化工热力学制冷优秀课件
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化工热力学课件 华东理工大学 第8章 蒸汽动力循环与制冷循环
第8章蒸汽动力循环与制冷循环内容概要
将热能变为机械能必须通过循环才能完成，而组成循环的热力过程主要是在热力原动机中进行的。
根据所采用工质的不同，热力原动机循环分为两类：以蒸汽为工质的称为蒸汽动力循环，而以气体为工质的则称为气体循环。
其中以蒸汽动力循环最为主要，其研究对象不是原动机的结构与构件，而是工质所经历的状态及其变化过程。
制冷循环是一种逆向循环。
逆向循环的目的
在于把低温物体(热源)的热量转移到高温物体(热源)去。
根据Clausius对热力学第二定律的描
等效循环的平均吸热温度
点的压力高低
1-α1
Jetta柴油车
内燃机是一个敞开系统
每一个循环都要从外界吸入工质，循环结束时将废气排于外界
与蒸汽动力循环
适合使用汽油
不同
依靠压缩后的高温空气使燃料着火燃烧，使现代高速柴油机既有定压加热又有定容加热
高温环境
水、
低温环境
图8-16 制冷机与热泵。
制冷基本原理PPT课件可修改全文
写在最后
经常不断地学习,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量 Study Constantly, And You Will Know Everything. The More
You Know, The More Powerful You Will Be
谢谢你的到来
学习并没有结束，希望大家继续努力
三、其他换热器
作用：提高工作效率，或用于较低蒸 发温度的系统．
类型：回热器、中间冷却器、冷凝蒸发器和 板式换热器等．
１.回热器
进气
1 进液
出液
2
图4-13 盘管式回热器结构
1-壳体 2-盘管 3-进、出气接管及法兰
出气 3
２、板式换热器
第六章 节流机构
1. 节流机构
作
降压降温，保证压差：PK P0，TK它是利用蒸发器出口制冷剂蒸气的过热 度调节阀孔开度以调节供液量的．根据 热力膨胀阀内膜片下方引入蒸发器进口 或出口压力，分为内平衡式或外平衡式 两种。
14
1
13
2
12
3
4 5
6 7
8
11 10
9
图 4 -2 0 内 平 衡 式 热 力 膨 胀 阀 结 构
1 -气 箱 座 2 -阀 体 3 、 1 3 -螺 母 4 -阀 座 5 -阀 针 6 调 节 杆 座 7 -填 料 8 -阀 帽 9 -调 节 杆 1 0 -填 料 压 盖 1 1 -感 温 包 1 2 -过 滤 网 1 4 -毛 细 管
漏。
❖ 3.具有自动补偿功能。
第7章 辅助设备
辅助设备 作用：完善制冷系统的技术性能，保证可靠的
运行． 分类：制冷剂的贮存、分离、净化设备和润滑
油的分离收集设备
《化工热力学》课件
提高产品质量和产量
通过改进热力学过程，可以提高产品的质量和产量，提升企业竞争力。
03
02
01
历史回顾
化工热力学起源于工业革命时期，随着科技的发展和工业的进步，逐渐形成一门独立的学科。
发展趋势
随着环保意识的提高和能源需求的增加，化工热力学将更加注重节能减排、资源循环利用和可再生能源的开发利用。
未来展望
总结词：熵增加
详细描述：热力学第二定律指出，在封闭系统中，自发过程总是向着熵增加的方向进行，即系统总是向着更加混乱无序的状态发展。这个定律对于化工过程具有重要的指导意义，因为它揭示了能量转换和利用的限制，以及不可逆过程的本质。
绝对熵的概念
总结词
