工程热力学第十章制冷循环

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1、工程热力学10-6制冷循环工质10-5热泵10-4压缩蒸气制冷循环10-3压缩空气制冷循环10-1概述10-2逆向卡诺循环第10章制冷循环210-6制冷循环工质10-5热泵10-4压缩蒸气制冷循环10-3压缩空气制冷循环10-1概述10-2逆向卡诺循环第10章制冷循环3制冷循环种类4太阳能沸石-水吸附制冷5半导体制冷原理6制冷（热泵）循环•制冷循环输入功量（或其他代价），从低温热源取热•动力循环输入热通过循环输出功•热泵循环输入功量（或其他代价），向高温热源供热—正循环—逆循环—逆循环7工质循环的两种方式a）正向循环（动力循环）b）逆向循环（制冷或

2、热泵循环）810-6制冷循环工质10-5热泵10-4压缩蒸气制冷循环10-3压缩空气制冷循环10-1概述10-2逆向卡诺循环第10章制冷循环9逆向卡诺循环绝热压缩过程1-2，制冷剂温度由To升至Tk，外界输入功wc；等温冷凝过程2-3，制冷剂等温向高温热源Tk放出热量qk；绝热膨胀过程3-4，制冷剂温度由Tk降至To，膨胀机输出功we，为压缩机所利用；等温蒸发过程4-1，制冷剂等温从低温热源To吸收热量qo10制冷系数制冷循环的性能指标——制冷系数εc逆向卡诺循环的制冷系数εc与制冷剂性质无关，仅取决于高、低温热源温度。1110-6制冷循环工质10-

3、5热泵10-4压缩蒸气制冷循环10-3压缩空气制冷循环10-1概述10-2逆向卡诺循环第10章制冷循环12原理原理：利用空气绝热膨胀时温度降低来获得低温。13循环各过程1－2为空气在压气机中的绝热压缩过程；2－3为热空气在冷却器中的定压放热过程；3－4为空气在膨胀机中可逆绝热膨胀过程；4－1为空气在冷藏室中定压吸热过程。14制冷系数单位质量工质向高温热源排放的热量为：单位质量工质从冷藏室中吸收的热量为：压缩空气制冷循环系统所消耗的循环净功为：15制冷系数空气视为理想气体，且比热容为定值，则：定义为循环增压比，可得：16回热式压缩空气制冷循环采用叶轮式

4、压缩机和膨胀机以增大空气流量，再辅以回热措施，制冷量得到改善，它在深度冷冻、液化气体等方面获得了实际的应用。17回热式压缩空气制冷循环1-2为空气在回热器中的定压预热过程；2-3为空气在压缩机中的可逆绝热压缩过程；3-4为空气在冷却器中的定压放热过程；4-5为空气在回热器中的定压放热过程；5-6为空气在膨胀机中可逆绝热膨胀过程；6-1为空气在冷藏室中的定压吸热过程。1810-6制冷循环工质10-5热泵10-4压缩蒸气制冷循环10-3压缩空气制冷循环10-1概述10-2逆向卡诺循环第10章制冷循环19压缩空气制冷循环的优点：工质容易获得、成本低、无毒安

5、全。缺点：空气的比热容小，单位质量空气的制冷量比较小；吸热、放热均在定压下进行，偏离逆向卡诺循环较大，经济性差。压缩空气制冷循环特点20压缩蒸气制冷循环用低沸点物质（大气压下的沸点低于0℃）作为工质（制冷剂），利用其在定压下汽化和凝结时温度不变的特性实现定温放热和定温吸热，可以大大提高制冷系数；制冷剂的汽化潜热较大，因此制冷量大。21压缩蒸气制冷循环1-2为从蒸发器中出来的蒸气在压缩机中被可逆绝热压缩的过程；2-3为过热蒸气在冷凝器中定压放热被冷凝的过程；3-4为饱和液体在节流阀中节流、降压、降温的过程；4-1为湿饱和蒸气在蒸发器中定压吸热、汽化的过

6、程。22制冷系数23状态参数确定：p-h图242510-6制冷循环工质10-6蒸汽喷射式制冷循环10-4压缩蒸气制冷循环10-3压缩空气制冷循环10-1概述10-2逆向卡诺循环第10章制冷循环10-5蒸汽吸收式制冷循环10-5热泵26蒸汽吸收式制冷循环常用工质对：氨（制冷剂）＋水（吸收剂）水（制冷剂）＋溴化锂（吸收剂）27蒸汽喷射式制冷循环从锅炉引来的高温高压蒸汽（状态1/）在喷管中膨胀至混合室，压力降低而获得高速气流（状态2/），在混合室里与从蒸发器引来的低压蒸汽（状态1）混合，而形成一股速度略低的汽流，进入扩压管减速升压（过程2-3），然后在凝汽

7、器中凝结（过程3-4）。凝结后的液体分成两路：一路通过膨胀阀降压降温（过程4-5）后进入蒸发器，吸热气化变成低温低压的蒸汽（状态1）；另一路通过水泵提高压力后（状态5'）返回锅炉重新加热，产生工作蒸气1'，完成循环。28热泵分类1根据热泵的驱动方式，热泵可分为：（1）电驱动热泵：以电能驱动压缩机工作的蒸气压缩式或空气压缩式热泵。（2）燃料发动机驱动热泵：以燃料发动机，如柴（汽）油机、燃气发动机及蒸汽透平驱动压缩机工作的机械压缩式热泵。（3）热能驱动热泵：有第一类和第二类吸收式热泵，以及蒸汽喷射式热泵。29热泵分类2（1）空气源热泵：低温热源为空气，热

8、泵从空气中吸取热量。（2）水源热泵：低温热源为水，热泵从水中吸取热量。水源可以是地表水、地下水、生活与工业废