制冷原理与设备课件单级制冷循环系统原理与应用1

第二篇能力篇,模块四单级制冷循环系统原理与应用（2）,理论制冷循环过程在压焓图上的表示,1）制冷压缩机压缩过程,2）制冷剂冷却、冷凝过程,3）制冷剂膨胀过程,4）制冷剂蒸发过程,1,s,2,2,3,4,理论循环流程图.swf,复习巩固,1,2,3,4,1单位质量制冷量q0=h1h42单位容积制冷量qv=q0/v13制冷剂质量流量qm=Q0/q04单位理论比功w0=h2h15压缩机消耗的理论功率P0=qmw06压缩机吸入的容积V=qmv17制冷系数0=q0/w08冷凝器单位热负荷qk=h2h39冷凝器热负荷Qk=qmqk10热力完善度c=T0/（TK-T0）0/c,4.2.1单级蒸气压缩式制冷实际循环的特性,4.2单级蒸气压缩式制冷实际循环,实际循环和理论循环的差异主要表现在：1）压缩过程是非等熵过程，且有摩擦损失。2）热交换过程中，有吸气过热、液体过冷现象存在。通常制冷压缩机的吸气是过热蒸气，节流器前的液体是过冷液体。3）热交换过程中，存在传热温差，被冷却对象温度高于制冷剂的蒸发温度，环境介质温度低于制冷剂冷凝温度，即TLT0、TH,无效,4、热交换及压力损失对制冷循环的影响2）排气管道,对系统性能的影响比吸气管道小！,排气管道的换热排气管道的压力降,无影响,2,容积效率,4、热交换及压力损失对制冷循环的影响3）液体管道,液体管道的换热液体管道的压力降,过冷,流速相对小,阻力相对较小,节流装置要高于冷凝器，防止液体制冷剂气化！,4、热交换及压力损失对制冷循环的影响4）两相管道,两相管道的换热两相管道的压力降,被冷却空间内,有效,被冷却空间外,压力降对系统性能无影响，但是若多蒸发器用一节流元件，要保证分液均匀。,4、热交换及压力损失对制冷循环的影响5）蒸发器,4,不改变制冷剂流出蒸发器时的状态,对系统性能无影响,传热温差,传热面积,4、热交换及压力损失对制冷循环的影响6）冷凝器,假定流出冷凝器时制冷剂压力不变,进冷凝器时制冷剂的压力提高,4、热交换及压力损失对制冷循环的影响7）压缩机压缩机的换热为多变非等熵过程!,实际循环的输气量小于理论循环，功率消耗大于理论循环！,5、不凝性气体对制冷循环的影响定义：冷凝压力下不能冷凝为液体的气体来源：系统检修时带入的空气。部分润滑油、制冷剂发生的分解。制冷压缩机负压时低压部分渗透进来的空气。影响冷凝面积减少冷凝器内的压力增加压缩机排气压力、温度提高比功增加制冷系数下降制冷量减少压缩机容积效率降低,6、冷凝、蒸发过程传热温差对循环性能的影响冷凝温度比理论循环的冷凝温度高，蒸发温度则比理论循环的蒸发温度低，制冷系数下降。传热温差的存在并不影响理论制冷循环的热力计算用于实际制冷循环。,4.2.2单级蒸气压缩式制冷实际循环的热力状态图,4-1表示制冷剂在蒸发器汽化和压降过程；1-1表示制冷剂蒸气的过热（有益或有害）和压降过程；1-2s表示制冷剂蒸气在制冷压缩机内实际的非等熵压缩过程；,2s-2s表示制冷压缩机压缩后的制冷剂蒸气经过排气阀的压降过程；2s-3表示制冷剂蒸气经排气管进入冷凝器的冷却、冷凝和压降过程；3-3表示制冷剂液体的过冷和压降过程；3-4表示制冷剂液体的非绝热节流过程,实际循环的简化1）不考虑压力降，以及管道的传热和管道内制冷剂的状态变化，将这些问题归属于制冷工艺设计中解决。2）忽略节流时制冷剂与环境的换热，仍近似认为是等焓过程。3）考虑制冷剂与热源、冷源间的有温差传热。4）考虑制冷循环中的蒸气过热和液体过冷现象的影响。5）通过输气系数、制冷压缩机的指示效率i将压缩过程中的实际输气量的减少、压缩的非等熵变化等复杂的不可逆过程，简化成一个从吸气压力p1（p1=p0）到排气压力p2（p2=pk）的简单增熵压缩过程。,图4-9简化分析的单级制冷实际循环的热力状态图,11为蒸气过热过程，1是制冷压缩机吸气状态点。1一2为实际增熵压缩过程。2是实际压缩过程排气状态点，也是进入冷凝器的蒸气状态点。1(2)为理论压缩过程。234为制冷剂在冷凝压力pK下的等压冷却冷凝过程。45为制冷剂在冷凝压力pk下的再冷却过程。56为制冷剂的等焓节流过程。61为制冷剂在蒸发压力p0下的等压汽化吸热过程。,4.2.3单级蒸气压缩式制冷实际循环的热力性能及分析,1、单位质量制冷量和单位容积制冷量,1,1,2,(2),3,4,5,6,p,p,k,0,Lgp,h,简化后的实际循环在压焓图上的表示,2、理论比功、指示比功和指示效率,1,1,2,(2),3,4,5,6,p,p,k,0,Lgp,简化后的实际循环在压焓图上的表示,h,3、单位冷凝热负荷,1,1,2,(2),3,4,5,6,p,p,k,0,Lgp,h,简化后的实际循环在压焓图上的表示,4、制冷剂质量流量,5、压缩机的理论功率和指示功率,6、冷凝器的热负荷,8、热力完善度（实际制冷循环与逆卡诺