热力学第三定律涉及到绝对熵的概念，它指出在绝对零度时，完美晶体的熵为零。这个定律对于化工过程的影响在于，它提供了计算物质在绝对零度时的熵值的方法，这对于分析化学反应的方向和限度具有重要的意义。同时，它也揭示了熵的物理意义，即熵是系统无序度的量度。
总结词
化工过程的能量效率是衡量化工生产经济效益的重要指标，通过提高能量效率，可以降低生产成本并减少环境污染。
能量效率是评价化工过程经济性和环境影响的重要参数。它反映了化工过程中能量转化和利用的效率。提高能量效率意味着减少能源的浪费，降低生产成本，同时减少对环境的负面影响。为了提高能量效率，需要采用先进的工艺技术和设备，加强能源管理，优化操作条件。
《化工热力学》PPT课件
xx年xx月xx日
目 录
CATALOGUE
化工热力学概述热力学基本定律化工过程的能量分析化工过程的热力学分析化工热力学的应用实例
01
化工热力学概述
提高能源利用效率
通过优化化工过程的热力学参数，可以降低能耗，提高能源利用效率。
通过改进热力学过程，可以提高产品的质量和产量，提升企业竞争力。
03
02
01
历史回顾
化工热力学起源于工业革命时期，随着科技的发展和工业的进步，逐渐形成一门独立的学科。
发展趋势
随着环保意识的提高和能源需求的增加，化工热力学将更加注重节能减排、资源循环利用和可再生能源的开发利用。
未来展望
总结词：熵增加
详细描述：热力学第二定律指出，在封闭系统中，自发过程总是向着熵增加的方向进行，即系统总是向着更加混乱无序的状态发展。这个定律对于化工过程具有重要的指导意义，因为它揭示了能量转换和利用的限制，以及不可逆过程的本质。
绝对熵的概念
总结词
热力学第三定律涉及到绝对熵的概念，它指出在绝对零度时，完美晶体的熵为零。这个定律对于化工过程的影响在于，它提供了计算物质在绝对零度时的熵值的方法，这对于分析化学反应的方向和限度具有重要的意义。同时，它也揭示了熵的物理意义，即熵是系统无序度的量度。
总结词
化工过程的能量效率是衡量化工生产经济效益的重要指标，通过提高能量效率，可以降低生产成本并减少环境污染。
能量效率是评价化工过程经济性和环境影响的重要参数。它反映了化工过程中能量转化和利用的效率。提高能量效率意味着减少能源的浪费，降低生产成本，同时减少对环境的负面影响。为了提高能量效率，需要采用先进的工艺技术和设备，加强能源管理，优化操作条件。
《化工热力学》PPT课件
xx年xx月xx日
目 录
CATALOGUE
化工热力学概述热力学基本定律化工过程的能量分析化工过程的热力学分析化工热力学的应用实例
01
化工热力学概述
提高能源利用效率
通过优化化工过程的热力学参数，可以降低能耗，提高能源利用效率。
工程热力学课件第十二章制冷循环
吸收式制冷循环在工业、商业和民用 等领域有广泛的应用，如化工、制药 、食品加工、宾馆和民用空调等。
由于吸收式制冷循环使用低品位热能 ，因此特别适合于使用余热或废热等 低品位热源的场合。
Part
05
热电制冷循环
热电制冷循环的工作原理
热电制冷循环基于塞贝克效应或皮尔 兹效应，通过热电转换材料将热能转 换为电能，从而实现制冷效果。
将多个制冷设备集成在一个模块中，实现 集中控制和统一管理，提高系统效率和可 靠性。
THANKS
感谢您的观看
工程热力学课件第十 二章制冷循环
• 制冷循环概述 • 制冷剂的特性 • 压缩制冷循环 • 吸收式制冷循环 • 热电制冷循环 • 制冷循环的节能与环保
目录
Part
01
制冷循环概述
制冷循环的定义和目的
定义
制冷循环是指通过一系列热力学过程，将热量从低温处转移到高温处，从而实现制冷效 果的系统。
目的
