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第三章 蒸气压缩制冷循环ppt课件

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单级蒸汽压缩式制冷循环PPT课件

单级蒸汽压缩式制冷循环PPT课件

若不计回热器与环境空气之间的热交换，则液 体过冷的热量等于使蒸气过热的热量，其热平 衡关系为
h4 h4 h1 h1
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(1-20)
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p
4’4 pk 3 2 2’ 5’ 5 p0 1 1’
q0 q0
h 回热循环在p-h图上的表示
回热循环中各性能指标的变化完全同于有效过热循环。
现在您正浏览在第30页，共58页。
无效过热循环
无效过热循环：过热过程中产生的冷量没有被冷 却介质所吸收。
（1）单位制冷量 q0
不变
q0 (h1 h5 )
(1-13)
(2)单位容积制冷量 qv 减小
qv
h1 h5 v1'
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(3)理论比功 w0
增加
w0 h2' h1'
q h w
（1-1）
这里，把自外界传入的功作为负值。
现在您正浏览在第13页，共58页。
（1）压缩过程: q 0 w h2 h1
(2)冷凝过程： w 0
（1-2）
qk h2 h4
（1-3）
(3) 节流过程： w 0, q 0
h4 h5
（1-4）
（4）蒸发过程： w 0
现在您正浏览在第14页，共58页。
吸气管道中的热交换可视情况当作有效过热 或无效过热来分析。
现在您正浏览在第38页，共58页。
（2）排出管道
在压缩机的排出管道中，热量由高温制冷剂 蒸气传给周围空气，它不会引起性能的改变，仅 仅是减少了冷凝器中的热负荷。
排气管道中的压降会引起压缩机排气压力 升高。

客车空调系统课件 第3章 空调设备的结构与工作原理

客车空调系统课件 第3章 空调设备的结构与工作原理
1-轴封 2、8-圆柱轴承 3-机体 4-阳转子 5-排气端盖 6-锁紧螺母 7-轴承 9-阴转子
b)压缩机卸载工作
图3-7 曲柄连杆式压缩机容量调节
第三章 客车空调系统的结构与工作原理 三、制冷系统各主要部件的结构与工作原理
1. 制冷压缩机
4）常见制冷压缩机的工作工程和结构组成 （1）曲轴连杆式压缩机 油缸控制斜环： 油缸控制斜环的工作如图3-8所示。斜环转动依靠油缸中的油压推动， 控制卸载阀片打开或关闭，使气缸处于不工作或工作状态。
第三章 客车空调系统的结构与工作原理
二、蒸气压缩式制冷原理
1. 蒸汽压缩式制冷系统结构
主要由压缩机、冷凝器、储液缸干燥器、膨胀 阀、蒸发器等组成。

11
2. 蒸汽压缩式制冷循环原理
10
制冷剂液体在蒸发器中吸收被冷却物体的热量
9
而汽化成低温低压的蒸气①后，被压缩机吸入，压 缩机消耗一定的功率将制冷剂压缩成压力、温度较 高的蒸气②并排入冷凝器。高温高压的制冷剂蒸气 在冷凝器中被环境空气（或水）冷却，放出热量而 被冷凝成液体③。由于制冷剂液体的温度要降到低 于冷藏室的温度才能送入蒸发器。为此，先让高温 高压的液体制冷剂③经过膨胀阀节流降压，同时温 度也降低，成为雾状制冷剂④再进入蒸发器。在蒸 发器中，低压低温的制冷剂又吸收被冷却物体的热 量，蒸发成低压低温的制冷剂蒸气，再被压缩机吸 入。如此周而复始地循环。
2. 常用的制冷方法
1) 冰制冷 4) 气体膨胀制冷
2) 机械制冷 5) 绝热放气制冷
3) 温差电制冷 6) 磁制冷
第三章 客车空调系统的结构与工作原理
一、概述
3. 制冷剂
1)对制冷剂的物理、化学和热力性质的基本要求
(1) 对制冷剂物理性质的要求

