C7蒸汽動(dòng)力循環(huán)和制冷循環(huán)

1、第七章第七章蒸汽動(dòng)力循環(huán)蒸汽動(dòng)力循環(huán)和制冷循環(huán)和制冷循環(huán)第七章內(nèi)容第七章內(nèi)容7.1 蒸汽動(dòng)力循環(huán)蒸汽動(dòng)力循環(huán)7.1.1 Rankine(朗肯朗肯)循環(huán)循環(huán)7.1.2 Rankine循環(huán)的改進(jìn)循環(huán)的改進(jìn) 7.2 氣體絕熱膨脹制冷原理氣體絕熱膨脹制冷原理7.2.1 節(jié)流膨脹節(jié)流膨脹7.2.2 對(duì)外作功的絕熱膨脹對(duì)外作功的絕熱膨脹7.3 制冷循環(huán)制冷循環(huán)7.3.1 蒸汽壓縮制冷循環(huán)蒸汽壓縮制冷循環(huán)7.3.2 吸收制冷循環(huán)吸收制冷循環(huán)工作原理工作原理循環(huán)中工質(zhì)狀態(tài)變化循環(huán)中工質(zhì)狀態(tài)變化能量轉(zhuǎn)換計(jì)算能量轉(zhuǎn)換計(jì)算循環(huán)過(guò)程熱力學(xué)分析循環(huán)過(guò)程熱力學(xué)分析循環(huán)：循環(huán)：l體系從初態(tài)開(kāi)始，經(jīng)歷一系列的中間狀態(tài)，又重體

2、系從初態(tài)開(kāi)始，經(jīng)歷一系列的中間狀態(tài)，又重新回到初態(tài)，此封閉的熱力學(xué)過(guò)程稱為循環(huán)。新回到初態(tài)，此封閉的熱力學(xué)過(guò)程稱為循環(huán)。蒸汽動(dòng)力循環(huán)：蒸汽動(dòng)力循環(huán)：l是以水蒸汽為工質(zhì)，將是以水蒸汽為工質(zhì)，將熱連續(xù)地轉(zhuǎn)變成功熱連續(xù)地轉(zhuǎn)變成功的過(guò)程，的過(guò)程，其主要設(shè)備是各種熱機(jī)。其主要設(shè)備是各種熱機(jī)。l產(chǎn)功的過(guò)程。如火力發(fā)電廠，大型化工廠產(chǎn)功的過(guò)程。如火力發(fā)電廠，大型化工廠制冷循環(huán)：制冷循環(huán)：l是將熱連續(xù)地由低溫處輸送到高溫處的過(guò)程，其是將熱連續(xù)地由低溫處輸送到高溫處的過(guò)程，其主要設(shè)備是熱泵。主要設(shè)備是熱泵。l耗功的過(guò)程。耗功的過(guò)程。l-100 以上為普冷，以上為普冷， -100 以下為深冷。以下為深冷。3300

3、4002223NHHNatmC ，合合成成氨氨如何將如何將1atm升至升至300atm?需要壓縮機(jī)，消耗動(dòng)力。需要壓縮機(jī)，消耗動(dòng)力。中國(guó)中國(guó)60年代，年代，15001800度度電電/噸噸NH3。中國(guó)中國(guó)70年代，僅年代，僅1030度電度電/噸噸NH3。這是由于透平機(jī)直接帶動(dòng)壓縮機(jī)的緣故。這是由于透平機(jī)直接帶動(dòng)壓縮機(jī)的緣故。蒸汽動(dòng)力循環(huán)的作用：蒸汽動(dòng)力循環(huán)的作用：電電高溫?zé)嵩锤邷責(zé)嵩磸U熱鍋爐，產(chǎn)生廢熱鍋爐，產(chǎn)生高壓蒸汽高壓蒸汽壓縮機(jī)壓縮機(jī) (氫循環(huán)壓縮機(jī)氫循環(huán)壓縮機(jī))透平機(jī)透平機(jī)流體通過(guò)壓縮機(jī)、膨脹機(jī)流體通過(guò)壓縮機(jī)、膨脹機(jī)sWQuZgH 227.1 蒸汽動(dòng)力循環(huán)蒸汽動(dòng)力循環(huán) u20，g Z0，若

4、絕熱過(guò)程若絕熱過(guò)程Q=0 Ws= H= H2-H1高壓高溫高壓高溫蒸汽帶動(dòng)透平產(chǎn)生蒸汽帶動(dòng)透平產(chǎn)生軸功軸功。（流體通過(guò)機(jī)械設(shè)備的旋轉(zhuǎn)軸與環(huán)境所交換的（流體通過(guò)機(jī)械設(shè)備的旋轉(zhuǎn)軸與環(huán)境所交換的能量，稱為能量，稱為軸功軸功Ws。）。）鍋爐鍋爐水泵水泵冷冷凝凝器器透透平平機(jī)機(jī)23417.1 蒸汽動(dòng)力循環(huán)蒸汽動(dòng)力循環(huán)3 到到 4水在水泵中被壓縮升壓水在水泵中被壓縮升壓4 到到 1 進(jìn)入鍋爐被加熱汽化，進(jìn)入鍋爐被加熱汽化，直至成為直至成為過(guò)熱蒸汽過(guò)熱蒸汽1到到2 進(jìn)入透平機(jī)膨脹作功進(jìn)入透平機(jī)膨脹作功2到到3 作功后的低壓作功后的低壓濕濕蒸汽進(jìn)入蒸汽進(jìn)入冷凝器被冷凝成冷凝器被冷凝成水水，再回到水，再回到水泵

