物理制冷循环学习教案

1、会计学1物理制冷物理制冷(zhlng)循环循环第一页，共44页。第1页/共44页第二页，共44页。第2页/共44页第三页，共44页。第3页/共44页第四页，共44页。(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(zhlng)(zhlng)制热制热第4页/共44页第五页，共44页。11-1 概述概述(i sh)制冷制冷(zhlng)循环循环热泵循环热泵循环 heat-pump cycle逆向逆向(n xin)循环循环-reverse cycleQciso00cSSSiso00cSSS第5页/共44页第六页，共44页。经济性指标

2、经济性指标(zhbio)：ccqqq0cccTTT01 普冷普冷工业上也称制冷装置工作工业上也称制冷装置工作(gngzu)性能系数性能系数COP (the coefficient of performance)0ccqCOPqq第6页/共44页第七页，共44页。生产中常用生产中常用(chn yn)制冷能力来衡量设备产冷量大小制冷能力来衡量设备产冷量大小制冷能力：制冷设备单位制冷能力：制冷设备单位(dnwi)时间内从冷库取时间内从冷库取 走的热量走的热量(kJ/s)。商业上常用商业上常用冷吨冷吨来表示。来表示。1冷吨：冷吨：1吨吨0C饱和饱和水水在在24小时内被冷冻小时内被冷冻 到到0C的的冰冰

3、所需冷量。所需冷量。水的凝结（熔化）热水的凝结（熔化）热 r =334 kJ/kg1冷吨冷吨=3.86 kJ/s1美国冷吨美国冷吨=3.517 kJ/s第7页/共44页第八页，共44页。 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44页第九页，共44页。 11-2 压缩空气压缩空气(ysu kngq)制冷循环制冷循环 - Gas-compression refrigeration cycle第9页/共44页第十页，共44页。冷却水冷却

4、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、压缩空气制冷循环一、压缩空气制冷循环(xnhun)(xnhun)概述概述第10页/共44页第十一页，共44页。四个主要四个主要(zhyo)部件；工质：空部件；工质：空气气1 2 绝热压缩绝热压缩 p T2 3 等压冷却等压冷却 向环境放热，向环境放热，T3 4 绝热膨胀绝热膨胀 T T1 （冷库）（冷库）4 1 等压吸热等压吸热 T T1理想化处理：理气理想化处理：理气(lq)； 定比热定比热; 可逆；可逆；压缩空气制冷循压缩空气制冷循环环(xnhun)分分析析第11页/共44页第十二页，共44页。1 2 绝热压缩绝热压缩(y su

5、)2 3 等压冷却等压冷却(lngqu)3 4 绝热膨胀绝热膨胀4 1 等压吸热等压吸热(x r) pv3214TsT2T01234逆勃雷登循环逆勃雷登循环ssppq1qc第12页/共44页第十三页，共44页。14二、二、 压缩气体制冷循环压缩气体制冷循环(xnhun)(xnhun)简介简介第13页/共44页第十四页，共44页。15二、制冷二、制冷(zhlng)系数（系数（COP）321hhq定比热定比热(br)143112TTTTCCnet1CqqwqqC14qhh net2314netwqhhhhCnetqw 413241TTTTTT121111TTT 142314hhhhhh21pp循环

6、增压比循环增压比第14页/共44页第十五页，共44页。16讨论讨论(toln)： 1）C1c0C21TTTTTT相同相同(xin tn)温度的温度的T 0和和TC2）,Cq 第15页/共44页第十六页，共44页。17三、回热式压缩空气三、回热式压缩空气(ysu kngq)制冷循环制冷循环 压缩空气压缩空气(ysu kngq)制冷，制冷，qC较小，较小，且随且随上升，上升，下降，为兼顾下降，为兼顾Qc及及，采用大流，采用大流量叶轮压缩机并回热。量叶轮压缩机并回热。 第16页/共44页第十七页，共44页。 回热式空气压缩制冷装置T2T01RTs2R53R41R2R134253R1第17页/共44页

7、第十八页，共44页。19 回热后： 面积(min j)12nm1=面积(min j)45gk4 qc=面积(min j)1mg61 q1=面积(min j)34kn3=面积(min j)35gm3 相等(xingdng)，下降第18页/共44页第十九页，共44页。 11-3 压缩蒸汽压缩蒸汽(zhn q)制冷循环制冷循环 -The vapor-compression cycle第19页/共44页第二十页，共44页。21一、压缩蒸气制冷循环设备一、压缩蒸气制冷循环设备(shbi)(shbi)流程及流程及T-sT-s图图第20页/共44页第二十一页，共44页。二、制冷二、制冷(zhlng)系数系数

8、4151hhhhqcnetcqw421hhq1241hhhh1241TTTT?第21页/共44页第二十二页，共44页。三三. .状态参数确定状态参数确定(qudng)(qudng)netcqw1241hhhh第22页/共44页第二十三页，共44页。 蒸气压缩制冷，要尽可能利用蒸气压缩制冷，要尽可能利用(lyng)工质工质两相区，因此与工质性质密切相关。两相区，因此与工质性质密切相关。对热物性对热物性(w xn)要求：要求：1. 沸点低，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；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，大冷冻能力汽化潜热大，