蒸汽动力循环与制冷循环PPT课件

蒸汽动力循环与制冷循环PPT课件
热力学分析
汽轮机中工质对外作功量(过程1→2) WS(R) H H2 H1 (kJ kg-1)
冷凝器中工质对外放热量
QL H H3 H2 (kJ kg-1)
水泵消耗的压缩功量
Wpump H H4 H3 V3 p4 p3 (kJ kg-1)
工质从锅炉中吸收的热量
QH H H1 H4 (kJ kg-1)
T
等温冷凝
T放 3
2
WS
T吸 4
1
等温蒸发
S
耗功过程：耗功量最小。 实际过程的耗功量要大于逆向卡诺循环的耗功量
二.蒸汽压缩制冷循环
1. 工作原理及T-S图
3
主要设备有：
节膨
压缩机
流胀 阀机
或
冷凝器
膨胀机（节流阀）
4
蒸发器
四部分组成。
冷凝器
QH
2
压 缩 机
1 QL 载冷体
蒸发器
在制冷过程中，要涉及到相变、工质、压力、沸点等问题
点燃式内燃机(汽油机) 定容加热循环 混合加热循环
压燃式内燃机(柴油机) 定压加热循环
Jetta柴油车
8.2.1 定容加热循环 Otto循环
p
3
3
3
p
T
2
4
0
大气压力
1
2
V
2
4
4
排气阀 进气阀
(a)实际工作原理图
1
(b) p-V 图 V
1 S
(c) T-S 图
图 8-8 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图
T
5
锅炉
发电机
4
6
2’
1 1’ 56

制冷原理与装置课件第三章 单级压缩蒸汽制冷循环

制冷原理与装置课件第三章 单级压缩蒸汽制冷循环
制冷原理与装置课件第三章 单级压缩蒸汽制冷循环
第一节 单级压缩蒸汽制冷机的理论 循环
• 单级压缩蒸汽制冷机是指将制冷剂从P0压 缩到PK经过一级压缩。
• 一、理论循环—作为研究制冷机实际循环 的基础。
• 定义：为了能应用热力学理论对蒸汽制冷 机的实际过程进行分析，我们先提出一种 简化的循环，称为理论循环。
2020/8/2
7
6、热力完善度η
例3-1 e1D
1(0.2150.81310.20510.21280.804)97
0.42343.23%3
课件\例题3－1表1.tif 课件\例题3－1表2.tif
2020/8/2
8
• 例3-1计算结果分析： 在相同工作条件下，
①R22、R717的qv值很接近，但R134a小的 多（约小45%）。
• 压缩机吸入前的制冷剂蒸汽的温度高于吸气压力 所对应的饱和温度时，称为吸气过热。具有吸气 过热过程的循环，称为吸气过热循环。
• 1、循环的压-焓图及温-熵图
qv qv
0 0
1 cp0tR 1 tR
2020/8/2
q0
T0
14
过热包括
有效过热
无效过热—氨系统一般属于
对有效过热循环，循环的ε′与无过热循环的ε0 比较大小取决于△q0/ △w0的大小。 如△q0/ △w0＞ ε0，则过热有利；
q0=h1-h5=r0（1-x5）kJ/kg；
• 2、单位容积制冷量qv
定义：压缩机每输送1m3以吸气状态计的制冷剂 蒸汽经循环从低温热源所吸收的热量。
qv=q0/v1=（h1-h5）/v1 kJ/m3；
• 3、理论比功w0
定义：理论循环中制冷压缩机输送1Kg制冷剂所 消耗的功。

蒸气压缩式制冷的理论循环及热力计算26页PPT

蒸气压缩式制冷的理论循环及热力计算26页PPT

1
0
、
倚
南
窗
以
寄
傲
，
审
容
膝
之
易
安
。
21、要知道对好事的称颂过于夸大，也会招来人们的反感轻蔑和嫉妒。——培根 22、业精于勤，荒于嬉；行成于思，毁于随。——韩愈
23、一切节省，归根到底都归结为时间的节省。——马克思 24、意志命运往往背道而驰，决心到最后会全部推倒。——莎士比亚
文 家 。汉 族 ，东 晋 浔阳 柴桑 人 （今 江西 九江 ） 。曾 做过 几 年小 官， 后辞 官 回家 ，从 此 隐居 ，田 园生 活 是陶 渊明 诗 的主 要题 材， 相 关作 品有 《饮 酒 》 、 《 归 园 田 居 》 、 《 桃花 源 记 》 、 《 五 柳先 生 传 》 、 《 归 去来 兮 辞 》 等 。
蒸气压缩式制冷的理论循环及热力计 算
6
、
露
凝
无
游
氛
，
天
高
风
景
澈
。
7、翩翩新 来燕，双双入我庐 ，先巢故尚在，相 将还旧居。
8
、
吁
嗟
身
后
名
，
于
我
若
浮
烟
。
9、 陶渊 明（ 约 365年 —427年 ），字 元亮， （又 一说名 潜，字 渊明 ）号五 柳先生 ，私 谥“靖 节”， 东晋 末期南 朝宋初 期诗 人、文 学家、 辞赋 家、散
25、学习是劳动，是充满思想的劳动。——乌申斯基
谢谢！

