第一章-蒸气压缩式制冷的热力学原理要点课件

第一章

蒸气压缩式制冷的热力学原理§1-1理想制冷循环§1-2蒸气压缩式制冷的理论循环§1-3蒸气压缩式制冷循环的改善§1-4蒸气压缩式制冷循环热力计算§1-5跨临界循环§1-6蒸气压缩式制冷的实际循环本章内容2006-1-29建筑环境与设备专业第一章

蒸气压缩式制冷的热力学原理§1-1理想制冷循环1本章学习要求掌握理想制冷循环；制冷系数的概念。掌握理论循环过程组成；理论循环的改善措施。掌握压焓图的使用；理论循环的热力计算。熟悉临界循环和跨临界循环。了解实际循环过程在理论循环基础上有哪些方面进行了理想化。2006-1-29建筑环境与设备专业本章学习要求掌握理想制冷循环；制冷系数的概念。熟悉临界循2水的沸点比焓

温度1bar100ºC液+汽液态水蒸气0.47bar80ºC2bar120ºC2006-1-29建筑环境与设备专业水的沸点比焓温度1bar100ºC液液态水蒸气0.473液体气化制冷原理压缩机蒸发器冷凝器膨胀阀IncrementpressureRemoveheatoutdoorCoolingair/WaterReducepressure2006-1-29建筑环境与设备专业液体气化制冷原理压缩机蒸发器冷凝器膨胀阀Increment4逆向TS1234QQ高温

低温

逆卡诺循环——将热量从低温热源中取出，并排放到高温热源制冷循环

第一节理想制冷循环一、逆卡诺循环卡诺循环——从高温热源吸取热量而实现对外做功热机循环T1234SQQ高温低温2006-1-29建筑环境与设备专业逆向TS1234QQ高温低温逆卡诺循环——将热量从低温51.逆卡诺循环——理想过程的极限汇/高温热源源/低温热源RMQ.Q.P冷凝器蒸发器压缩机膨胀机1243Q2Q1WcWe2006-1-29建筑环境与设备专业1.逆卡诺循环——理想过程的极限汇/高温热源源/低温62.逆卡诺循环在T-S图上的表示q0TS1234Sw=wc-weTkT0qk2006-1-29建筑环境与设备专业2.逆卡诺循环在T-S图上的表示q0TS1234Sw=w73.逆卡诺循环过程分析绝热压缩

T△U>0dS=0Qr=0W>012dS<0Qr<0放热向高温热源23T△U<0dS=0Qr=0W<0绝热膨胀34dS>0Qr>0从低温吸热412006-1-29建筑环境与设备专业3.逆卡诺循环过程分析绝热压缩T△U>0dS=84.逆卡诺循环的热和功的计算Qr=T△S等温Qr

2-3=-T2(S2–S3)

Qr

4-1=T1(S1–S4)对整个循环而言（1-2-3-4-1）：△U=0W=(S1

–

S4)(T2–T1)

W=△U-

Q=0-(Qr4-1+Qr2-3)2006-1-29建筑环境与设备专业4.逆卡诺循环的热和功的计算Qr=T△S等温Qr2-395.逆卡诺循环的性能系数

COP(CoefficientofPerformance) =制冷系数=

c=q0/∑w

制冷系数（与工质无关，仅与冷热源温度有关。）制热系数2006-1-29建筑环境与设备专业5.逆卡诺循环的性能系数COP(Coefficient10

ε逆向Carnot=εmax6.逆卡诺循环特点Q高Q低>

制冷系数只与冷热源温度有关，与制冷剂种类无关。

制冷系数随低温热源温度升高而升高，随高温热源温度升高而降低。2006-1-29建筑环境与设备专业ε逆向Carnot=εmax6.逆卡诺117.T’0、T’k哪个对制冷系数影响大？

即：冷源温度（蒸发温度）T’0影响更大一些！！！2006-1-29建筑环境与设备专业7.T’0、T’k哪个对制冷系数影响大？即：冷源温度（蒸12二、劳伦兹循环(LorenzCycle)特点：由两个等熵绝热过程和两个可逆多变过程组成可逆过程。TSabcdTkmTkTosaqoSw=wc-wescqkTom2006-1-29建筑环境与设备专业二、劳伦兹循环(LorenzCycle)特点：TSabcd131.劳伦兹循环的热量从冷源（被冷却物）吸收的热量

