蒸气压缩式热泵热力计算报告

P0
T0 0 4' 4 1'
q0
1
b' b a' a s
蒸气压缩式制冷的理论循环的T－s图
➢采用干压缩代替了湿压缩，一方面增加了制冷量， 但另一方面压缩机功耗也增加，导致制冷系数亦 有所下降。 ➢其降低的程度，称为过热损失。
T
3
Tk
T0 0 4'
Pk
qk 2' 2
Wc
P0
4 1'
q0
1
b' b
a' a s
➢ 蒸气压缩式：
R
max
c
计算制冷效率或热力完善度时，必须： (1)计算实际制冷循环的制冷系数或热力系数 (2)计算理想循环的制冷系数或热力系数 (3)计算制冷效率或热力完善度
制冷系数与热力完善度比较
➢ 制冷系数ε和热力完善度η都是反映实际制冷循 环经济性的指标。但二者的含义不同。
✓ ε只是从能量转换的角度，反映制冷循环中收 益能与补偿能在数量上的比值，不涉及二者的 能量品位。
3 40℃
2
(3) 计算状态点4的参数值； (4) 根据压焓图确定状态点4的
4' 4 4℃ 1
参数值；
(5) 进行热力计算。
0
h
状态点4的参数值计算： h4=xh1+(1-x)h4´
x4
h4 h1
h4' h4'
v4=x4v1+(1-x4)v4´
v4=v4´ + x4 (v1 - v4´ )
x4h h 1 4 h h 4 4''1 34 9 .6 .46 0 42 261 1 ..5 58 8 5 50.138

账户组成(具体见期初资料中的‘账户名称”)，且可根据业务发展需 要进行必要的调整。 • (2)总账(采用三栏式) • (3)现金日记账、银行存款日记账(采用三栏式) • (4)除库存现金、银行存款外的其他一级账户根据核算的实际需要建 立明细账(原材料、库存商品采用数量金额式，制造费用、期间费用 采用多栏式，其他均采用三栏式) •
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表6-3-1会计分录(代记账凭证)
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第四节 液体过冷、蒸汽过热及回热循环
• 二、蒸汽过热循环
• 蒸汽过热是指制冷剂蒸汽的温度高于蒸发温度的状态.两者温度之差 称为过热度,用Δt-r表示.具有蒸汽过热的循环就称为蒸汽过热循环.图 １-７为蒸汽过热循环的压焓图.图中１-２-３-４-１为基本理论循环, 而１-１′-２′-２-３-４-１为有过热的循环.其中,１-１′为制冷剂蒸汽的 过热过程,１′-２′为压缩机中的压缩过程,２′-２-３为冷凝器中的冷却 、冷凝过程.
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表6-2-2大华工厂2009年11月各损益类 账户累计发生额
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表6-3-1会计分录(代记账凭证)
饱和蒸汽线的交点来确定. • 点２:制冷剂离开压缩机(进入冷凝器)的状态.由通过１点的等熵线与
压力为pk 的等压线的交点来确定.

制冷循环的分析工具

lgp-h图


1点、2线、3区 Pressure 6等值线 分析与计算工具 Throttle
valve
Receiver
Condenser
qk wc
Compressor

T-s图

同上
Evaporator
qo
Enthalpy
T-S图
一点、 二线、 三区、 五态、 六等。
P-h图

蒸气压缩式：
R
max

c
计算制冷效率或热力完善度时，必须： (1)计算实际制冷循环的制冷系数或热力系数 (2)计算理想循环的制冷系数或热力系数 (3)计算制冷效率或热力完善度
热力完善度

工作在相同温度区间的不可逆循环的实际制冷 系数ε与可逆循环εc的制冷系数的比值： c
制冷技术的应用发展方向
现在世界制冷技术的发展主要表现在： 新型制冷工质的研究（节能，环保：工质的替 代，R12-R134a,R22-R407c,R410a） 新型制冷原理与系统的研究和开发（吸收、吸 附式制冷系统的发展） 蓄冷技术与集中供冷 制冷设备规模不断扩大（大容量机组，几千kw） 计算机技术在制冷中的应用（制冷装置的自动 化水平:智能化，网络化，信息化）
单级压缩蒸气制冷机的理论比功也是随 制冷剂的种类和制冷机循环的工作温度 而变的。
制冷方法与分类