第3章 蒸气压缩式制冷

第3章 蒸气压缩式制冷


3
m
2
3
m
第一节 可逆制冷循环
4－1过程单位质量的吸热量 循环的单位质量输入功 循环的性能系数
q0 Tds T0m (s1 s4 ) T0m s
4
1
(3－10)
(3－1l) (3－12)
w q q0 (Tm T0 m )s
q0 T0 m COP w Tm T0 m
第一节 可逆制冷循环
循环效率(也称为热力完善度)用来说明制冷循环与可
逆制冷循环的接近程度。热力学上最为完善的循环是可逆 循环。制冷循环的循环效率定义为：一个制冷循环的性能 系数COP与相同低温热源、高温热汇温度下可逆制冷循环 的性能系数COPc之比，即 η=COP/COPc (3－7) 实际制冷循环中总会存在各种不可逆因素，其循环效率的 值介于0－1之间。η越接近1，说明越接近可逆循环，循环 的热力学完善程度越高。
制冷循环的热力学本质是：用能量补偿的方式把热量
从低温热源排到高温热汇。从这一本质出发，制冷循环不 但可以实现使物体降到环境温度以下的制冷目的，而且可 以用于使物体升到环境温度以上的加热目的。
第一节 可逆制冷循环
1.制冷机与热泵
在制冷机中人们以环境(环境温度的水或空气)为高温 热汇，利用逆向循环在低温下从低温热源吸热，收益是制 冷量。如果以环境为低温热源，利用循环在高温下向高温 热汇排热，收益是供热量，便可用此热量将某空间或物体 加热到环境温度以上。具有这种用途的机器叫做“热泵”。 可见，热泵与制冷机循环的热力学本质完全相同。这就是 将热泵纳入制冷技术范畴的理由。它们的区别仅在于使用 目的。单一用于制冷的机器叫制冷机；单一用于供热的机 器叫热泵。制冷机可以做成在一些时候用来制冷，在另一 些时候用来供热，这样的制冷机叫做热泵型制冷机。

2014第三章蒸汽压缩式制冷


热汇（heat sink）： 流入热量的对象，制 冷剂向其排热。
制冷循环的热力学本质：
用能量补偿的方式把热量从低温热源转移到高温热汇。
3.1.1蒸气压缩制冷的热力学原理 1 制冷机与热泵
制冷循环可达到的效果

制冷——制冷机
制热——热泵
3.1.1蒸气压缩制冷的热力学原理
2 性能系数和热力完善度
TL 1 W T T T H H L 1 TL
3.1.2 逆卡诺制冷循环
逆卡诺制冷循环性能系数——特点

相同热源热汇温度下的制冷循环中最高 只与热源、热汇温度有关

随
TH
TL
变化， TH T
越大，COP越小
L

用逆卡诺制冷循环评价制冷循环经济性的意义：

制冷循环的COP与热源、热汇温度有关 用COP评价制冷循环的经济性时，只有指明热源热
qk
冷凝器

工作过程 冷凝温度——冷却介质温度 蒸发温度——被冷却介质温度 闪发蒸汽
膨 胀 阀 3 4
Tk
压 缩 机
2
1
蒸发器
T0
3.2.2 制冷剂状态图
制冷剂状态图——压力-比焓图
lgP

T
Critical point
六条等值线 二条饱和线 三个状态区
S v
一个临界点
h
压焓图的构成
来源：《采暖通风与空气调节术语标准》 GB50158-92
3.1.1蒸气压缩制冷的热力学原理 SEER--季节能效比 COP或EER是指在标准条件下运行的能源利用系 数，实际上制冷机大都是在非标准条件下运行， 因此美国能源部1977年提出了SEER（Seasonal Energy Efficiency Ratio季节能效比）。SEER比 EER更合理。 空调季节的总制冷量

