工程热力学13-制冷循环.ppt

蒸气压缩制冷循环在压焓图中如循环12341所示 2、蒸汽压缩制冷循环 1- 2 定熵压缩 （压气机） 2- 3 定压放热 （冷凝器） 3 - 4 绝热节流 （节流阀） 4 – 1 定压吸热 （冷 库） 蒸气压缩制冷循环在压焓图中如循环12341所示 1- 2 定熵压缩 （压气机） 2- 3 定压放热 （冷凝器） 3 - 4 绝热节流 （节流阀） 4 - 1 定压吸热 （冷 库） 理论 实际 式中 为压气机的绝热效率 制冷系数 蒸汽压缩式制冷机优点 蒸汽压缩制冷循环可以实现定温吸热过程和定温放热过程，因此制冷系数比较大。 制冷剂在循环中有相变，吸热能力较大，因此每千克制冷剂的制冷量较大，设备比较紧凑。 蒸汽压缩式制冷机有以上一系列优点，所以得到了广泛的应用。 8-4 制冷剂的热力性质 1. 对制冷剂热力性质的要求 对应于大气温度的饱和压力不要太高，以降低压气机成本和对设备强度、密封方面的要求。 对应于冷库温度的压力不要太低，最好稍高于大气压力，以免为维持真空度而引起麻烦。 在冷库温度下的汽化潜热要大，以使单位质量的制冷剂具有较大的制冷能力。 液体比热容要小。在温熵图中的饱和液体线要陡，这样就可以减小因节流而损失的功和制冷量。 节流过程引起的功和制冷量的损失 h4 - h4 = h3-h4 = (h3 - h5) - (h4 - h5) = 面积 53765 －面积 54765 = 面积 5345 临界温度要显著高于大气温度，以免循环在近临界区进行，不能更多地利用定温放热而引起制冷能力和制冷系数的下降。 凝固点应低于冷库温度，以免制冷剂在工作过程中凝固。 每单位容积的制冷能力大些，以便减小装置尺寸。 传热性能良好，使换热器更紧凑 不溶于油，以免影响润滑； 有一定的吸水性，以免因析出水分而在节流降温后产生冰塞 不易分解变质、不腐蚀设备、不易燃、对人体和环境无害、价格低廉、来源充足 氨 优点：汽化潜热大，工作压力适中， 几乎不溶于油，吸水性强， 价格低廉，来源充足，应用多。 缺点：对人体有刺激性，对铜腐蚀性 强，空气中含氨量高时遇火会引 起爆炸。 2、两种常用的制冷剂及其比较 氯氟烃 优点：化学性质都很稳定，不腐蚀设备 不燃烧，对人体无害。 缺点：汽化潜热较小，价格较高。 氯氟氢的蒸气破坏大气臭氧层， 国际上已逐步禁止使用。 目前三种制冷剂替代工质 HFC 134a（美国杜邦公司） 丙烷和异丁烷等碳氢化合物（欧洲绿色和平组织、德国） HFC 152a（中国） 迄今为止，各国提出的新型冰箱制冷剂替代物除了环保性能外，其它性能还都没有全面优于 CFC12，可以说，全 世界范围内还没有找到一种理想的可以永久CFC12（R12）的替代物。 8-5 蒸汽喷射制冷循环和吸收式制冷循环 制冷循环可以不消耗外功，而以消耗 温度较高的热能为代价来达到同样的 制冷目的。 蒸汽喷射制冷循环和吸收制冷循环正 是这样的循环。 1、蒸汽喷射制冷循环 下图表示蒸汽喷射制冷装置 装置是由喷管、混合室和扩压管三部分组成的喷射器来替代消耗外功的压缩机。 演示 第十三章制冷循环 随着冰箱、冰柜和空调设备大量进入人们的生活，制冷装置已得到十分广泛的应用 13-1 逆向卡诺循环 热功转换装置 热能转换为机械能—— 动力装置 热能从温度较低的物体转移到温度较高的物体的装置，这就是制冷机和热泵 在制冷机（或热泵）中进行的循环，其方向正好和动力循环相反，这种逆向循环称为制冷循环（或供热循环） 如果说卡诺循环是理想的动力循环，那么逆向卡诺循环则是理想的制冷循环（或供热循环） 设有一逆向卡诺循环工作在冷库温度TR和大气温度T0 之间 循环消耗功w0，同时从冷库吸收热量q2，并向大气防出热量q1 1、制冷循环 制冷循环热经济性指标——制冷系数 制冷系数是制冷剂（制冷装置中的工质）从冷库吸取的热量与循环消耗的净功的比值： 逆向卡诺循环的制冷系数为： 大气温度Ｔ0 一定，冷库温度TR 愈低，制冷系数愈小 制冷系数可以大于1（普冷），也可以小于1（深冷） 取Ｔ0 = 300 K