制冷原理與設(shè)備課件4.3、4.4

1、第二篇 能力篇模塊四 單級制冷循環(huán)系統(tǒng)原理與應(yīng)用 （3）1.4.3 單級蒸氣壓縮式制冷實際循環(huán)的熱力計算4.3.1 實際制冷循環(huán)的熱力計算任務(wù) 1）根據(jù)工況要求計算出實際制冷循環(huán)性能，即制冷壓縮機的制冷量和軸功率，冷凝器、過冷器、蒸發(fā)器、回熱器等換熱設(shè)備的熱負荷等，為選擇或設(shè)計制冷壓縮機、制冷設(shè)備及制冷系統(tǒng)提供原始數(shù)據(jù)。 2）根據(jù)制冷工藝需要對選定的制冷機、制冷設(shè)備等進行校核計算，以使其達到安全、高效運行的目的。2.4.3.2 實際制冷循環(huán)熱力計算的基本原則 1）根據(jù)生產(chǎn)需要的制冷系統(tǒng)冷負荷進行熱力計算，一般不考慮制冷系統(tǒng)的備用負荷。 2）設(shè)備負荷與制冷機負荷應(yīng)相匹配，即根據(jù)制冷機負荷進行設(shè)備

2、負荷計算。 3）選定的制冷循環(huán)工作條件不得超過制造廠所規(guī)定的允許工作條件，以保證制冷系統(tǒng)安全、高效運行，否則整個計算都是無意義的。3.4.3.3單級實際制冷循環(huán)熱力計算的一般步驟1 確定制冷劑和制冷循環(huán)形式 根據(jù)用途選擇制冷劑。根據(jù)制冷劑的性質(zhì)和制冷工藝要求來確定制冷循環(huán)形式。 例如R22系統(tǒng)宜采用回熱循環(huán)形式（？），R717系統(tǒng)采用無回熱循環(huán)形式等。4.2 確定循環(huán)的工作溫度 工作溫度包括蒸發(fā)溫度t0、冷凝溫度tk、過冷溫度tgl、過熱溫度tgr。（查規(guī)范）5. 例4-4 某冷藏庫采用單級氨制冷系統(tǒng)，冷間空氣溫度要求達到-10，立式冷凝器出水溫度為25，液體無過冷，庫房耗冷量為200kW(7

3、2104kJh)，試進行制冷循環(huán)的熱力分析計算。解 1確定工作參數(shù) 1）蒸發(fā)溫度與蒸發(fā)壓力： t0=tair- 10=-10-10=-20，p0 =0.190 11 MPa 2）冷凝溫度與冷凝壓力： tK=t2+5=25+5=30，pK= 1.016693 MPa 壓力比： 可采用單級壓縮制冷循環(huán) 3）吸氣溫度：由t0=-20，取tgr=-13 4）過冷溫度：取tgl=06. 2由工作溫度畫出1gp-h、T-s圖，并求狀態(tài)參數(shù)值 7.3熱力性能計算 1）單位質(zhì)量制冷量、單位容積制冷量 2）制冷量由題意得 Q0=200kW8.3）制冷劑循環(huán)量4）理論功率 9. 7）制冷系數(shù) 8）制冷壓縮機實際排

4、氣焓值9）冷凝器負荷10. 例4-5 有R134a單級蒸氣壓縮式制冷回熱循環(huán)，已知冷凝溫度35，蒸發(fā)溫度-15，制冷壓縮機吸氣溫度15，過冷溫度30。制冷系統(tǒng)制冷量為210kJh(55.56kW)，并已知蒸發(fā)器內(nèi)R134a有過熱，不考慮蒸發(fā)器至制冷壓縮機的回氣管道及回熱器的冷量損失，試進行熱力循環(huán)分析計算。11.hp冷凝溫度tk時：1-2-3-4-1冷凝溫度升高為tk時：1-2-3- 4 -11234tkt0tk3244.4.1 冷凝溫度TK和蒸發(fā)溫度T0的變化對環(huán)境的影響4.4 單級蒸氣壓縮式制冷循環(huán)的特性分析(1)其他條件不變，冷凝溫度tk變化(升高)的影響12.hp1234tkt04tk