9、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；线陡，节流损失小；5. 凝固点低，价廉，无毒，不腐蚀，不爆，性质稳定、油溶性、材料凝固点低，价廉，无毒，不腐蚀，不爆，性质稳定、油溶性、材料相容性、环境性能、安全性能好。相容性、环境性能、安全性能好。第23页/共44页第二十四页，共44页。25第24页/共44页第二十五页，共44页。第25页/共44页第二十六页，共44页。第26页/共44页第二十七页，共44页。第27页/共44页第二十八页，共44页。是否随着是否随着CFC和和HCFC的禁用的禁用(jn yn)也

10、淘汰蒸气压缩制冷方式？也淘汰蒸气压缩制冷方式？ 20世纪90年代(nindi)以来国际研究热点第28页/共44页第二十九页，共44页。 HFC-134a(CH2F-CF3)：美国：美国(mi u)、日本等、日本等采用，新飞、中意等采用；采用，新飞、中意等采用；GWP, TFA 碳氢化合物碳氢化合物 (异丁烷或异丁烷异丁烷或异丁烷/丙烷混合物丙烷混合物 )：德国及北欧：德国及北欧(Biu)采用，容声、海尔等采用；采用，容声、海尔等采用； 可燃易爆；可燃易爆；VOC 混合制冷剂混合制冷剂：有多种方案，海尔、雪花、伯乐等采用：有多种方案，海尔、雪花、伯乐等采用。 温度滑移；成分泄露温度滑移；成分泄露

11、第29页/共44页第三十页，共44页。31第30页/共44页第三十一页，共44页。11-5 其他其他(qt)制冷循制冷循环环第31页/共44页第三十二页，共44页。一一. 吸收式制冷吸收式制冷(zhlng)循环循环absorption refrigerationHcpHcQQWQQcop理想(lxing)条件下01pHtHHTwQQT利用(lyng)此功可获得的,max001cpLHHLQwTTQTTT,max0max0COPcHLHHLQTTTQTTT第32页/共44页第三十三页，共44页。二二. 气流气流(qli)引射式制冷引射式制冷steam jet refrigeration装置装置(

12、zhungzh)工作循环可分成两个循环工作循环可分成两个循环 制冷蒸汽循环制冷蒸汽循环673456 工作蒸汽循环工作蒸汽循环6812456总循环总循环每每kg制冷量制冷量q2=q7-3=h3-h7每每kg冷凝器放出热量冷凝器放出热量 q冷冷=q5-6=h6-h5 每每kg工作蒸汽吸热量工作蒸汽吸热量 q1=q8-1=h1-h8能量利用系数能量利用系数8127312hhmhhmQQ 工作蒸汽及功量最终均以热量(rling)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33页/共44页第三十四页，共44页。利用溶液利用溶液(rngy)性质性质压缩制冷循环以消耗压缩制冷循环以消耗

13、(xioho)机械功为代价机械功为代价吸收式制冷吸收式制冷以消耗以消耗热量热量为代价为代价溶液溶液 = 溶剂溶剂 + 溶质溶质溶液溶液T溶液溶液T溶剂溶剂吸收吸收溶质溶质的能力的能力溶剂溶剂吸收吸收溶质溶质的能力的能力溶液溶液浓度浓度溶液溶液浓度浓度氨（溶质）氨（溶质） + 水（溶剂）水（溶剂）溶液溶液 溴化锂（溶剂）溴化锂（溶剂） + 水（溶质）水（溶质）溶液溶液 第34页/共44页第三十五页，共44页。 循环性能系数循环性能系数PHLRWQQCOP)(第35页/共44页第三十六页，共44页。用于大型用于大型 空调、中央空调。空调、中央空调。优点优点(yudin)：直接利用直接利用(lyng

14、)热能热能可用低品质热可用低品质热缺点：缺点：设备体积大，启动时间长设备体积大，启动时间长环境性能好环境性能好第36页/共44页第三十七页，共44页。 11-6 热泵热泵(r bn)第37页/共44页第三十八页，共44页。q2q2q1q1wwT2T0T0T12qw制制冷冷(zh(zhllng)ng)系系数数制制热热系系数数(x(xshsh) )11qw12qqwww制冷制冷(zh(zhlnlng)g)热泵热泵第38页/共44页第三十九页，共44页。T0房房间间供暖供暖(n nun)(n nun)化工化工(hugng)(hugng)温度提升温度提升节能节能第39页/共44页第四十页，共44页。Ts12345lnph123452q1qw21514qhhhh124qhh12421qhhwhh第40页/共44页第四十一页，共44页。主要供暖主要供暖(n nun)方式方式热用户热用户(yngh)燃煤、燃气燃煤、燃气锅炉锅炉集中供热集中供热直接电采暖直接电采暖（蓄热锅炉、（蓄热锅炉、地板辐射、地板辐射、电热膜）电热