5、中，完成一個(gè)循環(huán)。泵中，完成一個(gè)循環(huán)。蒸汽動(dòng)力循環(huán)原理蒸汽動(dòng)力循環(huán)原理蒸汽動(dòng)力循環(huán)蒸汽動(dòng)力循環(huán)主要由主要由水泵水泵、鍋鍋爐爐、透平機(jī)透平機(jī)和和冷凝器冷凝器組成。組成。鍋爐鍋爐水泵水泵冷冷凝凝器器透透平平機(jī)機(jī)2413水壓縮水壓縮水水加加熱熱至至過(guò)過(guò)熱熱蒸蒸汽汽蒸蒸汽汽作作功功蒸蒸汽汽冷冷凝凝成成水水理想理想Rankine循環(huán)循環(huán)123TS4等等S膨膨脹脹等等S壓壓縮縮等壓吸熱等壓吸熱相變相變3 到到 4 飽和水飽和水可逆絕熱壓縮過(guò)程?？赡娼^熱壓縮過(guò)程。（等（等S）4到到 1 高壓水高壓水等壓升溫和汽化，等壓吸熱過(guò)程等壓升溫和汽化，等壓吸熱過(guò)程1到到2 過(guò)熱蒸汽過(guò)熱蒸汽可逆絕熱膨脹過(guò)程?？赡娼^熱膨

6、脹過(guò)程。（等（等S）2到到3 濕蒸汽濕蒸汽等壓等溫可逆冷卻為等壓等溫可逆冷卻為飽和水飽和水（相變）。（相變）。7.1.1 Rankine (朗肯朗肯)循環(huán)循環(huán)卡諾循環(huán)的缺點(diǎn)卡諾循環(huán)的缺點(diǎn)TS鍋爐加熱鍋爐加熱4123透平機(jī)后的乏氣透平機(jī)后的乏氣,汽汽+液液汽汽+液液泵泵冷凝器冷凝器透透平平機(jī)機(jī)缺點(diǎn)之二缺點(diǎn)之二:對(duì)于泵易對(duì)于泵易產(chǎn)生產(chǎn)生氣縛氣縛現(xiàn)象現(xiàn)象缺點(diǎn)之一缺點(diǎn)之一:透平機(jī)要求干度透平機(jī)要求干度X0. 9但但2點(diǎn)的點(diǎn)的X0 經(jīng)節(jié)流膨脹后，氣體溫度降低。（經(jīng)節(jié)流膨脹后，氣體溫度降低。（冷效應(yīng)冷效應(yīng)） T- JJ-T()HTpT-J0 的氣體的氣體,如如N2 。3) H2和和 He等氣體在常溫等氣體

7、在常溫下下J-T0轉(zhuǎn)化曲線轉(zhuǎn)化曲線J-T=0T1T2TH等焓線等焓線12節(jié)流膨脹的溫度降節(jié)流膨脹的溫度降TH是衡量制冷效是衡量制冷效果的重要指標(biāo)。果的重要指標(biāo)。TH=T2-T1122TTTH 、dPPPJ21dPVTVTCPPPp 211T1，P1節(jié)流膨脹前的溫度、壓力節(jié)流膨脹前的溫度、壓力T2，P2節(jié)流膨脹后的溫度、壓力節(jié)流膨脹后的溫度、壓力2127329. 03）（、對(duì)對(duì)于于空空氣氣估估算算TPTH ， HTT1； HTP 1T需要預(yù)冷使需要預(yù)冷使1、T-S圖上求圖上求TH 如何計(jì)算節(jié)流膨脹溫度降如何計(jì)算節(jié)流膨脹溫度降TH？7.2.2對(duì)外作功的絕熱膨脹對(duì)外作功的絕熱膨脹SSPT PpTVC

