蒸汽動(dòng)力循環(huán)與制冷循環(huán)

1、第五章第五章 蒸汽動(dòng)力循環(huán)和制冷循環(huán)蒸汽動(dòng)力循環(huán)和制冷循環(huán) 第一節(jié)第一節(jié) 蒸汽動(dòng)力循環(huán)蒸汽動(dòng)力循環(huán) 第二節(jié)第二節(jié) 制冷循環(huán)制冷循環(huán) 將熱能變?yōu)闄C(jī)械能必須通過循環(huán)才能完成，而組將熱能變?yōu)闄C(jī)械能必須通過循環(huán)才能完成，而組成循環(huán)的熱力過程主要是在熱力原動(dòng)機(jī)中進(jìn)行的。成循環(huán)的熱力過程主要是在熱力原動(dòng)機(jī)中進(jìn)行的。 根據(jù)所采用工質(zhì)的不同，熱力原動(dòng)機(jī)循環(huán)分為兩根據(jù)所采用工質(zhì)的不同，熱力原動(dòng)機(jī)循環(huán)分為兩類：類：以蒸汽為工質(zhì)的稱為蒸汽動(dòng)力循環(huán)，而以氣體為以蒸汽為工質(zhì)的稱為蒸汽動(dòng)力循環(huán)，而以氣體為工質(zhì)的則稱為氣體循環(huán)。工質(zhì)的則稱為氣體循環(huán)。 其中以蒸汽動(dòng)力循環(huán)最為主要，其研究對(duì)象不是其中以蒸汽動(dòng)力循環(huán)最為主要，其

2、研究對(duì)象不是原動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)與構(gòu)件，而是工質(zhì)所經(jīng)歷的狀態(tài)及其變?cè)瓌?dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)與構(gòu)件，而是工質(zhì)所經(jīng)歷的狀態(tài)及其變化過程。化過程。第一節(jié)第一節(jié) 蒸汽動(dòng)力循環(huán)蒸汽動(dòng)力循環(huán)汽輪機(jī)水泵冷凝器鍋爐能量分析能量分析 Turbine 汽輪機(jī) 1 2 表示過熱蒸汽在汽輪機(jī)中的可逆絕熱膨脹過程，對(duì)外所做軸功可由膨脹前后水蒸汽的焓值求出。 kg/kJHHHWs12sWQH能量分析能量分析 Condensor 冷凝器 2 3 表示乏汽在冷凝器中的等溫等壓冷凝過程，放出的熱量。 kg/kJHHHQ232sWQH能量分析能量分析 Pump 水泵水泵 3 4 表示冷凝水表示冷凝水通過水泵由通過水泵由P3升壓升壓至至P4的可逆絕熱

3、壓的可逆絕熱壓縮過程，需要消耗縮過程，需要消耗的軸功的軸功 把水看作是不可壓把水看作是不可壓縮流體，則縮流體，則 kgkJPPVVdPWPPP/3443sWQHkg/kJHHHWP34能量分析能量分析 Boiler 鍋爐鍋爐 4 1 表示液體水在鍋爐中被等壓加熱汽化成為過熱蒸汽的過程。工質(zhì)在鍋爐中吸收的熱量 kg/kJHHHQ411sWQH理想理想Rankine循環(huán)的熱效率循環(huán)的熱效率 4143211HHHHHHQWWPs 蒸汽動(dòng)力循環(huán)中，水泵的耗功量遠(yuǎn)小于汽輪機(jī)蒸汽動(dòng)力循環(huán)中，水泵的耗功量遠(yuǎn)小于汽輪機(jī)的做功量的做功量41211HHHHQWs 熱效率的高低可以反映出不同裝置輸出相同功熱效率的高

