空气调节制冷技术ppt课件.ppt

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1、第一章蒸汽压缩式制冷的热力学原理§1-1蒸汽压缩式制冷的基本原理§1-2蒸汽压缩式制冷的理论循环§1-3蒸汽压缩式制冷循环的改善§1-4跨临界制冷循环（自学）§1-5蒸汽压缩式制冷的实际循环§1-1蒸汽压缩式制冷的基本原理一、热力学基本定律热力学第一定律：能量守恒和转换定律热力学第二定律：能量贬值原理不可能把热从低温物体传向高温物体而不引起其它变化。低温物体高温物体热量热量由低温物体传向高温物体，必须有一个补偿过程。需要消耗机械能、电能或热能。二、完成制冷循环的设备组成及其工作蒸发器：介质气化，吸收外界热量，实现对外制冷的换热设备。冷凝

2、器:介质由气态冷凝为液态，使介质可以再次气化制冷的换热设备。压缩机:为使介质在自然环境下冷凝，而改变介质状态的动力设备。（实现了热量从低温物体向高温环境转移）节流机构:维持系统高低压共存的设备。§1-1蒸汽压缩式制冷的基本原理三、理想制冷循环1.逆卡诺循环1-2等熵压缩T0→Tk耗功w12-3等温放热qk=Tk（sa-sb）3-4等熵膨胀Tk→T0做功w24-1等温膨胀吸热q0=T0（sa-sb）两个恒温热源两个等温过程两个等熵过程§1-1蒸汽压缩式制冷的基本原理2.循环结果从被冷却介质吸热q0（单位冷量）；向冷却介质放热qk；循环净耗

3、功w0＝qk－q0§1-1蒸汽压缩式制冷的基本原理3.制冷系数消耗单位功量所能获得的制冷量。大小只取决于两个热源的温度；T0↗或Tk↘ε↗，循环经济性越好；§1-1蒸汽压缩式制冷的基本原理4.如何实现逆卡诺循环（1）湿蒸汽区域内进行（2）设备：蒸发器（4-1）冷凝器（2-3）压缩机（1-2）膨胀机（3-4）（3）可逆循环→传热无温差，运动无摩擦§1-1蒸汽压缩式制冷的基本原理四、逆卡诺循环难以实现：湿蒸气区域内进行湿压缩，减少制冷量、“液击”设备：蒸发器无温差传热难以实现冷凝器无温差传热难以实现压缩机无摩擦运动膨胀机不经济，且难以加工§

4、1-1蒸汽压缩式制冷的基本原理五、有传热温差的制冷循环Tk’—冷却介质的温度T0’—被冷却介质的温度逆卡诺循环：1’-2’-3’-4’-1’Tk—冷凝器中制冷剂的温度T0—蒸发器中制冷剂的温度有传热温差的循环：1-2-3-4-1耗功量增加：阴影面积制冷量减少：1-1’-4’-4-1§1-1蒸汽压缩式制冷的基本原理六、有传热温差的制冷循环的制冷系数小于逆卡诺循环的制冷系数热力完善度：工作于相同温度间的实际制冷循环的制冷系数与逆卡诺循环制冷系数的比值。≤1η的大小反映了实际制冷循环接近逆卡诺循环的程度。§1-1蒸汽压缩式制冷的基本原理§1-

5、2蒸汽压缩式制冷的理论循环一、蒸汽压缩制冷理论循环蒸发器：吸收热量（输出冷量）从而制冷；等压吸热。1.循环的组成压缩机：制冷系统的心脏，压缩和输送制冷剂蒸气；等熵压缩；冷凝器：输出热量；等压放热；节流阀：节流降压，并调节进入蒸发器的制冷剂流量；等焓节流；一、蒸汽压缩制冷理论循环2.热力状态1-2（压缩机）：等熵压缩2-3-4（冷凝器）：等压放热；4-5（节流阀）：绝热节流，等焓；5-1（蒸发器）：等压吸热而制冷。3.特点（对比逆卡诺循环）（1）干压缩代替了湿压缩：1点为干饱和蒸汽状态（2）节流阀代替了膨胀机：节流损失（3）热交换过程为等

6、压过程，而非等温过程4.压焓图一点、两线、三区、五状态等压线—水平线等焓线—垂直线等干度线—湿蒸气区域内曲线等熵线—向右上方大斜率曲线等容线—向右上方小斜率曲线等温线—垂直线（液相区）→水平线（两相区）→向右下方弯曲（过热蒸气区）5.理论制冷循环的压焓图压焓图的作用：确定状态参数表示热力过程分析能量变化6.状态点的确定1点：Po等压线与x=1蒸气干饱和线交点3点：Pk等压线与x=0液态饱和线交点2点：Pk等压线与s1等熵线交点4点：Po等压线与h3等焓线交点7.理论蒸汽压缩制冷循环的热力计算计算目的：确定循环的性能指标、压缩机的容量及功

7、率，以及换热设备的热负荷，为选择制冷设备提供依据。热力计算参数单位质量制冷量q0：1kg制冷剂在蒸发器内从被冷却物体吸收的热量。q0＝h1－h4单位体积制冷量qv：压缩机每吸入1m3制冷剂蒸气（按吸气状态计），在蒸发器中所产生的制冷量。qv＝q0/v1＝（h1－h4）/v1制冷剂质量流量MR：MR=Qo/q0制冷剂体积流量VR：VR=MR*v1单位冷凝负荷qk：1kg制冷剂在冷却和冷凝过程中放出的热量。qk＝h2－h3单位理论压缩功w0：压缩机每压缩输送1kg制冷剂所消耗的压缩功。w0＝h2－h1制冷系数ε0：热力完善度η：§1-3蒸汽

8、压缩式制冷循环的改善液体过冷蒸气过热回热循环§1-3蒸汽压缩式制冷循环的改善上面所述的循环，是单级蒸气压缩式制冷的理论循环，也是最简单的循环。在实用上，根据实际条件对循环往往要作一些改进，以便提高循环的热力