制冷部分总结绝版总结-江南雨.pdf

本资料由“江南雨”整理 本资料由“江南雨”整理 第 1 页 1、气体的逆卡诺制冷循环气体的逆卡诺制冷循环：理想过程的极限(逆卡诺循环的制冷系数最大): 工程技术的目标：εc=q0/ΣΣw=T0/(TK‐T0)；最大制冷系数 εc与制冷剂种类无关； 2 00 c 2 0 0c )()(TT T TTT T T k k kk ∂ ∂ =εth q0e、、wce、、εthe、 ：、 ：分别表示采用膨胀机时制冷循环的单位质量制冷能力、理论耗功量和理论制冷系数；分别表示采用膨胀机时制冷循环的单位质量制冷能力、理论耗功量和理论制冷系数； q0、、wc、、εth、 ：、 ：分别表示采用膨胀阀时的单位质量制冷能力、理论耗功量和理论制冷系数；分别表示采用膨胀阀时的单位质量制冷能力、理论耗功量和理论制冷系数； ③减小过热损失的措施：多级压缩（③减小过热损失的措施：多级压缩（COP 提高、排气温度降低） 《教材》提高、排气温度降低） 《教材》P512、、637 解决任何制冷剂的制冷循环都可以使用多级压缩来改善解决任何制冷剂的制冷循环都可以使用多级压缩来改善 COP；； 当氨系统压缩比大于当氨系统压缩比大于 8（氟立昂系统大于（氟立昂系统大于 10）时采用双级压缩；）时采用双级压缩； 节流后进入蒸发器的干度显著增大；节流后进入蒸发器的干度显著增大； 制冷循环的效率制冷循环的效率 COP 很低，消耗相同的电能，制取的冷量显著降低；很低，消耗相同的电能，制取的冷量显著降低； 本资料由“江南雨”整理 本资料由“江南雨”整理 第 4 页 压缩机排气温度高，影响系统的正常运行； 系统特点：减少过热损失、耗功量较单级少、制冷系数较单级大。

一次节流、完全中间冷却的双级别压缩制冷循环工作流程图、压焓图、温熵图(氨系统) 一次节流、完全中间冷却的双级别压缩制冷循环工作流程图、压焓图、温熵图(氨系统) 热力性能计算： 高、低压级压缩机制冷剂流量之比的计算： 以中间冷却器为对象进行计算最简单：(流过中间冷却器共有 5 根管路) md·h5+(mg‐md)h5+md·h2=md·h7+mg·h3 简化结果为： 1 21 R1 R 53 72 g m m h- h- m R RR d m mm h h m + === 式中：md—流经低压级压缩机的制冷剂流量，md =mR1； mg—流经高压级压缩机的制冷剂流量，mg =mR=mR1+mR2； q0=h1‐h8=h1‐h7； md =mR1=ΦΦ0/q0=ΦΦ0/(h1‐h8)=ΦΦ0/(h1‐h7)； 0 8163 72 R1 63 72 21R )h-)(h-( h- m h- h- m •=•=+= hh h h h mm RR 低压级压缩机的理论耗功率 Pth1：Pth1=mR1(h2‐h1) Kw 高压级压缩机的理论耗功率 Pth2：Pth2=mR(h4‐h3) Kw 该制冷循环压缩机的理论总耗功率 Pth为：Pth=Pth1+Pth2 kW 理论制冷系数为：εth=ΦΦ0/Pth=ΦΦ0/(Pth1+Pth2) 理论输气量(理论体积流量)：Vh；冷凝温度：tk=t5；蒸发温度：t0=t1； 低压级：Vh1=mR1·v1’/ηv1； 高压级：Vh2=mR·v2’/ηv2； 中间冷却器出口温度取：t7，则中冷器过冷盘管对数温差计算公式为： ΔΔtm=[(h5‐h8)‐(h7‐h8)]/ln[(h5‐h8)/( h7‐h8)] 氨和R22双级压缩(按制冷系数最大原则)确定最佳中间温度t佳佳可按下述经验公式计算： tm=t佳佳=0.4tk+0.6t0+3℃ 按高、低压级压缩机的压缩比相等为原则，求中间压力：Pm=(Pk·P0)0.5； 一次节流、不完全中间冷却的双级压缩制冷循环工作流程图、压焓图(R22、R134a) 一次节流、不完全中间冷却的双级压缩制冷循环工作流程图、压焓图(R22、R134a) 