制冷循环PPT课件

1、制冷空调原理与制冷空调原理与装置装置第1页/共42页冷柜冰箱机组冷柜冰箱机组第2页/共42页汽车空调机组汽车空调机组第3页/共42页冷热两用空调机冷热两用空调机组组(a)夏季制冷循环(b)冬季热泵循环 制冷与热泵两用装置示意图A 四通换向阀，B 毛细节流装置，C 压缩机制冷制冷制热制热第4页/共42页11-1 概述制冷循环热泵循环 heat-pump cycle逆向循环-reverse cycleQciso00cSSSiso00cSSS第5页/共42页经济性指标：ccqqq0cccTTT01 普冷工业上也称制冷装置工作性能系数COP (the coefficient of performanc

2、e)0ccqCOPqq第6页/共42页制冷能力和冷吨制冷能力和冷吨生产中常用制冷能力来衡量设备产冷量大小制冷能力：制冷设备单位时间内从冷库取 走的热量(kJ/s)。商业上常用冷吨来表示。1冷吨：1吨0C饱和水在24小时内被冷冻 到0C的冰所需冷量。水的凝结（熔化）热 r =334 kJ/kg1冷吨=3.86 kJ/s1美国冷吨=3.517 kJ/s第7页/共42页制冷循环种类制冷循环种类 空气压缩制冷空气压缩制冷 压缩制冷压缩制冷 蒸气压缩制冷蒸气压缩制冷 吸收式制冷吸收式制冷制冷循环制冷循环 吸附式制冷吸附式制冷 蒸汽喷射制冷蒸汽喷射制冷 半导体制冷半导体制冷 热声制冷热声制冷第8页/共42

3、页 11-2 压缩空气制冷循环 - Gas-compression refrigeration cycle第9页/共42页冷却水冷却水膨胀机膨胀机压缩机压缩机冷藏室冷藏室冷却器冷却器3214一、压缩空气制冷循环概述一、压缩空气制冷循环概述第10页/共42页四个主要部件；工质：空气1 2 绝热压缩 p T2 3 等压冷却 向环境放热，T3 4 绝热膨胀 T T1 （冷库）4 1 等压吸热 T T1理想化处理：理气； 定比热; 可逆；压缩空气制冷压缩空气制冷循环分析循环分析第11页/共42页pv图和图和Ts图图1 2 绝热压缩2 3 等压冷却3 4 绝热膨胀4 1 等压吸热 pv3214TsT2T

4、01234逆勃雷登循环ssppq1qc第12页/共42页13二、二、 压缩气体制冷循环简介压缩气体制冷循环简介第13页/共42页14二、制冷系数（二、制冷系数（COP）321hhq定比热定比热143112TTTTCCnet1CqqwqqC14qhh net2314netwqhhhhCnetqw 413241TTTTTT121111TTT 142314hhhhhh21pp循环增压比第14页/共42页15讨论： 1）C1c0C21TTTTTT相同温度的相同温度的T 0和和TC2）,Cq 第15页/共42页16三、回热式压缩空气制冷循环三、回热式压缩空气制冷循环 压缩空气制冷，压缩空气制冷，qC较小

5、，且随较小，且随上升，上升，下降，为兼下降，为兼顾顾Qc及及，采用大流量叶轮压缩机并回热。采用大流量叶轮压缩机并回热。 第16页/共42页回热式空气制冷循环回热式空气制冷循环 回热式空气压缩制冷装置T2T01RTs2R53R41R2R134253R1第17页/共42页18 回热后：回热后： 面积面积12nm1=面积面积45gk4 qc=面积面积1mg61 q1=面积面积34kn3=面积面积35gm3 相等，相等，下降下降第18页/共42页 11-3 压缩蒸汽制冷循环 -The vapor-compression cycle第19页/共42页20一、压缩蒸气制冷循环设备流程及一、压缩蒸气制冷循环

6、设备流程及T T- -s s图图第20页/共42页二、制冷系数二、制冷系数4151hhhhqcnetcqw421hhq1241hhhh1241TTTT?第21页/共42页三三. .状态参数确定状态参数确定netcqw1241hhhh第22页/共42页 11-4 11-4 制冷剂的性质制冷剂的性质 蒸气压缩制冷，要尽可能利用工质两相区，因此与工质性质密切相关。对热物性要求：1. 沸点低，tb10C2. 压力适中，蒸发器中稍大于大气压，冷凝器中不太高；3. 汽化潜热大，大冷冻能力；4. T-S图上下界线陡峭：上界陡峭，冷冻更接近定温，下界线陡，节流损失小；5. 凝固点低，价廉，无毒，不腐蚀，不爆，

