医学文化内涵的主要特征太极拳讲的养气是一种天地自然之气是可以通过..导引,吐纳静心来实现的这种自然之气在太极拳的修炼过程中培植了练习者的精神内力由此自然之气转化为精神力..量而这种以气为物质基础的精神力量是强身治病的根本保障太极拳的医学文化内涵也体现了中国传统医学理论的核心内容.太极拳在其形成和发展过程中深受中,,以气本质为其养生健身国古典哲学思想的影响它以天人合一思想为基本原理.的医学文化基础深人研究它的文化内涵,对太极拳运动的传播,以及对太极文化的认识,使之为人类造福都有着十分重大的意义.(责任编辑朱成杰)(上接18页)表4循环各过程烟损失计算结果’计算结果占。艺之百分比(%)名称计算公式无压降有压降无压降有压降。。e十=:一l+:d;一3、0八J1、J.产QUtJO9咤了咋,..且1t,z心」压缩机输人溯消耗的功(幻Ikg)艺(hh)G/G(hh),n只n1006卜0nUgv:一:+e。一。=、s:一,:+:d:;一53,压缩机蜘损(目Zk)&△T[()G/G()〕,4169一:‘冷凝器蝴损(幻/kg)△e,6=G/Gdh4一h6)一Tk(s;一56)][(Je一ev一’s:△币6+△:7=Tk57一)+(G:-【(..节流阀蝴损(kJZkg)、6:6327342GddX)/G(一)」ev:△中冷=(e:一e:)+[G/Gd(e6一e3)〕+.中冷器卿损(U/kg)36.769:一de6e6[(GG)/(一)〕,e·了一s一e7一es一e%.,胜门‘-1kg)△()Ul人孟,J1Q口燕发器烟损(划/128一‘,吸汽管蝴损(衬/kg)△e诏l=。。一亡,=人:一h:一Tk(::一:;)705O.总损(司/ge、烟k)艺△326593e’’。o、一k一1)。..冷量卿收益的蝴(kJ/kg)(T/T2045395,e、e‘.烟效率(kJ/kg)一/艺03950386:、1;注表中各量都是以单位工质循环量为基准计算的、g::2Gh。+Gdh3=Gh3十Gdh7求得高低压级工质循环量的比值可根据中冷器的能量平衡方程...,G:d=h:一73一h6=一4一=1;无压降时/G(h)l(h)(1950510)/(175866267)314,....有压降时G:Gd=(hZ一八7)l(h3一人6)=(2005一510)17554一66267)=1367/l(、:3中冷器烟损失可由其规平衡方程:一e‘e6+e:e:+e:+v:(GGd)6+GdGd=GgGd△E中冷求得).ve:一e7::一e6e6么e冲冷=△E中冷/Gd=()+G/Gd(e‘一e3)+仁(GGd)/Gd(一)]3总结.由上面的计算结果可看出,在制冷系统中,压缩机、蒸发器和冷凝器的烟损失所占比例较大应努力改进压缩机、蒸发器和冷凝器的设计与制造的技术水平,,,,以提以减小它们的蜘损失同时在日常管理中应做好设备的维护与保养工作.高系统的能效.拥分析还是拥经济分析的基础,在拥分析的基础上,对系统进行拥经济性分析,进而可对系统进行综合优化参:考文献..〔l]郭庆堂实用制冷工程设计手册【M〕北京:中国建筑工业出版社,1994...〔2〕李松寿,等制冷原理与设备〔M〕上海:上海科学技术出版社,19蛇....【:,193〕李斯特工程热力学原理〔M〕北京化学工业出版社92..4,,,【]庄友明等冷库氨双级压缩制冷系统最佳工况研究【J〕制冷学报2001(2)(贵,王巍)任编辑胡冲