向热源（冷却剂）放出的热量

2006-1-29建筑环境与设备专业1.劳伦兹循环的热量从冷源（被冷却物）吸收的热量2006-142.劳伦兹循环的制冷系数

劳伦兹循环的制冷系数

劳仑兹循环的制冷系数取决于被冷却物和冷却剂的温度状况，而与制冷剂性质无关

2006-1-29建筑环境与设备专业2.劳伦兹循环的制冷系数劳伦兹循环的制冷系数劳仑兹循环15如何才能实现逆卡诺循环？循环过程两个定温过程液体的定压蒸发吸热等温过程气体的定压冷凝放热等温过程两个绝热过程绝热压缩蒸气绝热压缩压缩机绝热膨胀蒸气绝热膨胀膨胀机无温差传热换热面积无穷大接触时间无限长2006-1-29建筑环境与设备专业如何才能实现逆卡诺循环？循环过程2006-1-29建筑环境与16可能实现逆卡诺循环的方式！！！

湿蒸气作工质，循环在两相区，等温过程即等压过程TS1234Sw=wc-weTkT0q0wewckpkp02006-1-29建筑环境与设备专业可能实现逆卡诺循环的方式！！！湿蒸气作工质，循环在两相区17第二节

蒸气压缩式制冷的理论循环理想制冷循环在实现时有相当大的难度，并且也不是最经济的。2006-1-29建筑环境与设备专业第二节

蒸气压缩式制冷的理论循环理想制冷循环在实现时有相当18qkS01’2’a’ab’b04’2314q0蒸气压缩式制冷理论循环T’kT’0Tωc气液分离器蒸气压缩式制冷理论循环膨胀阀Tk342压缩机1冷凝器q0T0蒸发器2006-1-29建筑环境与设备专业qkS01’2’a’ab’b04’2314q0蒸气压缩式19理论循环特点

用膨胀阀代替膨胀机

蒸气的压缩采用干压缩代替湿压缩

存在传热温差理论循环过程

两个等压传热过程（蒸发器、冷凝器）

一个绝热压缩过程（压缩机）

一个绝热节流过程（膨胀阀）

2006-1-29建筑环境与设备专业理论循环特点用膨胀阀代替膨胀机蒸气的压缩采用干压缩20有摩擦的过程不可以用实线表示膨胀功热量TS13wcTkT0q0k24（1）用膨胀阀代替膨胀机（

）2006-1-29建筑环境与设备专业有摩擦的过程不可以用实线表示膨胀功热量TS13wcTkT021用膨胀阀代替膨胀机后各参数变化制冷量

耗功量

制冷系数

减小了

2006-1-29建筑环境与设备专业用膨胀阀代替膨胀机后各参数变化制冷量减小了2006-1-22用膨胀阀后造成的损失

节流损失：由于节流阀代替膨胀阀，使制冷系数下降，降低程度为节流损失

节流不可逆过程降低制冷量；损失了膨胀功

影响节流损失因素：随Tk－T0的增加而加大；随pk/p0的增大而增大；与制冷剂的物理性质有关。2006-1-29建筑环境与设备专业用膨胀阀后造成的损失节流损失：由于节流阀代替膨胀阀，使制冷23（2）干压缩代替湿压缩（

）方法：气液分离器膨胀阀控制压缩机吸气过热度TS12'3wcTkT0q0kpkp0242006-1-29建筑环境与设备专业（2）干压缩代替湿压缩（）方法：TS12'3wcTkT024干压缩代替湿压缩各参数变化制冷量

耗功量

制冷系数

2006-1-29建筑环境与设备专业干压缩代替湿压缩各参数变化制冷量2006-1-29建筑环境25干压缩代替湿蒸气压缩的损失过热损失：干压缩后，制冷系数下降的程度影响过热损失的因素制冷剂性质有关；节流损失大则过热损失小压缩比pk/p0越大，过热损失越大

2006-1-29建筑环境与设备专业干压缩代替湿蒸气压缩的损失过热损失：干