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第2章 4 单级蒸气压缩式制冷机的性能及工况.ppt

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计算机软件及应用单级蒸汽压缩式制冷循环PPT课件

计算机软件及应用单级蒸汽压缩式制冷循环PPT课件

1三、 、回热回器热的换循热环量：
h4 h4 h1 h1
c(tk t4 ) cp0 (t1 t0 )
式中：c —液体的比热
容；c
—低压蒸汽的比
p0
定压热容。
t 4
tk
c p0 c
(t1
t0)
c ＞ c p0 t 4 ＞ t 0
即液体通过回热器不
可能冷却到蒸发温度。
第29页/共82页
制冷剂液体吸热、蒸发、制冷
第10页/共82页
五. 单级蒸气压缩式制冷理论循环在蒸汽图上的表
示
1-2：压缩过程 2－2’：冷却过程
2’－3：冷凝过程
3-4：膨胀过程
4-1：蒸发过程
第11页/共82页
五、 单级蒸气压缩式制冷理论循环在蒸汽图上的表 示
4－1：蒸发过程 1－2：压缩过程 2－2’：冷却过程 2’－3：冷凝过程 3－4：节流过程
0
Q0 P0
q0 w0
h1 h4 h2 h3
第16页/共82页
六、单级蒸气压缩式制冷理论循环的热力计算
5、热力完善度：
理论循环的制冷系数与同温度的逆卡诺循环的制冷系数之比。
0 c
c
tk
t0 t0
左图：工作于相同温度间的制冷理论 循环1—2—3—4—1和逆卡诺循环 1—2′—3—4′—1的温熵图。
三、回热循环
2、回热循环制冷量的增加量： q0 h4 h4 h1 h1 cp0tR
3、回热循环单位功的增加量： w0 w w0 (h2 h1) (h2 h1)
4、回热循环单位制冷量： q0 q0 cp0tR
5、回热循环的单位功： 如果近似地取： w0 w0 T0 tR
w0 (h2 h1) (h2 h1)

制冷设备维修工初级第二章单级压缩制冷系统课件

制冷设备维修工初级第二章单级压缩制冷系统课件
三、制冷剂在制冷循环中的状态变化
1.制冷剂在高压侧的状态变化 2.制冷剂在低压侧的状态变化 3.制冷剂在压缩机中的状态变化 4.制冷剂在节流阀中的状态变化
第二章 单极压缩制冷系统
第二节 制冷剂的压焓图
一、压焓图的构成 二、制冷循环在压焓图上的表示 三、制冷剂液体过冷循环在压焓图上的表示 四、制冷剂吸气过热循环在压焓图上的表示 五、制冷剂回热循环在压焓图上的表示
第二章 单极压缩制冷系统
第二章 单极压缩制冷系统
第二节 制冷剂的压焓图
一、压焓图的构成
图2-2 制冷剂的压焓图及主要曲线
1.等压线和等焓线
第二章 单极压缩制冷系统
第二节 制冷剂的压焓图
2.饱和液体线和干饱和蒸气线 3.等温线 4.统
第二节 制冷剂的压焓图
二、制冷循环在压焓图上的表示
第二章 单极压缩制冷系统
第三节 压焓图的应用
三、单级压缩制冷循环的热力计算
图2-8 单级蒸气压缩式制
(1)单位质量制冷量(简称单位制冷量) 即单位质量流量
第二章 单极压缩制冷系统
第三节 压焓图的应用
的制冷剂在制冷系统中所产生的制冷量，用q0表示，单位为kJ／kg。
(2)单位容积制冷量 压缩机每吸入1m3的制冷剂蒸气所制取的制冷量， 用qv表示，单位为kJ／m3。
第二章 单极压缩制冷系统
图2-7 1gp—h图的应用
第三节 压焓图的应用
2)确定制冷循环的各个过程。 3)计算q0、qk、W值。
①等压线p0、pk的确定很关键，在确定时必须以区内的t0、tk等温线 为准。 ②确定各个变化过程时，要注意同一条等温线在不同区域的曲线类型 是不同的。 ③确定状态点后，马上查出对应的焓值并记录下来。 ④不同制冷剂的lgp—h图是不同的，要看清已知条件正确选择lgp—h 图。