按照制冷原理，制冷技术可分为以下几种方法：
（1）相变制冷：利用液体在低温下的蒸发过程或固体在低温下的 融化或升华过程从被冷却物体吸取热量以制取冷量。这类制冷方 法有蒸气压缩式、吸收式、蒸气喷射式、吸附式制冷等。 （2）气体绝热膨胀制冷：高压气体经绝热膨胀即可达到较低的温 度，令低压气体复热即可制取冷量。 （3）气体涡流制冷：高压气体经涡流管膨胀后即可分离为热、冷 两股气流，利用冷气流的复热即可制冷。 （4）热电制冷：令直流电通过半导体热电堆，即可在一端产生冷 效应，在另一端产生热效应。 （5） 磁制冷：利用磁热效应的制冷方式，绝热退磁制冷。 （6） 化学制冷： （7）氦稀释制冷等。

第4章 制冷技术第一节 蒸气压缩式制冷的热力学原理1、蒸气压缩式制冷的工作原理任何液体在沸腾过程中将要吸收热量，液体的沸腾温度（即饱和温度）和吸热量随液体所处的压力而变化，压力越低，沸腾温度也越低。

而且不同液体的饱和压力、沸腾温度和吸热量也各不相同。

只要根据所用制冷液体（称制冷剂）的热力性质，创造一定的压力条件，就可以在一定范围内获得所要求的低温。

要实现制冷循环必须要有一定的设备，而且要以消耗能量作为补偿。

蒸气压缩式制冷循环就是用压缩机等设备，以消耗机械功作为补偿，对制冷剂的状态进行循环变化，从而使用冷场合获得连续和稳定的冷量及低温。

研究蒸气压缩式制冷循环的主要目的，是为了分析影响制冷循环的各种因素，寻求节省制冷能耗的途径。

2、 理想制冷循环——逆卡诺循环逆卡诺循环是使工质（制冷剂）在吸收低温热源的热量后通过制冷装置，并以外功作补偿，然后流向高温热源。

逆向循环是一种消耗功的循环，制冷循环就是按逆向循环进行的，在温—熵或压—焓图上，循环的各个过程都是依次按逆时针方向变化的。

逆卡诺循环由两个等温过程和两个绝热（等熵）过程组成，是一种理想循环。

逆卡诺循环是可逆的理想制冷循环，它不考虑工质在流动和状态变化过程中的内部和外部不可逆损失。

虽然逆卡诺循环无法实现，但是通过该循环的分析所得出的结论对实际制冷循环具有重要的指导意义。

3、逆卡诺循环必须具备的条件利用液体气化制冷的逆卡诺循环必须具备的条件是：高、低温热源温度恒定；工质在冷凝器和蒸发器中与外界热源之间无传热温差；工质在流经各个设备时无内部不可逆损失；膨胀机输出的功为压缩机所利用。

作为实现逆卡诺循环的必要设备是压缩机、冷凝器、膨胀机和蒸发器。

4．制冷系数ε制冷循环常用制冷系数ε表示它的循环经济性能，制冷系数等于单位耗功量所制得的冷量。

对于逆卡诺循环而言：)())(()(00000'-''=-'-'-'='=T T T S S T T S S T w q k b a k b a c c ε 从公式可知，逆卡诺循环的制冷系数c ε仅与高、低温热源温度有关，而与制冷剂的热物理性能无关。