制冷循环的主要目的是在需要冷却的物体或环境中，创造一个低温环境，以维持其所需 的温度和湿度条件。
参数，实现节能运行。
制冷循环的环保要求
01
02
03
04
减少温室气体排放
通过采用高效制冷技术和环保 制冷剂，减少制冷循环中温室
气体的排放。
防止臭氧层破坏
选择不含有CFCs（氯氟烃） 的制冷剂，以保护臭氧层。
控制污染物排放
确保制冷循环产生的废水、废 气和固体废弃物得到妥善处理
和处置。
资源回收利用
对制冷设备进行回收和再利用 ，减少资源浪费和环境污染。
制冷剂在压缩机中被压缩，压力升高，温度也随之升高，然后进入冷凝器，在冷凝 器中放热给冷却水，自身温度降低并液化。
由于吸收式制冷循环使用低品位热能 ，因此特别适合于使用余热或废热等 低品位热源的场合。
Part
05
热电制冷循环
热电制冷循环的工作原理
热电制冷循环基于塞贝克效应或皮尔 兹效应，通过热电转换材料将热能转 换为电能，从而实现制冷效果。
将多个制冷设备集成在一个模块中，实现 集中控制和统一管理，提高系统效率和可 靠性。
THANKS
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工程热力学课件第十 二章制冷循环
• 制冷循环概述 • 制冷剂的特性 • 压缩制冷循环 • 吸收式制冷循环 • 热电制冷循环 • 制冷循环的节能与环保
目录
Part
01
制冷循环概述
制冷循环的定义和目的
定义
制冷循环是指通过一系列热力学过程，将热量从低温处转移到高温处，从而实现制冷效 果的系统。
目的
制冷循环的主要目的是在需要冷却的物体或环境中，创造一个低温环境，以维持其所需 的温度和湿度条件。
参数，实现节能运行。
制冷循环的环保要求
01
02
03
04
减少温室气体排放
通过采用高效制冷技术和环保 制冷剂，减少制冷循环中温室
气体的排放。
防止臭氧层破坏
选择不含有CFCs（氯氟烃） 的制冷剂，以保护臭氧层。
控制污染物排放
确保制冷循环产生的废水、废 气和固体废弃物得到妥善处理
和处置。
资源回收利用
对制冷设备进行回收和再利用 ，减少资源浪费和环境污染。
制冷剂在压缩机中被压缩，压力升高，温度也随之升高，然后进入冷凝器，在冷凝 器中放热给冷却水，自身温度降低并液化。
制冷循环方案的热力学分析ppt课件
⑵8AS－12．5型压缩机理论排汽量Vp: 可从《制冷设备手册》直接查取，也可通过计
算而得：
Vp＝566m3/h ⑶求取压缩机的输汽系统λ： 可查表，也可用计算法：
λ＝0.6629
⑷通过压缩机的氨循环量G：
G
V
•
P
566 0.6629
737.42kg
/h
v1
0.5088
⑸压缩机的产冷量Qc：
QC
而采用双级从上述结果可以看出，在压力 比大到一定程度时，由于制冷循环，却 能提高每KW电机功率的产冷量，并且保 证排汽温度在允许的范围之内。
102.73KW。因此应配置8AS－12.5压缩机的台
数：
n 328.87 3.2台
102.73
⒋分析比较：
●如果两种蒸发温度的制冷循环回路都各自单独 配置压缩机时，本来只需要两台8AS－12.5压缩 机即可满足需要。而采用了一组压缩机带两种 蒸发温度，其结果必须增配一台压缩机才能接 近所需要的产冷量。
在相同工况下，采用单级压缩机8AS－12.5进行运转时， 由前计算得： 产冷量Qc＝92.85KW 电机功率N＝60KW 每KW电机功率产冷量＝1.55KW／KW 排汽温度t2＝155℃
从上述结果可以看出，在压力比大到一定 程度时，由于排汽温度超过允许的范围， 产冷量下降，单级压缩制冷循环已不能 采用。
三、一台（组）压缩机承担两种蒸发 温度的单级压缩机制冷循环方案