单级蒸气压缩式制冷的基本原理ppt课件

单级蒸气压缩式制冷的基本原理ppt课件
制冷技术
第2讲 单级蒸气压缩式制冷的基本原理
1
一、热力学基本定律
• 热力学第一定律：能量守恒和转换定律 • 热力学第二定律：能量贬值原理
不可能把热从低温物体传向高温物体而不引起其它变化。
人工制冷： 低温物体
热量 外界补偿
高温物体
2
二、制冷循环系统 冷凝器
高压部分
液态工质部分
制冷系统 低压部分
节流 节流机构
态的动力设备。（实现了热量从低温物体向高温环境转移）
• 节流机构: 维持系统高低压共存的设备。
4
• 设备选型参数
蒸发器：蒸发面积——吸热量——状态变化 冷凝器：冷凝面积——放热量——状态变化 压缩机：输气量——功率——制冷量——状态变化
5
四、理想制冷循环
T
1. 逆卡诺循环
TK
1-2 等熵压缩 T0→Tk 耗功w1 TO
高压部分 pk 机构 低压部分 po
气态工质部分
气态工质部分
压缩机 压缩机
制冷系统
蒸发器
液态工质部分
3
三、完成制冷循环的设备组成及其工作
• 蒸发器：介质气化，吸收外界热量，实现对外制冷的
换热设备。
• 冷凝器: 介质由气态冷凝为液态，使介质可以再次气
化制冷的换热设备。
• 压缩机: 为使介质在自然环境下冷凝，而改变介质状
2-3 等温放热qk=Tk（S2-S3）
3-4 等熵膨胀 Tk→T0 做功w2
4-1 等温膨胀吸热q0=T0（S1-S4）
3
2
4
1
S
特点 两个恒温热源
两个等温过程
两个等熵过程
6
2. 循环结果
• 单位质量制冷剂从被冷却介质（低温热源）吸热q0； • 单位质量制冷剂向冷却介质（高温热源）放热qk； • 单位循环净耗功 w0＝qk－q0

第2章- §4 单级蒸气压缩式制冷机的性能及工况

第2章- §4 单级蒸气压缩式制冷机的性能及工况

定数值。
F 0 qm q0 hv qvh qzv
qvh F0 ＝常数 hv qzv
a 工况F0a、hva、qzva, b工况F0b、hvb、
qzvb，则：
F 0 a hv a qzva F 0 b hv b qzvb
如果a 工况为已知，则b工况的制冷量：
室外侧 湿球温度 24 19 24 6 1 -8
T1：温带气候，43℃； T2：低温气候，35 ℃； T3：高温气候，52 ℃。
10:15 14
BACK
例： 实际循环的热力计算
Tianjin University of Commerce
某单位欲建一冷库，室内温度要求 ta= -5℃，现利
用已有的一台4AV12.5制冷压缩机进行配套，压缩 机活塞行程100mm, 转速960rpm，冷却水出水温度 为 tw=30℃，冷凝器端部传热温差Dtk=5℃，过冷器 用深井水，过冷度为 Dtg=5℃；蒸发器端部传热温 差Dt0=10℃，管路有害过热 Dtr= 5℃。hv= 0.68， ηi=0.83，ηm=0.90。 试进行该制冷机的热力计算。
（3）理论比功
w0 h2 h1 1710 1451.87 258.13 kJ / kg
（4）理论循环性能系数
q0 COP0 4.25 w0
10:15 19
BACK
Tianjin University of Commerce
（5）冷凝器单位热负荷
qk h2 s h3 1762.84 366.691 1396.149 kJ / kg
o
h
tk tw Dtk 30 5 35 oC t4 tk Dt g 35 5 30 oC t1 t0 Dtr 15 5 10 oC

