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1、1 110-6 10-6 制冷循环工质制冷循环工质 10-5 10-5 热泵热泵10-4 10-4 压缩蒸气制冷循环压缩蒸气制冷循环10-3 10-3 压缩空气制冷循环压缩空气制冷循环10-1 10-1 概述概述10-2 10-2 逆向卡诺循环逆向卡诺循环第10章 制冷循环2 210-6 10-6 制冷循环工质制冷循环工质 10-5 10-5 热泵热泵10-4 10-4 压缩蒸气制冷循环压缩蒸气制冷循环10-3 10-3 压缩空气制冷循环压缩空气制冷循环10-1 10-1 概述概述10-2 10-2 逆向卡诺循环逆向卡诺循环第10章 制冷循环3 3制冷循环种类 空气压缩制冷空气压缩制冷 压缩制
2、冷压缩制冷 蒸汽压缩制冷蒸汽压缩制冷 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4 4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），向高温热源供热 正循环逆循环逆循环5 5工质循环的两种方式 a）正向循环（动力循环） b）逆向循环（制冷或热泵循环）6 610-6 10-6 制冷循环工质制冷循环工质 10-5 10-5 热泵热泵10-4 10-4 压缩蒸气制冷循环压缩蒸气制冷循环10-3 10-3 压缩空气制冷循环压缩空气制冷循
3、环10-1 10-1 概述概述10-2 10-2 逆向卡诺循环逆向卡诺循环第10章 制冷循环7 7逆向卡诺循环绝热压缩过程1-2，制冷剂温度由To升至Tk，外界输入功wc；等温冷凝过程2-3，制冷剂等温向高温热源Tk放出热量qk；绝热膨胀过程3-4，制冷剂温度由Tk降至To，膨胀机输出功we，为压缩机所利用；等温蒸发过程4-1，制冷剂等温从低温热源To吸收热量qo8 8制冷系数vv制冷循环的性能指标制冷循环的性能指标制冷系数制冷系数c c逆向卡诺循环的制冷系数逆向卡诺循环的制冷系数 c c与制冷剂性质与制冷剂性质无关，仅取决于高、低温热源温度。无关，仅取决于高、低温热源温度。9 910-6 1
4、0-6 制冷循环工质制冷循环工质 10-5 10-5 热泵热泵10-4 10-4 压缩蒸气制冷循环压缩蒸气制冷循环10-3 10-3 压缩空气制冷循环压缩空气制冷循环10-1 10-1 概述概述10-2 10-2 逆向卡诺循环逆向卡诺循环第10章 制冷循环1010原理原理：利用空原理：利用空气绝热膨胀时气绝热膨胀时温度降低来获温度降低来获得低温。得低温。1111循环各过程1 12 2为空气在压气机中的绝热压缩过程；为空气在压气机中的绝热压缩过程；2 23 3为热空气在冷却器中的定压放热过程；为热空气在冷却器中的定压放热过程；3 34 4为空气在膨胀机中可逆绝热膨胀过程；为空气在膨胀机中可逆绝热
5、膨胀过程；4 41 1为空气在冷藏室中定压吸热过程。为空气在冷藏室中定压吸热过程。1212空气制冷循环原理1313制冷系数单位质量工质向高温热源排放的热量为：单位质量工质向高温热源排放的热量为：单位质量工质从冷藏室中吸收的热量为：单位质量工质从冷藏室中吸收的热量为：压缩空气制冷循环系统所消耗的循环净功为：压缩空气制冷循环系统所消耗的循环净功为：1414制冷系数空气视为理想气体，且比热容为定值，则：空气视为理想气体，且比热容为定值，则：定义定义为循环增压比，可得：为循环增压比，可得：1515回热式压缩空气制冷循环采用叶轮式压缩机和膨胀机以增大空气流采用叶轮式压缩机和膨胀机以增大空气流量，再辅以回