7、性质稳定、油溶性、材料相容性、环境性能、安全性能好。第23页/共42页24第24页/共42页发达国家发达国家HCFCs禁用时间表禁用时间表美国 2003.1.1: 作发泡剂用的HCFC-141b 将被禁用 2010.1.1: 停止HCFC-22和142b的生产 2015.1.1: 停止HCFC-123和124的生产 2020.1.1: HCFC-22和141b将被禁用 2030.1.1: HCFC-123和124将被禁用瑞士，意大利 2000.1.1: HCFCs将被禁用德国 2000.1.1: HCFC-22将被禁用瑞典，加拿大 2010.1.1: HCFCs将被禁用第25页/共42页发展中

8、国家发展中国家CFC&HCFC削减及禁用时间表削减及禁用时间表1999.7.1 CFC-11，12，113，114，115控制在 1995-1997年的平均水平2005.1.1 CFC-11，12，123，114，115减少 1995-1997年的平均水平的50%2007.1.1 CFC-11，12，123，114，115减少 1995-1997年的平均水平的85%2010.1.1 禁用CFCs2016.1.1 HCFCs控制在2015年的平均水平2040.1.1 禁用HCFCs第26页/共42页全球三大环境问题全球三大环境问题第27页/共42页制冷剂的替代制冷剂的替代是否随着CFC和

9、HCFC的禁用也淘汰蒸气压缩制冷方式？ 2020世纪世纪9090年代以来国际研究热点年代以来国际研究热点第28页/共42页CFC-12的替代举例的替代举例 HFC-134a(CH2F-CF3)：美国、日本等采用，新飞、中意等采用；GWP, TFA 碳氢化合物 (异丁烷或异丁烷/丙烷混合物 )：德国及北欧采用，容声、海尔等采用； 可燃易爆；VOC 混合制冷剂：有多种方案，海尔、雪花、伯乐等采用。 温度滑移；成分泄露第29页/共42页11-5 其他制冷循环第30页/共42页一. 吸收式制冷循环absorption refrigerationHcpHcQQWQQcop理想条件下01pHtHHTwQQ

10、T利用此功可获得的,max001cpLHHLQwTTQTTT,max0max0COPcHLHHLQTTTQTTT第31页/共42页二. 气流引射式制冷steam jet refrigeration装置工作循环可分成两个循环 制冷蒸汽循环673456 工作蒸汽循环6812456总循环每kg制冷量q2=q7-3=h3-h7每kg冷凝器放出热量 q冷=q5-6=h6-h5 每kg工作蒸汽吸热量 q1=q8-1=h1-h8能量利用系数8127312hhmhhmQQ 工作蒸汽及功量最终均以热量形式在冷凝器中向环境散失，构成能质下降以弥补制冷蒸汽的能质提高。第32页/共42页吸收式制冷循环吸收式制冷循环利

11、用溶液性质压缩制冷循环以消耗机械功为代价吸收式制冷以消耗热量为代价溶液 = 溶剂 + 溶质溶液T溶液T溶剂吸收溶质的能力溶剂吸收溶质的能力溶液浓度溶液浓度氨（溶质） + 水（溶剂）溶液 溴化锂（溶剂） + 水（溶质）溶液 第33页/共42页吸收式制冷循环示意吸收式制冷循环示意图图 循环性能系数循环性能系数PHLRWQQCOP)(第34页/共42页吸收式制冷循环特点吸收式制冷循环特点用于大型用于大型 空调、中央空调。空调、中央空调。优点：直接利用热能可用低品质热缺点：设备体积大，启动时间长环境性能好第35页/共42页 11-6 热泵热泵第36页/共42页q2q2q1q1wwT2T0T0T12qw制冷系数制热系数11qw12qqwww制冷热泵第37页/共42页蒸气压缩式热泵蒸气压缩式热泵装置装置T0房间供暖化工温度提升节能第38页/共42页热泵热泵lnlnp p- -h h图及计算图及计算Ts12345lnph123452q1qw21514qhhhh124qhh12421qhhwhh第39页/共42页主要供