10第十讲制冷循环
90页1、1,空气调节用制冷技术,空调系统的冷热源,2,我国气候和采暖空调需求,分区指标 严寒地区:最冷月平均温度-10 寒冷地区:最冷月平均温度0-10 夏热冬冷地区:最冷月平均温度010;最热月平均温度2530 夏热冬暖地区:最冷月平均温度10 ;最热月平均温度2529 温和地区:最冷月平均温度013;最热月平均温度1825 采暖空调需求量大,严寒:采暖为主; 寒冷:采暖为主,也需空调;夏热冬冷:空调、采暖; 夏热冬暖:空调为主,3,空调、采暖设备需求量激增,根据日本空调、采暖和制冷新闻(JARN)预测,全世界2004年“房间空调器(RAC)”/ “ 单元式空调机(PAC)” 需求量为5600万台,中国(2200万台)占36% 2005年中国的空调器产量达到近6000万台(其中50%出口) 中国已成为世界空调第一生产大国,4,建筑能耗呈上升趋势, 建筑能耗的总量逐年上升,在我国能源总消费量中所占的比例已从1978年的10%,上升到2001年的27.45%,资料来源:建设部,建筑能耗:指消耗在建筑中的采暖、空调、降温、电气、照明、炊事、热水供应等所消耗的能源。采暖、空调能耗占建筑能耗 55 %
2、,5,为何要学习制冷技术?,应用领域广泛 上天入地的所有人工环境领域的冷热源设备 行业特点要求 发展最快的行业 消耗能源最多的行业之一 节能技术应用最好的行业 倍受关注的行业 竞争惨烈、利润变薄的行业 发展制冷、服务经济、促进生产、造福人类,6,课程的基本要求,教学目的 掌握常规制冷系统及其部件的基本原理 明确制冷系统的调控特性及其特性分析方法 达到空调用制冷系统设计的基本要求 内容简介 以单级蒸气式制冷装置为主,重点阐述其工作原理、构造、系统设计、工作特性、运行调节问题 适当介绍利用热能的吸收式制冷技术 简述国内外各种空调用制冷机组、发展方向及其所涉及的主要技术内容,7,章节构成,前言 蒸气压缩式制冷循环(6)+习题课(2) 制冷剂与载冷剂(2) 制冷压缩机(2) 冷凝器与蒸发器(2) 节流机构与辅助设备(2) 实习环节(2)参观同方产品 制冷系统的运行与调节(4) 吸收式制冷(4) 制冷机组(2)+压焓图应用(2) 空调水系统及设备(4),8,前 言,何谓制冷技术?,9,一、制冷的含义,制冷 使自然界的某物体或某空间达到低于周围环境温度,并使之维持这个温度 冷源 天然冷源:深井水、
3、天然冰 人工冷源:利用物理、化学、生物等方法制造的冷源 制冷技术:研究人工冷源产生的原理、设备、装置的科学 制冷原理 制冷设备,10,二、制冷技术的分类,1普通制冷 120以上 应用领域 空气调节 食品贮藏 工艺冷却,11,二、制冷技术的分类,2深度制冷: 20K-120 工业过程,化工过程 3低温和超低温: 20K以下 低温超导,宇宙空间模拟,半导体激光等,12,“冷” 是怎样制出来的?,13,三、普通制冷方法,1. 蒸气压缩式(本课程的重点) 2. 吸收式(本课程适当介绍) 3. 蒸气喷射式 4. 吸附式 5. 热电式 6. 固体绝热去磁,14,第十一讲 蒸气压缩式制冷循环,蒸气压缩式制冷循环是目前制冷设备最主要的制冷方式,15,本章学习思路,理想循环,理论循环,实际循环,循环的改进,亚临界循环 跨临界(超临界)循环,16,一、理想制冷循环,1. 气体的逆卡诺循环 理想过程的极限,Sadi Nicolas Lonard Carnot 1796-1832,17,1.逆卡诺循环,18,1.气体的逆卡诺循环:理想过程的极限,19,1.气体的逆卡诺循环:理想过程的极限,We,T,T,S,S
4、,20,1.气体的逆卡诺循环:,气体的逆卡诺循环:理想过程的极限 COP (Coefficient of Performance) = 制冷系数 = ec qk = q0 + Sw,制冷系数(能效比),供热系数(性能系数),21,1.气体的逆卡诺循环:,影响逆卡诺循环制冷系数的因素 与工质无关 仅取决于工质的工作温度(无温差传热) To Tk,22,2.劳仑兹循环 (Lorenz Cycle),特点: 由两个等熵绝热过程和两个可逆多变过程组成 为可逆过程,23,2.劳仑兹循环 (Lorenz Cycle),从冷源(被冷却物)吸收的热量 向热源(冷却剂)放出的热量,24,2.劳伦斯循环 (Lorenz Cycle),制冷系数 劳仑兹循环的制冷系数等于一个以放热平均温度和吸热平均温度为高、低温热源温度的等效逆卡诺循环的制冷系数 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,25,一、理想制冷循环,问题:蒸发温度与冷凝温度哪个因素对制冷系数影响更大?,26,怎样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
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