第2章-4-单级蒸气压缩式制冷机的性能及工况课件.ppt

1、Tianjin University of Commerce1Chapter单级蒸汽压缩单级蒸汽压缩式制冷循环式制冷循环2BACKTianjin University of Commerce6:0424 00mvvhzvqqqq v000v01vhiimiivhviqPPqwwqwv001vwwvBACKTianjin University of Commerce6:0434.1.1 蒸发温度对循环性能的影响蒸发温度对循环性能的影响p1234tkt0h2t041q0q0w0w0 qkqkBACKTianjin University of Commerce6:0444.1.1 蒸发温度对循环性能

2、的影响蒸发温度对循环性能的影响v单位容积制冷量单位容积制冷量qzv的变化的变化蒸发温度的降低蒸发温度的降低 导致单位容积制冷量导致单位容积制冷量qzv 快速下降，即制冷量快速下降，即制冷量 0 快速下降快速下降131zvhhqv10130zvvhzvvthhqqq v1和和h1-h3 哪个是主要影响因素？哪个是主要影响因素？v1的增大是导致制冷量的增大是导致制冷量 0快快速下降的主要影响因素速下降的主要影响因素变化不大变化不大快速减小快速减小NH3BACKTianjin University of Commerce6:0454.1.1 蒸发温度对循环性能的影响蒸发温度对循环性能的影响v比容积功

3、的变化比容积功的变化 无法直接判断耗功率的变化规律无法直接判断耗功率的变化规律将工质看作理想气体将工质看作理想气体单位理论压缩功：单位理论压缩功：理论功率：理论功率：0001vwtwv 1110100kkkppvpkkw10001011kkkvwkpwpvkp1000011kkkvhvvhkpPqwqpkpIF：p0=pk，P0=0、w0v=0；IF：p00，P0=0、w0v=0；p0、w0v存存在极值，在极值，当当p0=0pk、中间的某个中间的某个压力时，压力时，P0、w0v达到最达到最大值大值表示压缩机的耗功率表示压缩机的耗功率BACKTianjin University of Comme

4、rce6:0464.1.1 蒸发温度对循环性能的影响蒸发温度对循环性能的影响v将将P0公式对公式对p0求导，令其一阶导数求导，令其一阶导数=0：11100000111kkkkkkvhvhkkpkPqpqpppkpk110001101kkkkkvhkopPkqpppkk 010max3kkkPpkpBACKTianjin University of Commerce6:0474.1.1 蒸发温度对循环性能的影响蒸发温度对循环性能的影响NH3COPBACKTianjin University of Commerce6:0484.1.2 冷凝温度对循环性能的影响冷凝温度对循环性能的影响p1234tk

5、t0h2tk3qkq0w0w0 qk4q0BACKTianjin University of Commerce6:0494.1.2 冷凝温度对循环性能的影响冷凝温度对循环性能的影响v单位容积制冷量单位容积制冷量qzv的变化的变化（图（图2-15）v比容积功的变化比容积功的变化（图（图2-16）冷凝温度的升高，单位容积制冷量冷凝温度的升高，单位容积制冷量qzv下降，即制冷量下降，即制冷量 0快速下降，比容积功增大，即快速下降，比容积功增大，即压缩机耗功率增大，循环的制冷系数减小。压缩机耗功率增大，循环的制冷系数减小。v尽量提高蒸发温度，降低冷凝温度尽量提高蒸发温度，降低冷凝温度COP01zvqq

6、v010kzvzvvtqvqqq ，不变 00001vv hvwtwPqwv BACKTianjin University of Commerce6:04104.2 制冷机工况制冷机工况v制冷机的制冷量、耗功率、制冷系数等性能参数与冷凝制冷机的制冷量、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，因此必须在温度、蒸发温度、过冷度、过热度等有关，因此必须在相同的相同的工作条件工作条件下才能比较制冷机的性能下才能比较制冷机的性能工况工况制冷压缩机制冷压缩机工况工况制冷机制冷机工况工况v4.2.1 制冷压缩机工况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

7、度、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，表蒸发温度、吸气温度、过冷度等一系列的工况条件，表2-5表表2-8名义工况：用来考核压缩机的性能名义工况：用来考核压缩机的性能高温工况：空调工况高温工况：空调工况中温工况：最大轴功率工况中温工况：最大轴功率工况低温工况：最大压差工况低温工况：最大压差工况。用来选配电动机的技术指标用来选配电动机的技术指标BACKTianjin University of Commerce6:04114.2.1 压缩机工况压缩机工况类型类型吸入饱和吸入饱和（蒸发）（蒸发）温度温度排气饱和排气饱和（冷凝）（冷凝）

