09 第八章 制冷（致冷）循环.ppt

第1页：第八章制冷循环封面

章标题

第八章 制冷（致冷）循环 Refrigeration Cycles

本章内容

制冷系数、空气与蒸气压缩制冷、热泵、吸收式制冷与制冷剂

第2页：动力循环与制冷

动力循环与制冷（热泵)循环

• 制冷 Refrigeration 循环输入功量（或其他代价），从低温热源取热
• 动力 Power 循环输入热,通过循环输出功
• 热泵 Heat Pump 循环输入功量（或其他代价），向高温热用户供热—正循环—逆循环—逆循环

第3页：制冷循环和制冷系数

制冷循环和制冷系数 Coefficient of Performance T 0 环境 T 2 冷库卡诺逆循环 q 1q 2w Ts T 2T 0T 0 不变,T 2εCT 2 不变,T 0εCReversed Carnot cycle

第4页：热泵循环和供热系数

热泵循环和供热系数 Coefficient of Performance 卡诺逆循环 w Ts T 2T 0T 1 不变,T 0εCT 0 不变,T 1εCT 1

第5页：制冷能力和冷吨生产中常用制冷能力来衡量设

制冷能力和冷吨生产中常用制冷能力来衡量设备产冷量大小制冷能力：制冷设备单位时间内从冷库取走的热量(k J/s)。1 冷吨：1 吨 0°C 饱和水在 24 小时内被冷冻到 0°C 的冰所需冷量。水的凝结（熔化）热 r=334 k J/kg 1 冷吨=3.86k J/s 1 美国冷吨=3.517k J/s Cooling Capacity and Ton of Refrigeration

第6页：制冷循环种类空气压缩

制冷循环种类空气压缩制冷压缩制冷蒸气压缩制冷吸收式制冷制冷循环吸附式制冷蒸汽喷射制冷半导体制冷热声制冷,磁制冷√√√Vapor-compression Gas compression Absorption Refrigeration Cycle Adsorption

第7页：§8-1 空气压缩制冷循环

§8－1 空气压缩制冷循环冷却水膨胀机压缩机冷藏室冷却器 3214

第8页：空气压缩制冷循环过程四个主要部件

空气压缩制冷循环过程四个主要部件；工质：空气 12 绝热压缩 p T 23 等压冷却向环境放热，T 34 绝热膨胀 T<T 1（冷库）41 等压吸热 TT 1 理想化处理：①理气；②定化热;③可逆；

第9页：pv 图和 Ts 图 12 绝热压缩 2

pv 图和 Ts 图 12 绝热压缩 23 等压冷却 34 绝热膨胀 41 等压吸热 pv 3214Ts T 2T 01234 逆勃雷登循环 sspp Reversed Brayton Cycle

第10页：制冷系数与 T-s 图

制冷系数 Ts 1234

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第11页：空气压缩制冷循环特点

空气压缩制冷循环特点•优点：工质无毒，无味，不怕泄漏。•缺点：

• 无法实现 T，ε<εC
• q 2=cp(T 1-T
• 空气 cp 很小，(T 1-T
• 不能太大，q 2 很小。ε若(T 1-T
• 活塞式流量 m 小，制冷量 Q 2=mq 2 小，•使用叶轮式，再回热则可用。

