清華大學工程熱力學講義_8-2

1、作業(yè)作業(yè)8-88-88-118-11 8-3 8-3 熱泵熱泵Heat pumpq2q2q1q1wwT2T0T0T12qw制冷制冷系數(shù)系數(shù)制熱制熱系數(shù)系數(shù)11qw12qqwww制冷制冷熱泵熱泵蒸氣壓縮式熱泵蒸氣壓縮式熱泵裝置裝置T0房間房間供暖供暖化工化工溫度提升溫度提升節(jié)能節(jié)能熱泵熱泵lnlnp p- -h h圖及計算圖及計算Ts12345lnph123452q1qw21514qhhhh124qhh12421qhhwhh 8-4 8-4 吸收式制冷循環(huán)吸收式制冷循環(huán)利用溶液性質利用溶液性質壓縮制冷循環(huán)壓縮制冷循環(huán)以消耗以消耗機械功機械功為代價為代價吸收式制冷吸收式制冷以消耗以消耗熱量熱量為代

2、價為代價溶液溶液 = 溶劑溶劑 + 溶質溶質溶液溶液T溶液溶液T溶劑溶劑吸收吸收溶質溶質的能力的能力溶劑溶劑吸收吸收溶質溶質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）氨（溶質） + 水（溶劑）水（溶劑）溶液溶液 溴化鋰（溶劑）溴化鋰（溶劑） + 水（溶質）水（溶質）溶液溶液 absorption refrigerationabsorbentAmmonia（NH3）Refrigerant吸收式制冷循環(huán)示意吸收式制冷循環(huán)示意圖圖 循環(huán)性能系數(shù)循環(huán)性能系數(shù)PHLRWQQCOP)(吸收式制冷循環(huán)特點吸收式制冷循環(huán)特點用于大型用于大型 空調、中央空調。空調、中央空調。優(yōu)點：優(yōu)點：直接利用熱能

3、直接利用熱能可用低品質熱可用低品質熱缺點：缺點：設備體積大，啟動時間長設備體積大，啟動時間長環(huán)境性能好環(huán)境性能好 8-5 8-5 制冷劑制冷劑refrigerant 蒸氣壓縮制冷，要盡可能利用工質兩相蒸氣壓縮制冷，要盡可能利用工質兩相區(qū)，因此與工質性質密切相關。區(qū)，因此與工質性質密切相關。對熱物性要求：對熱物性要求：1. 沸點低，沸點低，tb10C2. 壓力適中，蒸發(fā)器中稍大于大氣壓，冷凝器中壓力適中，蒸發(fā)器中稍大于大氣壓，冷凝器中不太高；不太高；3. 汽化潛熱大，大冷凍能力；汽化潛熱大，大冷凍能力；4. T-S圖上下界線陡峭：上界陡峭，冷凍更接近圖上下界線陡峭：上界陡峭，冷凍更接近定溫，下界

4、線陡，節(jié)流損失小；定溫，下界線陡，節(jié)流損失小；5. 凝固點低，價廉，無毒，不腐蝕，不爆，性質穩(wěn)定、凝固點低，價廉，無毒，不腐蝕，不爆，性質穩(wěn)定、油溶性、材料相容性、環(huán)境性能、安全性能好。油溶性、材料相容性、環(huán)境性能、安全性能好。boiling point“蒙特利爾議定書蒙特利爾議定書”的規(guī)的規(guī)定定聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署（聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署（UNEP）倡議下）倡議下1987.9.16起草了起草了“議定書議定書”第一批：第一批：CFC-11, CFC-12, CFC-13, CFC-111, CFC-112, CFC-113, CFC-114, CFC-115, Halon1211, Halon1301,

5、 Halon2402第二批：第二批：HCFC-22, HCFC-123, HCFC-124, HCFC-141, HCFC-142, CCl4, CH3Cl, 甲基溴甲基溴發(fā)達國家發(fā)達國家HCFCsHCFCs禁用時間表禁用時間表美國 2003.1.1: 作發(fā)泡劑用的HCFC-141b 將被禁用 2010.1.1: 停止HCFC-22和142b的生產(chǎn) 2015.1.1: 停止HCFC-123和124的生產(chǎn) 2020.1.1: HCFC-22和141b將被禁用 2030.1.1: HCFC-123和124將被禁用瑞士，意大利 2000.1.1: HCFCs將被禁用德國 2000.1.1: HCFC

6、-22將被禁用瑞典，加拿大 2010.1.1: HCFCs將被禁用發(fā)展中國家發(fā)展中國家CFC&HCFCCFC&HCFC削減及禁用時間表削減及禁用時間表1999.7.1 CFC-11，12，113，114，115控制在 1995-1997年的平均水平2005.1.1 CFC-11，12，123，114，115減少 1995-1997年的平均水平的50%2007.1.1 CFC-11，12，123，114，115減少 1995-1997年的平均水平的85%2010.1.1 禁用CFCs2016.1.1 HCFCs控制在2015年的平均水平2040.1.1 禁用HCFCs全球三大環(huán)境

7、問題全球三大環(huán)境問題制冷劑的替代制冷劑的替代是否隨著是否隨著CFC和和HCFC的禁用也淘汰的禁用也淘汰蒸氣壓縮制冷方式？蒸氣壓縮制冷方式？ 2020世紀世紀9090年代以來國際研究熱點年代以來國際研究熱點制冷劑的命名制冷劑的命名Cm Hx Fy ClzR(m-1)(x+1)y例：例：R12CF2Cl2氯氟烴氯氟烴CFFClClR22CHF2ClH90+nR12= 1 0 2CH F制冷劑的命名制冷劑的命名R134a C2H2F4CFFHCHFFR134R134aFFHCHFFC同素異構體同素異構體混合物混合物制冷劑的命名制冷劑的命名R400R600R500非共沸混合物非共沸混合物共沸混合物共沸混合物HCR700其它其它氨氨R717R744 CO2R718 水水甲烷甲烷丁烷丁烷ASHRAEAmerican Society of Heating, Refrigerating Air-Conditioning Engineers第八章第八章 小結小結 SummarySummary1. 空氣壓縮制冷，分析、計算、回熱