蒸气压缩制冷循环.ppt

1、主题1：常用制冷剂的种类和选用,第一节制冷剂、制冷剂表和p-h图,第十一章 蒸气压缩制冷循环,Vapor Compression Refrigeration Cycles,制冷剂的种类,卤代烃制冷剂（氟利昂类）,饱和碳氢化合物类制冷剂,共沸混合物制冷剂,非共沸混合物制冷剂,无机化合物制冷剂,把含氯而不含氢的氟利昂制冷剂叫做CFCs，象R12、R11等。这些制冷剂对臭氧层的破坏作用最严重。 把含氯又含氢的氟利昂制冷剂叫做HCFCs，象R22。这种制冷剂对臭氧的破坏破坏作用较弱。 把含氟而无氯的氟利昂制冷剂叫做HFCs，象R134a。这种制冷剂对臭氧无破坏作用，所以也叫环保制冷剂。,制冷剂的选用要

2、求,经济性要求,热力学要求,物理化学要求,安全性要求,全球环境影响要求,（1）在标准大气压下制冷剂的饱和温度（沸点）要低，一般应低于-10。 （2）蒸发温度所对应的饱和压力不应过低，冷凝温度所对应的饱和压力不宜过高。 （3）在工作温度（蒸发温度和冷凝温度）范围内，汽化潜热要大。 （4）临界温度应远高于环境温度，使循环不在临界点附近运行，而运行于具有较大气化潜热的范围之内。 （5）凝固点要低，以免在低温下凝固阻塞管路。而且饱和气的比容要小，以减少设备的体积。,制冷剂的原料容易获得，而且价格便宜，能工业化生产,要求制冷剂的粘度尽可能小、导热系数要高、热化学稳定性要好、与润滑油的溶解性要好、电绝缘性

3、要好。,要求制冷剂在工作范围内不燃烧、不爆炸；要求制冷剂无毒或低毒，即相对安全性要好。,对大气臭氧层潜在破坏效应要小、全球温室潜在效应要低。,2010年之前淘汰CFCs制冷剂,2040年之前全面禁止HCFCs制冷剂,主题2:制冷剂表 一、饱和液体与饱和蒸气表 二、过热蒸气表,主题3:制冷剂的p-h图,主题1：最理想的是逆向卡诺循环,实际制冷循环如采用湿饱和蒸气为工质，就可容易地实现定温吸热和定温放热，从而可以按逆向卡诺循环工作，以便在一定的冷库温度及环境温度下获得最高的制冷系数。,用湿饱和蒸气作为制冷工质可以得到相当大的单位质量工质的制冷量（依靠汽化潜热吸热）。,第二节 蒸气压缩制冷循环,T2

4、,如以湿饱和蒸气为工质按逆向卡诺循环工作时，需要进行湿饱和蒸气的绝热压缩过程。,同时，在压缩过程中未汽化的液体还可能引起液击现象，以致损坏压气机。此外，湿饱和蒸气在逆向卡诺循环的绝热膨胀过程中，因工质中液体的含量很大，故膨胀机的工作条件很差。,实用的蒸气压缩制冷循环是以逆向卡诺循环为基础，而对压缩过程及膨胀过程进行适当改进而形成的。,主题2：蒸气压缩制冷的理想循环的组成,一、蒸气压缩制冷的理想循环的组成,1-2: 制冷剂在压缩机中的绝热压缩过程,2-3: 制冷剂在冷凝器中的定压放热过程,3-4: 制冷剂在膨胀阀中的绝热节流过程,4-1: 制冷剂在蒸发器中的定压定温气化过程,蒸汽压缩制冷装置的理

5、想循环由四个过程组成：,蒸汽压缩制冷装置主要由四个热力设备组成：压缩机、冷凝器、热力膨胀阀（节流阀）和蒸发器。,二、蒸气压缩制冷的理想循环的T-s图和p-h图,tK,tK,t0,t0,压缩机压缩1kg工质时消耗外界的比轴功为,1kg制冷剂在冷凝器中放热量为,1kg制冷剂在蒸发器中吸热量即单位质量制冷量为,制冷系数,三、蒸气压缩制冷循环的计算,tK,t0,一、 蒸发温度,原循环的制冷系数,蒸发温度主要取决于制冷对象的温度要求,不能随意升高,但在制冷对象允许前提下,取较高的蒸发温度有利于提高循环的制冷系数，一般蒸发温度比冷库温度低,以保证传热温差。,主题3：影响制冷系数的因素分析,1,二、 冷凝温

6、度,原循环的制冷系数,新循环的制冷系数,冷凝温度取决于冷却介质(大气或冷却水等)的温度,不能随意降低。但在允许选择冷却介质的温度时，比如，冰箱、冰柜从提高制冷系数出发,应放置在房间温度较低的地方。一般冷凝温度要高于冷却介质温度,以保证传热温差。,过冷度越大,制冷系数越大。但过冷度也受到冷却介质即环境温度的限制，不能随意降低。实践中，多数制冷装置专设有回热器,使从冷凝器出来的制冷剂液体与离开蒸发器的低温低压蒸气进行热量交换，增大前者的过冷度以提高制冷系数，后者增大过热度以保证干压。,三、 过冷度,原循环的制冷系数,新循环的制冷系数,提高制冷系数的途径,、尽量使实际循环接近逆向卡诺循环； 、尽量减小冷剂在冷库和冷凝器中的传热温差； 、按实际要求调节冷剂的蒸发温度而不使其过低； 、根据实际情况尽可能选择较低的冷凝温度和冷却介质温度。 、使冷凝后的饱和液体过冷成为未饱和液体。,以R22为制冷剂的制冷装置，制冷剂的蒸发温度t4-20，压缩机的吸气温度t1-20，冷凝温度t320，试求该循环的制冷系数。,2,解 由附图3的-图上找出给定