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第十二章 制冷循环 第一节 蒸汽压缩制冷循环 第二节 吸收制冷循环 第三节 吸附式制冷循环 第四节 热泵 第一节 蒸气压缩制冷循环 一、蒸气压缩制冷的理想循环 * 制冷循环 — 制冷系数 ? 热泵循环 — 热泵系数 ?h 性能系数 COP =收益/花费的代价 1。熟练掌握蒸汽压缩制冷循环的工作过程 2。熟练掌握蒸汽压缩制冷循环的基本原理和有关 计算和分析 3。了解其他方式的制冷循环、热泵 基本要求： 蒸发器 q2 压缩机 q1 w 冷凝器 膨胀阀 1 2 3 4 T s 1 2 3 4 1-2: 制冷剂在压缩机中的绝热压缩过程 2-3: 制冷剂在冷凝器中的定压放热过程 3-4: 制冷剂在膨胀阀中的绝热节流过程 4-1: 制冷剂在蒸发器中的定压定温气化过程 T s 1 2 3 4 单位质量制冷剂在冷凝器中放热量： q1＝ h2-h3 =面积23da2 d a 单位质量制冷剂在蒸发器中吸热量： q2＝ h1-h4 c =面积41ac4 压缩机消耗的比轴功就是循环消耗外界的比净功： 12341是不可逆循环，所以循环的净功和净热量都不能用闭合曲线的面积来表示，因为h3＝h4，推导可得 q=w=面积12351 5 蒸气压缩制冷理想循环的制冷系数为 二、制冷剂及其ｐ-ｈ图 1.对制冷剂的热力学要求 （1）在标准大气压下制冷剂的饱和温度（沸点）要低，一般应低于 -10℃。（2）蒸发温度所对应的饱和压力不应过低，冷凝温度所对应的饱和压力不宜过高。（3）在工作温度（蒸发温度和冷凝温度）范围内，汽化潜热要大。（4）临界温度应远高于环境温度，使循环不在临界点附近运行，而运行于具有较大气化潜热的范围之内。（5）凝固点要低，以免在低温下凝固阻塞管路。而且饱和气的比容要小，以减少设备的体积。 2. 制冷剂的p-h图 p h 1-2：制冷剂在压缩机中的绝热压缩过程 1 2 3 4 2-3：制冷剂在冷凝器中的定压放热过程 3-4：制冷剂在膨胀阀中的绝热节流过程 4-1：制冷剂在蒸发器中的定压定温汽化过程 三、影响制冷系数ε的主要因素 1. 蒸发温度 3 4 p h 1 2 4’ 1’ 2’ 原循环的制冷系数 新循环的制冷系数 蒸发温度主要取决于制冷对象的温度要求,不能随意变动,但在制冷对象允许情况下,取较高的蒸发温度有利于提高循环的制冷系数。一般蒸发温度比冷库温度低５～７℃,以保证传热需要。 2. 冷凝温度 3 4 p h 1 2 原循环的制冷系数 新循环的制冷系数 2’ 3’ 4’ 冷凝温度取决于冷却介质(大气或冷却水等)的温度,不能随意变动。但在允许选择冷却介质的温度时，比如，冰箱、冰柜从提高制冷系数出发,应放置在房间温度较低的地方。一般冷凝温度要高于冷却介质温度５～７℃,以保证必要的传热温差。 过冷度愈大,制冷系数增加愈多。制冷剂液体离开冷凝器的温度取决于冷却介质的温度,过冷度一般很小。多数制冷装置专设一回热器,使从冷凝器出来的制冷剂液体通过回热器进一步冷却,增大过冷度。回热器的冷却介质通常为离开蒸发器的低温低压蒸气。 3. 过冷度 3 4 p h 1 2 3’ 4’ 例12-1 以R22为制冷剂的制冷装置，制冷剂的蒸发温度t4＝-20℃，压缩机的吸气温度t1＝-20℃，冷凝温度t3＝20℃，试求该循环的制冷系数。 3 p h 4 1 2 解 由附图3的ｐ-ｈ图上找出给定的各点,并查出各点的焓值如下: 例12-2 以HFC134a为制冷剂的制冷装置，其制冷量Ｑ＝41686 kJ/h。制冷循环的工作条件是：冷凝温度为30℃，过冷度Δt ＝5℃,蒸发温度为-15℃，压缩机的吸气温度t1＝-5℃,试求： （1）单位质量制冷量；（2）每小时的循环量qm；(3)制冷剂在冷凝器中每小时的放热量；（4）压缩机每小时消耗的理论功W和功率N；（5）制冷系数ε。 p h -5℃ -15℃ 1 30℃ 25 ℃ 3 2 4 四、单级压缩双蒸发器的制冷循环 * * * * *