8、T PTTSPS 0 PTV絕大多數(shù)絕大多數(shù)0 永遠(yuǎn)永遠(yuǎn)S 膨脹，永遠(yuǎn)能制冷。膨脹，永遠(yuǎn)能制冷。即等即等S對(duì)外作功的絕熱膨脹對(duì)外作功的絕熱膨脹：若過(guò)程為可逆，則為：若過(guò)程為可逆，則為等等S膨脹膨脹。等等S膨脹與節(jié)流膨脹有異同點(diǎn)。膨脹與節(jié)流膨脹有異同點(diǎn)。異：等異：等S膨脹通過(guò)膨脹通過(guò)膨脹機(jī)膨脹機(jī)對(duì)外作功，而對(duì)外作功，而節(jié)流膨脹不作功節(jié)流膨脹不作功同：均為同：均為絕熱膨脹。絕熱膨脹。節(jié)流膨脹節(jié)流膨脹等等S膨脹膨脹微分等熵膨脹效應(yīng)系數(shù)微分等熵膨脹效應(yīng)系數(shù)SP1P2TS對(duì)外作功絕熱膨脹的溫度降對(duì)外作功絕熱膨脹的溫度降dPTPPSS 21 dPTVCTPPPp 212ST1T2T2THTS21H等焓線等

9、焓線HSTT dPVTVTCPPPp 211 HT 節(jié)流膨脹與等熵膨脹的比節(jié)流膨脹與等熵膨脹的比較較節(jié)流膨脹節(jié)流膨脹等熵膨脹等熵膨脹H=0S=0TH較小，冷凍量小較小，冷凍量小TS較大，冷凍量大較大，冷凍量大少數(shù)氣體要預(yù)冷，才能使少數(shù)氣體要預(yù)冷，才能使T任何氣體均是任何氣體均是T不作功不作功作功作功節(jié)流閥，節(jié)流閥，設(shè)備簡(jiǎn)單，設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便操作方便 膨脹機(jī)，膨脹機(jī)，設(shè)備復(fù)雜設(shè)備復(fù)雜汽液兩相區(qū)、液相區(qū)均可用汽液兩相區(qū)、液相區(qū)均可用使用時(shí)不能有液滴使用時(shí)不能有液滴用用得最多，普冷，小型深冷得最多，普冷，小型深冷大、中型氣體液化大、中型氣體液化節(jié)流膨脹與等熵膨脹均是獲取低溫即制冷的方法節(jié)流膨脹與等

10、熵膨脹均是獲取低溫即制冷的方法7.3 制冷循環(huán)制冷循環(huán)7.3.1 蒸汽壓縮制冷循環(huán)蒸汽壓縮制冷循環(huán)7.3.2 吸收制冷循環(huán)吸收制冷循環(huán)7.3.3 熱泵的工作原理熱泵的工作原理消耗外功消耗外功消耗熱能消耗熱能7.3.1蒸汽壓縮制冷循環(huán)蒸汽壓縮制冷循環(huán)蒸汽壓縮制冷循環(huán)是由蒸汽壓縮制冷循環(huán)是由壓縮機(jī)、壓縮機(jī)、冷凝器、冷凝器、節(jié)流閥節(jié)流閥、蒸發(fā)器、蒸發(fā)器組成。組成。 制冷循環(huán)的工質(zhì)采用制冷循環(huán)的工質(zhì)采用低沸點(diǎn)低沸點(diǎn)物質(zhì)作為制冷劑。如：氟里昂物質(zhì)作為制冷劑。如：氟里昂R22（CHClF2）的）的Tb=-40.80 ，N2 的的Tb=-195.75 利用制冷劑在利用制冷劑在冷凝器中的冷凝器中的液化液化和在

11、和在蒸發(fā)器中的蒸發(fā)器中的汽化，實(shí)現(xiàn)在汽化，實(shí)現(xiàn)在高溫下排熱，低溫下吸熱過(guò)程。高溫下排熱，低溫下吸熱過(guò)程。q0q2冰箱冷凍冰箱冷凍室提供室提供q0通過(guò)冰箱散熱片通過(guò)冰箱散熱片向大氣向大氣排排出出q2壓縮機(jī)壓縮機(jī)蒸發(fā)器蒸發(fā)器1542冷凝器冷凝器節(jié)節(jié)流流閥閥理想制冷循環(huán)理想制冷循環(huán)(可逆制可逆制冷冷)即為逆卡諾循環(huán)。即為逆卡諾循環(huán)。四個(gè)可逆過(guò)程構(gòu)成四個(gè)可逆過(guò)程構(gòu)成：1-2：絕熱可逆壓縮絕熱可逆壓縮, 從從T1升溫至升溫至T2，等熵過(guò)程，消耗外功等熵過(guò)程，消耗外功WS2-3： 等溫可逆放熱等溫可逆放熱(q2）；）；3-4： 絕熱可逆膨脹，從絕熱可逆膨脹，從T2降溫至降溫至T1，等熵過(guò)程，對(duì)外作功，等熵