6、热措施，制冷量得到改善，量，再辅以回热措施，制冷量得到改善，它在深度冷冻、液化气体等方面获得了实它在深度冷冻、液化气体等方面获得了实际的应用。际的应用。1616回热式压缩空气制冷循环1-21-2为空气在回热器中的定压预热过程；为空气在回热器中的定压预热过程；2-32-3为空气在压缩机中的可逆绝热压缩过程为空气在压缩机中的可逆绝热压缩过程；3-43-4为空气在冷却器中的定压放热过程；为空气在冷却器中的定压放热过程；4-54-5为空气在回热器中的定压放热过程；为空气在回热器中的定压放热过程；5-65-6为空气在膨胀机中可逆绝热膨胀过程；为空气在膨胀机中可逆绝热膨胀过程；6-16-1为空气在冷藏室中
7、的定压吸热过程。为空气在冷藏室中的定压吸热过程。171710-6 10-6 制冷循环工质制冷循环工质 10-5 10-5 热泵热泵10-4 10-4 压缩蒸气制冷循环压缩蒸气制冷循环10-3 10-3 压缩空气制冷循环压缩空气制冷循环10-1 10-1 概述概述10-2 10-2 逆向卡诺循环逆向卡诺循环第10章 制冷循环1818 压缩空气制冷循环的优点：工质容易获得、压缩空气制冷循环的优点：工质容易获得、成本低、无毒安全。成本低、无毒安全。 缺点：缺点：空气的比热容小，单位质量空气的制空气的比热容小，单位质量空气的制冷量比较小；吸热、放热均在定压下进行，偏离冷量比较小；吸热、放热均在定压下进
8、行，偏离逆向卡诺循环较大，经济性差。逆向卡诺循环较大，经济性差。 压缩空气制冷循环特点1919压缩蒸气制冷循环 用低沸点物质（大气用低沸点物质（大气压下的沸点低于压下的沸点低于0 0）作为）作为工质（制冷剂），利用其工质（制冷剂），利用其在定压下汽化和凝结时温在定压下汽化和凝结时温度不变的特性实现定温放度不变的特性实现定温放热和定温吸热，可以大大热和定温吸热，可以大大提高制冷系数；制冷剂的提高制冷系数；制冷剂的汽化潜热较大，因此制冷汽化潜热较大，因此制冷量大。量大。 2020压缩蒸气制冷循环1-21-2为从蒸发器中出来的蒸为从蒸发器中出来的蒸气在压缩机中被可逆绝热气在压缩机中被可逆绝热压缩的过
9、程；压缩的过程；2-32-3为过热蒸气在冷凝器中为过热蒸气在冷凝器中定压放热被冷凝的过程；定压放热被冷凝的过程；3-43-4为饱和液体在节流阀中为饱和液体在节流阀中节流、降压、降温的过程节流、降压、降温的过程；4-14-1为湿饱和蒸气在蒸发器为湿饱和蒸气在蒸发器中定压吸热、汽化的过程中定压吸热、汽化的过程。2121蒸汽压缩制冷循环2222制冷系数2323状态参数确定：p-h图242425252626vv例题例题: :某压缩氨制冷循环，压气机入口为某压缩氨制冷循环，压气机入口为t t1 1= =-10-10的饱和氨气状态，冷凝器出口为的饱和氨气状态，冷凝器出口为t t2 2=20=20的饱和液态
10、氨状态，若氨气流量为的饱和液态氨状态，若氨气流量为0.5kg/s0.5kg/s，求：，求： （1 1）压气机增压比；（）压气机增压比；（2 2） q q1 1、q q2 2、w wnetnet、制冷系数；（制冷系数；（3 3）制冷功率（）制冷功率（kWkW）272710-6 10-6 制冷循环工质制冷循环工质 10-5 10-5 热泵热泵10-4 10-4 压缩蒸气制冷循环压缩蒸气制冷循环10-3 10-3 压缩空气制冷循环压缩空气制冷循环10-1 10-1 概述概述10-2 10-2 逆向卡诺循环逆向卡诺循环第10章 制冷循环2828热泵工作原理 热泵装置与制冷装置的工作原理相同，只是工热泵
