制冷循环原理与装置

1、 其他制冷循环原理与装置http:2 笔趣阁1学习任务 复叠式制冷循环 半导体制冷循环 吸附式制冷循环涡流管制冷2学习任务1 复叠式制冷循环一、采用复叠式制冷原因 复叠式制冷：采用两种或两种以上不同的制冷剂，由两个（或多个）单级（也可以是多级）制冷系统组合而成。 制冷剂凝固点的限制 制冷循环压力比的限制 蒸发压力过低的限制3温度制冷剂制冷循环型式-80R22-R23R22单级或两级压缩R23单级压缩组合R507-R23R507单级或两级压缩R23单级压缩组合R290-R23R290两级压缩R23单级压缩组合-100R22-R23R22两级压缩R23单级或两级压缩R507-R23R507两级压缩

2、R23单级或两级压缩R22-R1150R22两级压缩R1150单级压缩组合R507-R1150R507两级压缩R1150单级压缩组合-120R22-R1150R22两级压缩R1150两级压缩组合R507-R1150R507两级压缩R1150两级压缩组合R22-R23-R50R22单级压缩R23单级压缩R50单级压缩组合R507-R23-R50R507单级压缩R23单级压缩R50单级压缩4压缩机冷凝蒸发器回热器节流阀蒸发器膨胀容器组成系统R22或R507制冷剂低温高温最低蒸发温度可达-110R23或R1150 二、复叠式制冷循环系统56a) 制冷循环系统 b) T-s图 由两个单级系统组成的复叠

3、式制冷机7由两个单级系统组成的复叠式制冷机模拟8a1低温部分压缩机 a2高温部分低压级压缩机 a3高温部分高压级压缩机 b冷凝器 c1、c2、c3节流阀 d蒸发器 d12 冷凝-蒸发器 e1低温部分气-液热交换器 e2高温部分气-液热交换器 f高温部分中间冷却器高温部分为两级压缩循环、低温部分为 单级压缩循环的复叠式制冷循环系统原理图9(a) 高温部分 (b) 低温部分高温部分为两级压缩循环、低温部分为 单级压缩循环组成的复叠式制冷循环lgp-h图10三个单级压缩循环组成的复叠式制冷机 循环中温高温低温中温 R23高温 R22或R507低温 R50、R1150或R170制冷剂最低蒸发温度可达1

4、201401112由多个单级系统组成的复叠式制冷模拟13CO2的压力焓示意图 14生产干冰的复叠式循环原理图及温熵图(a) 系统原理图 (b) T-S 图15生产干冰的复叠式循环原理模拟16复叠式制冷循环计算 复叠式制冷循环是由单级或两级压缩制冷循环组成的，在制冷机循环中除个别兼供中温冷量的循环外，制取冷量的均是低温部分的蒸发过程5-1其单位质量制冷量为 qo=h1-h5 17低温部分消耗的单位理论功： wd =h2-h1低温部分循环制冷剂流量为：压缩机的轴功率为： 式中,id为低温部分压缩机的指示效率； md为低温部分缩机的机械效率。18高温部分循环制冷剂流量为：根据上述计算即可求出压缩机的

5、轴功率P： =式中ig为高温部分压缩机的指示效率； mg为高温部分压缩机的机械效率。 19学习任务2、半导体制冷半导体制冷(亦名温差电制冷、热电制冷或电子制冷)是以温差电现象为基础的制冷方法，它是利用“塞贝克”效应的逆反应珀尔帖效应的原理达到制冷目的。20塞贝克效应就是在两种不同金属组成的闭合线路中，如果保持两接触点的温度不同，就会在两接触点间产生一个电势差接触电动势。同时闭合线路中就有电流流过，称为温差电流。反之，在两种不同金属组成的闭合线路中，若通以直流电，就会使一个接点变冷，一个变热，这称为珀尔贴效应，亦称温差电现象 半导体材料内部结构的特点，决定了它产生的温差电现象比其他金属要显著得多

6、，所以热电制冷都采用半导体材料，亦称半导体制冷21当电偶通以直流电流时，P型半导体内载流子(空穴)和N型半导体内载流子(电子)在外电场作用下产生运动，并在金属片与半导体接头处发生能量的传递及转换。 如果将电源极性互换，则电偶对的制冷端与发热端也随之互换。22 a) 串联二级热电堆 b) 并联二级热电堆 c) 串并联三级热电堆多级热电堆的结构型式23 半导体制冷设备的特点及应用 不用制冷剂 无机械传动部分 冷却速度和制冷温度可任意调节 可将冷热端互换 体积和功率都可做得很小24半导体制冷的用途 方便的可逆操作 可做成家用冰箱，或小型低温冰箱可制成低温医疗器具可对仪器进行冷却 可做成零点仪25学习

7、任务3、吸附式制冷循环26ACEQdQcACEQaQe吸附和解吸过程 A-吸附器；C-冷凝器；E-蒸发器；Qd-加热显热及脱附热； Qc-冷凝热； Qa-冷却显热及吸附热, Qe-制冷量 27吸附与解吸过程 在吸附式制冷系统中吸附和解吸从理论上来说是恒压过程 固体吸附剂受热解吸出制冷剂，在制冷剂压力达到冷凝压力时即开始解吸-冷凝过程，制冷剂被冷凝成液体 固体吸附剂吸附制冷剂，制冷剂在蒸发压力开始吸附-蒸发过程28吸附制冷工质对 吸附剂-吸附质（在制冷中称为制冷剂）工质对的选择是吸附式制冷中最重要的因素之一 比较成熟的吸附工质对有活性炭/甲醇，活性炭/氨，氯化钙/氨，沸石/水，金属氢化物/氢 G

8、.Cacciola和G.Restuccia综合各工质对的性能后得出适合不同温区的“研究最成熟的”工质对（如表)。 29 比较成熟的工质对及其使用范围30吸附制冷循环 间歇式吸附式制冷系统（太阳能制冷机） 31 一典型的吸附式空调系统 32 吸附式制冷机及其在余热利用中的应用 前川公司吸附式制冷样机硅胶-水Qf=70-352kW热水驱动:75-70冷却水温:29-33冷媒水:14-9COP：0.6 3334吸附式制冷机参数表 35内燃机车余热驱动吸附式空调器上海交大,2001分子筛-水4-6 kW 空调制冷量驾驶室与室外温差8oC采用单个吸附器制冷与水蓄冷结合,保障连续供冷.3637内燃机车余热

9、驱动固体吸附空调实验系统吸附器蒸发/贮液/蓄冷器38柴油机烟气余热驱动吸附式制冰机制冷量: 20 kg ice/h (实际值:3-3.5kW)135 马力柴油机活性炭-甲醇双吸附器(48kg活性炭/台)上海交大设计,湖北登封换热器有限公司制造39吸附式蓄冷 蓄冷是工业生产和日常生活中许多地方需要用到的一种能量储存方式，也是一种重要的节能方式 与一般蓄冷不同，吸附式蓄冷是利用固体吸附剂对制冷剂的吸附/解吸循环来实现冷量的储存的 吸附式蓄冷在由余热或太阳能驱动的固体吸附式制冷中具有重要的研究意义和应用价值 40吸附式制冷存在的问题 吸附式制冷在其研制和应用中已显示了极大的发展前景，但它还存在下面一些缺陷：1）循环周期太长2）制冷量相对较小3）COP有待进一步提高41学习任务5、涡流管制冷42涡流冷却效应的实质是利用人工方法产生漩涡使气体分为冷热两部分。利用分离出来的冷气流即可制冷。4