制冷原理与设备多媒体课件 第三章 单级蒸汽压缩式制冷循环11





1.压焓图 一点： 临界点C 三区： 液相区、 两相区、 气相区。 五态： 过冷液状态、 饱和液状态、 湿蒸气状态、 饱和蒸气状态、 过热蒸气状态。 八线： 等压线p（水平线） 等焓线h（垂直线） 饱和液线x=0， 饱和蒸气线x=1， 无数条等干度线x 等熵线s 等比体积线v 等温线t

制冷剂在各设备的连接管道中流动没有流动损失，与外界不发生热量交 换。
3．1 单级蒸气压缩式制冷的理论循环
4. 单级蒸气压缩式制冷理论循环在压焓图上的表示 1）制冷压缩机压缩过程 2）制冷压缩机冷凝过程 3）制冷压缩机膨胀过程 4）制冷压缩机蒸发过程
3．1 单级蒸气压缩式制冷的理论循环
5. 单级蒸气压缩式制冷理论循环在温熵图上的表示 1－2：压缩过程 2－2’：冷却过程 2’－3：冷凝过程 3－4：节流过程
T 3 2' pk， tk 2
4－1：蒸发过程
4
p0， t0
1
0
S
3．1 单级蒸气压缩式制冷的理论循环
三、单级蒸气压缩式制冷理论循环的性能指标及其热力计算 1. 性能指标 制冷量（kW） 单位热负荷（kJ/kg） 单位质量制冷量（kJ/kg） 热负荷（kW） 单位容积制冷量（kJ/m3） 理论比功（kJ/kg）
五、实际循环在p－h图上的表示 1－2－3－4表示理论循环，1－1′－2s－2s′－3－3′－4′－1表示实际循环。 4′—1表示制冷剂在蒸发器中的蒸发和压降过程；
0
h
1 .0 6
R 50 2
1.05 R 744
1. 0 4
R6 0 0a
R502
结论：过热循环对 制冷循环是
1 .0 2
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其作用之一是不断地将完成了吸热过程而汽化的 制冷剂蒸气从蒸发器中抽吸出来，使蒸发器维持
W
低压状态，便于蒸发吸热过程能继续不断地进行 下去
Qo
Qk