蒸汽压缩制冷（热泵）装置性能实验一、实验目的1. 了解蒸汽压缩制冷（热泵）装置。

学习运行操作的基本知识。

2. 测定制冷剂的制冷系数。

掌握热工测量的基本技能。

3. 分析制冷剂的能量平衡。

二、实验原理该系统是由压缩机、冷凝器、节流阀和蒸发器组成，制冷机的作用是从低温物体中取出热量、并将它传给周围介质。

热力学第二定律指出：“不可能使热量由低温物体传向高温物体而不引起其他的变化”。

本实验用制冷装置，需要消耗机械功。

用工质进行制冷循环，从而获得低温。

蒸汽压缩制冷循环的经济性可用制冷系数ε来评价。

鉴于实际设备存在的各种实际损失，故ε值可分为“理论制冷系数”和“实际制冷系数”。

图6-1 蒸汽压缩制冷循环1. 理论制冷系数图6-1为蒸汽压缩制冷循环的T-S 图。

1-2未压缩过程，2-3-4（2-3）为制冷剂冷凝过程，4-5（3-4）为节流过程，5-1（4-1）为吸热蒸发。

理论制冷系数ε为理论制冷量q 2和理论功w 之比：ε= q 2/w = ( h 1-h 4) / (h 2-h 1) （6-1）2. 实际制冷系数实际制冷系数是指制冷机有效制冷能力Q 0与实际消耗的电功率N 之比：εγ= Q 0/N =εηｉηｍηｄηｍ０(6-2)式中ηｉ为压缩机的指示效率，ηｍ为压缩机的机械效率；ηｄ为传动装置效率；ηｍ０为电机效率。

实际制冷系数约为理论制冷系数的1/2～2/3。

三、试验方法由式 ⑴和式⑵可知为测定理论制冷系数和实际制冷系数，应在试验中进行一下各项的测量。

1. 测定各状态的焓h 1、h 2 和h 4，为此，需测量1,2,4点的压力和温度，然后在工质 的LgP-h 图上查得h 1、h 2 和h 4数值。

压力值用压力表测量，各点温度用水银温度计测量。

2. 制冷机实际消耗的功率用功率表测出电机消耗的电功率N(KW)即可。

3. 有效制冷能力Q 0的测定：本实验用水在蒸发器中交换的热量来确定。

Q0 = mzC (tZ1-tZ2) (6-3)式中：m为流过蒸发器的水流量（㎏/s），Ｃ为水的比热（ＫＪ／㎏℃），t Z1和tZ2为水流进、出口的温度℃。

当制冷机用于供热（利用转移到高温处的热量）时，称为热泵。
概念：
1.制冷量：单位时间内蒸发器从被冷却介质中提取的热量， 用
Q 表示。
e
2.制热量：单位时间内热泵的冷凝器供出的热量，在制冷机中称为冷凝热量， 用 Q 表示 。
c
法定单位：W、KW； 工程制单位：千卡/小时（kcal/h），英热单位/小时（Btu/h）。
（2）状态点1改为饱和蒸气状态。
（3）使Te<T1，Tc>T2。

LOGO
饱和循环在lgp-h图上的表示

LOGO
（1）蒸发器（4-1） 制冷量
Q e M r ( h1 h 4 )
单位质量制冷剂的制冷量 （2）蒸发器（2-3） 制热量
Q c M r ( h 2 h3 )

LOGO
图2 氨制冷系统流程图

LOGO
空调用蒸气压缩式制冷机组
一、冷（热）水机组
17 16 15 14 13 12
生产冷冻水， 提供给室内 末端
1 冷冻水进口
3
2
冷冻水出口
接冷却塔
4 7
5 11 10 9 冷却水进口 6 18 8
冷却水出口
图 6-3
换算关系：1W=0.86kcal/h
1kW=860kcal/h 1kcal/h=1.163W 1W=3.412Btu/h

LOGO
3.压缩机消耗的功率： 制冷机或热泵中压缩机在单位时间内消耗的功称为压缩机 消耗的功率，用 W 表示，单位为W、kW。 4.制冷机或热泵的性能系数 制冷机 热 泵
图 2.7
变 频 热 泵 型 VRV空 调 系 统 原 理 图