8、温度温度吸气温度吸气温度液体温度液体温度环境温度环境温度高温高温7.254.418.346.135中温中温-6.748.94.448.935低温低温-31.740.64.440.635全封闭涡旋式压缩机名义工况全封闭涡旋式压缩机名义工况对于不同形式（活塞式、螺杆式、涡旋式等）、不同制冷对于不同形式（活塞式、螺杆式、涡旋式等）、不同制冷剂、不同用途的压缩机，规定的名义工况条件是不同的剂、不同用途的压缩机，规定的名义工况条件是不同的BACKTianjin University of Commerce6:0412压缩机压缩机工况工况00mvvhzvqqqq 0vhvzvqq常数00avazvabvb

9、zvbqq vz000vzbvbbaiaavaqkq压缩机性能曲线压缩机性能曲线BACKTianjin University of Commerce6:04134.2.2 制冷机工况制冷机工况v制冷机是一个整体，因此其工况不是规定冷凝温度、蒸发温度等条件，制冷机是一个整体，因此其工况不是规定冷凝温度、蒸发温度等条件，而是规定用冷条件和冷却条件而是规定用冷条件和冷却条件蒸汽压缩循环冷水（热泵）机组名义工况蒸汽压缩循环冷水（热泵）机组名义工况项目项目使用侧使用侧热源侧（或放热侧）热源侧（或放热侧）冷、热水冷、热水水冷式水冷式风冷式风冷式蒸发冷却式蒸发冷却式水流水流量量出口出口水温水温出口出口水温水

10、温水流水流量量干球干球温度温度湿球湿球温度温度干球干球温度温度湿球湿球温度温度制冷制冷0.1727300.21535-24制热制热45150.13476-BACKTianjin University of Commerce6:04144.2.2 制冷机工况制冷机工况v房间空调器实验工况房间空调器实验工况工况条件工况条件室内侧室内侧室外侧室外侧干球温度干球温度湿球温度湿球温度干球温度干球温度湿球温度湿球温度额定额定制冷制冷T1T2T3272129191519352746241924额定额定制热制热高温高温低温低温超低温超低温201572-761-8T1：温带气候，：温带气候，43；T2：低温气候

11、，：低温气候，35；T3：高温气候，：高温气候，52。BACKTianjin University of Commerce6:0415例：例：实际循环的热力计算实际循环的热力计算BACKTianjin University of Commerce6:0416v解：解：1.将循将循环表示在环表示在p-h图上，并确图上，并确定各状态点定各状态点参数。参数。005 1015oatttC 30535okwktttC 435530okgtttC1015510ortttC p023tkt02sh145021212121iissiwhhwhhhhhhBACKTianjin University of Com

12、merce6:0417R717（NH3）过热蒸汽表）过热蒸汽表BACKTianjin University of Commerce6:0418状态点状态点参数参数数值数值状态点状态点参数参数数值数值p0 kPa236.17t2 115pk kPa1352.52sh2s kJ/kg1762.840h0 kJ/kg1440.163h3 kJ/kg366.6911h1 kJ/kg1451.873C kJ/(kg.K)4.849v1 m3/kg0.434h4 kJ/kg343.0262h2 kJ/kg1710 5h5 kJ/kg343.026BACKTianjin University of Comm

13、erce6:0419kgkJhhq/134.1097026.34316.14405003011097.1342551.47/0.43zvqqkJ mvkgkJhhw/13.25887.145117101200004.25qCOPwBACKTianjin University of Commerce6:0420231762.84366.6911396.149/ksqhhkJkg2230.1250.1 9604/600.0785/44vhqD SnZms30.07850.680.053/vsvhvqqmsskgvqqvsm/124.01BACKTianjin University of Comme

14、rce6:0421000.124 1097.134136.27mqqkW kWwqPm99.31258124.000kWPPii54.3883.099.310kWPPmie83.4290.054.38BACKTianjin University of Commerce6:04220134.273.13542.83eCOPP222221151762.84171014.8696118.6sspotthhCC23()0.124(1762.84366.691)173.12kmsqhhkW 34()0.124(366.691343.026)2.93gmqhhkW BACKTianjin Universi

15、ty of Commerce6:0423作业作业1BACKTianjin University of Commerce6:04245 5.1 劳仑兹循环劳仑兹循环v特点：特点：高、低温热源温度变化的可高、低温热源温度变化的可逆制冷循环逆制冷循环高温热源温度高温热源温度 由低由低高，高，冷凝温度冷凝温度 由高由高低低低温热源温度低温热源温度 由高由高低，低，蒸发温度蒸发温度 由低由低高高压缩、膨胀过程为可逆过程压缩、膨胀过程为可逆过程由两个等熵过程和两个可逆由两个等熵过程和两个可逆变温吸热、放热过程组成变温吸热、放热过程组成1000144mqTdsTssTS1234Tkm5qoS S w=wc-