4、低可以反映出不同裝置輸出相同功量時(shí)所消耗的能量的多少，它是評(píng)價(jià)蒸汽動(dòng)力裝置量時(shí)所消耗的能量的多少，它是評(píng)價(jià)蒸汽動(dòng)力裝置的一個(gè)重要指標(biāo)。的一個(gè)重要指標(biāo)。汽耗率汽耗率 作出單位量?jī)艄λ牡恼羝糠Q為汽耗作出單位量?jī)艄λ牡恼羝糠Q為汽耗率，用率，用 SSC (Specific Steam Consumption)表示。表示。hkW/kgWkJ/kgWSSC36001 當(dāng)對(duì)外作出的凈功相同時(shí)，汽耗率大的裝置其當(dāng)對(duì)外作出的凈功相同時(shí)，汽耗率大的裝置其尺寸相應(yīng)增大。所以汽耗率的高低可用來比較裝置尺寸相應(yīng)增大。所以汽耗率的高低可用來比較裝置的相對(duì)尺寸大小和過程的經(jīng)濟(jì)性。的相對(duì)尺寸大小和過程的經(jīng)濟(jì)性。工

5、質(zhì)為水蒸氣工質(zhì)為水蒸氣 因?yàn)樗魵獠皇抢硐霘怏w，氣體的性質(zhì)因?yàn)樗魵獠皇抢硐霘怏w，氣體的性質(zhì)不能用理想氣體方程計(jì)算，需要通過熱力不能用理想氣體方程計(jì)算，需要通過熱力學(xué)圖表或?qū)嶋H流體的狀態(tài)方程求得。學(xué)圖表或?qū)嶋H流體的狀態(tài)方程求得。計(jì)算方法計(jì)算方法 確定各點(diǎn)參數(shù)：確定各點(diǎn)參數(shù)： 狀態(tài)點(diǎn)狀態(tài)點(diǎn) 1, 根據(jù)根據(jù)P1、t1 值可查值可查得得 H1、S1值值; 狀態(tài)點(diǎn)狀態(tài)點(diǎn) 2, S2=S1 ,根據(jù)根據(jù)P2、S2 值可查得值可查得 H2、t2值值; 狀態(tài)點(diǎn)狀態(tài)點(diǎn) 3, P3=P2 ,查查P3下的下的飽和液體可得飽和液體可得 H3、V3 、 S3值值; 狀態(tài)點(diǎn)狀態(tài)點(diǎn) 4, P4=P1 ,S4=S3,根根據(jù)據(jù)

6、P4、S4可查得可查得 H4值值; 或或 H4=H3+Wp=H3+V(P4-P3) 蒸汽通過汽輪機(jī)的絕熱膨脹實(shí)際上不是等熵的，蒸汽通過汽輪機(jī)的絕熱膨脹實(shí)際上不是等熵的，而是向著墑增加的方向偏移，用而是向著墑增加的方向偏移，用1 - 2 線表示。線表示。 水泵的耗功量遠(yuǎn)小于汽輪機(jī)的做功量，可不考慮不水泵的耗功量遠(yuǎn)小于汽輪機(jī)的做功量，可不考慮不可逆的影響?？赡娴挠绊憽?蒸汽通過蒸汽通過汽輪機(jī)汽輪機(jī)膨脹，實(shí)際做出的功應(yīng)為膨脹，實(shí)際做出的功應(yīng)為H1 H2 ，它小于等它小于等熵熵膨脹的功膨脹的功H1 H2。兩者之比稱為透平機(jī)的。兩者之比稱為透平機(jī)的等等熵熵效率。效率。2121HHHHWWsss可不 實(shí)際

7、實(shí)際 Rankine 循環(huán)的熱效率循環(huán)的熱效率 4121414321HHHHHHHHHH 例例5-1 某一理想的某一理想的Rankine循外，鍋爐的壓力為循外，鍋爐的壓力為4MPa，產(chǎn)生產(chǎn)生440過熱蒸汽過熱蒸汽,汽輪機(jī)出口壓力為汽輪機(jī)出口壓力為0.004MPa,蒸汽流量蒸汽流量60t/h,求求 （1） 過熱蒸汽每小時(shí)從鍋爐吸收的熱量；過熱蒸汽每小時(shí)從鍋爐吸收的熱量； （2）乏氣的濕度以及乏氣在冷凝器放出熱量；）乏氣的濕度以及乏氣在冷凝器放出熱量； （3）汽輪機(jī)作出的理論功率和水泵消耗的理論功率；）汽輪機(jī)作出的理論功率和水泵消耗的理論功率； （4）循環(huán)的熱效率。）循環(huán)的熱效率。過程如T-S-圖