11、装置与制冷装置的工作原理相同，只是工作目的不同，前者为了供热，后者为了制冷。作目的不同，前者为了供热，后者为了制冷。 2929热泵系数 热泵循环的经济性用供热系数（或称为热泵系热泵循环的经济性用供热系数（或称为热泵系数、供暖系数）来表示。数、供暖系数）来表示。3030热泵供暖例：华北某市热电厂排出水温30以上，余热量如以热泵回收，能满足1000万平方米 建筑物采暖，一年节煤100万吨。 热泵使用限制： 1.与TR-T0反比，所以北方比较低。 2.制冷，供暖联合运行工质性质要求苛刻。 3.环境热源土壤，水，空气分别存在小、 凝固、腐蚀等。313110-6 10-6 制冷循环工质制冷循环工质 10
12、-5 10-5 热泵热泵10-4 10-4 压缩蒸气制冷循环压缩蒸气制冷循环10-3 10-3 压缩空气制冷循环压缩空气制冷循环10-1 10-1 概述概述10-2 10-2 逆向卡诺循环逆向卡诺循环第10章 制冷循环3232制冷剂热力性质vv制冷剂热力性质：制冷剂热力性质： 1.1.对应制冷装置工作温度的饱和压力适中；对应制冷装置工作温度的饱和压力适中； 2.2.汽化潜热大；汽化潜热大； 3.3.临界温度应高于环境温度；临界温度应高于环境温度； 4.4.蒸汽比体积小，导热系数大；蒸汽比体积小，导热系数大； 5.5.蒸发压力不低于环境压力，三相点低于制冷循蒸发压力不低于环境压力，三相点低于制冷
13、循环下限温度。环下限温度。 6.6.上、下界限线（在上、下界限线（在T-sT-s图）陡峭，使冷凝更接图）陡峭，使冷凝更接近定温放热及减少节流引起制冷能力损失。近定温放热及减少节流引起制冷能力损失。3333制冷剂其他性质vv对环境友善对环境友善vv安全无毒安全无毒vv 溶油性好，化学稳定性好溶油性好，化学稳定性好3434制冷剂种类（1 1）无机化合物：氨）无机化合物：氨R717R717、水、水R718R718、二氧化、二氧化碳碳R744R744、二氧化硫、二氧化硫R764R764等。等。（2 2）氟里昂：氟里昂是饱和碳氢化合物（饱）氟里昂：氟里昂是饱和碳氢化合物（饱和烃类）的卤族衍生物的总称，最
14、常用的和烃类）的卤族衍生物的总称，最常用的有有R12R12、R22R22、R14R14和和R134aR134a等。等。（3 3）混合溶液：由两种或两种以上不同的制）混合溶液：由两种或两种以上不同的制冷剂按一定比例相互溶解而成的混合物。冷剂按一定比例相互溶解而成的混合物。主要有主要有R502R502（R22R22和和R115R115）、）、R407CR407C（R32/R125/R134aR32/R125/R134a）。）。（4 4）碳氢化合物：碳氢化合物制冷剂有甲烷）碳氢化合物：碳氢化合物制冷剂有甲烷、乙烷、丙烷、乙烯、丙烯和异丁烷、乙烷、丙烷、乙烯、丙烯和异丁烷R600aR600a等。等。3535课后思考题vv压缩蒸气制冷循环采用节流阀来代替膨胀压缩蒸气制冷循环采用节流阀来代替膨胀机，压缩空气制冷循环是否也可以采用这机，压缩空气制冷循环是否也可以采用这种方法？为什么？种方法？为什么？vv对逆向卡诺循环而言，冷、热源温差越大对逆向卡诺循环而言，冷、热源温差越大，制冷系数是越大还是越小？为什么？，制冷系数是越大还是越小？为什么？vv压缩空气制冷循环采用回热措施后是否提压缩空气制冷循环采用回热措施后是否提高其理论制冷系数？能否提高其实际制冷高其理论制冷系数？能否提高其实际制冷系数？为什么？系数？为什么？