12、過(guò)程，對(duì)外作功4-1：等溫可逆吸熱：等溫可逆吸熱(q0） ST3214T1T21、逆向卡諾循環(huán)、逆向卡諾循環(huán)壓壓縮縮機(jī)機(jī)蒸發(fā)器蒸發(fā)器節(jié)節(jié)流流閥閥冷凝器冷凝器q0q2逆卡諾循環(huán)的缺點(diǎn)：逆卡諾循環(huán)的缺點(diǎn)：（1）12和和34的過(guò)程會(huì)形成的過(guò)程會(huì)形成液滴，在壓縮機(jī)和膨脹機(jī)的液滴，在壓縮機(jī)和膨脹機(jī)的氣缸中產(chǎn)生氣缸中產(chǎn)生“液擊液擊”現(xiàn)象，現(xiàn)象，容易損壞機(jī)器；容易損壞機(jī)器；（2）實(shí)際過(guò)程難以接近四個(gè)可）實(shí)際過(guò)程難以接近四個(gè)可逆過(guò)程；逆過(guò)程；問(wèn)題：如何改進(jìn)？問(wèn)題：如何改進(jìn)？ST3214T1T22、蒸汽壓縮制冷循環(huán)、蒸汽壓縮制冷循環(huán)蒸汽壓縮制冷循環(huán)由蒸汽壓縮制冷循環(huán)由四步四步構(gòu)成：構(gòu)成：12 低壓蒸汽的壓縮低壓

13、蒸汽的壓縮24 高壓蒸汽的冷凝高壓蒸汽的冷凝45 高壓液體的節(jié)流膨脹，高壓液體的節(jié)流膨脹，P ，T51低壓液體的蒸發(fā)低壓液體的蒸發(fā)蒸汽壓縮制冷循環(huán)蒸汽壓縮制冷循環(huán)對(duì)對(duì)逆卡諾循環(huán)逆卡諾循環(huán)的改進(jìn)：的改進(jìn)：1）把絕熱可逆壓縮過(guò)程）把絕熱可逆壓縮過(guò)程12安排在安排在過(guò)熱蒸汽過(guò)熱蒸汽區(qū)，使區(qū)，使?jié)裾羝優(yōu)楦蓺?。濕蒸汽變?yōu)楦蓺?。即即“干法操作干法操作”?）把原）把原等熵膨脹等熵膨脹過(guò)程改為過(guò)程改為45的的等焓節(jié)流膨脹等焓節(jié)流膨脹過(guò)程，過(guò)程，節(jié)流閥的設(shè)備簡(jiǎn)單、操作易行。節(jié)流閥的設(shè)備簡(jiǎn)單、操作易行。T1=T5=蒸發(fā)溫度蒸發(fā)溫度T3=T4=冷凝溫度冷凝溫度節(jié)流膨脹節(jié)流膨脹（等（等H）等等S膨脹膨脹KgKJH

14、HWs/312，位位制制冷冷劑劑）壓壓縮縮機(jī)機(jī)消消耗耗的的功功（單單 124105HHHHWqs ）制制冷冷系系數(shù)數(shù)2TS4135q0q2hKJQhKgqQm/,/,2000制制冷冷裝裝置置制制冷冷能能力力）制制冷冷劑劑循循環(huán)環(huán)量量 KgKJHHq/6422，）冷冷凝凝器器放放熱熱量量 kWmWshKJQhKJmWPsT,3600/,/,40 ）壓縮機(jī)消耗的功率）壓縮機(jī)消耗的功率3、蒸汽壓縮制冷循環(huán)、蒸汽壓縮制冷循環(huán)幾個(gè)重要指幾個(gè)重要指標(biāo)標(biāo))/(41510KgKJHHHHq 1）單位制冷量）單位制冷量q0(在蒸發(fā)器中吸收的熱量在蒸發(fā)器中吸收的熱量)q2Ws 232)(1SSTqTHH 下下放放

15、熱熱量量高高溫溫）循循環(huán)環(huán)在在解解： 410)(2SSTqTLL 下下吸吸熱熱量量低低溫溫）循循環(huán)環(huán)在在 14SSTH TS3214循環(huán)的循環(huán)的H = 0，故，故）（放放吸吸qqqWs q0 41SSTTLH 例例6 試求工作于兩個(gè)恒溫?zé)釒?kù)高溫試求工作于兩個(gè)恒溫?zé)釒?kù)高溫TH和低溫和低溫TL間的理間的理想制冷循環(huán)即逆向卡諾想制冷循環(huán)即逆向卡諾(Carnot)循環(huán)的放熱量循環(huán)的放熱量q2，制，制冷量冷量q0以及制冷系數(shù)以及制冷系數(shù)C。THTL結(jié)論：結(jié)論：逆向卡諾循環(huán)的制冷系數(shù)逆向卡諾循環(huán)的制冷系數(shù)C僅是溫度僅是溫度(蒸發(fā)溫度蒸發(fā)溫度TL和冷凝溫度和冷凝溫度TH的函數(shù)，與工質(zhì)性質(zhì)無(wú)關(guān)。的函數(shù)，與工質(zhì)