以高压级压缩机前混合点，根据热平衡可得：mR1·h2+mR2·h3’=(mR1+mR2)·h3=mR·h3 若制冷量ΦΦ0，，则其循环主要性能指标为：mR1=ΦΦ0/(h0‐h9)； 以中间冷却器为对象，根据热平衡：mR2·(h3’‐h6)= mR1·(h5‐h7) 则 mR2= mR1×(h5‐h7)/( h3’‐h6) 该循环高、低压级压缩机理论耗功率为：Pth=Pth1+Pth2= mR1×(h2‐h1)+ mR×(h4‐h3) 本资料由“江南雨”整理 本资料由“江南雨”整理 第 5 页 循环的理论制冷系数：εth=ΦΦ0/Pth=ΦΦ0/(Pth1+Pth2) 双级压缩制冷循环中间完全冷却：一级节流，主要应用氨系统； 双级压缩制冷循环中间不完全冷却：一级节流，主要应用氟系统；二级节流，经济器、闪发式蒸气分离器； 多蒸发温度制冷系统采用同一制冷循环时，投资少但能效差； 蒸发温度较高蒸发器出口：装设蒸发压力调节阀； 最低蒸发温度的蒸发器出口：装设单向阀； 各种制冷循环形式的理论 COP 大小（离心式冷水机组） 单级压缩单级压缩+过冷器双级压缩+经济器双级压缩+经济器+过冷器 多蒸发温度制冷系统采用同一制冷循环时，投资少但能效差； 蒸发温度较高蒸发器出口：装设蒸发压力调节阀； 最低蒸发温度的蒸发器出口：装设单向阀； 各种制冷循环形式的理论 COP 大小（离心式冷水机组） 单级压缩单级压缩+过冷器双级压缩+经济器双级压缩+经济器+过冷器 7.3(100)7.59(104) 7.89(108) 8.05(110) 7.3(100)7.59(104) 7.89(108) 8.05(110) 注：制冷剂为 R134a，蒸发温度：4.2℃，冷凝温度：37.7℃，过（再）冷度：4.0℃ 二、蒸气压缩式制冷（热泵）机组及其选择计算方法 二、蒸气压缩式制冷（热泵）机组及其选择计算方法 1、工作原理： ①理论输气量 Vh（当结构、转速一定时，制冷系统中的唯一不变量制冷系统中的唯一不变量） ： 单位时间内最大最大可吸入体积流量(排出去的气体折算到吸气状态时的气体量) Vh=(π·D2·S/4) ·(n/60) ·Z ②实际输气量 VR：单位时间内吸入吸气状态下制冷剂的体积流量； 容积效率 ηV(输气系数)：与压缩机形式有关； 制冷量：取决于压缩机 Vh；容积效率 ηV；运行工况：tk、tL、SL、SH； φφ0=mr·q0=Vh·(ηV/v1) ·q0= Vh·ηV·qv 制热量：包括制冷量；包括压缩机输入功率； φφ0=mr·qk≤mr(q0+wc) φφh=φφ0+(Pin‐Qre)=φφ0+f·Pin (f≤1) 压缩机的耗功率：(4 个效率) 理论耗功率 Pth：Pth=mγ·wc= mγ(h2s‐h1) 指示效率指示效率 ηi：ηi=Pth/Pi，多变指数 m； 摩擦效率摩擦效率 ηm：ηm= Pi/Pe，指示功率/轴功率，运动部件、油泵； 传动效率传动效率 ηd：ηd= Pe/Pout，轴功率/电机输出功率； 电机效率电机效率 ηe：ηe= Pout/Pin，电机输出功率/输入功率； 理论耗功率 Pth=mγ·wc= mγ(h2s‐h1)= ηi·ηm·ηd·ηe·Pin； 电机输入功率：Pin =Pth/(ηi·ηm·ηd·ηe)； 配用电机：P=(1.10～1.15)×Pin； 压缩机的耗功率压缩机的耗功率 COP 值：开启式压缩机，不带电机，算到轴功率；封闭式压缩机，带电机，应计算电机功率； 即：压缩机带电，计算电机功率；不带电计算轴功率； 冷机：制冷冷机：制冷 COPC计算：计算： 开启式压缩机，计算到轴功率：COP=φφ0 0/Pe=εthηiηm 封闭式压缩机，计算到输入功率：COP=φφ0 0/Pin=φφ0 0/Pth··ηiηm ηdηe=εthηiηm ηdηe 热机：制热热机：制热 COPh计算：计算： 开启式压缩机，计算到轴功率：COP=φφ0 0/Pe 封闭式压缩机，计算到输入功率：COP=φφ0 