大二上工程热力学第8章

1作业8-38-6逆循环工作在某某温度间,意味着

环境温度和冷库温度之间8-8只作R134a，不同版本p-h图基准可能不同8-10只算R134a第八章

制冷（致冷）循环RefrigerationCycles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），从低温源取热•动力Power循环

输入热,通过循环输出功

•

热泵HeatPump循环输入功量（或其他代价），向高温用户供热

—正循环—逆循环—逆循环制冷循环和制冷系数(性能系数)CoefficientofPerformanceT0环境T2冷库卡诺逆循环q1q2wTsT2T0T0不变,T2

εCT2不变,T0

εCReversedCarnotcycle热泵循环和供热系数CoefficientofPerformance卡诺逆循环wTsT2T0T1不变,T0

ε’CT0不变,T1

ε’CT1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(kJ/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=334kJ/kg1冷吨=3.86kJ/s(1美国冷吨=3.517kJ/s)CoolingCapacityandTonofRefrigeration制冷循环种类

空气压缩制冷压缩制冷蒸气压缩制冷

吸收式制冷吸附式制冷蒸汽喷射制冷半导体制冷热声制冷,磁制冷√√√pressionGascompressionAbsorptionRefrigerationCycleAdsorption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空气压缩制冷循环过程四个主要部件；工质：空气1

2

绝热压缩p

T2

3

等压冷却向环境放热，T3

4

绝热膨胀T<T1（冷库）4

1

等压吸热T

T1理想化处理：①理气；②定比热;③

可逆；P-v图和T-s图1

2

绝热压缩2

3

等压冷却3

4

绝热膨胀4

1

等压吸热

pv3214TsT2T01234逆勃雷登循环ssppReversedBraytonCycle制冷系数Ts1234T1T0?q2空气压缩制冷循环的优缺点

优点：工质无毒，无味，不怕泄漏。

缺点：

1.

无法实现

T

，

<

C2.q2=cp(T1-T4)，空气cp很小，

(T1-T4)不允许太大，故q2

很小。

若(T1-T4)3.活塞式流量m小，制冷量Q2=m

q2小，

使用叶轮式（流量大），再回热则可用。则需压比p-v图和T-s图

pv3214TsT1T01234同温限卡诺制冷循环？3’4’空气回热压缩制冷循环

回热式空气压缩制冷装置T1T01RTs2R53R41R2R134253R1空气回热制冷与非回热的比较T1T0Ts1R2R134253R吸热量（收益）：q2=cp(T1-T4)放热量：q1=cp(T2-T3)

=cp(T2R-T5)非回热回热不变相同

回热＝

非回热适用于小压比大流量的叶轮式压气机和膨胀机空气制冷系统空气压缩制冷的根本缺陷1.无法实现T

，

低，经济性差2.q2=cp(T1-T4)小，制冷能力q2

小

汽化潜热大，制冷能力可能大

蒸气在两相区易实现T§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°CR22-40.8°CR134aTHR01-26.1°C-30.18°Cpressionrefrigerationcycle蒸气压缩制冷空调装置示意图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蒸气压缩制冷循环Ts1234567循环耗功量图示：123451？73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逆卡诺实际循环:节流阀代替了膨胀机比较逆卡诺循环3467节流阀代替膨胀机的分析Ts12345682.

从冷库少取走热量优点：1.

损失功量ab≈面积a84ba面积a86ba面积8468缺点：1.

省掉膨胀机，设备简化；2.节流阀开度易控制，调节蒸发压力；84越陡越好利>弊空气压缩制冷循环是否可以使用节流阀代替膨胀机？？另外，3.

小温差传热，不可逆性减小；4.

单位质量工质制冷量大幅度增加。蒸气压缩制冷循环的计算Ts12345蒸发器中吸热量

冷凝器中放热量

制冷系数

热、功均与焓有关

lnp-h图（制冷量）

lnp-h图及计算Ts12345lnph12345制冷过冷措施Ts12345lnph123455’4’不变4’5’

工程上常用§8-3

热泵Heatpumpq2q2q1q1wwT2T0T0T1制冷系数制热系数制冷热泵热泵lnp-h图及计算Ts12345lnph12345热泵过冷措施Ts12345lnph123455’4’不变4’5’主要供暖方式热用户燃煤、燃气锅炉直接电采暖（蓄热锅炉、地板辐射、电热膜）热泵（空气源、土壤源、水源）各种采暖方式能量利用系数直接电电厂发电33%损失67%房间33%锅炉锅炉效率70%房间70%损失30%热泵热泵电厂发电33%损失67%房间130%COP=4热泵与能源供热热水

热泵化石燃料燃烧热能电能原子能，自然能（水、风、太阳）城市排热自然热源下水、地下铁道、工厂、大楼、变电所、垃圾焚烧空气、地下水、河川水海水、土壤、生物质气§8-6

制冷剂与环保

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：1.

沸点低，tb<-10ºC2.

压力适中，蒸发器中稍大于大气压，冷凝器中不太高；3.

汽化潜热大，大冷冻能力；4.T-S图中上