仅供教材参考，请勿他用
理论制冷循环与理想循环(逆卡诺循环）相比有两个特点
1.用膨胀阀(节流机构）代替膨胀机
2.干压缩代替湿压缩 汽液分离 蒸气过热
利：防止液滴进入压缩机气缸，产生液击、冲缸事故，损坏压缩机。 油裂解结碳
弊：造成压缩机排气温度升高，导致 轴承烧坏
1.蒸汽压缩式制冷循环的实现－四大部件的作用
逆卡诺循环实现的困难
1）压缩过程在湿蒸气区中进行的，危害性很大。（ 什么是湿压缩，湿压缩的危害？？）
2）膨胀机等熵膨胀不经济，不现实。因此，在实际 蒸气压缩式制冷循环中采用膨胀阀（也称节流阀 ）代替膨胀机。
3）无温差的传热实际上是不可能的。因为冷凝器和 蒸发器不可能有无限大的传热面积。所以实际循 环只能使蒸发温度低于被冷却物体的温度，冷凝 温度高于冷却剂的温度。
1.85
2)已知R22的压力为0.1MPa，温度为10℃。求该状 态下R22的比焓、比熵和比体积。
2.1单级蒸汽压缩式制冷的理论循环 1.蒸汽压缩式制冷循环的实现－四大部件的作用； 2.压焓（lgp-h)图和温熵(T-S)图； 3.在特性图上表示制冷循环； 4.理论制冷循环计算。
计算题
有一逆卡诺循环，其被冷却物体(冷源）的温度恒 定为5℃，热源温度为40℃,求其制冷系数。
有一理想制冷循环，被冷却物体(冷源）的温度恒 定为5℃，环境介质(热源）的温度为25℃，两个传 热过程的传热温差均为5℃，试问： a) 逆卡诺循环的制冷系数为多少？ b) 当考虑传热温差时，制冷系数又是多少?
计算题
两台制冷机的冷热源温度同为T0=260K，Tk=300K ，其制冷系数为E1=5.0，E2=4.0，试问哪台制冷机 的经济性好？若两台制冷机的冷热源温度不同：分 别为T01=260K，Tk1=300K， T02=240K， Tk2=300K，试问哪台制冷机的经济性好？

蒸汽被压缩机抽吸压缩，变成高温高压气体，完成一个制冷系统的循环。
膨胀阀具有自动调节功能，在蒸发器温度高的时候开启量孔大，温度低时，膨胀 阀里的量孔通过调节针阀伸缩来调节冷媒流动。达到制冷温度的基本恒定
高压阀:当系统压力超过规定值时，安全阀打开，将系统中的一部分气体排入大 气，使系统压力不超过允许值，从而保证系统不因压力过高而发生事故 低压开关:在没冷媒（制冷剂）时不让压缩机工作以保护压缩机的.
必须选定参考机组 考察多联机EER、COP与参考机组 的TEER、TCOP（包含水泵、风机 盘管的耗功），确定经济性作用域 与参考机组的能效水平和连接管的 保温效果有关
2019/7/25
清华大学建筑学院建筑技术科学系
25
经济性作用域
3 4
2 2’
1 1’
2019/7/25
清华大学建筑学院建筑技术科学系
“制冷空调技术提高与创新”继续教育讲座
第二讲 蒸汽压缩式制冷/热泵系统的压焓图与
性能图
清华大学 王宝龙
2019/7/25
1
提纲
预备知识 压焓图（lgp-h图）的应用 制冷装置的性能图及其应用 总结
2019/7/25
清华大学建筑学院建筑技术科学系
2
第一节 预备知识
2019/7/25
3
水泵与热泵（制冷机）的原理对比
<100
室内机与室外机之间的高差Z [-90，36]
<200 [-140，64]
室内机组之间的高差ΔZ
<50
<100
室内、外机组之间管长应L
<100
<200
热泵型 室内机与室外机之间的高差Z [-33，36] [-56，64]