设有两种蒸发温度，分别为－15℃和－28℃，采用 35℃的冷凝温度和30℃的过冷温度；
－15℃制冷循环回路的机械负荷为：226.05KW，－
28℃制冷循环回路的机械负荷为102.73KW。
蒸发压力 调节阀
装置图及循环压焓图如图→
《制冷的基本原理》课件
膨胀阀
调节制冷剂流量和压力。
常见的制冷设备
1 冷冻压缩机
通过蒸发压缩循环提供制冷效果。
3 蒸发器
将液态制冷剂转变为气态吸收热能。
2 蒸发冷凝器
将制冷剂从气态转变为液态。
4 膨胀阀
调节制冷剂的流量和压力。
实际应用与案例分析
冷库冷藏
将食物和药品等易变质物品保持在低温环境中。
空调舒适
提供室内舒适温度和湿度。
冷气循环过程
蒸发压缩循环
通过不断循环的蒸发和冷凝来制冷。
吸收循环
利用溶液中的吸收剂来制冷。
串联循环
通过多级制冷剂循环来实现极低温度。
制冷剂的选择
安全性和环保性
选择对人类和环境安全无害的制冷剂。
成本和可用性
综合考虑制冷剂的成本和市场可用性。
效能和可靠性
考虑制冷剂的制冷性能和系统的稳定性。
法规和标准
制冷物流
在运输和储存过程中保持产品的新鲜度。
工业制冷
满足各种制造过程中的冷却需求。
《制冷的基本原理》PPT 课件
欢迎来到《制冷的基本原理》PPT课件。在这个课程中，我们将深入探讨制 冷技术的基本原理，了解冷气循环过程、制冷剂的选择以及实际应用与案例 分析。
基本概念
1 热力学
学习如何通过传热和工作 以提供冷空气。
2 蒸发与冷凝
了解蒸发与冷凝是制冷过 程的核心。
3 压缩与膨胀
掌握压缩和膨胀过程对制 冷系统的影响。
遵循适用的法规和行业标准。
常见的制冷系统
1
家用冰箱
小型制冷系统，适用于家庭使用。
2
商用空调
中型制冷系统，用于商业建筑和办公场所。
3
2024版化工热力学精ppt课件
化工热力学精ppt课件目录•化工热力学基本概念•流体的热物理性质•化工过程能量分析•相平衡与相图分析•化学反应热力学基础•化工热力学在工艺设计中的应用PART01化工热力学基本概念孤立系统与外界既没有物质交换也没有能量交换的系统。
开放系统与外界既有能量交换又有物质交换的系统。
封闭系统与外界有能量交换但没有物质交换的系统。
热力学系统及其分类热力学基本定律热力学第零定律如果两个系统分别与第三个系统处于热平衡状态，那么这两个系统也必定处于热平衡状态。
热力学第一定律热量可以从一个物体传递到另一个物体，也可以与机械能或其他能量互相转换，但是在转换过程中，能量的总值保持不变。
热力学第二定律不可能把热从低温物体传到高温物体而不产生其他影响，或不可能从单一热源取热使之完全转换为有用的功而不产生其他影响，或不可逆热力过程中熵的微增量总是大于零。
状态方程与状态参数状态方程描述系统或它的性质和本质的一系列数学形式。
将系统的物理性质用数学形式表达出来，即建立该系统各状态参数间的函数关系。
状态参数表征体系特性的宏观性质，多数指具有能量量纲的热力学函数（如内能、焓、吉布斯自由能、亥姆霍茨自由能）。
偏微分与全微分概念偏微分在多元函数中，函数对每一个自变量求导数，就是偏导数。
全微分如果函数z = f(x, y) 在(x, y) 处的全增量Δz = f(x + Δx, y + Δy) -f(x, y) 可以表示为Δz = AΔx + BΔy + o(ρ)，其中A、B 不依赖于Δx, Δy 而仅与x, y 有关，ρ = √[(Δx)2 + (Δy)2]，此时称函数z = f(x, y) 在点(x, y) 处可微，AΔx + BΔy 称为函数z = f(x, y) 在点(x, y) 处的全微分。
