建筑冷热源复习课

Tc′
Te
′
3′ we 4′ q0 b a wc
2′ 膨 胀 机 we
Tc′ 冷凝器 wc
被冷却介质 q0 Te′ 蒸发器
1′
压 缩 机
S
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2
4、评价制冷循环经济性的指标：
' qe Te' ' （1）制冷性能系数：COP c wc Tc Te'
（2）热力完善度η：

COP COP c
点、出口状态点、 2、在压焓图确定各特征状态点对应的焓值 3、根据对应的焓值进行热力计算
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tc＝35℃，te＝0℃
3
2
4
1
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tc＝40℃，te＝0℃
3
2
4
1
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tc＝40℃，te＝-5℃
3
2
4
1
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冷凝 参数
tc (℃) Pc (MPa)
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405.4 405.4 411.1
433 433 440.4
249.7 243.1 249.7
5.64 5.87 5.51
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11、制冷压缩机作用 它把制冷剂蒸汽从低压状态压缩至高压状态，创造 了制冷剂液体在蒸发器中低温下蒸发制冷、在冷凝 器中常温液化的条件。此外，由于压缩机不断地吸 入和排出气体，才使制冷循环得以周而复始地进行
气相区 液相区 两相区
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。 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
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lgp
3 4' 40℃ 4 4℃ 1 2
0
h
20
单位质量制冷能力：
qe h1 h4 14664 390.64 107576kJ/kg . .
单位容积制冷能力：
qe 1075 76 . qv 4277kJ/m3 v1 0.25153
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T
TK′ T0′ 3′
K
2′ wc 1′ qe b a
we
4′
S
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3
5、逆卡诺循环的局限
（1）在制冷剂湿蒸汽区域内进行压缩(湿压缩)

压缩机吸入湿蒸气，低温湿蒸气与热的气缸壁面发生强烈热交换，与
气缸壁面接触的液珠迅速气化，使得压缩机的吸气量减少，导致制冷功 率下降。

过多液珠进入压缩机后，难以立即气化。既破坏压缩机的润滑，又容
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12、制冷压缩机的分类
压缩机按压缩原理有两大类： 容积型
速度型
容积型压缩机:通过对运动机构作功，以减少压缩式容 积，提高蒸气压力来完成压缩功能。 速度型压缩机:由旋转部件连续将角动量转换给蒸气， 再将该动量转为压力。
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制冷压缩机分类和结构示意简图
往复式制冷压缩机
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6、压缩制冷理论循环组成：
1）压缩机：等熵压缩；
2）冷凝器：等压放热；
3）膨胀阀：绝热节流；
4）蒸发器：等压吸热。
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7、避免湿压缩的方法
在蒸发器出口设气液分离器；
调节膨胀阀开度，控制压缩
机入口制冷剂蒸气的过热度。
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7
8、制冷剂压焓图基本构成
蒸发
te (℃) Pe (MPa) h1 (kJ/kg) 制冷性能 h2 h3=h4 系数 (kJ/kg) (kJ/kg)
A工况 B工况 C工况
35 40 40
1.35 1.53 1.53
0 0 －5
0.498 0.498 0.421
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405.4 405.4 403.5
430 433 437
以压缩机输入功率计算的性能系数称为能效比用 EER表示： Qe
EER
Win
immod COP th
COPth为压缩机进行绝热压缩时的理论性能系数 qe COP th (h2 h1 ) s
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16、冷凝器的作用和分类： 是使制冷压缩机排出的过热蒸气冷却冷凝为高压 液体。
2 3’ 3
4
1
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冷凝
参数
tc (℃) Pc (MPa) te (℃)
蒸发
Pe (MPa)
h1 (kJ/kg)
h2 h3=h4 (kJ/kg) (kJ/kg)
制冷性能 系数
A工况 B工况 C工况
40 40 40
1.53 1.53 1.53
0 0 0
0.498 0.498 0.498
易对压缩机的叶片和气缸壁造成液击，影响压缩机的性能和寿命。
因此，蒸气压缩湿制冷装臵运行时，严禁发生湿压缩。要 求进入压缩机的制冷为饱和或过热蒸气，即进行干压缩。
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（2）膨胀机的经济性

