工程热力学：第十三章 制冷循环

第十三章

制冷循环

本章基本知识点

1.熟练空气和蒸汽压缩制冷循环的组成、制冷系数的计算及提高制冷系数的方法和途径。2.了解吸收制冷、热泵的原理。动力循环与制冷（热泵)循环•制冷循环输入功量（或其他代价），从低温热源取热•动力循环

输入热,通过循环输出功

•热泵循环输入功量（或其他代价），向高温热用户供热—正循环—逆循环—逆循环制冷循环和制冷系数CoefficientofPerformanceT0环境T2冷库卡诺逆循环q1q2wTsT2T0T0不变,

T2

εCT2不变,T0

εC热泵循环和供热系数CoefficientofPerformanceT1房间T0环境卡诺逆循环q1q2wTsT2T0T1不变,

T0

εCT0不变,T1

εCT1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0°C饱和水在24小时内被冷冻到0°C的冰所需冷量。水的凝结（熔化）热

r=334kJ/kg1冷吨=3.86

kJ/s1美国冷吨=3.517

kJ/s例题某制冷循环工作在-30°C到32°C之间，问最大可能的COP是多少？若实际制冷装置的COP为最大COP的75%，计算制冷量为5KW时功率输入。制冷循环种类

空气压缩制冷

压缩制冷

蒸汽压缩制冷

吸收式制冷制冷循环吸附式制冷蒸汽喷射制冷半导体制冷热声制冷√√√§13－3

空气压缩制冷循环冷却水膨胀机压缩机冷藏室冷却器3214空气压缩制冷循环过程四个主要部件；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：①理气；

②定化热;

③可逆；pv图和Ts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

pv3214TsT2T01234逆勃雷登循环sspp制冷系数Ts1234空气压缩制冷循环特点优点：工质无毒，无味，不怕泄漏。缺点：1.无法实现T，<C2.q2=cp(T1-T4)，空气cp很小，(T1-T4)不能太大，q2

很小。若(T1-T4)3.活塞式流量m小，制冷量Q2=m

q2小，使用叶轮式，再回热则可用。pv图和Ts图

pv3214TsT2T01234§13-4蒸气压缩制冷循环

水能用否？0°C以下凝固不能流动。一般用低沸点工质，如氟利昂、氨沸点：水100°CR22-40.8°CR134aTHR01-26.1°C-30.18°C蒸气压缩制冷循环装置冷却水压缩机冷藏室冷却器3214膨胀阀5蒸气压缩制冷循环的计算Ts12345蒸发器中吸热量

冷凝器中放热量

制冷系数

两个等压，热与功均与焓有关

lnp-h图lnp-h图及计算Ts12345lnph12345过冷措施Ts12345lnph123455’4’不变4’5’工程上常用§13-5热泵q2q2q1q1wwT2T0T0T1制冷系数制热系数制冷热泵热泵lnp-h图及计算Ts12345lnph12345主要供暖方式热用户燃煤、燃气锅炉集中供热直接电采暖（蓄热锅炉、地板辐射、电热膜）热泵（空气源、水源）能量利用系数直接电100%电厂发电33%损失67%房间33%锅炉100%锅炉效率70%房间70%损失30%热泵热泵100%电厂发电33%损失67%66%房间99%COP=3§13-7吸收式制冷循环利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

热能利用率：COP=Q2/QVg吸收式制冷循环特点用于大型空调、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制冷剂要求：临界点温度高于制冷循环上限温度三相点温度低于制冷循环下限温度对应于低温的饱和压力不宜太低对应于高温的饱和压力不宜太高汽化潜热大，液体比热容小蒸气比体积要小价廉，无腐蚀性，稳定，无毒，无臭，不易燃易爆常用的：氨、一氯甲烷，乙烷