8、所示（1）確定各點(diǎn)的參數(shù)）確定各點(diǎn)的參數(shù)1點(diǎn)（過熱蒸汽）點(diǎn)（過熱蒸汽）, 根據(jù)根據(jù)P1=4MPa、t1 =440 ,查過熱水蒸查過熱水蒸氣表氣表 得得 H1=3307.1kJ/kg、S1=6.9041kJ/(kgK);2點(diǎn)（濕蒸汽）點(diǎn)（濕蒸汽）, P2=4kPa,S2=S1 =6.9041kJ/(kgK) ,查飽查飽和水蒸氣表得和水蒸氣表得 Hg=2554.4kJ/kg Hl=121.46kJ/(kgK) Sg=8.4746kJ/kg Sl=0.4226kJ/(kgK) Vl=1.004cm3/g 2點(diǎn)處的干度為點(diǎn)處的干度為x 8.4746x+(1-x)0.4226=6.9041 x=0.80

9、50 H2=2554.4 0.805+(1-0.805) 121.46=2080.0 3點(diǎn)（飽和液體）點(diǎn)（飽和液體） P3=4kPa H3= Hl =121. 46 kJ/kg S3=Sl=0.4226kJ/(kgK) 4點(diǎn)（未飽和水）點(diǎn)（未飽和水） 方法方法1H4=H3+Wp=H3+V(P4-P3) = 121.46+0.001004 (4000-4) =125.5kJ/kg 方法方法2 已知已知 P4=4MPa, S4=S3=0. 4226kJ/(kgK),查未飽和水性質(zhì)表查未飽和水性質(zhì)表 H2=126.1kJ/kg2.5MPaH S5MPaH S4MPaH S20 86.30 0.296

10、1 88.65 0.295640 169.77 0.5715171.97 0.570587.71 0.2958171.09 0.57097187091717187295805709029580422604.H. （2）計(jì)算）計(jì)算 過熱蒸汽每小時(shí)從鍋爐吸收的熱量過熱蒸汽每小時(shí)從鍋爐吸收的熱量 Q1=m(H1 - H4)=60 103 (3307.1 - 125.5) =190.9 106kJ/h 乏氣在冷凝器放出的熱量乏氣在冷凝器放出的熱量 Q2=m(H3 H2)=60 103 (121.5 - 2080.0) =-117.5 106kJ/h 乏氣的濕度為乏氣的濕度為 1-x=1-0.805=0

11、.195 汽輪機(jī)作出的理論功率汽輪機(jī)作出的理論功率 kW.HHmmWPsT20452133070208036001060312 水泵消耗的理論功率水泵消耗的理論功率 kW.HHmmWNPP675121512536001060334熱效率熱效率3844010919067204523600360061.QNPPT 例例5-2 在某核動(dòng)力循環(huán)裝置，鍋爐溫度為在某核動(dòng)力循環(huán)裝置，鍋爐溫度為 320 的核反應(yīng)堆吸入熱量的核反應(yīng)堆吸入熱量Q1，產(chǎn)生壓力為，產(chǎn)生壓力為7MPa、溫度為、溫度為 360 的過熱蒸汽的過熱蒸汽 (點(diǎn)點(diǎn)1) ，過熱蒸汽經(jīng)汽輪機(jī)膨脹作，過熱蒸汽經(jīng)汽輪機(jī)膨脹作功后于功后于0.008MP

12、a壓力下排出壓力下排出(點(diǎn)點(diǎn)2)， 乏氣在冷凝器中乏氣在冷凝器中向環(huán)境溫度向環(huán)境溫度 t020 進(jìn)行定壓放熱變?yōu)轱柡退M(jìn)行定壓放熱變?yōu)轱柡退?點(diǎn)點(diǎn)3)，然后經(jīng)泵返回鍋爐然后經(jīng)泵返回鍋爐(點(diǎn)點(diǎn)4)完成循環(huán)。已知汽輪機(jī)的額定完成循環(huán)。已知汽輪機(jī)的額定功率為功率為5104kW，汽輪機(jī)作不可逆的絕熱膨脹，其等，汽輪機(jī)作不可逆的絕熱膨脹，其等熵效率為熵效率為0. 75， 水泵作等熵壓縮。水泵作等熵壓縮。 試求：試求： (1)蒸氣的質(zhì)量流量；蒸氣的質(zhì)量流量； (2)乏氣的濕度；乏氣的濕度； (3)循環(huán)的熱效率。循環(huán)的熱效率。 1點(diǎn)（過熱蒸汽）點(diǎn)（過熱蒸汽）, 根據(jù)根據(jù)P1=7MPa、t1 =360 ,查查

