蒸气压缩式制冷循环原理.ppt

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1、蒸气压缩式制冷循环原理第一节逆向可逆循环正向循环——动力循环逆向循环——制冷循环可逆循环：是一种理想循环，它不考虑工质在流动和状态变化过程中的各种损失。不可逆循环：在工质循环过程中考虑了上述各种损失。不可逆损失主要是指制冷剂在流动和状态变化时因内部摩擦、不平衡等因素引起的内部不可逆损失，以及冷凝器、蒸发器等换热器存在传热温差的外部不可逆损失。一、逆卡诺循环实现逆卡诺循环必须具备的条件：（1）高、低温热源温度恒定；（2）工质在冷凝器和蒸发器中与外界热源之间无传热温差；（3）工质流经各个设备时无内部不可逆损失；（4）作为实现逆卡诺循环的必要设备是压缩机、冷凝器、膨胀机和蒸发器。逆卡诺

2、循环示意图绝热压缩等温冷凝绝热膨胀等温蒸发逆卡诺循环的热量和功量在每个制冷循环中，1kg的制冷剂：从低温热源吸热q0=T0(Sa－Sb)面积4ab14向低温热源放热qk=Tk(Sa－Sb)面积3ab23压缩机的净功wc=qk－q0=(Tk－T0)(Sa－Sb)面积12341绝热压缩过程外界输入功w面积123041绝热膨胀过程膨胀机输出功we面积3043外界输给压缩机的净功wc＝w－we面积12341两者相等q0qkwc0we衡量制冷循环经济性能的指标：制冷系数（COP）制冷系数仅与高、低温热源的温度有关，而与制冷剂的热物理性能无关。通过对εc分别求T0和Tk的偏导数，可以得知T0

3、和Tk对εc的影响是不等价的，并且T0的影响大于Tk。冷凝器和蒸发器的传热温差分别△Tk和△T0时表明具有传热温差的不可逆循环的制冷系数，总小于相同冷热源温度时的逆卡诺循环制冷系数，而且随传热温差△T0和△Tk的增大而降低。蒸发器传热温差△T0对制冷系数的影响大于冷凝器传热温差△Tk。相同冷热源温度时，实际循环和逆卡诺循环制冷系数的比值，可用来表示实际循环的热力完善度。高、低温热源温度和传热温差对制冷系数和热力完善度的影响高温热源温度tk’低温热源温度t0’冷凝器△tk蒸发器△t0逆卡诺循环有温差的逆卡诺循环热力完善度30-5007.66－140-5005.96－140+500

4、7.94－140+555－6.070.761010－4.870.61105－5.460.69二、变温热源的逆向循环单一物质制冷剂无法实现变温逆向循环，非共沸混合制冷剂可以实现。三、热泵的应用逆向循环可以用来制冷，也可以用来供热，或者冷、热同时使用。用来制冷的逆向循环装置，称为制冷装置；用来供热时则称为热泵装置。供热系数：例：有一台冷暖两用的热泵型空调器，假设其按照逆卡诺循环运行，压缩机的净功率是1030W，夏季的制冷量为3200W，问制冷系数为多少？在冬季运行时，制热量和供热系数各为多少？ε＝3.11qk=4230W，μc=4.11第二节理论制冷循环三种制冷循环过程在T-S图上的

5、表示逆卡诺循环1’2’3’4’1’具有温差的逆卡诺循环1”2”34”1”理论制冷循环12341理论制冷循环与逆卡诺循环（理想制冷循环）的区别：1．在冷凝器和蒸发器中，制冷剂按等压过程循环，而且具有传热温差；2．制冷剂用膨胀阀绝热节流，而非膨胀机绝热膨胀；3．压缩机吸入饱和蒸气，而不是湿蒸气。一、用膨胀阀代替膨胀机后的节流损失为什么要用膨胀阀代替膨胀机？代替之后有什么影响呢？损失膨胀功we=h3－h4’’面积34”03减少制冷量△q01=h4－h4”面积4”4bc4”因为绝热节流过程前、后焓值不变，即h3=h4所以we=△q01这表明制冷剂在绝热膨胀中的作功能力全部用来克服绝热节流

6、过程中的各种阻力损失，而这些损失最终转化为热量，被流过膨胀阀的制冷剂吸收，使部分制冷剂汽化，增加了干度，降低了湿蒸气中的液体含量，减少了其制冷能力，此损失称为制冷剂通过膨胀阀的节流损失。影响节流损失大小的因素（Tk－T0）取决于制冷循环工况饱和液体线的斜率取决于液态制冷剂的物性比热制冷剂节流后的干度取决于其潜热用膨胀阀代替膨胀机后，增加了we，损失了△q01，这使制冷系数和热力完善度下降。二、用干压缩代替湿压缩后的饱和损失为什么要用干压缩代替湿压缩在制冷压缩机的实际运行中，若气缸吸入湿蒸气，会引起液击现象，损坏压缩机的阀片和其他零部件。过量的液体制冷剂进入高温的气缸后，会发生强烈

7、的热交换而迅速汽化，占有气缸容积，使吸气量减少，制冷量下降。干压缩代替湿压缩后的影响增加制冷量△q02=h1－h1”面积1”1ad1增加耗功量△wb面积122”1”1饱和损失面积522”5第三节液体过冷和吸气过热对制冷循环的影响一、液体过冷对制冷循环的影响T3称为过冷温度；（Tk－T3）称为过冷度；增加制冷量△q03，其随T3的降低而增加；压缩机耗功量不变；制冷系数增加。二、吸气过热对制冷循环的影响T1称为吸气过热温度；（T1－T0）称为过热度；增加制冷量△q04；增加压缩机耗