PART02流体的热物理性质基于实验数据的经验方法利用已有的实验数据，通过拟合、插值等数学手段，得到纯物质的热物理性质随温度、压力等条件的变化规律。
化工热力学 蒸汽动力循环与制冷循环PPT文档共81页
END
化工热力学 蒸汽动力循环与制冷循环
36、如果我们国家的法律中只有某种 神灵， 而不是 殚精竭 虑将神 灵揉进 宪法， 总体上 来说， 法律就 会更好 。—— 马克·吐 温 37、纲纪废弃之日，便是暴政兴起之 时。— —威·皮 物特
38、若是没有公众舆论的支持，法律 是丝毫 没有力 量的。 ——菲 力普斯 39、一个判例造出另一个判例，它们 迅速累 聚，进 而变成 法律。 ——朱 尼厄斯
40、人类法律，事物有规律，这是不 容忽视 的。— —爱献 生
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
16、业余生活要有意义，不要越轨。——华盛顿 17、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。——罗素·贝克 18、最大的挑战和突破在于用人，而用人最大的突破在于信任人。——马云 19、自己活着，就是为了使别人过得更美好。——雷锋 20、要掌握书，莫被书掌握；要为生而读，莫为读而生。——布尔沃
绪论化工热力学-PPT
活了全世界 10、生物医学工程
4
化工热力学和其她化学工程分支学科间得关系
全流程的 最佳化设 计和控制
吸收 系统 模拟
反应 系统 模拟
精馏 系统 模拟
吸收 塔计 算
反应 器计 算
换热 器计 算
精馏 塔计 算
反应 速度 计算
传质 计算
传热 计算
流体 力学 计算
相平 衡计 算
反应 平衡 计算
物料 平衡 计算
3)注意单位换算 能量:J,Cal,cm3、atm,cm3、bar 压力:kg/m2(工程压力),atm,mmHg,bar, Pa,MPa 温度:K,℃ ,oF,
4)循序渐进
29
四、为何学和如何学好化工热力学
3、教材与习题:
❖ 教材:董新法编,化工热力学,化学工业出版社,2008 ❖ 习题: 陈钟秀,顾飞燕编,化工热力学例题与习题,化学工业出版
15
经典热力学
❖ 无论就是工程热力学还就是化学热力学还 就是化工热力学,她们均就是经典热力学,遵 循经典热力学得三大定律(热力学第一、第 二、第三定律),不同之处就是由于热力学 应用得具体对象不同,决定了各种热力学解 决问题得方法有各自得特点。
16
一、 化工热力学得定义和用途
2、化工热力学得用途
2
化学工程能做什么？
❖ 早期化学工程得主要目标就就是使化学家实验室做出来得化 学反应商品化！
❖ 化学工程就是以化学、物理、生物、数学得基本原理作为基 础,研究化学工业和相关工业中得物质转化、物质形态和物质 组成得一门工程科学
10项顶尖成果 (1983年, AIChE )
1、合成橡胶:1983年,220亿磅/年。二战期间,及时解救了天然 橡胶匮乏得困境
4
化工热力学和其她化学工程分支学科间得关系
全流程的 最佳化设 计和控制
吸收 系统 模拟
反应 系统 模拟
精馏 系统 模拟
吸收 塔计 算
反应 器计 算
换热 器计 算
精馏 塔计 算
反应 速度 计算
传质 计算
传热 计算
流体 力学 计算
相平 衡计 算
反应 平衡 计算
物料 平衡 计算
3)注意单位换算 能量:J,Cal,cm3、atm,cm3、bar 压力:kg/m2(工程压力),atm,mmHg,bar, Pa,MPa 温度:K,℃ ,oF,
4)循序渐进
29
四、为何学和如何学好化工热力学