0/Pin 中国蒸汽压缩式部分负荷综合性能系数中国蒸汽压缩式部分负荷综合性能系数(IPLV)：IPLV=2.3%A+41.5%B+46.1%C+10.1%D 美国蒸汽压缩式部分负荷综合性能系数美国蒸汽压缩式部分负荷综合性能系数(IPLV)：IPLV=0.01A+0.42B+0.45C+0.12D A－100%负荷时的性能系数 w/w， 冷却水进水温度 30℃； B－75%负荷时的性能系数 w/w， 冷却水进水温度 26℃ 本资料由“江南雨”整理 本资料由“江南雨”整理 第 6 页 C－50%负荷时的性能系数 w/w， 冷却水进水温度 23℃； D－25%负荷时的性能系数 w/w， 冷却水进水温度 19℃ 70kW 以上的机组应配置容量卸载机构 冷水机组的噪声冷水机组的噪声：L=L0‐20lg(r/r0)+3 dB（ L0－距机组 1m、距地面 1.5m 处的噪声值，dB） 风冷热泵机组冬季制热量风冷热泵机组冬季制热量：φφk k=qk1k2 kW ｑ－产品样本中的瞬时制热量（室外空气干球温度 7℃，湿球温度 6℃）, ｋ1－使用地区室外空调计算干球温度的修正系数， ｋ2－机组化霜修正系数， 每小时化霜一次 0.9， 二次 0.8。

冷却水泵扬程冷却水泵扬程：HP=1.1×(Hf+Hd+Hm+Hs+H0) MPa Hｆ、Hｄ－冷却水管路系统总的沿程阻力和局部阻力 MPａ,Hm－冷凝器冷却水侧阻力 MPａ Hｓ－冷却塔中水的提升高度（从塔底部水池到喷淋器的高差 m）×0.0098 MPａ H0－冷却塔布水器喷头的喷雾压力 MPａ，引风式 0.02～0.05 MPａ水喷射式 0.08～0.15 MPａ 冷凝温度与蒸发温度的确定： 确定冷凝温度 tk：与冷凝器类型有关 水冷水冷/冷凝温度冷凝温度： tk= tcw+5～7= (tw1+tw2)/2+4～8℃； 冷却温差： Δtcw立式立式=2～3℃， Δtcw其它其它=4～6℃ 风冷风冷/冷凝温度冷凝温度：tk= tca+15℃；冷却空气的温升：Δtca≤8℃ 蒸发式冷凝器蒸发式冷凝器：tk= taw+8～10℃ tw1、tw2－冷却水进、出水温度℃；tca－夏季空调室外计算干球温度℃；Q－压缩机的实际制冷量 kW； Δtcw－冷却水温升，卧式冷凝器 4～8℃，进水温度高取下限、冷凝器水行程数少取下限 冷却水量冷却水量：G=1.2Q/[c(tw2‐ tw1)]= 1.2Q/(c×Δt) kg/s 确定蒸发温度 to：与蒸发器类型有关 壳管式蒸发器壳管式蒸发器：t0= tewout‐2～4℃(且 t0 ≥2℃)；螺旋管式、立管式、板换蒸发器螺旋管式、立管式、板换蒸发器： t0= tewout‐4～6℃ 冷却塔的冷却能力冷却塔的冷却能力(P565)：QC=K Ka a·A A·H H(MED) kJ/h，MED=(Δ1‐Δ2)/lnln(Δ1/Δ2)； Δ1=hw1‐hs2；； Δ2=hw2‐hs1；； Ka=C1(W/A)α (G/A) β；；ＫＫａａ－冷却塔填料部分的总焓移动系数； H－填料层高度， m； MED－对数平均比焓差，kJ/kg；hw1、hw2－对应于 tw1、tw2饱和空气的比焓，kJ/kg； hs1、hs2－对应于 ts1、ts2饱和空气的比焓，kJ/kg；tw1、tw2－冷却水进出口的水温℃； ts1、ts2－室外空气进出口的湿球温度，℃；W－冷却塔水量，kg/h； G－冷却塔风量，kg/h； α、β－系数分别为 0.45 和 0.60；A－冷却塔断面积，m²； C1－P566 表 4.4-9 冷凝器、蒸发器传热计算时，对数温差 Δtm与算术温差 Δts 比较： 2 )t-(t-)t-( )t-)/(tt-ln( )t-(t-)t-( t 0w201 0w201 0w201 m w s w w t t t t =≤≤= tw1、tw2－冷冻水的进、出口温度，℃；t0－蒸发温度，℃； 有限。