13、過熱過熱 水蒸氣表得水蒸氣表得 H1=3045.5kJ/kg、S1=6.2801kJ/(kgK); 2點(diǎn)（濕蒸汽）點(diǎn)（濕蒸汽）, P2=0.008MPa, 查飽和水蒸氣表查飽和水蒸氣表得得 Hg=2577.0kJ/kg Hl=173.88kJ/(kgK) Sg=8.2287kJ/kg Sl=0.5926kJ/(kgK) 汽輪機(jī)作等熵膨脹汽輪機(jī)作等熵膨脹 S2=S1 =6.2801kJ/(kgK) , S2=Sgx2+(1-x2)Sl 6.2801=8.2287x2+(1-x2) 0.5926 x2=0.7448 H2=Hgx2+(1-x2)Hl =2577.0 0.7488+(1-0.7488

14、) 173.88=1963.7 汽輪機(jī)作等熵膨脹過程汽輪機(jī)作等熵膨脹過程1-2所作的理論功所作的理論功 WR WR=H2-H1=1963.7-3045.5= -1081.8kJ/kg 汽輪機(jī)作實(shí)際膨脹過程汽輪機(jī)作實(shí)際膨脹過程1-2 所作的功所作的功 Ws Ws=sWR=-1081.8 0.75= - 811.4kJ/kg Ws=H2 - H1 H2 = H1+Ws=3045.5+811.4=2234.1kJ/kg 汽輪機(jī)作實(shí)際膨脹后汽輪機(jī)作實(shí)際膨脹后乏氣的干度為乏氣的干度為x2 H2 =Hgx2 +(1-x2 )Hl 2234.1=2577.0 x2 +(1- x2 ) 173.9 x2 =0

15、.8573 乏氣的濕度為乏氣的濕度為 1-0.8573=0.1427 3點(diǎn)點(diǎn) 0.008MPa飽和液體飽和液體 H3=173.88kJ/(kgK) S3=0.5926kJ/(kgK) 4點(diǎn)點(diǎn) P4=7MPa, S4=S3=0.5926kJ/(kgK) 查未飽和水性質(zhì)表查未飽和水性質(zhì)表 5MPaH S7.5MPaH S4MPaH S40 171.97 0.5705174.18 0.569680 338.85 1.0720340.84 1.0704173.74 0.5698340.44 1.0707741734434074173569800707156980592604.H.H4=181.33kJ

16、/kg 水泵所消耗的功水泵所消耗的功 WP=H4-H3=181.33-173.88=7.45kJ/kg 熱效率熱效率28070331815304545748111.QW 提高朗肯循化效率的方法：提高朗肯循化效率的方法：（一）通過改變蒸汽參數(shù)提高朗肯循環(huán)的熱效率（一）通過改變蒸汽參數(shù)提高朗肯循環(huán)的熱效率 1. 提高蒸汽的過熱溫度提高蒸汽的過熱溫度 在相同的蒸汽壓力下，提高蒸汽的過熱溫度時(shí)在相同的蒸汽壓力下，提高蒸汽的過熱溫度時(shí), 可提高平均吸熱溫度，增大作功量，提高循環(huán)的熱效可提高平均吸熱溫度，增大作功量，提高循環(huán)的熱效率，并且可以降低汽耗率。同時(shí)乏氣的干度增加，使率，并且可以降低汽耗率。同時(shí)乏

17、氣的干度增加，使透平機(jī)的相對(duì)內(nèi)部效率也可提高。但是蒸汽的最高溫透平機(jī)的相對(duì)內(nèi)部效率也可提高。但是蒸汽的最高溫度受到金屬材料性能的限制，不能無限地提高，一般度受到金屬材料性能的限制，不能無限地提高，一般過熱蒸汽的最高溫度以不超過熱蒸汽的最高溫度以不超873K為宜。為宜。提高提高Rankine循環(huán)熱效率的途徑循環(huán)熱效率的途徑 LcarnotH1TT 降低冷凝器溫度降低冷凝器溫度提高鍋爐溫度提高鍋爐溫度平均吸熱溫度平均吸熱溫度1與與1點(diǎn)的壓力高低點(diǎn)的壓力高低 ？等效等效Carnot循環(huán)的平均吸熱溫度循環(huán)的平均吸熱溫度 Tm 2. 提高蒸汽的壓力提高蒸汽的壓力 當(dāng)蒸汽壓力提高時(shí)，熱效率提高、而汽當(dāng)蒸汽

