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工程热力学与传热学 工程热力学 第七章 制冷循环 第七章 制冷循环 7-2 蒸气压缩制冷循环 实际蒸汽压缩制冷循环 课后作业 思考题2 计算题1 * 制冷装置 ：能够维持物体温度低于周围环境温度的设备。 高温热源 放热Q1 制冷装置 Wnet 吸热Q2 低温热源 制冷装置循环是一种逆向循环。 压缩式制冷装置 气体压缩式制冷装置 蒸气压缩式制冷装置 吸收式制冷装置 蒸气喷射式制冷装置 制冷装置分类 7.1 制冷装置的理想循环及制冷系数 wnet=q1-q2 高温热源 T0 制冷机 低温热源 T2 q1 q2 逆向循环 p 2 1 0 v 4 3 q1 q= 0 q2 q= 0 2 1 4 T 0 s 3 Δs T0 T2 逆向卡诺循环 wnet=q1-q2 高温热源 T1 热泵 低温热源 T0 q1 q2 逆向循环 p 5 6 0 v 1 4 q1 q= 0 q2 q= 0 5 6 1 T 0 s 4 Δs T1 T0 逆向卡诺循环 卡诺制冷循环的制冷系数： 卡诺热泵循环的供热系数： 蒸气压缩制冷循环： 用低沸点物质（大气压下的沸点低于0℃）作为工质（制冷剂），利用其在定压下汽化和凝结时温度不变的特性实现定温放热和定温吸热，可以大大提高制冷系数；制冷剂的汽化潜热较大，因此制冷量大。 1. 蒸气压缩制冷循环分析 蒸汽压缩制冷装置主要由四个热力设备组成：压气机、冷凝器、膨胀机和蒸发器。 如图所示，制冷剂蒸汽从蒸发器中吸热后，进入压气机中升压成为高压、高温的制冷剂过热蒸汽，即1-2过程；然后进入冷凝器中定压放热，成为饱和制冷剂液体，即2-3过程；通过引向膨胀机中绝热膨胀做功，成为低温、低压的制冷剂湿蒸汽，即3-4过程；然后进入蒸发器中定压吸热，进行制冷，即4-1过程，成为低压饱和制冷剂蒸汽，进入压气机进行下一个循环。 2. 制冷剂 理论上制冷剂应主要具有以下特点： 1. 大气温度对应的饱和压力不要太高，冷库温度对应的饱和压力不要太低； 2. 气化潜热要大，蒸气比体积要小； 常用制冷剂： 3. 具有较高的临界温度； 4. 化学稳定，在工作温度范围内不分解，不腐蚀设备，无毒，不易起火和爆炸，不污染环境（对臭氧层无破坏作用，无温室效应），价格低廉，来源充足等 。 氟利昂（CFC11、CFC12等）、氨。 氟利昂制冷剂对环境的破坏作用： 1. 破坏臭氧层； 2. 温室效应。 1985年联合国通过了“保护臭氧层维也纳公约”，我国1989年7月参加。 1987年几十个国家又共同制定了保护臭氧层的“蒙特利尔协议书”，，我国1992年8月正式成为缔约国。 “蒙特利尔协议书”规定：发达国家从1996年1月1日起，发展中国家从2006年1月1日起禁止使用与生产CFC物质。 氟利昂替代物的研究成为世界热门研究课题。 空气压缩制冷循环 * * 实际制冷装置并不是按逆向卡诺循环工作的，而是根据制冷装置所采用的工质性质，按不同的制冷循环工作。 空气可用作为制冷装置的工质。 空气压缩制冷装置主要由四个热力设备组成：压气机、冷却器、膨胀机和冷库换热器。 空气压缩制冷装置的理想循环由四个可逆过程组成，即绝热压缩过程1-2、定压放热过程2-3、绝热膨胀过程3-4和定压吸热过程4-1。 但是，空气压缩制冷循环的吸冷量为空气。显然，其单位质量空气的制冷量较低，在高制冷量的要求下，还应采用蒸汽压缩式制冷循环，该循环利用蒸汽的潜热达到制冷的目的，单位公斤工质的制冷量较小，所需设备可以比起空气压缩制冷循环将大大减小。 * 蒸汽喷射制冷循环及吸收式制冷装置 * * 该循环中，锅炉、喷射器及水泵相当于压缩机的作用，它们产生高温、高压的蒸汽，其它与蒸汽压缩式制冷循环相同，因此，此循环消耗锅炉燃料的热量，而制冷量依然在蒸发器中。 * 吸收式制冷装置 * * 在该装置中，蒸汽发生器、吸收器、调节阀、泵相当于压缩式制冷循环中的压缩机，从中产生高温高压的制冷剂蒸汽，进行工作。过程中消耗的热量在蒸汽发生器中。常用的工作对为溴化浬－水，水为制冷剂；氨－水，氨为制冷剂。 *