3、教材与习题:
❖ 教材:董新法编,化工热力学,化学工业出版社,2008 ❖ 习题: 陈钟秀,顾飞燕编,化工热力学例题与习题,化学工业出版
15
经典热力学
❖ 无论就是工程热力学还就是化学热力学还 就是化工热力学,她们均就是经典热力学,遵 循经典热力学得三大定律(热力学第一、第 二、第三定律),不同之处就是由于热力学 应用得具体对象不同,决定了各种热力学解 决问题得方法有各自得特点。
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一、 化工热力学得定义和用途
2、化工热力学得用途
2
化学工程能做什么？
❖ 早期化学工程得主要目标就就是使化学家实验室做出来得化 学反应商品化！
❖ 化学工程就是以化学、物理、生物、数学得基本原理作为基 础,研究化学工业和相关工业中得物质转化、物质形态和物质 组成得一门工程科学
10项顶尖成果 (1983年, AIChE )
1、合成橡胶:1983年,220亿磅/年。二战期间,及时解救了天然 橡胶匮乏得困境
化工热力学第六章 蒸汽动力循环和制冷循环
第七章 蒸汽动力循环 和制冷循环
2013-8-12
第七章内容
工作原理 循环中工质状态变化 §7.1.1 Rankine(朗肯)循环 能量转换计算 §7.1.2 Rankine循环的改进 循环过程热力学分析 §7.2 气体绝热膨胀制冷原理
§7.1 蒸汽动力循环
§7.2.1 节流膨胀 §7.2.2 对外作功的绝热膨胀
1
1
2013-8-12
1 2，4 4理想朗肯循环（等熵） 1 2’，4 4’实际朗肯循环（不等熵）
实际Rankine循环
实际上，工质在汽轮机和水泵 中不可能是完全可逆的，即不 可能作等熵膨胀或等熵压缩。 T 2 2’ 4 4’ 这个不可逆性可用等熵效率ηs 来表示。
4’
1
4
3
S
2 2’
等熵效率ηs的定义：“对膨胀作功过程，不 可逆绝热过程的做功量与可逆绝热过程的做 功量之比。
2013-8-12
实际Rankine循环
等熵效率ηs
H 12' H 1 H 2'
1 4’ 2 2’
S，透平
WS ,透平,不 WS ,透平,可
S，泵
WS ,泵,可 WS ,泵,不
闭 系U Q W
W Q
过 热 器 锅炉
1 净功WN WS WP Q1 Q2 面积12341 Q可 逆 TdS
透 平 机
WS 膨胀功
1
Q1
2
冷 凝 器
T
Q2 3
4 3
WN Q2
Q1 2
4
水泵 WP压缩功
a
S
b
2013-8-12
理想Rankine循环
2013-8-12
第七章内容
工作原理 循环中工质状态变化 §7.1.1 Rankine(朗肯)循环 能量转换计算 §7.1.2 Rankine循环的改进 循环过程热力学分析 §7.2 气体绝热膨胀制冷原理
§7.1 蒸汽动力循环
§7.2.1 节流膨胀 §7.2.2 对外作功的绝热膨胀
1
1
2013-8-12
1 2，4 4理想朗肯循环（等熵） 1 2’，4 4’实际朗肯循环（不等熵）
实际Rankine循环
实际上，工质在汽轮机和水泵 中不可能是完全可逆的，即不 可能作等熵膨胀或等熵压缩。 T 2 2’ 4 4’ 这个不可逆性可用等熵效率ηs 来表示。
4’
1
4
3
S
2 2’
等熵效率ηs的定义：“对膨胀作功过程，不 可逆绝热过程的做功量与可逆绝热过程的做 功量之比。
2013-8-12
实际Rankine循环
等熵效率ηs
H 12' H 1 H 2'
1 4’ 2 2’
S，透平
WS ,透平,不 WS ,透平,可
S，泵
WS ,泵,可 WS ,泵,不