16、性質(zhì)無(wú)關(guān)。在相同溫度區(qū)間在相同溫度區(qū)間TL, TH 工作的任何制冷循環(huán)，以工作的任何制冷循環(huán)，以逆向卡諾循環(huán)的制冷系數(shù)逆向卡諾循環(huán)的制冷系數(shù)C為最大。為最大。它可作為一切實(shí)際循環(huán)的比較標(biāo)準(zhǔn)。它可作為一切實(shí)際循環(huán)的比較標(biāo)準(zhǔn)。sCWq03 ）制冷系數(shù)）制冷系數(shù)LHLTTT 4141SSTTSSTLHL 例例7 有一氨冷凍循環(huán)裝置，其有一氨冷凍循環(huán)裝置，其制冷能力制冷能力（冷凍量）為冷凍量）為105 kJh-1，蒸發(fā)溫度蒸發(fā)溫度-15，冷凝溫度冷凝溫度30 。假設(shè)壓縮。假設(shè)壓縮機(jī)絕熱可逆運(yùn)行，求機(jī)絕熱可逆運(yùn)行，求1）制冷劑的循環(huán)量；）制冷劑的循環(huán)量；2）壓縮機(jī)功）壓縮機(jī)功耗和處理的蒸氣量；耗和處理的

17、蒸氣量；3）冷凝器熱負(fù)荷；）冷凝器熱負(fù)荷；4）節(jié)流閥后制）節(jié)流閥后制冷劑中冷劑中蒸氣的含量蒸氣的含量；5）循環(huán)制冷系數(shù)；）循環(huán)制冷系數(shù)；6） C解：解：關(guān)鍵是要確定關(guān)鍵是要確定1,2,3,4,5點(diǎn)的狀態(tài)點(diǎn)的狀態(tài)單級(jí)蒸汽壓縮單級(jí)蒸汽壓縮制冷循環(huán)圖制冷循環(huán)圖溫熵圖溫熵圖壓焓圖壓焓圖由由氨的飽和蒸汽表氨的飽和蒸汽表查取有關(guān)數(shù)據(jù)：查取有關(guān)數(shù)據(jù)：1點(diǎn)點(diǎn)： T1=-15H1=1664kJ/kg；S1=9.021kJ/kgKv1=0.508m3/kg2點(diǎn)：點(diǎn)：T3=30其相應(yīng)飽和蒸汽壓力其相應(yīng)飽和蒸汽壓力P3=1.17MPa； P2=P3 S2 = S1 = 9.021kJ/kgK=2.158 kcal/k

18、gK；*用用S2和和P2查查H2 =1880 kJ/kg=450kcal/kg；4點(diǎn)點(diǎn)： T4=30與飽和液體相交與飽和液體相交，據(jù)此查得，據(jù)此查得lH4= 134 kcal/kg=560.53kJ/kg；5點(diǎn)點(diǎn)： T5 =T1= -15，由于，由于4-5是等焓過(guò)程是等焓過(guò)程，lH5 = H4 = 560.53kJ/kg；T1T2hkgHHQ62.9053.5601664105410 kWHHmWmPsT44. 536001664188062.903600360012 hKJHHmQ44221009.1266.56017.189188.90 1.制冷劑的循環(huán)量制冷劑的循環(huán)量m3.壓縮機(jī)功耗壓縮

19、機(jī)功耗PT2.壓縮機(jī)每小時(shí)處理的制冷劑蒸汽量壓縮機(jī)每小時(shí)處理的制冷劑蒸汽量V:hmmvV/04.4662.90506. 031 4.冷凝器熱負(fù)荷冷凝器熱負(fù)荷Q200qQm 6.制冷系數(shù)制冷系數(shù)5.節(jié)流閥后制冷劑中蒸汽的含量節(jié)流閥后制冷劑中蒸汽的含量即求即求5點(diǎn)的干度點(diǎn)的干度XglXHXHH ）（ 15kgkJHkgkJHCgL/1664/89.34915 的的查查得得：kgkJH/66.5605 已已知知16. 0 X求得：求得：7.逆卡諾循環(huán)的制冷系數(shù)逆卡諾循環(huán)的制冷系數(shù)C7 . 5153015.27315 ）（LHLCTTT 10. 51664188053.560166412410 HHH

20、HWqs 1、為了增加冷凍量，制冷劑在冷、為了增加冷凍量，制冷劑在冷凝器中，被過(guò)冷到低于飽和溫凝器中，被過(guò)冷到低于飽和溫度的度的4（過(guò)冷液體）過(guò)冷液體）。2、冷凍量增加了、冷凍量增加了55dc5，若耗若耗功量功量WS仍為仍為H2-H1，則，則制冷系制冷系數(shù)數(shù)增大。增大。3、為了計(jì)算方便，、為了計(jì)算方便， 4過(guò)冷液體的過(guò)冷液體的性質(zhì)用性質(zhì)用4點(diǎn)溫度對(duì)應(yīng)的飽和液點(diǎn)溫度對(duì)應(yīng)的飽和液體代替體代替。4、實(shí)際制冷循環(huán)往往不可能是完實(shí)際制冷循環(huán)往往不可能是完全等熵的，全等熵的，22，則，則耗功量耗功量WS為為H2-H1。4、蒸汽壓縮制冷循環(huán)、蒸汽壓縮制冷循環(huán)實(shí)際制冷循環(huán)實(shí)際制冷循環(huán)2TS2541435c d