《制冷技术与原理》——第2章 单级蒸汽压缩式制冷循环

《制冷技术与原理》——第2章 单级蒸汽压缩式制冷循环

的。
(4)单位冷凝热
qk
单位（1kg）制冷剂蒸气在冷凝器中 放出的热量，称为单位冷凝热。单位冷凝 热包括显热和潜热两部分
q k h 2 h 3 h 3 h 4 h 2 h 4(2-9)
比较式（2-5）、（2-8）和（2-9） 可以看出，对于单级压缩式蒸气制冷机理 论循环，存在着下列关系
2.1.1系统与循环
液体蒸发制冷构成循环的四个基本过程是：
①制冷剂液体在低压（低温）下蒸发， 成为低压蒸气
②将该低压蒸气提高压力为高压蒸气 ③将高压蒸气冷凝，使之成为高压液体 ④高压液体降低压力重新变为低压液体， 返回到①从而完成循环。
压缩机:
压缩和输送制冷蒸汽，并造成蒸发 器中低压、冷凝器中高压，是整个
等容线----向右上方倾斜的虚线；
等干度线----只存在于湿蒸气区域内，其方向 大致与饱和液体线或饱和蒸气线相近，视干度 大小而定。

2.1.3 制冷循环过程在压焓图 和温熵图上的表示
3 4
B C
5D
p
2 1A
单级蒸气压缩 式制冷系统图
A—压缩机； B—冷凝器； C—节流阀； D—蒸发器。
4
pk 3 2
上面所述的循环，是单级压缩蒸气制 冷机的基本循环，也是最简单的循环。在 实用上，根据实际条件对循环往往要作一 些改进，以便提高循环的热力完善度。在 单级制冷机循环中，这一改进主要有液体 过冷、吸气过热及由此而产生的回热循环。
2.2.1 液体过冷对循环性能的影响
将节流前的制冷剂液体冷却到低于冷凝 温度的状态，称为过冷。 带有过冷的循环，叫做过冷循环。
qkq0w 0
(2-10)
(5)制冷系数 0
对于单级压缩蒸气制冷机理论循环，

第二章单级蒸汽压缩制冷

第二章单级蒸汽压缩制冷
• 制冷系统中设置回热器，采用回热循环。
二次冷却回路
1.3 单级蒸气压缩式制冷实际循环
1.3.2 液体过冷、吸气过热及回热循环 下图为具有液体过冷的循环和理论循环的对比图，1-2-3-4-1为理论循环，1-23'-4'-1表示过冷循环。 两个循环的比功相同，过冷循环中单位制冷量增加，从而导致过冷循环的制冷 系数增加。
1.3 单级蒸气压缩式制冷实际 循环
• 1.3.1 单级蒸气压缩式制冷实际循环与理论循 环的区别 • 1.3.2 液体过冷、吸气过热及回热循环 • 1.3.3 热交换及压力损失对制冷循环的影响 • 1.3.4 不凝性气体对制冷循环的影响 • 1.3.5 冷凝、蒸发过程传热温差对循环性能的 影响 • 1.3.6 实际制冷循环在压焓图上的表示及性能 指标
1.2 单级蒸气压缩式制冷理论循环
7）冷凝器单位热负荷 qk=h2-h3 =435.2-243.114=192.086kJ/kg 8）冷凝器热负荷 Qk=qmqk=0.3471192.086=66.67kW
1.2 单级蒸气压缩式制冷理论 循环
• 作业
– 3. 制冷剂在蒸气压缩制冷循环中，热力状态 是如何变化的？ – 4. 制冷剂在通过节流元件时压力降低，温度 也大幅下降，可以认为节流过程近似为绝热 过程，那么制冷剂降温时的热量传给了谁？ – 5 单级蒸气压缩式制冷理论循环有哪些假设 条件？
1.2 单级蒸气压缩式制冷理论循环
• 单级蒸汽压缩式制冷理论循环组成：
– – – – 制冷压缩机 冷凝器 节流器 蒸发器
• 单级蒸气压缩式制冷循环，是指制冷剂在一次 循环中只经过一次压缩，最低蒸发温度可达40～-30℃。单级蒸气压缩式制冷广泛用于制冷、 冷藏、工业生产过程的冷却，以及空气调节等 各种低温要求不太高的制冷工程。