16、we6qkTom传传热热温温差差03232kkkmqTdsTss0000mkkmmqTCOPqqTT相当于工作在相当于工作在T0m与与Tkm之间的逆卡诺循环之间的逆卡诺循环BACKTianjin University of Commerce6:04255.2 单级蒸汽压缩混合工质制冷循环单级蒸汽压缩混合工质制冷循环非共沸制非共沸制冷剂的特点：冷剂的特点：两相区内等两相区内等压线和等温压线和等温线不重合线不重合等压冷凝等压冷凝过程过程=冷凝温冷凝温度降低度降低等压蒸发等压蒸发=蒸发温度升蒸发温度升高高R407c压焓图压焓图BACKTianjin University of Commerce6:0

17、4265.2 单级蒸汽压缩混合工质制冷循环单级蒸汽压缩混合工质制冷循环v非共沸混合工质制冷循环非共沸混合工质制冷循环lg ph41234tkto2pkpot2t3t1t4totkTs14223T0TkTkT0BACKTianjin University of Commerce6:0427项项 目目 R22R134aR717R744ODP0.055000临界温度临界温度/96.2101.7133.031.1临界压力临界压力/Mpa 4.974 4.055 11.42 7.372 标准大气压下沸点标准大气压下沸点/-40.8-26.2-33.3-78.40的压力的压力/Mpa 0.4980.293

18、0.4293.485容积制冷量容积制冷量kJ/m3（0）43442860436022600可燃性可燃性毒性毒性否否/否否否否/否否是是/是是否否/否否临界温临界温度太低度太低运行压运行压力高，力高，压比低压比低与环境最为友善的自然工质制冷工质之一与环境最为友善的自然工质制冷工质之一良好的安全性和化学稳定性良好的安全性和化学稳定性单位容单位容积制冷积制冷量高量高BACKTianjin University of Commerce6:0428CO2制冷循环制冷循环v典型的基本循环与蒸汽压缩式制冷循环型式相同典型的基本循环与蒸汽压缩式制冷循环型式相同压缩机、冷凝器（气体冷却器）、膨胀阀、蒸发器压缩机

19、、冷凝器（气体冷却器）、膨胀阀、蒸发器v根据循环的外部条件，可以实现三种循环根据循环的外部条件，可以实现三种循环 亚临界循环亚临界循环（Subcritical Cycle）跨临界循环跨临界循环(Transcritical Cycle)超临界循环超临界循环（Hypercritical Cycle）GCEComEV2341BACKTianjin University of Commerce6:0429跨临界跨临界CO2制冷循环制冷循环(Transcritical Cycle)2ST341Trpr143ph2PkPrTkTr，显热交，显热交换，变温过程换，变温过程P0PrT060BACKTianji

20、n University of Commerce作业作业2v编写制冷剂热力性质及物性参数计算程序，将计算结果与标准数据比编写制冷剂热力性质及物性参数计算程序，将计算结果与标准数据比较，写出计算报告。较，写出计算报告。v要求：要求：计算对象为各种常用制冷剂；计算对象为各种常用制冷剂；给出任意两个状态参数可计算其余热力性质及物性参数；给出任意两个状态参数可计算其余热力性质及物性参数；在常用参数范围内对各热力性质及物性参数计算结果进行误差分析；在常用参数范围内对各热力性质及物性参数计算结果进行误差分析；计算报告至少应包括以下内容：计算报告至少应包括以下内容：摘要摘要引言引言计算方法计算方法计算结果及

21、分析计算结果及分析结论结论附件：源程序附件：源程序6:0433BACKTianjin University of Commerce作业作业3 6v3、编写单级蒸汽压缩式制冷系统热力计算程序，编写单级蒸汽压缩式制冷系统热力计算程序，将计算结果与上述热力计算结果比较，并分析各将计算结果与上述热力计算结果比较，并分析各种因素对系统性能的影响（要求同上）。种因素对系统性能的影响（要求同上）。v4、编写双级蒸汽压缩式制冷系统热力计算程序，编写双级蒸汽压缩式制冷系统热力计算程序，将计算结果与上述热力计算结果比较，并分析各将计算结果与上述热力计算结果比较，并分析各种因素对系统性能的影响（要求同上）。种因素对系统性能的影响（要求同上）。v5、新型制冷系统的原理及研究进展。新型制冷系统的原理及研究进展。v6、冷凝器、蒸发器设计。、冷凝器、蒸发器设计。要求进行方案比较、技要求进行方案比较、技术经济性分析。术经济性分析。6:0434