18、壓力提高時(shí)，熱效率提高、而汽耗率下降。但是隨著壓力的提高，乏汽的干度耗率下降。但是隨著壓力的提高，乏汽的干度下降，即濕含量增加，因而會(huì)引起透乎機(jī)相對(duì)下降，即濕含量增加，因而會(huì)引起透乎機(jī)相對(duì)內(nèi)部效率的降低還會(huì)使透平中最后幾級(jí)的葉內(nèi)部效率的降低還會(huì)使透平中最后幾級(jí)的葉片受到磨蝕，縮短壽命。乏汽的干度一般不應(yīng)片受到磨蝕，縮短壽命。乏汽的干度一般不應(yīng)低于低于0.88。另外，蒸汽壓力的提高，不能超過。另外，蒸汽壓力的提高，不能超過水的臨界壓力，而且設(shè)備制造費(fèi)用也會(huì)大幅上水的臨界壓力，而且設(shè)備制造費(fèi)用也會(huì)大幅上升。升。 3.降低乏汽的壓力降低乏汽的壓力 提高朗肯循化效率的方法：提高朗肯循化效率的方法： （

19、二）采用再熱循環(huán)（二）采用再熱循環(huán) （三）采用回?zé)嵫h(huán)（三）采用回?zé)嵫h(huán)回?zé)嵫h(huán)回?zé)嵫h(huán) 再熱循環(huán)再熱循環(huán)x2TS11225643x2112356過熱器過熱器再熱器再熱器汽輪機(jī)汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)冷凝器冷凝器冷卻水冷卻水鍋爐鍋爐給水泵給水泵(a) 工作原理圖工作原理圖 (b) T-S圖圖目前超高壓目前超高壓(蒸汽初壓為蒸汽初壓為13和和24MPa或更高或更高)的大型電的大型電廠幾乎毫無例外地采用再熱循環(huán)廠幾乎毫無例外地采用再熱循環(huán) 第二節(jié)第二節(jié) 制冷循環(huán)制冷循環(huán)高溫高溫 環(huán)境環(huán)境低溫低溫 環(huán)境環(huán)境如果循環(huán)的目的是從低溫物體如果循環(huán)的目的是從低溫物體(如冷藏室、冷庫(kù)等如冷藏室、冷庫(kù)等)不不斷地取走

20、熱量，以維持物體的低溫，稱之為斷地取走熱量，以維持物體的低溫，稱之為制冷循環(huán)制冷循環(huán)；如果循環(huán)的目的是給高溫物體如果循環(huán)的目的是給高溫物體(如供暖的房間如供暖的房間)不斷地不斷地提供熱量，以保證高溫物體的溫度，稱之為提供熱量，以保證高溫物體的溫度，稱之為熱泵循環(huán)熱泵循環(huán)。習(xí)慣上，制冷溫度在習(xí)慣上，制冷溫度在-100以上者，稱為普冷，低以上者，稱為普冷，低于于-100者稱為深冷。者稱為深冷。制冷廣泛應(yīng)用于化工生產(chǎn)中的低溫反應(yīng)、結(jié)晶分離、制冷廣泛應(yīng)用于化工生產(chǎn)中的低溫反應(yīng)、結(jié)晶分離、氣體液化以及生活中的冰箱、空調(diào)、冷庫(kù)等各方面。氣體液化以及生活中的冰箱、空調(diào)、冷庫(kù)等各方面。熱機(jī)熱機(jī)將熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械

