第B&C章制冷和空调

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1、11第B&C章 制冷和空调? 湿空气概述 ? 空气温度调节（制冷/制热） ? 空气湿度调节（去湿、增湿）212-1 制冷制冷/制热（温度调节）制热（温度调节）制冷循环热泵循环逆向循环 -reverse cycleiso00cSSS=+1cc qqq =0cc cTTT =0912- 3 压缩蒸汽制冷循环压缩蒸汽制冷循环 -The vapor-compression cycle一、 简介一、 简介10二、制冷系数二、制冷系数4151hhhhqc=netcq w=421hhq=net21whh=1241 hhhh =1241 TTTT =11三、状态参数确定三、状态参数确定14net21cqhh

2、whh=21213实际过程：实际过程： 绝热压缩过程有损失绝热压缩过程有损失cscs实际冷凝器和蒸发器有传热 温差存在实际冷凝器和蒸发器有传热 温差存在 T0Tb14四、压缩式热泵循环四、压缩式热泵循环heat pump目的是维持高温热源温度不变。热泵性能系数：目的是维持高温热源温度不变。热泵性能系数：net212netnetnet11wqqq www+= +工业锅炉：7 . 0=B电厂热效率：35. 0=t热泵供暖系数：3=aBaQQQ7 . 0=ataQQQ05. 1=下面比较一下工业锅炉供热、热泵供热、电取暖器制热：0.35ataQQQ=17例题第十二章A466166.ppt*例题第十二

3、章A466277.doc*例题第十二章A446255.ppt1812-4 吸收式制冷循环吸收式制冷循环absorption HcpHc QQ WQQcop+=分类： 按热源分有直燃式、废 热式； 按制冷剂分有氨分类： 按热源分有直燃式、废 热式； 按制冷剂分有氨-水溶 液、水水溶 液、水-溴化锂溶液。溴化锂溶液。制冷性能系数为0.81.6， 热泵性能系数1.51.7。1912125 概述和基本概念5 概述和基本概念?地球上的大气由氮、氧、氩、二氧化碳、水 蒸气及极微量的其他气体所组成。水蒸气以外的所 有组成气体称为干空气，它随时间、地理位置、海 拔、环境污染 等因素而产生微小的变化，为便于计

4、算，将干空气标准化（即看作是不变的整体）。这 样，大气是由干空气与水蒸气组成的混合气体（即 湿空气），在某些场合和装置中作为工质应用。成分成分相对分子质量相对分子质量摩尔成分摩尔成分O232.0000.2095N228.0160.7809Ar39.9440.0093CO244.010.0003320湿空气湿空气=干空气干空气(dry air)+ 水蒸气水蒸气(water vapor) 湿空气是理想气体混合物（由于湿空 气的压力都不高，虽然水蒸气可能处 于过热或饱和状态，但分压力很小）湿空气是理想气体混合物（由于湿空 气的压力都不高，虽然水蒸气可能处 于过热或饱和状态，但分压力很小）av/iig

5、ppp Mx M RR M=+ = =一、未饱和湿空气一、未饱和湿空气(unsaturated air)和 饱和湿空气和 饱和湿空气(saturated air) ()vsttp所以空气饱和与否取决于所以空气饱和与否取决于t，pv空气中的水蒸气 ()svttp=过热空气未饱和饱和空气饱和过热空气未饱和饱和空气饱和21如/ C1102030 /kPa 0.6556 1.2279 2.3385 4.2451st po1.2279kPavp =20 Co10 Co未饱和饱和未饱和饱和1 Co？饱和饱和22空气达成饱和的途径t不变，不变，pv上升，上升，pv=ps(t), 如如b点点pv不变，不变，t

6、下降，下降，t=ts(pv), 如如d点点二、露点二、露点dew point 湿空气中水蒸气压力pv所对应的饱和温度，td=ts(pv) 。 显然，td t 。例题第十三章A422144.ppt（如a点）23三、绝对湿度三、绝对湿度(absolute humidity) v 每立方米湿空气中水蒸气的质量 kg/m3所以v vvvgvv gv1)v vmppp Vm R TVR T=3）v数值不能直接反映湿空气吸湿能力的大 小。如v=0.009kg/m3，25时，具较 强吸湿能力；10时，无吸湿能力。vv,maxvv,max2)( )ssppp T=vsts（p），如在），如在p=1atm时，时

7、，t100时， 由于水蒸汽的最大压力（饱和压力）时， 由于水蒸汽的最大压力（饱和压力）pspv,maxsppp=，汽膜主流饱和温度饱和温度wt未饱和温度未饱和温度vsvs0.6220.622ppdpppp =dd汽膜主流tSteady:()()wwmstA ttMDA ddM = = =, sinceDerived:( , )( ,)wf d tf t t=/1.09mD=()1.09( ,)1.09()wwt wsdww w s tttddttt tft dttdd=， 显 然（实验发 现）（实验发 现）下面来证明相对湿度取决于干、湿球温度：下面来证明相对湿度取决于干、湿球温度：2829()

8、wv2v1a21mmmmdd=()a1a21wa2m hmddhm h+=水蒸气质量守衡：能量守衡：()()aa11v1wwaa22v2mhd hm hmhd h+=+wvhh12hh21dd且与 相差不大2. 绝热饱和温度绝热饱和温度-adiabatic-saturation temperature302222100%,swddtt=返回0 211()C ws pttddc=由上式最终可以导出：1 111()1.09wt wsttdd=又根据前已导得的湿球温度公式：0121.09,( wptwCwwwctttht由于不太高时），故得：， 所以定 过程近似可看作定 过程。出口2点湿空气达到饱和