贾 晓丽
（ 东 中科 天元 新能 源科技 有 限公 司 ，广 东 广 州 ５０ ４ ） 广 １６ ０
摘 要 ： 吸收 一 压缩式热泵在工业余热回收利用中有着非常广泛的应用前景。文章基于热力学第一和第二定律对 以 Ｎ Ｈ 一
Ｎ Ｓ Ｎ为 工 质 的 吸 收 一 缩 式 热 泵 进 行 了热 力 计 算 和 理 论 分 析 ， 到 了 Ｎ 一Ｎ Ｓ Ｎ 吸 收 一压 缩 式 热 泵 的热 力 学 性 能 随 供 热 温 度 、 ａＣ 压 得 Ｈ ａＣ 热源温度及压缩 比的变化规 律。本文 的工作为优化设计 Ｎ 一 ａＣ Ｈ Ｎ Ｓ Ｎ吸收 一压缩式热泵提供 了理论依据 。
的能源 ， 且其用能 的过 程 中产 生大量 的低 品位废 热 。研究 表 明 工 业 余 热 资 源 约 占其 燃 料 消 耗 总 量 的 １％ ～６ ％ ， 回 收 利 用 ７ ７ 可 的余 热 资 源 约 为 余 热 总 资 源 的 ６ ％ … 。这 些 余 热 由于 不 能 被 生 ０ 产 过 程 直 接 利 用 ， 目前 的 技 术 条 件 下 大 部 分 以废 水 或 废 气 的 在 形式排放 到环境 中， 不仅造成环境 的热污染 ， 而且也浪 费了大量 的能源 。回收利用这些 余热对 降低工 业能耗 ， 提高 能效及 经济
Ａｂｓ ｒ ｉｏ — ｃ ｍ ｐｒ ｓ ｉ ｎ Ｈ ｅ ｔ Ｐｕｍ ｐｓ ｏ ｐｔ ｎ — ｏ ｅ ｓｏ ａ
ＪＡ Ｘｉｏ一尻 Ｉ ａ
（ ｕ ｎｄ ｎ ｈｎ ｋ ｉ ｙ ａ ｅ ｎ ｒｙＴ ｃ ｎｌｇ ｏ ， ｔ． ｕ ｎ ｄｎ ｕｎ ｚｏ ６ ０ Ｃ ｉａ Ｇ ａ ｇｏ ｇＺ ｏｇ ｅＴａ ｕ ｎＮ ｗ Ｅ ｅｇ ｅ ｈ ｏ ｙＣ Байду номын сангаас Ｌｄ ，Ｇ ａｇ ｏ ｇＧ ａｇｈ ｕ５ ０ ４ ， ｈｎ ） ｎ ｏ １

1
单元5 工程热力学原理应用举例
5.3.1 溴化锂吸收式制冷机的工作原理┄┄┄┄（55） 5.3.2 溴化锂吸收式制冷机的典型结构与流程┄（58） 5.4 热泵循环简介┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄（60）
2
单元5 工程热力学原理应用举例
【知识点】 活塞式压气机，两级压缩及中间冷却，蒸汽压缩式制 冷循环,吸收式制冷循环。 【能力目标】 掌握：余隙容积、液体过冷、蒸汽过热、回热循环等 基本概念。 理解：气体压缩、蒸汽压缩式制冷循环、吸收式制冷 循环原理。 熟悉：理想制冷循环与实际制冷循环的区别。 应用：能应用相关概念、压焓图和公式进行制冷循环 分析和计算。
13
5.1 活塞式压气机的基本原理
在工程中为了改善压气机性能，总是尽量采用各种有效的 冷却散热措施。对于活塞式压气机常采取在气缸外面加散 热肋片、冷却水套等措施，来增强过程中的散热。这样做 可使得空气压缩机中的过程特征指数n值降至1.3 以下。在 工程实践中，有些压气机的气缸尺寸较小，转速也不太高， 采用上述的冷却措施冷却效果会好一些。相反，高速大型 的压气机采用这些冷却措施的效果将差一些。对于叶轮式 压气机，由于其转速快，气体以高速度流过叶轮而完成压 缩过程，来不及向外界散热，冷却措施也无法实施，故一 般看做是绝热压缩过程。
18
5.1 活塞式压气机的基本原理
5.1.5 多级压缩和中间冷却
随压气机增压比的增大，气体压缩终态的温度随之提 高，而气体压缩终态温度过高将影响气缸润滑油的性 能，并可能造成运行事故，因此，各种气体的压气机 的气体压缩终态温度都有限定值。同时，由于余隙容 积的存在，随增压比增大，使压气机的有效吸气容积 下降，排气量减少。这些都使得单级压气机不可能有 较大的增压比。为此，要想获得较高压力的压缩气体， 常采用具有中间冷却设备的多级压气机。