21、能等動(dòng)力的裝置將熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能等動(dòng)力的裝置工廠、工廠、交通工具、交通工具、居民、辦公用電居民、辦公用電熱力循環(huán)過程熱力循環(huán)過程熱機(jī)的工作循環(huán)熱機(jī)的工作循環(huán)蒸汽動(dòng)力循環(huán)蒸汽動(dòng)力循環(huán)燃?xì)鈩?dòng)力循環(huán)燃?xì)鈩?dòng)力循環(huán)制冷制冷獲得并保持低于環(huán)境溫度的操作獲得并保持低于環(huán)境溫度的操作制冷循環(huán)制冷循環(huán)輸入外功實(shí)現(xiàn)從低溫環(huán)境吸熱排向高溫環(huán)輸入外功實(shí)現(xiàn)從低溫環(huán)境吸熱排向高溫環(huán)境的循環(huán)境的循環(huán)蒸汽動(dòng)力循環(huán)蒸汽動(dòng)力循環(huán)蒸汽壓縮制冷循環(huán)蒸汽壓縮制冷循環(huán)一、一、 蒸汽壓縮制冷循環(huán)蒸汽壓縮制冷循環(huán)1 逆向逆向Carnot循環(huán)循環(huán)蒸發(fā)器冷凝器膨脹機(jī)q0q2壓縮機(jī)1234T1T2TS1234 循環(huán)的吸熱量循環(huán)的吸熱量(冷凍量冷凍

22、量) q0=TL(S1-S4) 循環(huán)的放熱量循環(huán)的放熱量 q2= TH(S3-S2) = -TH(S1-S4) HqWS 制冷劑完成一個(gè)循環(huán)制冷劑完成一個(gè)循環(huán) H0，凈功為，凈功為 制冷系數(shù)制冷系數(shù) 0214NiHLWqqqTTSS TLTHTS1234014LqSST0NqW 逆卡諾循環(huán)逆卡諾循環(huán) 逆卡諾循環(huán)的制冷系數(shù)僅是工質(zhì)溫度的函逆卡諾循環(huán)的制冷系數(shù)僅是工質(zhì)溫度的函數(shù)，與工質(zhì)無關(guān)。數(shù)，與工質(zhì)無關(guān)。 在相同溫度區(qū)間工作的制冷循環(huán)，以逆卡在相同溫度區(qū)間工作的制冷循環(huán)，以逆卡諾循環(huán)的制冷系數(shù)為最大。諾循環(huán)的制冷系數(shù)為最大。 制冷循環(huán)中，高溫下放熱量大于低溫下吸制冷循環(huán)中，高溫下放熱量大于低溫下

23、吸熱量。熱量。 14014LLcNHLHLTSSqTWTTSSTT 02NWqq 200NWqq 例5-3 某蒸汽壓縮制冷過程某蒸汽壓縮制冷過程,制冷劑在制冷劑在5K吸吸收熱量收熱量QL,在在K放出熱量放出熱量-QH, 壓縮和膨脹壓縮和膨脹過程是絕熱的，向制冷機(jī)輸入的凈功為過程是絕熱的，向制冷機(jī)輸入的凈功為WN，判斷，判斷下列情況是下列情況是 A可逆的可逆的 B 不可逆的不可逆的 C 不不可能的可能的 （1） QL =2000kJ WN=400kJ （2） QL=1000kJ QH=1500kJ （3） WN=100kJ QH=700kJ （1）該制冷過程是可逆的該制冷過程是可逆的 52503

24、00250C54002000NLWQC （2） QL=1000kJ QH=1500kJ （3） WN=100kJ QH=700kJ 該制冷過程是不可逆的該制冷過程是不可逆的 該制冷過程是不可能的該制冷過程是不可能的 NLHWQQ 2100015001000LHLNLQQQWQC6100100700NNHNLWWQWQC5250300250C2、單級(jí)蒸汽壓縮制冷循環(huán)、單級(jí)蒸汽壓縮制冷循環(huán)實(shí)際的制冷循環(huán)是對(duì)上述的逆實(shí)際的制冷循環(huán)是對(duì)上述的逆Carnot壓縮制冷循環(huán)的改進(jìn)壓縮制冷循環(huán)的改進(jìn) TSTHTL12334QL 實(shí)際的冷凍循環(huán)原理圖實(shí)際的冷凍循環(huán)原理圖改進(jìn)措施改進(jìn)措施壓縮過程操作于過熱蒸汽區(qū)，