单级蒸气压缩式制冷的基本原理ppt课件

态的动力设备。（实现了热量从低温物体向高温环境转移）
• 节流机构: 维持系统高低压共存的设备。
4
• 设备选型参数
蒸发器：蒸发面积——吸热量——状态变化 冷凝器：冷凝面积——放热量——状态变化 压缩机：输气量——功率——制冷量——状态变化
5
四、理想制冷循环
T
1. 逆卡诺循环
TK
1-2 等熵压缩 T0→Tk 耗功w1 TO
2-3 等温放热qk=Tk（S2-S3）
3-4 等熵膨胀 Tk→T0 做功w2
4-1 等温膨胀吸热q0=T0（S1-S4）
3
2
4
1
S
特点 两个恒温热源
两个等温过程
两个等熵过程
6
2. 循环结果
• 单位质量制冷剂从被冷却介质（低温热源）吸热q0； • 单位质量制冷剂向冷却介质（高温热源）放热qk； • 单位循环净耗功 w0＝qk－q0
9
六、有传热温差的制冷循环
Tk’ — 冷却介质的温度
T
T0’ — 被冷却介质的温度 逆卡诺循环：1’-2’-3’-4’-1’
Tk Tk'
Tk
3 3'
热源 冷却介质
2 2'
T0
Tk — 冷凝器中制冷剂的温度 T0 — 蒸发器中制冷剂的温度 有传热温差的循环：1-2-3-4-1 耗功量增加：阴影面积
制冷量减少：1-1’-4’-4-1
7
3. 制冷系数
c
q0 w0
q0 qk q0
To (S1 S4)
Tk (S2 S3) T0 (S1 S4)
To Tk T0
• 大小只取决于两个热源的温度；
实现：
• 湿蒸气区域内进行 • 设备：蒸发器

蒸汽压缩式制冷的原理和工况33页PPT


31、只有永远躺在泥坑里的人，才不会再掉进坑里。——黑格尔 32、希望的灯一旦熄灭，生活刹那间变成了一片黑暗。——普列姆昌德 33、希望是人生的乳母。——科策布 34、形成天才的决定因素应该是勤奋。——郭沫若 35、学到很多东西的诀窍，就是一下子不要学很多。——洛克
蒸汽压缩式制冷的原理 和工况
6、纪律是自由的第一条件。——黑格 尔 7、纪律是集体的面貌，集体的声音， 集体的 动作， 集体的 表情， 集体的 信念。 ——马 卡连柯
8、我们 ——马 克思 9、学校没有纪律便如磨坊没有水。— —夸美 纽斯
10、一个人应该：活泼而守纪律，天 真而不 幼稚， 勇敢而 鲁莽， 倔强而 有原则 ，热情 而不冲 动，乐 观而不 盲目。 ——马 克思
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qk’ qk
w0=h2-h1↑ → w0’ > w0
3
tk
2 2’ →COP0↓,
4 4’
08:56
t0
1
t0’ 1’
q0 q0’
w0 w0’
3
COP0’ < COP0
qk’ > qk
单位制冷量下降，单位 比功增大，性能系数减小， h 冷凝器单位负荷增大
BACK
4.1.1 蒸发温度对循环性能的影响 Tianjin University of Commerce
制冷机的制冷量减少 耗功率存在有一最大值 性能系数减小
08:56
对于实际循环，因hv、ηi是随 工作温度而变化的，则F0、Pe 的变化与理论循环有所不同，
但变化趋势是一致的。
7
BACK
4.1.2 冷凝温度对循环性能的影响 Tianjin University of Commerce
假设：蒸发温度t0为定值，过冷度、过热度为 0 冷凝温度由tk升高到tk’ ，分析其性能变化

k 1

w0

k
k 1
p0 v1

pk p0

k
1
IF：p0=pk， P0=0、w0v=0；
IF：p0→0， P0=0、w0v=0；
w0v

w0 v1

k k 1
p0
pk p0
k 1
k
1

p0、w0v存 在极值，当
po k
1

0
0

pk p0
P0 max

k
k k 1
3 ←对于不同的工质，即各种制
冷剂其压比大约等于3时，功率
最大
08:56
6
BACK
4.1.1 蒸发温度对循环性能的影响 Tianjin University of Commerce
COP
NH3结论：Fra bibliotek当tk不变而t0降低时，
将P0公式对p0求导，令其一阶导数=0：
P0