热泵技术分析报告热泵实质上是一种能质提升技术，以消耗一部分高品位能（电能、机械能或高温热等）为代价，通过热力循环把热能由低温物体转移到高温物体，利用逆向卡诺循环的能量转化系统。

在我国，热泵技术的发展已经较为成熟，根据热泵的高温侧（冷凝器侧）载冷剂的热输出温度，又可分为三种热泵，低温热泵（热输出温度在50℃以下）、中温热泵和高温热泵。

一般意义上来说，我们说的高温热泵包括中温热泵和高温热泵。

传统热泵主要是指低温热泵，它可以利用10℃的低温热，生产出45℃的热水。

而高温热泵的普遍定义是指在不改变设备运行环境的情况下，能够稳定运行，且COP 较高，热输出温度能够达到65℃以上的热泵系统。

高温热泵的发展有两个技术难点：一是尽可能提高热泵的热输出温度，二是在提高较大的提升温差的情况下保持较高的COP，从而保障热泵的经济效益。

按能量的补偿方式可分为两大类，以电能或机械能为补偿的，称为蒸汽压缩式或热电压缩式热泵，以热能补偿的的称吸收式或吸附式热泵。

一、压缩式热泵压缩式热泵（CCC）由于运用中介制冷剂循环，在使用上更灵活，此外CCC也不需要气态热源。

制冷剂吸收低温热源的低品位热能，在蒸发器中蒸发，然后在压缩机中压缩到较高的温度和压力，随后，高温的制冷剂进入冷凝器冷凝并将热量释放给散热器，冷凝后的制冷剂通过膨胀阀，压力降低，并再次返回蒸发器，至此完成一个循环。

当热源与散热器分离且需要将温度提升至较高水平时，闭式循环压缩式热泵（CCC）将体现它的优势。

二、吸收式热泵吸收式热泵分为两种类型：1）第一类吸收式热泵（即增热型热泵），通常简称AHP(absorption heat pump)，它以蒸汽、燃料（燃气、燃油）、废热水或废蒸汽为驱动热源，把低温热源的热量提高到中、高温，从而提高了能源的品质和利用效率。

2）第二类吸收式热泵（即升温型热泵），通常简称AHT(absorption heat transformer)，它利用大量中间温度的废热和低温热源的热势差，制取温度高于中间废热的热量，从而提高了废热的品质。

扰动因素
– 蒸发器 – 节流装置
调节变量
采用图形法进行性能 分析，简单、直观
*
清华大学建筑学院建筑技术科学系
44
2.定速压缩机制冷系统的性能图
*
45
压缩机工作特性（1）
*
– 如果吸气状态位于两相区（点6）时， 则不能直接确定干度x6
• 采用节流方法使之降压（6→1）成过 热蒸气（点1）
• 根据p1和t1的读数确定出点1的状态 • 再根据h6= h1原理求解压力为p0、比
焓为h1的湿蒸气（点6）的干度x6
3
2
6 4
1
h6=h1
当压缩机出现回液时，也可 采取同样方法，以保证压缩 机的安全
*
清华大学建筑学院建筑技术科学系
33
预备知识
• 制冷量Qe
3
• 输入功率Pin
4
• COP (当Mrev=Mrcom时)
*
清华大学建筑学院建筑技术科学系
2 1
34
回热循环
• 特点
– 可提高压缩机回气过热度，防止液 击、以利于提高带油速度
– 高压液体得到再冷，可防止制冷剂 沿程闪发
– 对于某些制冷剂而言，回热是减小 节流损失的重要措施
Pin
水
热
RM
Pin
H1
Qe
0
source / fridge
• 消耗能量
• 消耗能量
*
清华大学建筑学院建筑技术科学系
4
制冷机与热泵的相互关系
• 相同点
– 热力学原理相同（如：蒸气压缩式制冷原理） – 结构相同（四大主要部件+制冷剂）
• 不同点
– 使用目的（功能）不同