闭 系U Q W
W Q
过 热 器 锅炉
1 净功WN WS WP Q1 Q2 面积12341 Q可 逆 TdS
透 平 机
WS 膨胀功
1
Q1
2
冷 凝 器
T
Q2 3
4 3
WN Q2
Q1 2
4
水泵 WP压缩功
a
S
b
2013-8-12
理想Rankine循环
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6.4.1 蒸汽压缩制冷循环
制冷机所消耗的理论功率 N T G W S KW
制冷系数
q0 H1 H4 WS H2 H1
Ø 制冷剂的选择：
蒸发潜热要大；蒸发压力要低且相应的饱和蒸 汽压大于大气压力，常温下冷凝压力要低；较高的 临界温度和较低的凝固温度；较强的化学稳定性。
6.4制冷循环
6.4.1
蒸汽压缩制冷循环
6.4制冷循环
6.4.1 蒸汽压缩制冷循环
TH
3
2
TL
4
1
0
S4
S1
6.4制冷循环
6.4.1 蒸汽压缩制冷循环
QQ H0Q0THS1TL S4S1TS L4S 1S4
TL THTL
Ø 讨论：仅是工质温度的函且 数最 ，大； TL一定时， TH ， ，功耗增加； TH一定时， TL ， ，功耗越大； 液体在膨胀机内膨能 胀实 不现。
6.4制冷循环
6.4.2 吸收制冷循环
冷凝器 2
3
冷却水QH
节 流 阀
解
Q
吸
器
换热器
4
蒸发器
吸
收
1
器
Q0
冷却水
泵
6.4制冷循环
6.4.2 吸收制冷循环
Ø 吸收制冷装置的经济技术指标用热能利用系数
ξ表示
Q0 Q
Ø 如：氨-水吸收制冷循环中压力：再生器压力由 冷凝器中氨冷凝温度决定，吸收器压力由蒸发器液 氨蒸发压力决定；温度：再生和吸收温度分别由热 源和冷却水温度决定。即分别由其他给定条件决定， 因此浓、稀氨水的浓度不能随意变动。
作功，等熵过程； 4-6：等温可逆吸热过程。
6.4制冷循环
6.4.1 蒸汽压缩制冷循环
Ø 循环过程的制冷系数ε
从低循温环物过体程吸（ 消收制 耗的冷 的热 W 量 净 QN 0量） 功
根据热力学第 H一 QW 定S 律
循环过 dH 程 Qi Wi 0
WNWi Qi QHQ0 QHTHS4S1 Q0 TLS1S4
4 0
P2 2
P1
1
S
6.4制冷循环
6.4.1 蒸汽压缩制冷循环
3-4：饱和液体的节流膨胀过程，为等焓过程。 其余同逆卡诺循环。
Ø 制冷系数ε
装置的制冷能力：
q0 H1H4 Q0 Gq0KJh1 功耗：G制冷剂的循 Kgh 环 1 量
W S H 2 H 1K K J 1 g
6.4制冷循环
Ø 吸收制冷装置的经济技术指标用热能利用系数
ξ表示
Q0 Q
Ø 氨-水吸收制冷循环压力：再生器压力由冷凝器 中氨冷凝温度决定，吸收器压力由蒸发器液氨蒸发 压力决定；温度：再生和吸收温度分别由热源和冷 却水温度决定。即分别由其他给定条件决定，因此 浓、稀氨水的浓度不能随意变动。
Ø 优点：直接利用热能，且品位较低。
冷 却
6
器器
7 5
节流阀
2
1
T
中
低
压
压
蒸
蒸
发
发
器
器
8 节流阀
5
7
6
8
0
P2 P2’
4
2 2’ P1 3
1
S
6.4制冷循环
6.4.1 蒸汽压缩制冷循环
4. 复迭式压缩制冷循环
若蒸发压力过低或制冷剂凝固温度的限制， 不可能获得更低的低温，可采用复迭时制冷循环。 为多个单级压缩制冷循环的串联操作。如石油裂 解分离中广泛采用的氨-乙烯复迭式制冷，乙烯在 蒸发器中可提供-1000C的低温。
气 温 调节
制冷
润滑油净化
食品储存
结晶分离
自发
Q
T low
To
OK !!
