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第一章蒸气压缩式制冷的热力学原理讲义

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常见问题

1、2008.1.27,建筑环境与设备专业,第一章蒸气压缩式制冷的热力学原理,1-1 理想制冷循环 1-2 蒸气压缩式制冷的理论循环 1-3 蒸气压缩式制冷循环的改善 1-4 蒸气压缩式制冷循环热力计算 1-5 跨临界循环 1-6 蒸气压缩式制冷的实际循环,本章内容,2008.1.27,建筑环境与设备专业,本章学习要求,掌握理想制冷循环；制冷系数的概念。掌握理论循环过程组成；理论循环的改善措施。掌握压焓图的使用；理论循环的热力计算。,熟悉临界循环和跨临界循环。,了解实际循环过程在理论循环基础上有哪些方面进行了理想化。,2008.1.27,建筑环境与设备专业,水的沸点,1 bar,100 C,液 + 汽,0.47 bar,80 C,2 bar,120 C,2008.1.27,建筑环境与设备专业,液体气化制冷原理,2008.1.27,建筑环境与设备专业,第一节理想制冷循环,一、逆卡诺循环,2008.1.27,建筑环境与设备专业,1.逆卡诺循环理想过程的极限,2008.1.27,建筑环境与设备专业,2.逆卡诺循环在T-S图上的表示,q,0,2008.1.27,建筑环境与设备专业,3.逆卡

2、诺循环过程分析,从低温,2008.1.27,建筑环境与设备专业,4.逆卡诺循环的热和功的计算,Qr = TS,对整个循环而言（1-2-3-4-1）：,2008.1.27,建筑环境与设备专业,5.逆卡诺循环的性能系数,COP (Coefficient of Performance) = 制冷系数 = c =q0/w,制冷系数,（与工质无关，仅与冷热源温度有关。）,制热系数,2008.1.27,建筑环境与设备专业,逆向Carnot =max,6. 逆卡诺循环特点,制冷系数只与冷热源温度有关，与制冷剂种类无关。,制冷系数随低温热源温度升高而升高，随高温热源温度升高而降低。,2008.1.27,建筑环境与设备专业,7.T0、 Tk哪个对制冷系数影响大？,即：冷源温度（蒸发温度）T0影响更大一些！,2008.1.27,建筑环境与设备专业,二、劳伦兹循环(Lorenz Cycle),特点：由两个等熵绝热过程和两个可逆多变过程组成可逆过程。,2008.1.27,建筑环境与设备专业,1.劳伦兹循环的热量,从冷源（被冷却物）吸收的热量向热源（冷却剂）放出的热量,2008.1.27,建筑环境与设备专

3、业,2.劳伦兹循环的制冷系数,劳伦兹循环的制冷系数,劳仑兹循环的制冷系数取决于被冷却物和冷却剂的温度状况，而与制冷剂性质无关,2008.1.27,建筑环境与设备专业,如何才能实现逆卡诺循环？,循环过程两个定温过程液体的定压蒸发吸热等温过程气体的定压冷凝放热等温过程两个绝热过程绝热压缩蒸气绝热压缩压缩机绝热膨胀蒸气绝热膨胀膨胀机无温差传热换热面积无穷大接触时间无限长,2008.1.27,建筑环境与设备专业,可能实现逆卡诺循环的方式！,湿蒸气作工质，循环在两相区，等温过程即等压过程,2008.1.27,建筑环境与设备专业,第二节蒸气压缩式制冷的理论循环,理想制冷循环在实现时有相当大的难度，并且也不是最经济的。,2008.1.27,建筑环境与设备专业,2008.1.27,建筑环境与设备专业,理论循环特点,用膨胀阀代替膨胀机,蒸气的压缩采用干压缩代替湿压缩,存在传热温差,理论循环过程,两个等压传热过程（蒸发器、冷凝器）,一个绝热压缩过程（压缩机）,一个绝热节流过程（膨胀阀）,2008.1.27,建筑环境与设备专业,（1）用膨胀阀代替膨胀机（）,2008.1.27,建筑环境与设备专业,用膨胀阀代替膨胀机后各参数变化,制冷量耗功量制冷系数,减小了,2008.1.27,建筑环境与设备专业,用膨胀阀后造成的损失,节流损失：由于节流阀代替膨胀阀，使制冷系数下降，降低程度为节流损失节流不可逆过程降低制冷量；损失了膨胀功影响节流损失因素：随TkT0的增加而加大；随pk/p0 的增大而增大；与制冷剂的物理性质有关。,2008.1.27,建筑环境与设备专业,（2）干压缩代替湿压缩（）,方法：气液分离器膨胀阀控制压缩机吸气过热度,2008.1.27,建筑环境与设备专业,干压缩代替湿压缩各参数变化,制冷量耗功量制冷系数,2008.1.27,建筑环境与设备专业,干压缩代替湿蒸气压缩的损失,过热损失：干压缩后，制冷系数下降的程度影响过热损失的因素制冷剂性质有关；节流损失大则过热损失小压缩比pk/p0越大，过热损失越大,2008.1.27,建筑环境与设备专业,（3）有温差传热（）,T,k,相同制冷量时，逆卡诺循环的耗功量小于有温差传热的逆卡诺循环的耗功量。有温差传热的逆卡诺循环的制冷系数小于逆卡诺循环的制冷系数。,

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