工程热力学课件第十二章制冷循环

工程热力学课件第十二章制冷循环目录制冷循环概述制冷剂的特性压缩制冷循环吸收式制冷循环热电制冷循环制冷循环的节能与环保01制冷循环概述Part制冷循环的定义和目的制冷循环是指通过一系列热力学过程，将热量从低温处转移到高温处，从而实现制冷效果的系统。定义制冷循环的主要目的是在需要冷却的物体或环境中，创造一个低温环境，以维持其所需的温度和湿度条件。目的制冷循环必须遵循热力学第一定律，即能量不能自发地从低温处流向高温处，必须通过外界做功来实现。热力学第一定律制冷循环必须遵循热力学第二定律，即热量不能自发地从低温处流向高温处，必须通过外界的干预来实现。热力学第二定律制冷循环的基本原理制冷循环可以分为机械制冷循环和化学制冷循环。机械制冷循环利用机械能将热量从低温处转移到高温处；化学制冷循环利用化学反应过程中释放或吸收热量来实现制冷效果。根据工作原理制冷循环可以分为气体制冷循环、液体制冷循环和固体制冷循环。气体制冷循环利用气体的相变来实现制冷效果；液体制冷循环利用液体的蒸发和冷凝来实现制冷效果；固体制冷循环利用固体的相变来实现制冷效果。根据工作介质制冷循环的分类02制冷剂的特性Part制冷剂的选择标准安全性制冷剂应无毒、不燃、不爆，且对人体无害。环境友好性制冷剂应具有较低的臭氧层破坏潜势（ODP）和全球变暖潜势（GWP），以减少对环境的影响。稳定性制冷剂应具有稳定的化学和物理性质，不易分解、变质或与其它物质发生反应。热力学特性制冷剂应具有适当的沸点、凝固点、临界温度和压力等热力学性质，以满足制冷循环的要求。氨是一种常见的中温制冷剂，具有较低的毒性和可燃性，但易吸湿，对铜和钢有腐蚀作用。氨氟利昂碳氢化合物氟利昂是一类无毒、不燃、不爆且化学性质稳定的制冷剂，广泛应用于各种制冷设备中。碳氢化合物是一类天然的制冷剂，如丙烷和丁烷，具有较低的臭氧层破坏潜势和全球变暖潜势。030201常用制冷剂的特性制冷剂的发展趋势环保性随着人们对环境保护意识的提高，对新型制冷剂的环境友好性要求越来越高。高效性新型制冷剂应具有更高的热力学性能，以提高制冷系统的效率。可再生性开发可再生制冷剂是未来的一个重要方向，以减少对化石燃料的依赖。03压缩制冷循环Part压缩制冷循环基于制冷剂在高压下蒸发吸热，在低压下冷凝放热的原理。制冷剂在压缩机中被压缩，压力升高，温度也随之升高，然后进入冷凝器，在冷凝器中放热给冷却水，自身温度降低并液化。液态制冷剂经过节流装置后，压力降低，温度进一步降低，然后进入蒸发器，在蒸发器中吸收被冷却物体的热量，蒸发为气体再次进入压缩机，完成循环。压缩制冷循环的工作原理压缩制冷循环的热力计算主要包括制冷剂的质量流量、蒸发温度、冷凝温度、过冷度、过热度等参数的计算。根据制冷剂的物性参数、循环的进出口状态以及系统的效率等，通过热力学第一定律和第二定律进行计算，得出系统的制冷量、输入功率、制冷系数等性能指标。热力计算是优化制冷系统设计、提高系统效率、降低能耗的重要手段。压缩制冷循环的热力计算VS压缩制冷循环的性能评价主要包括制冷量、能耗、系统效率、可靠性等方面的评价。制冷量是制冷系统的主要输出，是评价系统性能的重要指标。能耗和输入功率是评价系统能耗水平的重要参数。系统效率是评价系统综合性能的重要指标，包括能效比、COP（制冷系数）等参数。可靠性是评价系统稳定性和寿命的重要指标。压缩制冷循环的性能评价04吸收式制冷循环Part吸收式制冷循环的工作原理吸收式制冷循环利用制冷剂在溶液中不同温度下溶解度的差异，通过加热和冷却的方式实现制冷剂的蒸发和冷凝，从而达到制冷效果。吸收式制冷循环主要包括吸收、蒸发、冷凝和溶液泵等主要流程，通过这些流程的循环实现制冷效果。0102吸收式制冷循环的种类按使用的工质不同，吸收式制冷循环可分为氨水吸收式、溴化锂吸收式和氢氟烃吸收式等。按使用的热源不同，吸收式制冷循环可分为单效、双效和多效吸收式制冷循环。吸收式制冷循环的应用吸收式制冷循环在工业、商业和民用等领域有广泛的应用，如化工、制药、食品加工、宾馆和民用空调等。由于吸收式制冷循环使用低品位热能，因此特别适合于使用余热或废热等低品位热源的场合。05热电制冷循环Part

热电制冷循环的工作原理热电制冷循环基于塞贝克效应或皮尔兹效应，通过热电转换材料将热能转换为电能，从而实现制冷效果。当热电材料两端存在温差时，材料内部载流子会受到温度梯度作用产生定向移动，形成电势差，从而实现热能与电能之间的转换。制冷效果的产生主要依赖于热电材料的性能和温差的大小，温差越大，制冷效果越明显。热电制冷循环的特点高效节能热电制冷循环利用温差实现热能与电能的高效转换，具有较高的能源利用率。环境友好由于热电制冷循环无机械运动部件，因此噪音小、无磨损、无污染，对环境友好。无机械运动部件由于热电制冷循环采用热电转换材料，无需机械运动部件，因此具有较长的使用寿命和较低的维护成本。适用范围广热电制冷循环可应用于各种温度和压力范围，尤其适用于需要高精度温度控制的场合。热电制冷循环可应用于各种需要精确控制温度的场合，如电子设备散热、生物医学实验、激光器冷却等。温度控制由于热电制冷循环具有较高的能源利用率和较长的使用寿命，可应用于低温技术领域，如空间探测器、核磁共振成像等。低温技术热电制冷循环可将工业余热、废热等转化为电能，提高能源利用率，具有广阔的应用前景。能源利用热电制冷循环的应用06制冷循环的节能与环保Part采用高效压缩机，提高制冷效率，减少能量损失。高效压缩机通过改进冷凝器和蒸发器的设计，提高换热效率，降低能耗。优化冷凝器和蒸发器选择具有低全球变暖潜值的制冷剂，以减少对环境的影响。制冷剂选择采用智能控制系统，根据实际需要自动调节制冷系统的运行参数，实现节能运行。智能控制制冷循环的节能技术减少温室气体排放防止臭氧层破坏控制污染物排放资源回收利用制冷循环的环保要求01020304通过采用高效制冷技术和环保制冷剂，减少制冷循环中温室气体的排放。选择不含有CFCs（氯氟烃）的制冷剂，以保护臭氧层。确保制冷循环产生的废水、废气和固体废弃物得到妥善处理和处置。对制冷设备进行回收和再利用，减少资源浪费和环境污染。不断研究和开发更高效、更环保的制冷技术，提高制冷效率，降低能耗和环境影响。高效制冷技术的研发借助先进的传感器、控制器和执行器等设备，实现制冷系统的智能化和自动化控制