工程熱力學(xué)第11章制冷循環(huán)

1、 制冷（熱泵制冷（熱泵)循環(huán)循環(huán) 輸入功量（或其他代價(jià)），從低輸入功量（或其他代價(jià)），從低溫溫?zé)嵩慈釤嵩慈?動(dòng)力循環(huán)動(dòng)力循環(huán) 輸入熱輸入熱, ,通過(guò)循環(huán)輸出功通過(guò)循環(huán)輸出功 熱泵循環(huán)熱泵循環(huán) 輸入功量（或其他代價(jià)），向高溫輸入功量（或其他代價(jià)），向高溫?zé)嵊脩艄釤嵊脩艄?正循環(huán)正循環(huán)逆循環(huán)逆循環(huán)逆循環(huán)逆循環(huán)coefficient of performance2copqwt0環(huán)境環(huán)境t2冷庫(kù)冷庫(kù)卡諾逆循環(huán)卡諾逆循環(huán)222c1202qqtwqqttq1q2wtst2t00211ttt0不變不變, t2 ct2不變不變, t0 ccoefficient of performance1copqw

2、t1房間房間t0環(huán)境環(huán)境卡諾逆循環(huán)卡諾逆循環(huán)111c1210qqtwqqttq1q2wtst2t00111ttt1不變不變, t0 ct0不變不變, t1 ct112qwq生產(chǎn)中常用生產(chǎn)中常用制冷能力制冷能力來(lái)衡量設(shè)備產(chǎn)冷量大小來(lái)衡量設(shè)備產(chǎn)冷量大小制冷能力：制冷能力：制冷設(shè)備單位時(shí)間內(nèi)從冷庫(kù)取制冷設(shè)備單位時(shí)間內(nèi)從冷庫(kù)取 走的熱量走的熱量(kj/s)。商業(yè)上常用商業(yè)上常用冷噸冷噸來(lái)表示。來(lái)表示。1冷噸：冷噸：1噸噸0c飽和飽和水水在在24小時(shí)內(nèi)被冷小時(shí)內(nèi)被冷凍凍 到到0c的的冰冰所需冷量。所需冷量。水的凝結(jié)（熔化）熱水的凝結(jié)（熔化）熱 r =334 kj/kg1冷噸冷噸=3.86 kj/s1美國(guó)

3、冷噸美國(guó)冷噸=3.517 kj/s 冷卻水冷卻水膨脹機(jī)膨脹機(jī)壓縮機(jī)壓縮機(jī)冷藏室冷藏室冷卻器冷卻器3214四個(gè)四個(gè)主要部件；工質(zhì)：主要部件；工質(zhì)：空氣空氣1 2 絕熱壓縮絕熱壓縮 p t2 3 等壓冷卻等壓冷卻 向環(huán)境放熱，向環(huán)境放熱，t3 4 絕熱膨脹絕熱膨脹 t t1 （冷庫(kù)）（冷庫(kù)）4 1 等壓吸熱等壓吸熱 t t1理想化處理：理想化處理：理氣；理氣； 定化熱定化熱; 可逆；可逆；1 2 絕熱壓縮絕熱壓縮2 3 等壓冷卻等壓冷卻3 4 絕熱膨脹絕熱膨脹4 1 等壓吸熱等壓吸熱 pv3214tst2t01234逆勃雷登循環(huán)逆勃雷登循環(huán)sspp2212p14p23p142314cop()()(

4、)11qqwqqc ttc ttc ttttttts1234113322114432223214141111kkkkpttptppttttttttttttt1122111111kkkktptp 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：工質(zhì)無(wú)毒，無(wú)味，不怕泄漏。工質(zhì)無(wú)毒，無(wú)味，不怕泄漏。 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)： 1. 無(wú)法實(shí)現(xiàn)無(wú)法實(shí)現(xiàn) t ， c2. q2=cp(t1-t4)，空氣，空氣cp很小，很小， (t1-t4)不不能太大，能太大， q2 很小。很小。 若若(t1-t4)3. 活塞式流量活塞式流量m小，制冷量小，制冷量q2=m q2小，小， 使用葉輪式，再回?zé)釀t可用。使用葉輪式，再回?zé)釀t可用。 pv3214tst2t01234

5、 水能用否？水能用否？ 0c以下凝固不能流動(dòng)。以下凝固不能流動(dòng)。一般用低沸點(diǎn)工質(zhì)，如氟利昂、氨一般用低沸點(diǎn)工質(zhì)，如氟利昂、氨沸點(diǎn)：沸點(diǎn)：(1)st patm水水100cr22- 40.8cr134athr01- 26.1c- 30.18c冷卻水冷卻水膨脹機(jī)膨脹機(jī)壓縮機(jī)壓縮機(jī)冷藏室冷藏室冷卻器冷卻器3214ts12345蒸發(fā)器中吸熱量蒸發(fā)器中吸熱量 21514qhhhh冷凝器中放熱量冷凝器中放熱量 124qhh制冷系數(shù)制冷系數(shù) 21414212241421()()qhhhhqqqhhhhhhw兩個(gè)等壓，熱與功均與焓有關(guān)兩個(gè)等壓，熱與功均與焓有關(guān) lnlnp p- -h h圖圖ts12345lnp

6、h123452q1qw21514qhhhh124qhh21421qhhwhhts12345lnph12345215qhh21421qhhwhh5421whh不變不變45124qhh工程上常用工程上常用q2q2q1q1wwt2t0t0t12qw制冷制冷系數(shù)系數(shù)制熱制熱系數(shù)系數(shù)11qw12qqwww制冷制冷熱泵熱泵ts12345lnph123452q1qw21514qhhhh124qhh12421qhhwhh主要供暖方式主要供暖方式熱用戶熱用戶燃煤、燃?xì)馊济?、燃?xì)忮仩t鍋爐集中供熱集中供熱直接電采暖直接電采暖（蓄熱鍋爐、（蓄熱鍋爐、地板輻射、地板輻射、電熱膜）電熱膜）熱泵（空氣熱泵（空氣源、水源）源、水源）能量利用系數(shù)能量利用系數(shù)直接電直接電 100%電廠電廠發(fā)電發(fā)電33%損失損失67%房間房間33%鍋爐鍋爐100%鍋爐鍋爐效率效率70%房間房間70%損失損失30%熱熱泵泵熱泵熱泵100%電廠電廠發(fā)電發(fā)電33%損失損失67%66%房間房間99%cop=3利用利用溶液溶液性質(zhì)性質(zhì)壓縮制冷循環(huán)壓縮制冷循環(huán)以消耗以消耗機(jī)械功機(jī)械功為代價(jià)為代價(jià)吸收式制冷吸收式制冷以消耗以消耗熱量熱量為代價(jià)為代價(jià)溶液溶液 = 溶劑溶劑 + 溶質(zhì)溶質(zhì)溶液溶液t溶液溶液t溶劑溶劑吸收吸收溶質(zhì)溶質(zhì)的能力的能力溶劑溶劑吸收吸收溶質(zhì)溶質(zhì)的能力的能力溶液溶液濃度濃度溶液溶液濃度濃度氨（溶質(zhì)）氨（溶質(zhì)） + 水（溶劑）