1、1第十一章第十一章 制冷循环制冷循环 Refrigeration cycle11-1 概述概述11-2 压缩气体制冷循环压缩气体制冷循环11-3 压缩蒸气制冷循环压缩蒸气制冷循环11-4 制冷剂性质制冷剂性质11-5 其他制冷循环其他制冷循环11-6 热泵循环热泵循环211-1 概概 述述制冷循环制冷循环热泵循环热泵循环 (heat-pump cycle)逆向循环逆向循环(reverse cycle)iso0c0SSSiso0c0SSS一、逆向循环的补偿条件一、逆向循环的补偿条件3二、经济性指标二、经济性指标ccqqq0cccTTT0深冷深冷1 冷吨冷吨 1 000 kg 0 C的饱和水在的饱
2、和水在24 h内冷冻成内冷冻成0 C的冰所需的制冷的冰所需的制冷量。量。 1冷吨冷吨=3.86kJ/s；（；（美国美国1冷吨冷吨=3.517kJ/s ）工程上也称工程上也称制冷装置工作性能系数制冷装置工作性能系数COP。4 11-2 压缩气体制冷循环压缩气体制冷循环一、一、 压缩气体制冷循环压缩气体制冷循环（Gas-compression refrigeration cycle）简介简介5二、制冷系数二、制冷系数（the coefficient of performance COP）321hhq定比热定比热（invariable specific heat capacity）143112TTT
3、TCCnet1CqqwqqC14qhh net21342314whhhhhhhh Cnetqw 413241TTTTTT121111TTT 142314hhhhhh6讨论：讨论： 1）C1c0C21TTTTTT相同温度的相同温度的T 0和和TC2）,Cq 例例A3612557三、回热式压缩空气制冷循环三、回热式压缩空气制冷循环 压缩空气制冷，压缩空气制冷，qC较小，且随较小，且随上升，上升，下降，为兼下降，为兼顾顾Qc及及，采用大流量叶轮压缩机并回热。采用大流量叶轮压缩机并回热。 8 回热后：回热后： 面积面积12nm1=面积面积45gk4 qc=面积面积1mg61 q1=面积面积34kn3=
4、面积面积35gm3 相等，相等，下降下降例例A461277911-3 压缩蒸气制冷循环压缩蒸气制冷循环 （The vapor-compression cycle）一、设备流程及一、设备流程及T- -s图图10二、制冷系数二、制冷系数C1514qhhhh421hhqnet21whh1241hhhh1241TTTT三、状态参数确定三、状态参数确定1. T-s图和图和logp-h图图Cnetqw1112例例A4661661311-4 制冷剂制冷剂(Refrigerants)性质性质 一、一、制冷剂热力性质制冷剂热力性质 1. 对应制冷装置工作温度的饱和压力适中；对应制冷装置工作温度的饱和压力适中；
5、2. 汽化潜热大；汽化潜热大； 3. 临界温度应高于环境温度；临界温度应高于环境温度； 4. 蒸汽比体积小，导热系数大；蒸汽比体积小，导热系数大； 5. 蒸发压力不低于环境压力，三相点低于制冷循环下蒸发压力不低于环境压力，三相点低于制冷循环下 限温度。限温度。 6. 上、下界限线（在上、下界限线（在T-s图）陡峭，使冷凝更接近定温图）陡峭，使冷凝更接近定温 放热及减少节流引起制冷能力损失。放热及减少节流引起制冷能力损失。14二、制冷剂其他性质二、制冷剂其他性质 1.对环境友善；对环境友善； 2.安全无毒；安全无毒； 3.溶油性好，化学稳定性好，等等。溶油性好，化学稳定性好，等等。三、蒙特利尔协
6、定书三、蒙特利尔协定书 CHCC HCHC R134a1511-5 其他制冷循环其他制冷循环一、吸收式制冷循环一、吸收式制冷循环(absorption refrigeration)CCHPHCOPQQQWQ理想条件下理想条件下0PHtHH1TwQQT利用此功可获得利用此功可获得C,maxP0LHH0L1QwTTQTTTC,maxH0LmaxHH0LCOPQTTTQTTT例例A46625516二、气流引射式制冷二、气流引射式制冷(steam jet refrigeration)装置工作循环可分成两个循环装置工作循环可分成两个循环 制冷蒸汽循环制冷蒸汽循环673456 工作蒸汽循环工作蒸汽循环68
7、12456总循环总循环 每每kg制冷量制冷量q2 = q7-3 = h3-h7 每每kg冷凝器放出热量冷凝器放出热量 q冷冷= q5-6= h6-h5 每每kg工作蒸汽吸热量工作蒸汽吸热量 q1= q8-1= h1-h81. 原理及设备流程图原理及设备流程图17 工作蒸汽及功量最终均以热量形式在冷凝器中向环工作蒸汽及功量最终均以热量形式在冷凝器中向环境散失，构成能质下降以弥补制冷蒸汽的能质提高。境散失，构成能质下降以弥补制冷蒸汽的能质提高。2. 能量利用系数能量利用系数8127312hhmhhmQQ例例A4462551811-6 热泵循环热泵循环(heat pump)一、简介一、简介二、二、
8、供热系数供热系数net22netnet11wqqww 工业锅炉：工业锅炉：B0.7电厂热效率：电厂热效率：t0.35热泵供暖系数：热泵供暖系数：3B0.7aaQQQt1.05aaQQQ 19 华北某市热电厂排出水温华北某市热电厂排出水温30以上，余热量以上，余热量 ,93.4 10 kJ/h如以热泵回收，能满足如以热泵回收，能满足1千万千万m2建筑物采暖，一年节煤建筑物采暖，一年节煤100万吨。万吨。使用限制：使用限制： 1.与与TR- -T0反比，所以北方反比，所以北方比较低。比较低。 2.制冷，供暖联合运行工质性质要求苛刻。制冷，供暖联合运行工质性质要求苛刻。 3.环境热源土壤，水，空气分别存在环境热源土壤，水，空气分别存在小、凝固、小、凝固、腐蚀等。腐蚀等。三、热泵供暖三、热泵供暖下一章下一章