建筑设备与市政工程学院
Pk 3 3/
2/
2
P =M w =M ( h – h 建筑设备与市政工程学院
制冷剂单位质量t制h冷能力Rq0 c
R2
1)
压缩机的理论耗功量Pth
kw
Po 4
1
MR= wc =
hΦ20➢–/ hq理10 论kkgJ//s制kg 冷系数εth
qo
wc
q0 = h1 - h4 kJ/kg
qo
wc
MR= Φ0 / q0 kg/s
qk
h
➢制冷剂体积流量VR
VR=MRυ1= Φ0 / qυ m3/s
h3 h4
h1
h2
制冷剂单位容积制冷能力qv
单位质量制冷剂压缩机的耗功量wc
蒸汽压缩制冷理论循环热力计算 蒸汽压缩制冷理论循环热力计算
蒸汽压缩制冷理论循环热力计算
Φk=MRqk=MR( h2 – h3 ) kw
【解】
➢制冷剂单位质量制冷能力q0 q0 = h1 - h4 kJ/kg ➢制冷剂质量流量MR
MR= Φ0 / q0 kg/s ➢冷凝器的热负荷Qk Φk=MR( h2 – h3 ) =0.486×（）
=94 kw
lgP Pk 3 Po 4
Q0 2
1
h4
h1=418
h
h2
蒸汽压缩制冷理论循环热力计算
制冷剂单位质量制冷能力q0
M蒸R汽=压Φ缩0➢制/ 冷q冷0 理凝k论g/器循s 环的热力热计负算 荷Qk
蒸汽压缩制冷理论循环热力计算
lgP
Φ =M q =M ( h – h kw qk = h2 – h3 kJ/kg
qv = q0/v1 = (h1k– h4 )/υ1R kkJ/m3 R 2