25、等熵膨脹改為節(jié)流膨脹壓縮過程操作于過熱蒸汽區(qū)，等熵膨脹改為節(jié)流膨脹制冷工質(zhì)制冷工質(zhì) 被過冷到溫度低于飽和液態(tài)溫度被過冷到溫度低于飽和液態(tài)溫度 蒸發(fā)盤管蒸發(fā)盤管冷凍室冷凍室冷凝盤管冷凝盤管壓縮機(jī)壓縮機(jī)毛細(xì)管毛細(xì)管高溫高溫 環(huán)境環(huán)境低溫低溫 冷室冷室蒸發(fā)器蒸發(fā)器冷凝器冷凝器高溫高溫 環(huán)境環(huán)境低溫低溫 冷室冷室蒸發(fā)器蒸發(fā)器冷凝器冷凝器1-2 可逆絕熱壓縮過程可逆絕熱壓縮過程 Ws=H2 H1 kJ/kg2-4 等壓冷卻、冷凝過程等壓冷卻、冷凝過程 q2=H4-H2kJ/kg4-5 節(jié)流膨脹過程節(jié)流膨脹過程 H5=H45-1 等壓、等溫蒸發(fā)過程等壓、等溫蒸發(fā)過程 q0=H1 H5 kJ/kg制冷系數(shù)制

26、冷系數(shù)01421sqHHWHH T0TTS12345焓值：查圖、表或計(jì)算焓值：查圖、表或計(jì)算能量分析能量分析sWQH 若制冷劑的若制冷劑的“制冷能力制冷能力”為為Q0 kJ/h，那么，制冷劑的循環(huán)量（循環(huán)速率）為那么，制冷劑的循環(huán)量（循環(huán)速率）為 壓縮機(jī)消耗的功率壓縮機(jī)消耗的功率00/QGkg hq 3600sTGWPkW 136003600sTsGWkJkghPWGkWkghs冷（凍）噸 冷噸又名冷凍噸，制冷學(xué)單位。是指將一噸水冷噸又名冷凍噸，制冷學(xué)單位。是指將一噸水冷凍為冰所需要的能量。表示空調(diào)的制冷能力。冷凍為冰所需要的能量。表示空調(diào)的制冷能力。 1冷噸表示可將冷噸表示可將1噸重噸重00

27、C的水，在的水，在24小時(shí)內(nèi)轉(zhuǎn)小時(shí)內(nèi)轉(zhuǎn)換成換成00C的冰的能力。的冰的能力。 1美國(guó)冷噸美國(guó)冷噸=3024（kcal/h）=3.517（KW） 1日本冷噸日本冷噸=3320（kcal/h）=3.861（KW)hkJ /10394.114冷噸 例例5-4 某壓縮制冷裝置，用某壓縮制冷裝置，用R134a作為制冷作為制冷劑，蒸發(fā)器中的溫度為劑，蒸發(fā)器中的溫度為-25，冷卻器中的壓力為，冷卻器中的壓力為1.0MPa，假定，假定R134a進(jìn)入壓縮機(jī)時(shí)為飽和蒸汽，而進(jìn)入壓縮機(jī)時(shí)為飽和蒸汽，而離開冷凝器時(shí)為飽和液體，壓縮過程按絕熱可逆計(jì)算，離開冷凝器時(shí)為飽和液體，壓縮過程按絕熱可逆計(jì)算，每小時(shí)制冷能力每小時(shí)制冷能力Q0為為1.67105 kJh-1。 求：（求：（1）所需的制冷劑流率；）所需的制冷劑流率； （ 2）制冷系數(shù)。）制冷系數(shù)。 解：解： 1點(diǎn)點(diǎn) -25 飽和蒸汽飽和蒸汽 查表得查表得 H1231.9kJ/kg S1 0.9367kJ/(kgK)T0TTS12345 2點(diǎn)點(diǎn) P2 1MPa，S2 S1 0.9367kJ/(kgK) 查表得查表得 H2 278.7 kJ/kg T0TTS12345 4 點(diǎn)點(diǎn) 1MPa飽和液體飽和液體 查表得查表得 H4 104.2 kJ/kg T0TTS12345 H1231.9kJ/kg H2 278.7 kJ/kg H4 104.2 kJ/kg