qvh
k
k 1
p0

pk p0
k 1
k
1


qvh
k
k
1

pk
k 1 k
p0
1 k

p0


P0 p0
pk
qvh
k
k
1

pk
k 1 k
1 k
1k
环。 F0 ∝qzv、Pi∝w0v。
08:56
2
BACK
4.1.1 蒸发温度对循环性能的影响 Tianjin University of Commerce
假设：冷凝温度tk为定值，过冷度、过热度为 0 蒸发温度由t0降低到t0’ ，分析其性能变化
p
q0=h1-h3↓ → q0’ < q0
下降，即制冷量F0快速下降，比容积功增大，即
压缩机耗功率增大，循环的制冷系数减小。
尽量提高蒸发温度，降低冷凝温度→COP↑
08:56
9
BACK
4.2 制冷机工况
Tianjin University of Commerce
制冷机的制冷量、耗功率、制冷系数等性能参数与冷凝
温度、蒸发温度、过冷度、过热度等有关，因此必须在
单位容积制冷量qzv的变化
qzv

h1 h3 v1
变化不大
v1和h1-h3 哪个是主要影响因素？
t0


v1 h1

h3

qzv F0 qvh qzv
结论：蒸发温度的降低 导致单位容积制冷量qzv 快速下降，即制冷量F0 快速下降
08:56
快速减小
单位容积制冷量qzv的变化（图2-15） 比q容zv 积qv功10 的t变k 化 （q0图2，-1v16不）变 qzv F0 qzv qv
tｋ

w0v

w0 v1
P0

qv h w0v
结论：随着冷凝温度的升高，单位容积制冷量qzv
p
q0=h1-h3↓ → q0’ < q0
3’
qk’ tk’
2’ w0=h2-h1↑→ w0’ > w0
3
tk
qk
2
→COP0↓,
COP0’ < COP0
t0
1
4 4’
q0’
w0
单位制冷量下降，单 位比功增大，制冷系数
q0
w0’
减小
h qk可能增大或减小
08:56
8
BACK
4.1.2 冷凝温度对循环性能的影响 Tianjin University of Commerce
Tianjin University of Commerce
Chapter
2
单级蒸汽压缩式 制冷循环
1
§4 单级蒸气压缩式制冷机的性能及工况TianjinUniversity of Commerce
4.1 单级蒸气压缩式制冷机的性能
同一台制冷机，当转速n恒定，理论输气量qvh是一确定数值。当工作 温度不同时，其q0、w0、qm都发生变化，因此F0与P0也相应地改变。
F0 qm q0 hv qvh qzv
Pi
P0
hi
qm w0
hi
hv qvh
v1
w0
hi hv qvh w0v hi

w0v

w0 v1
表示压缩机压缩
1m3 吸气状态下的蒸气所消耗的理论功，
称为比容积压缩功，单位是kJ/m3。
可见： F0与Pi随着hv、qzv、w0v、η i的变化而变化。假定hv =1、 η i=1，即：按理论循环分析温度变化的影响，结论同样用于实际循
p0=0~pk、 中间的某个
理论功率：
P0

qvh

w0v

qvh

k
k 1
p0


pk p0
k 1
k
1

压力时，P0、 w0v达到最 大值
08:56
5
BACK
4.1.1 蒸发温度对循环性能的影响 Tianjin University of Commerce
相同的工作条件下才能比较制冷机的性能—工况
制冷压缩机工况
制冷机工况
4.2.1 制冷压缩机工况
国家标准对不同形式、用途、工质的制冷机规定了冷凝温度、 蒸发温度、吸气温度、过冷度等一系列的工况条件，表2-5~表2-
8
名义工况：用来考核压缩机的性能
NH3
v1的增大是导致制冷量F0快
速下降的主要影响因素
4
BACK
4.1.1 蒸发温度对循环性能的影响 Tianjin University of Commerce
比容积功的变化
表示压缩机的耗功率
t0


w0v

w0 v1
无法直接判断耗功率的变化规律
将工质看作理想气体 单位理论压缩功：