5、324q0q0不變單位制冷量q0輸氣系數(shù)吸氣比容v1 qvQ013.hp1234tkt0tk324w0w0不變單位壓縮功w0 吸氣比容v1 wvP制冷系數(shù)14.(2)其他條件不變，蒸發(fā)溫度t0變化(降低)的影響hlgp蒸發(fā)溫度t0時：1-2-3-4-1蒸發(fā)溫度降低為t0時：1-2-2-3-4-11234tkt024t0115.lgph1234tkt024t01單位制冷量q0 吸氣比容v1 制冷劑質(zhì)量流量GQ0q0q016.ph1234tkt024t01w0w0P單位壓縮功w0 制冷劑質(zhì)量流量G 時，P最大17.4.4.2 應(yīng)用不同制冷劑時對制冷循環(huán)的影響改用制冷劑后，除了制冷壓縮機特性變化外，

6、還要考慮以下幾個重要問題：1）改用的制冷劑不能對制冷壓縮機或設(shè)備材料有腐蝕，否則就不能任意換用制冷劑。2）改用制冷劑時應(yīng)相應(yīng)改換潤滑油。3）改用制冷劑后，制冷壓縮機結(jié)構(gòu)亦應(yīng)作相應(yīng)的調(diào)整。4）改用制冷劑時應(yīng)校核匹配電動機的功率，要校核冷凝器、節(jié)流器、蒸發(fā)器負荷，改換相應(yīng)的種類、型號規(guī)格等。要相應(yīng)改換制冷壓縮機的密封結(jié)構(gòu)和密封材料等。5改用制冷劑是應(yīng)考慮壓縮機和設(shè)備的強度，以及制冷壓縮機運動部件的受力情況。 18.4.4.3 單級制冷壓縮機的工況 壓縮機的制冷量和軸功率等參數(shù)隨工況條件變化，為了衡量、比較壓縮機性能，制定公認的溫度條件(名義工況)，作為壓縮機制冷量選用和比較的標準。銘牌上標示的制冷

7、量和功率一般是在標準工況下的值，如為空調(diào)專用，則為空調(diào)工況。名義工況(舊)標準工況空調(diào)工況19.1.4.2、制冷工況名義工況(新)高溫工況中溫工況低溫工況最大壓差工況：用來考核壓縮機零件強度、 排氣溫度、油溫、電機繞組溫度。最大軸功率工況：用來考核壓縮機噪聲、振動，并依此選配電動機。20.工況種類工作溫度/制 冷 劑工況種類工作溫度/制 冷 劑R717R12R22R717R12R22標準工況冷凝溫度tk303030最大壓差工況冷凝溫度tk405040蒸發(fā)溫度t0151515蒸發(fā)溫度t02030（8）30過冷溫度tsc252525過冷溫度tsc405040吸氣溫度tsh101515吸氣溫度tsh

8、150（15）15空調(diào)工況冷凝溫度tk404040最大功率工況冷凝溫度tk405040蒸發(fā)溫度t0555蒸發(fā)溫度t05（0）105過冷溫度tsc353535過冷溫度tsc405040吸氣溫度tsh101515吸氣溫度tsh10（5）1515表1-1 我國常用制冷機工況（通常適用于開啟式）注：括號內(nèi)的數(shù)字相當于最大壓差980kPa或最高蒸發(fā)溫度為0的壓縮機工況。21.類別工況序號蒸發(fā)溫度/冷凝溫度/吸氣溫度/液體溫度/機組型式高溫1（1A）7（7.2）55（54.4）18（18.3）50（46.1）所有型式27431838中溫3（3A）7（6.7）49（48.9）18（4.4）44（48.9）所

9、有型式（全封閉）（3B）（18.3）（半封閉）（開啟式）47431838所有型式低溫5（5A）23（23.3）55（54.4）32（32.2）32（32.2）全封閉6（6A）49（48.9）5（4.4）44（48.9）所有型式72343538低溫8（8A）4035（40.6）10（4.4）30（40.6）所有型式（全封閉）（8B）（18.3）（半封閉）（開啟式）表1-2 容積式制冷壓縮機及機組的名義工況22.類別工況序號蒸發(fā)溫度/冷凝溫度/吸氣溫度/液體溫度/環(huán)境溫度/中溫1（1A）7（6.7）351（1.1）30（35）32（32.2）（1B）（15）9（9.4）低溫2（2A）23（23.3）15（17.8）低溫3（3A）4020（34.4）30類別工況序號使用側(cè)/熱源側(cè)或放熱側(cè)/冷溫水水冷風(fēng)冷蒸發(fā)冷凝進口出口進口出口干球濕球進風(fēng)濕球制冷1（1A）12（12.4）7（6.7）32（29.4）37（35）3524（23.9）24（23.9）熱泵2404512776表1-4 容積式和離心式冷水機組的名義工況表1-3 氨制冷壓縮機及