21、2TS254實(shí)際蒸汽壓實(shí)際蒸汽壓縮制冷循環(huán)縮制冷循環(huán)142點(diǎn)的性質(zhì)用點(diǎn)的性質(zhì)用等熵效率計(jì)算等熵效率計(jì)算不不可可,SSSWW ）（）（1212 HHHH 35冷凝溫度冷凝溫度蒸發(fā)溫度蒸發(fā)溫度過(guò)冷溫度過(guò)冷溫度過(guò)冷度過(guò)冷度：T4 =T3：T4=T4-T4:T5=T5=T1解題關(guān)鍵：確定解題關(guān)鍵：確定2, 4 點(diǎn)的狀態(tài)點(diǎn)的狀態(tài)4點(diǎn)過(guò)冷液體的性質(zhì)用點(diǎn)過(guò)冷液體的性質(zhì)用4點(diǎn)溫度對(duì)應(yīng)的飽和液體代替。點(diǎn)溫度對(duì)應(yīng)的飽和液體代替。5、幾個(gè)定義、幾個(gè)定義30255-15冰箱四星級(jí)冰箱四星級(jí)T1=-24 三星級(jí)三星級(jí)T1=-18國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)冷凍條件冷凍條件2TS2541435實(shí)際蒸汽壓縮制冷循環(huán)計(jì)算實(shí)際蒸汽壓縮制冷

22、循環(huán)計(jì)算q0q2KgKJHHWs/,312 位位制制冷冷劑劑）壓壓縮縮機(jī)機(jī)消消耗耗的的功功（單單124105HHHHWqs ）制制冷冷系系數(shù)數(shù)hKJQhKgqQm/,/,2000制制冷冷裝裝置置制制冷冷能能力力）制制冷冷劑劑循循環(huán)環(huán)量量 KgKJHHq/, 6422 ）冷冷凝凝器器放放熱熱量量kWmWhKJQhKJmWPssT,3600/,/,40 ）壓縮機(jī)消耗的功率）壓縮機(jī)消耗的功率)/( 41510KgKJHHHHq 1）單位制冷量）單位制冷量q0(在蒸發(fā)器中吸收的熱量在蒸發(fā)器中吸收的熱量)p.150例例6-9制冷劑的選擇制冷劑的選擇制冷劑的選擇必須具備以下幾點(diǎn)制冷劑的選擇必須具備以下幾點(diǎn)

23、基本要求基本要求：(1)(1)在大氣壓力下制冷劑的在大氣壓力下制冷劑的沸點(diǎn)要低沸點(diǎn)要低這是一個(gè)重這是一個(gè)重要的性能指標(biāo)。要的性能指標(biāo)。(2) (2) 制冷劑在制冷劑在常溫下的冷凝壓力應(yīng)盡量低常溫下的冷凝壓力應(yīng)盡量低，以降低，以降低對(duì)設(shè)備耐壓與密封的要求。對(duì)設(shè)備耐壓與密封的要求。(3(3）汽化潛熱要盡可能大汽化潛熱要盡可能大，可減少制冷劑的循環(huán)量，可減少制冷劑的循環(huán)量，縮小壓縮機(jī)的尺寸?？s小壓縮機(jī)的尺寸。(4)(4)具有具有較高的臨界溫度較高的臨界溫度和和較低凝固溫度。較低凝固溫度。(5)(5)具有具有化學(xué)穩(wěn)定性化學(xué)穩(wěn)定性，在操作條件下不燃燒，不分，在操作條件下不燃燒，不分解不聚合，對(duì)設(shè)備不應(yīng)有

24、明顯的腐蝕作用。解不聚合，對(duì)設(shè)備不應(yīng)有明顯的腐蝕作用。制冷劑的選擇制冷劑的選擇工業(yè)上常用的制冷劑有氨、工業(yè)上常用的制冷劑有氨、R12（CF2Cl2）和）和R11（CFCl3） R22(CHF2Cl)等。等。例：例：NH3：潛熱大潛熱大，沸點(diǎn)沸點(diǎn)-33.4；冷凝溫度冷凝溫度30 ；P=12atm；蒸發(fā)溫度；蒸發(fā)溫度-30 ；P=1atm；1、氟里昂不同的牌號(hào)適合不同的冷凍量。、氟里昂不同的牌號(hào)適合不同的冷凍量。2、R11、 R12、R113 、R114 、R115對(duì)臭氧層有破壞作用，對(duì)臭氧層有破壞作用，2010年禁用。年禁用。氫氟碳（氫氟碳（HFC）對(duì)臭氧層沒(méi)有破壞）對(duì)臭氧層沒(méi)有破壞作用，可作為