代价 (W)
制冷的实质：利用外功将热持续的从低温物 体传给高温环境介质
空气压缩制冷
消耗外功型
制冷
蒸气压缩制冷 吸收制冷
消耗内能型 蒸汽喷射制冷
6.4制冷循环
6.4.1 蒸汽压缩制冷循环
制冷，即根据热力学第二定律的原理， 消耗功把热量自低温物体移向高温物体并保持 低温的过程。工程上习惯把TL>173K称为普 通冷冻简称普冷，把TL<173K称为深度冷冻 简称深冷。
化工热力学制冷
6 蒸汽动力循环与制冷循环
6.1 蒸汽动力循环 6.2 气体的压缩 6.3 膨胀过程 6.4制冷循环 6.5 深度冷冻循环
6.4制冷循环
6.4.1 蒸汽压缩制冷循环 6.4.2 吸收制冷循环 6.4.3 热泵及其应用
制冷
< Tlow
保持
普
To
通 制
冷
－100℃ 深 冷
低温反应
气体液化
6.4制冷循环
6.4.1 蒸汽压缩制冷循环
1. 逆卡诺循环-理想的可逆制冷循环
QH
3
冷凝器 2
TH
3
2
膨胀机
压缩机
4
1
蒸发器
Q0
TL
4
Hale Waihona Puke 10S4S1
6.4制冷循环
6.4.1 蒸汽压缩制冷循环
Ø 循环过程： 1-2：绝热可逆压缩，P1-P2，TL-TH，消耗
外功，等熵过程； 2-3：等温可逆放热过程； 3-4：绝热可逆膨胀， P2-P1，TH-TL ，对外
的组分为吸收剂。
Ø 工质：二元溶液，如氨-水(-660C- -460C)、 水-溴化锂(0-60C)溶液等。
6.4制冷循环
吸收制冷循环
6.4.2
冷凝器 2
3
冷却水QH
节 流 阀
解
Q
吸
器
换热器
4
蒸发器
吸
收
1
器
Q0
冷却水
泵
QH
3
冷凝器 2
节流阀
压缩机
蒸发器
4
1
Q0
6.4制冷循环
6.4.2 吸收制冷循环
6.4制冷循环
6.4.1 蒸汽压缩制冷循环
3. 多级蒸汽压缩制冷循环
为了获得较低的低温，压缩比较大时。如 氨蒸发温度248-208K时，采用两级压缩制 冷循环，低于208K时采用三级。
以两级蒸汽压缩制冷循环为例
6.4制冷循环
6.4.1 蒸汽压缩制冷循环
高压气缸
水冷器 低压气缸
4
3 2’
高中
压间
冷 却
6.4制冷循环
6.4.1 蒸汽压缩制冷循环 6.4.2 吸收制冷循环 6.4.3 热泵及其应用
6.4制冷循环
吸收制冷循环
6.4.2
Ø 消耗热能，利用二元溶液中各组分蒸汽压不 同来实现制冷的。即使用在一定压力下各组分的
挥发性（或蒸汽压）不同的溶液为工质，以挥发
性大（蒸汽压大）的组分为制冷剂，而挥发性小
6.4制冷循环
6.4.1 蒸汽压缩制冷循环
冷凝、冷却器
T
等压线
3
2
4 压缩机
(饱和l) (饱和g)
4
3
节流阀 1
等焓线
过热蒸气 2
5
5 (湿蒸汽)
1 (饱和g)
蒸发器
S
6.4制冷循环
6.4.1 蒸汽压缩制冷循环
2. 单级蒸汽压缩制冷循环
Ø 循环的构成
QH
3
冷凝器
2
节流阀
压缩机
1 蒸发器 4
Q0
T 3
常用的制冷剂有：氨、氟氯烃、二氧化碳、 乙烷、乙烯等。
注意：1987年蒙特利尔会议上，起草制订保护 臭氧层的协议，提出限定五种氟氯烃的生产。即
R11, R12, R11,3 R11,4 R115
氟氯烃的书写：
C m H n F x C y B Zl 2 m r 2 n x y z 氟氯烃的商品名称符号书写： R B m1n1x Z