制冷循环

1工况参数工况参数蒸发温度 ℃5冷凝温度 ℃40过热度 ℃10过冷度 ℃5循环各点状态参数状态压力，KPa温度，℃焓，kJ/kg容积，m3/kg熵，kJ/(kg·K)0583.9975253.6190.0410.9271583.99715260.6130.0430.95121537.53774.878292.4470.0190.9731537.53740.001262.7440.0150.8841537.53740.00194.0820.0890.34251537.53735.00187.6110.0870.3216583.997587.6110.0080.331.单位质量制冷量q0=h0-h6 (kJ/kg)166.0082.单位容积制冷量qzv=q0/v1 (kJ/m3)3860.65123.理论比功w=h2-h1 (kJ/kg)31.8344.指示比功wi=w/ni (kJ/kg)39.79255.蒸发器单位吸热量Qe (kJ/kg)173.0026.冷凝器单位放热量Qcd (kJ/kg)204.8357.空调负荷φ0=104*1.1 (kw)330.2178.质量流量qm=φ0/q0 (kg/s)1.9889.冷凝器热负荷qk= Qcd*qm (kw)407.2119810.蒸发器冷负荷qz=Qe*qm (kw)343.92798

第七章蒸汽动力循环和制冷循环

0、引言

蒸汽动力循环：

是以蒸汽为工质，将热连续地转变成功的过程，其主要设备是各种热机。

产功的过程。如：火力发电厂，大型化工厂。

常用的工质是水蒸气。

制冷循环：

是将热连续地由低温处输送到高温处的过程，其主要设备是热泵。

耗功的过程。

-100℃以上为普冷，-100℃以下为深冷。

7.1．蒸汽动力循环

一、蒸汽动力循环基本原理

主要由水泵、锅炉、透平机和冷凝器组成。

4→1水进入锅炉被加热汽化，直至成为过 热蒸汽。

1→2进入透平机膨胀作功。

2→3作功后的低压湿蒸汽进入冷凝器被冷凝成水，回到水泵中。

3→4水在水泵中被压缩升压，再回到锅炉中，完成一个循环。

二、朗肯循环及其热效率

原理：朗肯循环是最简单的蒸汽动力循环，主要由：水泵、锅炉、透平机和冷凝器组成。

1、理想朗肯循环

3→4饱和水可逆绝热压缩过程。（等S）

4→1高压水等压升温和汽化，可逆吸热过程。

1→2过热蒸汽可逆绝热膨胀过程。（等S）

2→3湿蒸汽等压等温可逆冷却为饱和水（相变）。

气体压缩式制冷机

以气体为制冷剂,由压缩机、冷凝器、回热器、膨胀机和冷箱等组成(图1) 。经压缩机压缩的气体先在冷凝器中被冷却，向冷却水（或空气）放出热量，然后流经回热器被返流气体进一步冷却,并进入膨胀机绝热膨胀,压缩气体的压力和温度同时下降。气体在膨胀机中膨胀时对外作功，成为压缩机输入功的一部分。同时膨胀后的气体进入冷箱，吸取被冷却物体的热量，即达到制冷的目的。此后，气体返流经过回热器，同压缩气体进行热交换后又进入压缩机中被压缩。气体制冷机都应采用回热器，这不但能提高制冷机的经济性而且可以降低膨胀机前压缩气体的温度，因而降低制冷温度。气体制冷机能达到的制冷温度范围较宽，从高于 0℃到低于-100℃；制冷温度较高时其经济性较差,但当制冷温度低于-90℃时其经济性反而高于蒸气制冷机。

压缩式制冷机

蒸气压缩式制冷机

二氧化碳制冷循环的应用

【摘要】 随着经济发展和人们环境保护和节能意识的增强，以CO2为代表的自然工质越来越广泛的在制冷空调行业应用，文章对CO2制冷循环有关问题进行探讨，以便实际应用。

【关键词】 二氧化碳 跨临界循环 制冷系统原理 应用

The Application of Carbon Dioxide Refrigeration cycle

By Gao Xinhua* Gao yun

【Abstract】With the development of economy and the people’s increasing care

about environment protection and energy-saving, carbon dioxide as a natural

refrigerant has been widely used in refrigeration and air-conditioning industries.

This essay tries to study and discuss carbon dioxide refrigeration cycle and system

principle to help its practical application.

【New words】carbon dioxide transcritical cycle refrigeration system principle

application

随着经济发展和人民生活水平的提高，人们的环保节能意识不断增强，制冷空调行业制冷工质的选择也越来越重视工质的环保节能特性。以CO2和NH3为代表的自然工质制冷系统已经大量应用，本文试对CO2为工质的制冷循环进行探讨，以利实际应用。

1. CO2 制冷工质的特性

1.1环保特性。CO2 制冷工质属于环保型制冷工质，它的破坏臭氧层潜能值ODP=0，地球温室效应潜能值WMP=1。它不破坏臭氧层，不需回收和再生，对地球变暖的影响甚微，是较理想的天然制冷剂。

压缩空气制冷循环

压缩空气制冷循环以空气为工质，其循环的装置简图见图6-21，循环的图和图如图6-22所示。从冷库出来的空气状态为1，其温度（为冷库温度）压力为，接着进入压缩机进行压缩，升温升压到、，再进入冷却器进行定压放热，温度下降到（=），然后进入膨胀机实现膨胀，使压力下降到，温度进一步下降到最后进（），入冷库进行定压吸热过程完成循环。循环的最高压力 与最低 压力之比称作增压比，用表示。

进行循环分析时，为突出主要问题， 假定所有的过程都是可逆过程、在压缩机内的压缩过程及膨胀机内的膨胀过程均为可逆绝热过程并且空气可作为比热容取定值的理想气体。

压缩空气理想制冷循环的构成与燃气轮机装置定压加热理想循环一样仅是方向相反？是的，在热力学分析上，压缩空气制冷循环可以视为布雷敦逆循环。

参看图6-22，循环中工质从低温热源（冷库）吸热量亦即循环中工质的制冷量：

排向高温热源的热量为 压气机消耗的功为 膨胀气缸中回收的功为 所以，循环消耗的净功是

因此，循环的制冷系数为

考虑到1-2,3-4都是可逆绝热过程，因而有

将之代入制冷系数表达式可得

(6-20) 上式表明，循环增压比越小，制冷系数越大。但增压比越小，单位质量工质的制冷量也越小。当由（/）下降到（/）时制冷量也由面积1-4-4’-1’-1下降为面积1-9-9’-1’-1。所以，不能太小。 在相同的低温热源（冷库）和高温热源之间工作的卡诺逆循环的制冷系数为

与式(6-20)比较，因为， 所以，这里再次看到相同温度两热源（和）之间卡诺逆循环的制冷系数最大。 压缩空气制冷循环的制冷量为 (6-21) 式中，是循环工质的质流量。可见制冷量取决于温差和质流量。