(02)第二章：蒸汽压缩式制冷的热力学原理.ppt

* * h3=h4=255kJ/kg h1=412kJ/kg h2=442kJ/kg 10℃ 240 260 280 300 320 360 340 380 400 420 440 R22 COP=(412-255)/(442-412) ? 5.2 实际窗机COP一般为 2.8~3.0 * 9、不凝气体对循环性能的影响 不凝气体（空气）积存冷凝器上部，使冷凝器内压力升高，导致压缩机排气压力上升 比功增加，制冷系数下降，容积效率降低！ * 十、实际循环的制冷性能 实际循环中，如维持蒸发器入口压力pe，冷凝器出口压力pc，因沿程阻力，与理论循环比，平均冷凝压力升高、蒸发压力降低 气缸余隙容积、吸排气阀及通道阻力与热交换、活塞与气缸间隙泄露—压缩机输气量减小、制冷量下降、功耗增加、排气温度升高 * 各种损失引起输气量的减小用容积效率ηv（输气系数）： ηv =Vr/Vth 给定pcm、pem时，实际循环的制冷量： Qe= ηv Vth·qv qv-实际循环的单位容积制冷量 制冷剂的循环量： Mr=Vth ηv /v1’ * 指示效率ηi: ηi =wc,th/wc,r 压缩机指示功率Pi: Pi=Mrwc,th/ηi 克服机械摩擦、带动油泵等辅助设备，轴功大于指示功，定义摩擦效率ηm为指示功与轴功比值 Pe=Pi/ηm * 传动效率ηd：压缩机与电机的连接方式 直连：ηd=1 三角皮带：ηd=0.90~0.95 压缩机配备电机输出功率P: P=Pe/ηd 制冷循环实际制冷系数： εr=Qe/P=ηiηmηd εth 封闭式压缩机，考虑电机效率ηe(=P/Pin) EER=qe/Pin=ηeηiηmηdεth * 十一、实际循环的热力计算 实际循环过程的热力计算很难进行手算 工程简化： 忽略E、C中微小压力变化，即以压缩机出口压力作为pc，进口压力做pe（大型制冷装置中分别减去排气管道、加上吸气管道压降），同时认为tc、te为定值 压缩过程简化为从吸气压力到排气压力的有损失的简单压缩过程 节流过程等焓 简化后实际循环lgp-h图 * lg p h 2 3 0 5 1 2s 4 2v qe wc qc h2=(h2s-h1)/ηi+h1 指示功： Pi=mr·wc/ ηi * 例题 一台制冷量为50kW活塞压缩机，工作于高温热源温度Ta=32℃，低温热源温度to=-18℃，制冷剂为R134a，采用回热循环，压缩机吸气温度0℃，试进行循环的热力计算。 lg p h 2 3 0 5 1 2s 4 2v * 解： 取冷凝温度比高温热源温度高8℃，蒸发温度较低温热源低5℃，压缩机的指示效率为0.75，机械效率为0.92 各点状态： 0点：t0=-23℃,ho=382.9kJ/kg 1点：t1=0℃,h1=401.6kJ/kg,v1=0.185m3/kg 2s点：t2s=71.5℃,h2s=452.1kJ/kg 3点：t3=40℃,h3=256.2kJ/kg 4点：t4=27.3℃,h4=237.5kJ/kg * qe、qv、wc qe=h1-h3=145.4kJ/kg qv=qe/v1=785.9kJ/kg wc=h2s-h1=50.5kJ/kg Mr Mr=Qe/qe=0.344kg/s 理论功率Pth Pth=Mr·wc=17.372kW 指示功Pi Pi=Pth/ηi=23.163kW * 轴功Pe Pe=Pi/ηm=25.177kW εs εs=Qe/Pe=1.986 热力完善度η η=εs/εc=0.389 冷凝器排热负荷Qc h2=h1+(h2s-h1)/ ηi=468.9kJ/kg Qc=Mr(h2-h3)=73.17kW 回热负荷 Qr=Mr(h1-h0)=6.433kW * 结束语 熟练掌握蒸气压缩式制冷循环的基本原理 掌握改善制冷循环的措施 灵活应用分析与计算制冷循环的基本工具—压焓图（通过作业提高能力） * * * * * * * * 思考 复叠式制冷机停机后，系统内温度会逐渐升至环境温度，低温部分制冷剂会全部气化为过热蒸气，如不采取措施，低温系统内压力会过度升高，影响系统的安全？ 中小型复叠式制冷系统： 在低温系统内设置膨胀容器，以便停机后使大部分气化后的低温制冷剂蒸气进入膨胀容器，维持系统内压力保持允许工作压力 大型复叠式制冷系统： 采用定期运行高温部分使低温制冷剂始终处于低温状态 将低温制冷剂抽出液化后装入高压钢瓶 * 八、改善制冷（热泵）循环的高温性能 跨临界制冷循环 高温与中温制冷剂，普通制冷范围内，冷凝压力远离制冷剂的临界压力，故称之为亚临界循环，是目前制冷、空调领域广泛应用的循环形式 一些低温制冷剂在普冷范围内，利用冷却水或室外空气作为