蒸气压缩式热泵工作原理.ppt

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1、2.1蒸气压缩式热泵理论循环2.1.1引入原因2.1.2理论循环的组成2.1.3与理想循环相比较的特点2.1.4热力计算2.1.5热泵循环的改善2.1.6讨论2.1.1引入原因理想热泵循环存在着难点：状态点参数确定问题干压缩问题膨胀功回收问题空气热泵循环存在着基本缺点：由于吸热过程和放热过程是在定压非定温下进行，与逆卡诺循环的相应过程相差较远，因而制热系数低；由于空气的比定压热容较小，则循环的制热量也较小。采用蒸气压缩热泵循环可以改善（？）。组成：两个等压吸热、放热过程；一个绝热压缩过程；一个绝热节流过程。工作原理图：2.1.2理论循环的组成用膨胀阀代替膨胀

2、机。蒸气的压缩在过热区进行，而不是在湿蒸气区进行。（用干压缩代替湿压缩）两个传热过程都是等压过程，并且具有传热温差。（有温差的传热）2.1.3与理想论循环相比较的特点用膨胀阀代替膨胀机原因：膨胀功小；简化装置、便于调节。措施：用膨胀阀代替膨胀机。后果：产生两部分节流损失，使制热系数下降。节流损失与（Tk-T0）和物性有关。干压缩代替湿压缩原因：有效吸气量减少，制冷量降低破坏压缩机润滑、液击，损坏压缩机。措施：在蒸发器出口设气液分离器；加大蒸发器的面积；采用回热循环等。后果：产生过热损失。具有温差的等压传热原因：实际换热面积不可能无穷大。措施：增加相关设备及管

3、路。后果：即产生节流损失；又产生过热损失。影响热泵性能的主要因素：t0，tk，tsh，Δtrc压焓图的应用蒸气压缩式热泵理论循环的热力计算2.1.4热力计算压焓图的应用压焓图的引入用线段表示吸、放热量，功量直观、方便、清晰压焓图的组成蒸气压缩式热泵理论循环在压焓图上的表示压焓图的组成纵坐标：压力横坐标：焓hlgPCx=0x=1tsvx状态变化图等温线及其变化等熵线及其变化等比容线及其变化等干度线及其变化蒸气压缩式热泵理论循环在压焓图上的表示坐标及状态变化图压缩过程1→2定压放热过程2→3节流过程3→4定压吸热过程4→1hlgPC1234T0T3TkPkP0q

4、0qkwc各个过程前后能量分析蒸气压缩式热泵循环的热力计算（一）依据：蒸发、冷凝、再冷、压缩机吸气温度，制热量Φh等。步骤：先求出各状态点参数；再对各环节进行热计算。内容：单位质量（容积）制热能力qk（qvk），kJ/kg（kJ/m3）qvk=qk/v1=（h2-h4）/v1制冷剂的质量流量Mr：Mr=Φh/qk（kg/s）制冷剂的体积流量Vr：Vr=Mrv1=Φh/qv（m3/s）蒸气压缩式热泵理论循环的热力计算（二）单位质量（容积）制热能力qk（qvk）制冷剂的质量流量Mr制冷剂的体积流量Vr蒸发器的冷负荷Φo：Φo=Mrqo=Mr（h1-h4）（kW）

5、压缩机的理论耗功量Pth：Pth=Mrwc=Mr（h2-h1）（kW）理论制冷系数ε：ε=Φ0/Pth=q0/wc=（h1-h4）/（h2-h1）理论制热系数εh：εh=Φh/Pth=qk/wc=（h2-h4）/（h2-h1）2.1.5热泵循环的改善膨胀阀前液态制冷剂再冷却回收膨胀功多级压缩热泵循环膨胀阀前液态制冷剂再冷却措施分析结果措施设置再冷却器大型氨制冷系统，单独设置小型氟利昂系统，适当增加冷凝器面积采用回热循环在高温高压端产生液态制冷剂的再冷却在低温低压端保证了吸气干压缩分析设置再冷却器工作流程复杂，系统维护相对较难压缩功没有增加时，单位质量制冷能力

6、增加采用回热循环工作流程复杂，初投资增加压缩功增加，单位质量制冷能力增加注意再冷温度、再冷度过热温度、过热度结果设置再冷却器节流损失减少制冷系数提高采用回热循环节流损失减少，过热损失增加制热系数随制冷剂的热物理性质有关，并随其性质的不同而有不同的结果回收膨胀功措施：用膨胀机代替膨胀阀分析：系统复杂，增加初投资压缩机耗功率减小，单位质量制冷量增加结果节流损失减少制热系数增加多级压缩热泵循环措施：采用闪发蒸气分离器设置中间冷却器分析：系统复杂，初投资增加，只有压缩比（Pk/P0）8时采用结果过热损失减少制热系数增加t0，tk，tsh，Δtrc如何确定？循环过程在

7、T-s图和lgp-h图上如何表示？各个状态点及状态参数如何确定？基本理论循环、再冷循环、回热循环有何不同？T-s图和lgp-h图上如何表示热量？T-s图和lgp-h图上如何表示功量？2.1.6讨论t0的确定：低温热源温度和蒸发器的结构形式。空气：t0=teia-（8~12）℃液体：t0=teiw-（4~6）℃tk的确定：供热介质温度和冷凝器的结构形式。空气：tk=tcia+（5~10）℃液体：t0=（tciw+tcow）/2+（4~6）℃tsh的确定：一般：tsh=t0+（5~8）℃氟利昂：tsh=t0+15℃trc的确定：供热介质温度和再冷却器的传热温差。

8、trc=tk-（3~5）℃2.1.6讨论2.2蒸气压