或温外制 冷一冷利
水度，冷 剂个压用
），作压 蒸能缩饱
转创用缩 气量机和
移造之机 的，抽温
的将二除 温使出度
条制是了 度低的和
件冷通及 ，温低饱
剂过时 再低温和
蒸压抽 送压低压
气缩出 往的压力
的作蒸 冷制的一
W
热用发 凝冷制一
量提器 器剂冷对
向高内 去蒸剂应
外制蒸 冷气蒸这
界冷气 凝增气个
环剂， 压进原
境蒸维 ，行理
介气持 从压，
质的低 而缩我
（压温 提，们
空力低 高给对
气和压 制它制
Qo
冷凝器（Condenser）也是一个热交换设备，作用是利用环境冷却介
第三章 蒸气压缩制冷循环
3.0 预备知识
在普通制冷温度范围内，蒸气压缩式制冷是占主导地位的制 冷方式，它属于液体蒸发制冷
液体蒸发制冷的特征是：利用制冷剂液体在气化时（蒸发时） 产生的吸热效应，达到制冷目的
液体蒸发制冷构成循环的四个基本过程是：
制冷剂液体在低压（低温）下蒸发，成为低压蒸气； 将该低压蒸气提高压力成为高压蒸气； 将高压蒸气冷凝，使之成为高压液体； 高压液体降低压力重新变为低压液体，从而完成循环。
在制冷系统中，我们将制冷剂在低压下蒸发的容
器，称为蒸发器（evaporator） ，蒸发器是
热交换设备，其作用是将蒸发器外被冷却对象的 热量传递给蒸发器内制冷剂，制冷剂（在低温低 压下）相变吸热而使被冷却对象的温度降低
从蒸发器内源源不断地抽出制冷剂气体的装置称
为制冷压缩机（refrigerant compressor） ，
压缩过 程
Compressio n Process
到冷凝压力pk，然后送往冷凝器，在 pk 压力下等压冷凝成液体，
同时，制冷剂放出冷凝热量，并传给冷却介质（通常是水或空气）
与冷凝压力pk相对应的冷凝温度tk ,一定要高于冷却介质的温度，
冷凝后的液体通过膨胀阀或节流元件进入蒸发器
当制冷剂通过膨胀阀时，压力从 pk 降到 po ，少部分液体气化， 极大部分剩余液ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ的温度降至 to，这部分液体在蒸发器中蒸发，
降低制冷剂液体的压力，从而降低制冷剂液体的温度。将高压常温的
制冷剂液体通过降压装置——膨胀阀（又称节流阀，expansion valve，throttle valve ），得到低温低压制冷剂，再送入蒸发器吸
热蒸发，从而完成了一个制冷循环。
Qk W
Qo
Qk
冷凝器
节流阀
压缩机
W
蒸发器
Qo
Qk
高压、饱和液体
等于被冷却对象温度；且各温度均为定值 离开蒸发器和进入制冷压缩机的制冷剂蒸气为蒸发压力下的饱和蒸气；
离开冷凝器和进入膨胀阀的液体为冷凝压力下的饱和液体 除膨胀阀产生节流降压外，制冷剂在设备管道内的流动没有流动阻力
损失（即没有压力降），同时与外界环境没有热交换
节流过程为绝热的焓值不变过程（Isenthalpic process）
高压、过热蒸气
Condenser
Expansion Valve
Compressor
W
低压、气液两相
Evaporato r
低压、低温蒸气
Qo
单级蒸气压缩式制冷循环工作过程如下
制冷剂在蒸发器内，在压力 po、温度 to 下沸腾， to低于被冷物
体的温度。压缩机不断地抽吸蒸发器中产生的蒸汽，并将它压缩
质空气或水，将来自制冷压缩机的高温高压制冷剂蒸气的热量带走， 使高温高压制冷剂蒸气冷却、冷凝成高压常温的制冷剂液体。
值得一提的是，冷凝器内制冷剂蒸气变为制冷剂液体的过程中，压力 是不变的仍为高压
高压常温的制冷剂液体不能直接送入低温低压的蒸发器。我们将再一
次利用饱和压力（saturation pressure）与饱和温度一一对应原理，
鉴于实际的制冷循环是一个动态且复杂的循环过程，不便于定性和定 量分析，我们将从简单但符合实际规律的理论制冷循环入手，用热力 学理论对其进行透彻的分析和计算，在此基础上再修正复杂、多变的 实际制冷循环，指导实际制冷循环的应用，使之更有效、更安全地为 我们服务。对制冷循环进行的热力计算，是制冷系统机器、设备设计 和选型的理论依据
2、理论制冷循环在温-熵图和压-焓图上的表示
冷凝器
压缩机 电动机 节 流 阀
蒸发器
T
冷凝
冷却
统称为“冷凝”
节流
x＝0
4
TK
3
5
To
蒸发
2
压缩
1 x＝1
S
lgP
冷凝过程
Condensation Process
x＝0 x＝1
节流过程 4
Throttle
Process
5
PK
32
Po
1
蒸发过程
Evaporation Process
并从被冷却的物体中吸取它所需要的蒸发热。而气化的这部分蒸 汽称为闪发蒸汽，在它被压缩机吸入之前几乎不再起吸热作用
3.1 单级蒸气压缩式制冷循环
3.1.1 单级蒸气压缩式制冷循环的理论循环
分析单级蒸气压缩式制冷循环的理论循环（Ideal Single-Stage Cycle）的 目的是运用热力学原理对制冷循环内在联系和外部影响，进行的理论 分析，是制冷系统安装、调试、运行管理和维护的理论基础。它对制 冷循环的能量转换及转换后效率进行的理论分析，是制冷系统能否节 能、环保、可持续发展的理论根据
上述四个过程中，①是制冷剂从低温热源吸收热量的过程； ③是制冷剂向高温热源排放热量的过程；②是循环的能量 补偿过程。
能量补偿的方式有多种，所使用的补偿能量形式相应的也 有所不同。如果该过程的能量补偿方式是用压缩机对低压 气体做功，使之因受压缩而提高压力，那么，这种制冷方 式便称之为蒸气压缩式制冷循环（vapor compression refrigeration cycle）
1、理论制冷循环的假定条件
压缩过程为等熵过程（Isentropic process ），即压缩过程与外界
没有热交换
冷凝、蒸发过程均为定压过程（Isobaric process） ，没有传热温 差。即制冷剂的冷凝温度（Condensing temperature）等于环境介质 （空气或水）温度；制冷剂的蒸发温度（Evaporating temperature）