蒸汽热泵热效率引言蒸汽热泵是一种高效利用能源的热泵技术，利用蒸汽作为工质，在供热系统中实现能源的转换和传递。

本文将详细介绍蒸汽热泵的工作原理、热效率的评估方法以及提高热效率的措施。

一、蒸汽热泵的工作原理蒸汽热泵利用蒸汽的相变特性和热力学循环原理，实现热能的高效传递。

其工作原理可以分为以下几个步骤：1. 蒸汽压缩蒸汽从低温状态进入蒸汽压缩机，通过机械压缩提高其温度和压力。

蒸汽的压力提高后，其温度也会相应升高。

2. 热交换高温高压蒸汽通过热交换器与低温水进行热交换。

在热交换过程中，蒸汽释放出其携带的热能，使水的温度升高。

3. 蒸汽减压高温高压蒸汽经过热交换后，进入蒸汽减压阀，通过减压使其温度降低，进而实现蒸汽的液化。

4. 蒸汽液化蒸汽在减压阀的作用下，从气态转变为液态。

此时，蒸汽释放出的潜热还可以被进一步利用。

5. 蒸汽膨胀液态蒸汽进入蒸汽膨胀阀，通过膨胀过程使其温度和压力降低。

6. 再次热交换低温低压的蒸汽与冷水再次进行热交换，使冷水的温度进一步升高。

同时，蒸汽被再次加热，进而完成一个热力学循环。

二、蒸汽热泵热效率的评估方法蒸汽热泵的热效率是衡量其能源利用效率的重要指标。

常用的评估方法包括：1. COP系数COP（Coefficient of Performance）指的是单位制热量需要的单位能量消耗，是衡量热泵能效的重要参数。

蒸汽热泵的COP系数可以通过以下公式计算：COP = Qh / W其中，Qh为供热量，W为耗电量。

COP系数越高，代表单位能源转化为热能的效果越好。

2. 一次能源利用系数一次能源利用系数是指单位能源转化为热能的效果。

对于蒸汽热泵而言，其一次能源利用系数可以通过以下公式计算：一次能源利用系数 = Qh / Qs其中，Qh为供热量，Qs为耗电量。

一次能源利用系数越高，代表单位能源转化为热能的效果越好。

三、提高蒸汽热泵热效率的措施为了提高蒸汽热泵的热效率，可以采取以下措施：1. 优化系统设计合理的系统设计能够减小能量传输过程中的能量损失，提高热效率。

T0 T1 Ts,c Tk T2
3 3΄
2΄
2
4
1'
1
q0
wc
qk
h
h
3.蒸气压缩式制冷理论循环的热力计算(3)
几个基本指标：
1.单位质量制冷量 2.单位质量放热量 3.单位质量耗功量
q0 h1 h4
kJ/kg kJ/kg kJ/kg kJ/kg kJ/kg
qk h2 h3
wc h2 h1
sd 图 1-3 劳仑兹循环
sa
s
劳仑兹循环的制冷系数
q0 q0 T0m l T0m w qk q0 Tkm
劳仑兹循环的制冷系数，仅取决于被冷却物和制 冷剂的温度，与制冷剂的性质无关。
第2节
蒸气压缩式制冷的理论循环
T
2
复习：温-熵图
3 we 2΄ Δwc
pk
po
• 传热温差： 冷凝温度：一定高于环境中可用冷却介质的温度；
蒸发温度：一定低于被冷却介质的温度。
第一节
一、逆卡诺循环(Reverse Carnot Cycle)
在两个温度不相同的定温热源之间进行的理想循环。
理想制冷循环
T
T k΄ 3 ∑w T0΄ 4 2
∑ w
q0
1
b 图 1-2 逆卡诺循环
a
s
制冷循环的几个指标
3
膨胀阀 蒸发器
4
热 被冷却介质 热
热泵的经济性指标
供热系数μ：单位耗功量所获取的热量。 qk 1 w
热泵的供热量(制热量)，永远大于所消耗的功量。
二、劳伦兹循环(Lorenz Cycle)
由两个等熵绝热过程和两个可逆多变过程组成的 理想制冷循环。

蒸汽压缩式热泵循环演示实验报告一、实验目的本实验旨在通过蒸汽压缩式热泵循环演示，了解热泵的基本原理、循环过程及其应用。

二、实验原理1.热泵基本原理热泵是一种能将低温的热量转移到高温的装置，其基本原理是利用制冷剂在低温下吸收热量，然后在高温下释放热量。

通过循环运行，将室内空气中的低温热量吸收到制冷剂中，再经过压缩和冷凝使制冷剂释放出高温热量，从而实现室内加热。

2.蒸汽压缩式热泵循环过程蒸汽压缩式热泵主要由四个部分组成：蒸发器、压缩机、冷凝器和节流阀。

制冷剂在蒸发器中吸收室内空气中的低温热量后变成气态，然后被压缩机压缩成高温高压气体，在冷凝器中放出高温高压状态下所含有的大量潜在能并且变成液态，通过节流阀使其压力降低，回到蒸发器中再次吸收热量，完成一个循环过程。

三、实验器材1.蒸汽压缩式热泵演示装置2.温度计3.压力表4.计时器四、实验步骤1.打开蒸汽压缩式热泵演示装置的电源，启动压缩机。

2.观察温度计和压力表的读数，并记录下来。

3.在一定时间内记录下温度和压力的变化情况。

4.关闭电源，停止实验。

五、实验结果及分析在实验过程中，我们记录了不同时间点下的温度和压力数据，并进行了分析。

根据数据分析结果，我们得出以下结论：1.随着时间的推移，蒸汽压缩式热泵循环过程中制冷剂的状态不断变化。

初次进入蒸发器时制冷剂为低温低压状态下的气态，在经过一系列循环后，在冷凝器中变成高温高压状态下所含有的大量潜在能并且变成液态。

2.在循环过程中，制冷剂的温度和压力呈现出周期性变化。

在蒸发器中，制冷剂的温度和压力逐渐升高；在压缩机中，制冷剂的温度和压力急剧升高；在冷凝器中，制冷剂的温度逐渐降低，而压力则保持不变；在节流阀中，制冷剂的温度和压力急剧下降。

3.通过实验数据分析，我们可以得出热泵循环过程中能量转移的基本规律：低温热量转移到高温状态下所含有的大量潜在能，并且随着时间的推移不断循环。

六、实验总结通过蒸汽压缩式热泵循环演示实验，我们深入了解了热泵的基本原理、循环过程及其应用。