9、状态，即3112-6 湿空气的焓湿空气的焓-湿图湿图psychrometric chart一、 湿空气的焓一、 湿空气的焓a av v av aamhm hHhhdhmm+=+ ()kJ/kgDACkg/kgDAC1.0052501 1.86htdt=+oov2501 1.8903ht=+东南大学清华大学 北京林业大学哈尔滨工业大学例题第十三章A422177.pptv2501 1.842ht=+v2501 1.964ht=+2 v2 a2501 1.8500.000211.0020.00005htthtt=+=+kJ/kg干空气532 )053106. 0exp(93575.167937629

10、. 0495628. 70CCkgkJtthoo+= 干空气湿空气的焓也可由下式计算适用范围：pb=101.325kPa、t50，若 pb101.325kPa，需按下式修正： + =kPabkPabkPab CkgkJphppth3 .1013 .101005. 10o 干空气以上均为浜田棠-吉田崇提出，在t不超过55时， 误差不大于1%。33二、 湿空气其他状态参数二、 湿空气其他状态参数 按1kg干空气干空气加d kg水蒸气水蒸气的理想气体混合物计算 注：湿空气中水蒸气的参数可以通过查水和水蒸气的 热力性质表确定，也可以按理想气体性质计算。三、三、 h-d图图()tdth86. 12501

11、005. 1+=注意：h-d图随图随pb改变而改变改变而改变A）制图依据ss pppd =622. 0图h-d.pptpb一定时，非独立变量有一定时，非独立变量有(d, pv, td), (h, tw) ；独立变量有；独立变量有(h, d, t, )34B）线群介绍 1）定d线2）定h线(与横坐标轴成135的平行直线)3）定tw线 绝热增湿过程近似为等h过程，湿空气的湿球温 tw(近似等于绝热饱和温度tw)是沿等h线冷却到 =100% 时的温度。因此，焓值相同状态不同的 湿空气具有相同的湿球温度。图h-d.ppt一组平行于纵坐标的直线群。 露点td是湿空气（沿等d线）冷却到 =100%时的温度

12、。因此，含湿量d相同、 状态不同的湿空气具有相同的露点。绝热增湿过程近似为等h过程。-25-35h-d图都是在一定的总压力p下绘制的，水蒸气的 分压力最大也不可能超过p。因此当湿空气温 度等 于或高于100时定义为=pv/p。此时等线就是等d线，所以各等线与t =100的 等温线相交后，向上折与等d线重合。4）定t线由h=1.005t+(2501+1.86t)d，当湿空气的干球温度 t=定值时，h和d间成直线变化关系。t不同时斜率 不同。因此等t线是一组互不平行的直线，t愈高， 则等t线斜率愈大。 5）定线 等线是一组下凹形的曲线。因0.622sspdpp =所以总压力p一定时，=f(d,t)

13、。 =1622. 0d图h-d.ppt366）定v线=0，即干空气状态，这时 d=0，所以它和纵坐标线重 合。7）pv=f(d)线vvav ppp ppd=622. 0622. 0dpdpv+=622. 0当d0.622时，则pv与d近似成直线关系。所以 图中d很小那段的pv为直线。该曲线画在=100% 等湿线下方，pv的单位为kPa图h-d.ppt图温-湿图.ppt37C）h-d图应用0.1,20 C,65%pMPat=o已知：湿空气求：其他参数44.0kJ/kg16.8 C9.3g/kg13.5 C1.3kPawdvhtdtp=oo干空气干空气例1图h-d.ppt6380.1MPa,30

14、C,25 Cwptt=oo已知：湿空气求：其他参数d76.0kJ/kg67%18.2g/kg23 C2.8kPavhdtp=o干空气干空气例2例题湿空气.PPT3912-7 湿空气的湿度调节湿空气的湿度调节湿空气热力过程求解的共同步骤：湿空气热力过程求解的共同步骤： 1.画出流程草图；画出流程草图； 2.在在h-d图上画出过程；图上画出过程； 3.写出水及干空气的质量守恒方程；写出水及干空气的质量守恒方程； 4.写出能量方程；写出能量方程； 5.利用解析法或利用解析法或h-d图确定质、能方程中各参数；图确定质、能方程中各参数； 6.求解。求解。40一、 冷却去湿一、 冷却去湿(dehumidi

15、fication)及加热及加热对于冷却盘管：a2a1cwwQm hm hm h=+()a12wmmdd=41对于加热段：()a32HQmhh=()()aa3a22v3v2HQmhhdhh=+ akJ/kgC1.005ht=o vkJ/kgC2501 1.86ht=+o42二、绝热加湿（蒸发冷却）二、绝热加湿（蒸发冷却）()wv2v1a21mmmmdd=()a1a21wa2m hmddhm h+=水蒸气质量守衡：能量守衡： () ()aa11v1wwaa22v2mhd hm hmhd h+=+wvhh12hh21dd且与 相差不大定h过程可以近似看成定tw过程43三、 加热增（吸）湿三、 加热增（吸）湿()wv3v1a31mmmmdd=水蒸气质量守衡：湿空气能量守衡：a1wwa3Hm hQm hm h+=746例题第十三章A4221661.ppt*例题第十三章A4221662.ppt例题第十三章A422299.ppt*例题第十三章A423288.ppt47习题： 11