25、替代品。作用，可作為替代品。 問(wèn)題：?jiǎn)栴}：冰箱與空調(diào)用的制冷劑相同嗎？選擇的依據(jù)是冰箱與空調(diào)用的制冷劑相同嗎？選擇的依據(jù)是什么？什么？替代品品名替代品品名沸點(diǎn)沸點(diǎn)(0C ）被替代品被替代品HFC-134a-26.5CFC-12R500-33.5CFC-12R32-53.15R22R141b32.05R11、R113R142b-9.2用作高溫下致冷用作高溫下致冷R12327.85R11、R113R124-10.95R502、R22R125-48.45R502、R22R23-80.05CFC-13R407c-43.7R22氯氟烷烴（氯氟烷烴（CFC）的替代品的替代品7.3.2 吸收制冷循環(huán)吸收制冷

26、循環(huán)吸收制冷循環(huán)吸收制冷循環(huán)是另一種制冷方式。是另一種制冷方式。它與蒸汽制冷循環(huán)主要區(qū)別在于：它與蒸汽制冷循環(huán)主要區(qū)別在于：氣體的壓縮方式氣體的壓縮方式不同。不同。蒸汽制冷循環(huán)靠的是壓縮機(jī)。吸收制冷循環(huán)靠的是蒸汽制冷循環(huán)靠的是壓縮機(jī)。吸收制冷循環(huán)靠的是“化學(xué)泵化學(xué)泵”?！盎瘜W(xué)泵化學(xué)泵”由由制冷劑制冷劑和和吸收劑吸收劑組成。組成。沸點(diǎn)高沸點(diǎn)高的物質(zhì)作為的物質(zhì)作為吸收劑吸收劑，而，而沸點(diǎn)較低沸點(diǎn)較低容易揮發(fā)的容易揮發(fā)的物質(zhì)作為物質(zhì)作為制冷劑制冷劑。在在氨水溶液氨水溶液中，中，氨氨是是制冷劑，水制冷劑，水是是吸收劑吸收劑。在在水水- -溴化鋰溴化鋰溶液中溶液中水水是制冷劑，是制冷劑，溴化鋰溴化鋰是吸

27、收劑是吸收劑7.3.2 吸收制冷循環(huán)吸收制冷循環(huán)“化學(xué)泵化學(xué)泵”由由吸收吸收器器、蒸汽解吸器蒸汽解吸器、溶液泵、換熱器及溶液泵、換熱器及調(diào)節(jié)閥組成。調(diào)節(jié)閥組成。工作原理：工作原理：制冷劑制冷劑在低溫下被吸收劑在低溫下被吸收劑吸收，在高溫下被吸收，在高溫下被解吸成高壓蒸汽。解吸成高壓蒸汽。氨水溶液氨水溶液氨是氨是制冷劑，水是吸收制冷劑，水是吸收劑。劑?！盎瘜W(xué)泵化學(xué)泵”低壓濃低壓濃NH3高壓濃高壓濃NH3Q1QHQ2QLW冷凝器冷凝器吸收器吸收器蒸發(fā)器蒸發(fā)器調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)閥換熱器換熱器溶液泵溶液泵節(jié)流筏節(jié)流筏蒸汽發(fā)生器蒸汽發(fā)生器濃濃溶溶液液稀稀溶溶液液吸收器吸收器蒸汽解吸器蒸汽解吸器7.3.2 吸收制

28、冷循環(huán)吸收制冷循環(huán)5 . 03 . 00 qq 熱熱力力系系數(shù)數(shù)此熱源僅需低品質(zhì)的余熱。此熱源僅需低品質(zhì)的余熱。若廠里有低壓余熱可利用，采若廠里有低壓余熱可利用，采用吸收制冷最經(jīng)濟(jì)。用吸收制冷最經(jīng)濟(jì)。主要耗能處為蒸汽解吸器。主要耗能處為蒸汽解吸器。吸收制冷循環(huán)吸收制冷循環(huán)優(yōu)點(diǎn)：節(jié)能！優(yōu)點(diǎn)：節(jié)能！水水-溴化鋰溴化鋰溶液的吸收制冷大溶液的吸收制冷大量用于中央空調(diào)，可考慮太陽(yáng)量用于中央空調(diào)，可考慮太陽(yáng)能作為熱源。（能作為熱源。（江陰雙良，江陰雙良，7.5億產(chǎn)值億產(chǎn)值）q0冷凍量冷凍量q低品位蒸汽供熱量低品位蒸汽供熱量Q1QHQ2QLW冷凝器冷凝器吸收器吸收器蒸發(fā)器蒸發(fā)器調(diào)調(diào)節(jié)節(jié)閥閥換熱器換熱器溶溶液