第12页：pv 图和 Ts 图 pv 3214Ts

pv 图和 Ts 图 pv 3214Ts T 2T 01234 同温限卡诺制冷循环？

第13页：空气回热制冷循环回热式空气压缩制冷装置

空气回热制冷循环回热式空气压缩制冷装置 T 2T 01RTs 2R 53R 41R 2R 134253R 1

第14页：空气回热制冷与非回热的比较

空气回热制冷与非回热的比较 T 2T 0Ts 1R 2R 134253R 吸热量（收益）：q 2=cp(T 1-T

• 放热量：q 1=cp(T 2-T
• =cp(T 2R-T
• 非回热回热不变相同ε回热＝ε非回热适用于小压比大流量的叶轮式压气机空气制冷系统

第15页：空气压缩制冷的根本缺陷

空气压缩制冷的根本缺陷

• 无法实现 T，ε低，经济性差
• q 2=cp(T 1-T
• 小，制冷能力 q 2 很小。•汽化潜热大，制冷能力可能大•蒸气在两相区易实现 T

第16页：§8-2 蒸气压缩制冷循环

§8-2 蒸气压缩制冷循环水能用否？0°C 以下凝固不能流动。一般用低沸点工质，如氟利昂、氨沸点：水 100°CR 22-

• 8°CR 134a THR 01-
• 1°C-
• 18°CVapor-compression refrigeration cycle

第17页：空气压缩制冷循环装置冷却水膨胀机压缩机冷

空气压缩制冷循环装置冷却水膨胀机压缩机冷藏室冷却器 3214

第18页：蒸气压缩制冷空调装置 1-2

蒸气压缩制冷空调装置 1-2：绝热压缩过程 2-4：定压放热过程 4-5：绝热节流过程 5-1：定压吸热过程 45

第19页：蒸气压缩制冷循环

蒸气压缩制冷循环 Ts 1234567 比较逆卡诺循环 346773 湿蒸气压缩“液击”现象 12 既安全，又增加了单位质量工质的制冷量 71 逆卡诺实际节流阀代替了膨胀机

第20页：节流阀代替膨胀机分析

节流阀代替膨胀机分析 Ts 12345682.少从冷库取走热量优点：

• 损失功量 ab 面积 a 84ba 面积 a 86ba 面积 8468 缺点：
• 省掉膨胀机，设备简化；
• 膨胀阀开度，易调节蒸发温度；84 越陡越好利>弊

第21页：第8章课后习题

作业 8-88-11

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第22页：蒸气压缩制冷循环的计算

蒸气压缩制冷循环的计算 Ts 12345 蒸发器中吸热量冷凝器中放热量制冷系数两个等压，热与功均与焓有关 lnp-h 图

第23页：制冷循环 lnp-h 图

lnp-h 图及计算 Ts 12345lnph 12345

第24页：

第25页：过冷措施

过冷措施 Ts 12345lnph 123455’4’不变 4’5’工程上常用

第26页：§8-3 热泵

§8-3 热泵 Heat pumpq 2q 2q 1q 1ww T 2T 0T 0T 1 制冷系数制热系数制冷热泵

第27页：蒸气压缩式热泵装置

蒸气压缩式热泵装置 T 0 房间供暖化工温度提升节能

第28页：热泵 lnp

热泵 lnp-h 图及计算 Ts 12345lnph 12345

第29页：日本超级热泵节能示意图

日本超级热泵节能示意图

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第30页：§8-4 吸收式制冷循环

§8-4 吸收式制冷循环利用溶液性质压缩制冷循环以消耗机械功为代价吸收式制冷以消耗热量为代价溶液=溶剂+溶质溶液 T 溶液 T 溶剂吸收溶质的能力溶剂吸收溶质的能力溶液浓度溶液浓度氨（溶质）+水（溶剂）溶液溴化锂（溶剂）+水（溶质）溶液 absorption refrigerationabsorbent Ammonia（NH 3）Refrigerant

第31页：吸收式制冷循环示意图循环性能系数

吸收式制冷循环示意图循环性能系数

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第32页：吸收式制冷循环特点用于大型空调、中央空调

吸收式制冷循环特点用于大型空调、中央空调。优点：直接利用热能可用低品质热缺点：设备体积大，启动时间长环境性能好

第33页：§8-5 制冷剂

§8-5 制冷剂 refrigerant 蒸气压缩制冷，要尽可能利用工质两相区，因此与工质性质密切相关。对热物性要求：

• 沸点低，tb<10ºC
• 压力适中，蒸发器中稍大于大气压，冷凝器中不太高；
• 汽化潜热大，大冷冻能力；
• T-S 图上下界线陡峭：上界陡峭，冷冻更接近定温，下界线陡，节流损失小；
• 凝固点低，价廉，无毒，不腐蚀，不爆，性质稳定、油溶性、材料相容性、环境性能、安全性能好。boiling point

第34页：制冷剂的命名

制冷剂的命名 Cm Hx Fy Clz R(m-

• (x+
• y 例：R 12—CF 2Cl 2 氯氟烃 CFFCl Cl R 22—CHF 2Cl H 90+n R 12= 1 0 2CHF

第35页：制冷剂的命名

制冷剂的命名 R 134a—C 2H 2F 4CFFHCHFFR 134R 134a FFHCHFFC 同素异构体

第36页：混合物制冷剂的命名

混合物制冷剂的命名 R 400R 600R 500 非共沸混合物共沸混合物 HCR 700 其它氨 R 717R 744CO 2R 718 水甲烷丁烷 ASHRAEAmerican Society of Heating, Refrigerating Air-Conditioning Engineers

第37页：第八章小结

第八章小结 Summary

• 空气压缩制冷，分析、计算、回热；
• 蒸汽压缩制冷，分析、计算；
• 压缩式热泵循环，与制冷原理相同，会计算
• 吸收式制冷,……，制冷剂，一般了解