蒸气压缩式制冷循环原理详解.ppt

蒸气压缩式 制冷循环原理 第一节 逆向可逆循环 可逆循环：是一种理想循环，它不考虑工质在流动和状态变化过程中的各种损失。 不可逆循环：在工质循环过程中考虑了上述各种损失。 不可逆损失主要是指制冷剂在流动和状态变化时因内部摩擦、不平衡等因素引起的内部不可逆损失，以及冷凝器、蒸发器等换热器存在传热温差的外部不可逆损失。 一、逆卡诺循环 实现逆卡诺循环必须具备的条件： （1）高、低温热源温度恒定； （2）工质在冷凝器和蒸发器中与外界热源之间无传热温差； （3）工质流经各个设备时无内部不可逆损失； （4）作为实现逆卡诺循环的必要设备是压缩机、冷凝器、膨胀机和蒸发器。 逆卡诺循环示意图 逆卡诺循环的热量和功量 通过对εc分别求T0和Tk的偏导数，可以得知T0和Tk对εc的影响是不等价的，并且T0的影响大于Tk 。 表明具有传热温差的不可逆循环的制冷系数，总小于相同冷热源温度时的逆卡诺循环制冷系数，而且随传热温差△T0和△Tk的增大而降低。 蒸发器传热温差△T0对制冷系数的影响大于冷凝器传热温差△Tk 。 相同冷热源温度时，实际循环和逆卡诺循环制冷系数的比值，可用来表示实际循环的热力完善度。 高、低温热源温度和传热温差对制冷系数和热力完善度的影响 二、变温热源的逆向循环 单一物质制冷剂无法实现变温逆向循环，非共沸混合制冷剂可以实现。 三、热泵的应用 逆向循环可以用来制冷，也可以用来供热，或者冷、热同时使用。 用来制冷的逆向循环装置，称为制冷装置；用来供热时则称为热泵装置。 供热系数： 例： 有一台冷暖两用的热泵型空调器，假设其按照逆卡诺循环运行，压缩机的净功率是1030W，夏季的制冷量为3200W，问制冷系数为多少？在冬季运行时，制热量和供热系数各为多少？ ε＝3.11 qk=4230W，μc=4.11 第二节 理论制冷循环 三种制冷循环过程在T-S图上的表示 理论制冷循环与逆卡诺循环（理想制冷循环）的区别： 1．在冷凝器和蒸发器中，制冷剂按等压过程循环，而且具有传热温差； 2．制冷剂用膨胀阀绝热节流，而非膨胀机绝热膨胀； 3．压缩机吸入饱和蒸气，而不是湿蒸气。 一、用膨胀阀代替膨胀机后的节流损失 为什么要用膨胀阀代替膨胀机？ 代替之后有什么影响呢？ 因为绝热节流过程前、后焓值不变，即 h3 = h4 所以 we = △q01 这表明制冷剂在绝热膨胀中的作功能力全部用来克服绝热节流过程中的各种阻力损失，而这些损失最终转化为热量，被流过膨胀阀的制冷剂吸收，使部分制冷剂汽化，增加了干度，降低了湿蒸气中的液体含量，减少了其制冷能力，此损失称为制冷剂通过膨胀阀的节流损失。 影响节流损失大小的因素 （Tk－T0）取决于制冷循环工况 饱和液体线的斜率取决于液态制冷剂的物性比热 制冷剂节流后的干度取决于其潜热 用膨胀阀代替膨胀机后，增加了we，损失了△q01，这使制冷系数和热力完善度下降。 二、用干压缩代替湿压缩后的饱和损失 为什么要用干压缩代替湿压缩 在制冷压缩机的实际运行中，若气缸吸入湿蒸气，会引起液击现象，损坏压缩机的阀片和其他零部件。 过量的液体制冷剂进入高温的气缸后，会发生强烈的热交换而迅速汽化，占有气缸容积，使吸气量减少，制冷量下降。 第三节 液体过冷和吸气过热对制冷循环的影响 二、吸气过热对制冷循环的影响 有效过热：在蒸发器中发生，其增加的制冷量为有效制冷量； 有害过热：在压缩机吸气管中因吸收环境空气中的热量而产生的吸气过热，其必使制冷系数下降； 因此压缩机的吸气管应具有良好的隔热措施，尽量减少制冷剂的有害过热。 吸气过热度增加，排气温度也随之上升，这将使润滑油的粘度变稀，影响摩擦件的润滑，损坏机件，并使润滑油炭化，阀片表面积炭，影响阀片的启闭和压缩机的正常运行。因此，吸气过热即使对制冷系数有利的制冷剂，它的过热度也应控制在一定范围之内。 适当增加吸气过热度能使润滑油较顺利地返回压缩机，并能进一步防止在气缸中发生液击现象。因此，即使对于吸气过热会降低制冷系数的制冷剂，仍然应保持一定的过热度。 对于增大吸气过热度会使制冷系数下降的制冷剂，其过热度应控制在较小范围之内，如氨一般控制在3～5℃； 对于增大吸气过热度能提高制冷系数的制冷剂，其过热度范围可以大一些，如R12等一般控制在10～40℃之内。 三、回热制冷循环 回热循环特别适用于增加吸气过热度能提高其循环制冷系数、以及绝热指数较小，绝热压缩后排气温度较低的制冷剂，如R12（K = 1.136）、R22、R502。 对氨（K = 1.310）、R11等，因为绝热指数较大，提高过热度后会降低其制冷系数，所以不采用回热循环。 第