29、液泵泵節(jié)流筏節(jié)流筏蒸汽發(fā)生器蒸汽發(fā)生器濃濃溶溶液液稀稀溶溶液液將吸收式制冷循環(huán)與蒸汽壓縮制冷循環(huán)相比較，其將吸收式制冷循環(huán)與蒸汽壓縮制冷循環(huán)相比較，其不同點(diǎn)不同點(diǎn)僅在于：僅在于：蒸汽壓縮制冷循環(huán)：蒸汽壓縮制冷循環(huán)：壓縮機(jī)（消耗機(jī)械功）壓縮機(jī)（消耗機(jī)械功）吸收式制冷循環(huán)：吸收式制冷循環(huán)：吸收塔，解吸器，換熱器，泵（消耗低品位熱量吸收塔，解吸器，換熱器，泵（消耗低品位熱量） 7.3.3 熱泵的工作原理熱泵的工作原理在制冷循環(huán)中，消耗機(jī)械功，在制冷循環(huán)中，消耗機(jī)械功，使熱量從低溫物體使熱量從低溫物體轉(zhuǎn)移到高溫物體。轉(zhuǎn)移到高溫物體。制冷循環(huán)不僅使放出熱量的制冷循環(huán)不僅使放出熱量的低溫物體被冷卻低溫物體

30、被冷卻，而，而且使吸收熱量的且使吸收熱量的高溫物體被加熱高溫物體被加熱。利用該原理可以實(shí)現(xiàn)由低溫環(huán)境向高溫系統(tǒng)的供利用該原理可以實(shí)現(xiàn)由低溫環(huán)境向高溫系統(tǒng)的供熱熱(如室內(nèi)供暖如室內(nèi)供暖)。該加熱的裝置稱為該加熱的裝置稱為熱泵熱泵。熱泵與制冷裝置工作原理完全相同，只是熱泵與制冷裝置工作原理完全相同，只是兩者工兩者工作的溫度范圍不同。作的溫度范圍不同。制冷裝置的上限溫度是大氣環(huán)境溫度制冷裝置的上限溫度是大氣環(huán)境溫度T0，下限，下限溫度是冷庫(kù)需維持的溫度溫度是冷庫(kù)需維持的溫度TL。對(duì)熱泵循環(huán)，下限溫度是大氣環(huán)境溫度對(duì)熱泵循環(huán)，下限溫度是大氣環(huán)境溫度T0，上，上限溫度為維持較高溫度的暖室溫度限溫度為維持

31、較高溫度的暖室溫度TH。熱泵的供熱系數(shù)熱泵的供熱系數(shù)HPQ1熱泵傳給高溫物體熱泵傳給高溫物體的熱量，包括消耗機(jī)械的熱量，包括消耗機(jī)械功變成的熱量。功變成的熱量。WS消耗的機(jī)械功消耗的機(jī)械功1101 SSSHPWWQWQHP=5，表示消耗，表示消耗1J的機(jī)械功，可以獲得的機(jī)械功，可以獲得5J的熱量。的熱量。顯然，利用熱泵比直接燒電爐獲得的熱量更多！顯然，利用熱泵比直接燒電爐獲得的熱量更多！燒電爐，消耗燒電爐，消耗1J的機(jī)械功，僅獲得的機(jī)械功，僅獲得1J的熱量的熱量這是在理想條件下必須付出的最小代價(jià)。這是在理想條件下必須付出的最小代價(jià)。 例例8 HPHPC325. 715.25315.29315.

32、293 LHHHPCTTT KWQWHPCS79. 3325. 736001051 解：解： 可逆熱泵循環(huán)的供熱系數(shù)為可逆熱泵循環(huán)的供熱系數(shù)為HPC93. 2325. 74 . 04 . 0 HPCHP KWQWHPCS8 .27136001051 電電電熱器供暖電熱器供暖結(jié)論：電熱器供暖方便，但能耗大！結(jié)論：電熱器供暖方便，但能耗大！ KWQWHPS48. 993. 236001051 實(shí)實(shí)際際空調(diào)的供熱系數(shù)為空調(diào)的供熱系數(shù)為HP供暖方式供暖方式電熱器電熱器空調(diào)空調(diào)耗電量，耗電量，KW27.89.48功變熱的效率功變熱的效率11(34)蒸汽動(dòng)力循環(huán)蒸汽動(dòng)力循環(huán)冷凍循環(huán)冷凍循環(huán)熱轉(zhuǎn)變成功熱轉(zhuǎn)變成功消耗功將熱從低溫傳給高溫消耗功將熱從低溫傳給高溫1、制冷、制冷2、加熱、加熱制制冷機(jī)冷機(jī)熱泵熱泵鍋爐鍋爐透透平平機(jī)機(jī)水泵水泵冷冷凝凝器器過(guò)過(guò)熱熱器器2341第七章總結(jié)第七章總結(jié)壓縮機(jī)壓縮機(jī)蒸發(fā)器蒸發(fā)器1542冷卻器冷卻器節(jié)節(jié)流流閥閥蒸汽動(dòng)力循環(huán)蒸汽動(dòng)力循環(huán)1TS23421.朗肯循環(huán)朗肯循環(huán)等等S膨脹膨脹3.再熱循環(huán)再熱循環(huán)2.回?zé)嵫h(huán)回?zé)嵫h(huán)4 . 03 . 0