液态制冷剂的比容变化很小，因而可以利用的膨胀功
十分有限。 膨胀机的尺寸小，因而摩擦损失相对较大。
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18、节流机构的作用和工作原理
1、当制冷剂流体通过一小孔时，一部分静压力转变为动压力， 流速急剧增大，成为湍流流动，流体发生扰动，摩擦阻力增 加，静压下降，使流体达到降压调节流量的目的 ，节流是压 缩式制冷循环不可缺少的四个主要过程之一。 2、节流机构的作用有两点： 一是对从冷凝器中出来的高压液体制冷剂进行节流降压为蒸发 压力； 二是根据系统负荷变化，调整进入蒸发器的制冷剂液体的数量。
主要内容
1、制冷：是指用人工的方法从温度较低的物体 吸取热量，并将其转移到环境介质中去，以产 生低于环境温度并保持这个温度的过程。
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2、逆卡诺循环
由两个等温过程和两个绝热过程（等熵过程）所组成的循环
3、逆卡诺循环循环的条件
（1）高低温热源温度恒定 （2）实现循环的必要设备是压缩机、冷凝器、膨胀机、和蒸发器 （3）工质在冷凝器和蒸发器中与外界热源之间无传热温差 冷却介质 qk （4）工质流经各个设备时无内部不可逆损失 K T
243.1 249.7 249.7
6.60 5.64 4.59
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例2.2、 某空气调节系统需制冷量20kW，采用氨压 缩式制冷，蒸发温度te＝4º C，冷凝温度tc＝40º C，无 再冷，并且压缩机入口为饱和蒸气，试进行理论循 环的的热力计算。
解： (1) 绘出理论循环的压焓图； (2) 根据氨的热力性质表查处 于饱和线上的有关参数值； (3) 计算状态点4的参数值； (4) 根据压焓图确定状态点4的 参数值； (5) 进行热力计算。
制冷剂质量流量： Qe 20 Mr 0.0186 kg/s qe 1075 76 . 制冷剂体积流量：
Vr M r v1 0.0186 0.25153 0.0068 3 /s m
冷凝器热负荷：
Qc M r (h2 h3 ) 0.01861628 390.64) 23.00kw (
Q c＝Mr(h2－h3 )
e. 压缩机的理论耗功率W：
W M r w M r (h2 h1 )
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f. 理论制冷性能系数COP：制冷量与压缩机理论功率的比值。
qe h1 h4 w h2 h1
COP
g. 理论制热性能系数COPh ：制热量与压缩机理论功率的比值。
B工况：tc＝40℃，te＝0℃，
过冷温度t3’＝35℃;
C工况：tc＝40℃，te＝0℃，
吸气过热温度t1’＝5℃ 。 计算：单位质量制冷量qe；单位质量制热量qc；单位制冷 压缩机功率w；制冷性能系数COP；制热性能系数 COPh；热力完善度ηr
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tc＝40℃，te＝0℃，t3＝35℃
流后制冷剂的干度减少（即无 效气化减少）单位质量制冷功 率增加;

压缩机的压缩功不变。

制冷系数提高，节流损失
减少。
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2）过热循环
蒸气过热：压缩机入口处
制冷剂蒸气的温度高于其压力
对应的饱和温度。
过热度：制冷剂蒸气过热后
的温度与同压力下饱和温度的 差值。
过热循环：具有蒸气过热的
A工况：tc＝35℃，te＝0℃；
B工况：tc＝40℃，te＝0℃；
C工况：tc＝40℃，te＝－5℃。 计算：单位质量制冷量qe；单位质量制热量qc；单 位制冷压缩机功率w；制冷性能系数COP；制热 性能系数COPh；热力完善度ηr
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计算步骤：
1、在压焓图确定特征状态点：
压缩机入口状态点、出口状态点、膨胀阀入口状态
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19、内平衡式热力膨胀阀工作原理
膨胀阀的感温包与蒸发器出口管的表面紧密接触， 感温包内的工质温度等于蒸发器出口处的制冷剂温 度，包内压力为该工质的饱和压力。膨胀阀对制冷 剂流量的调节是通过其膜片上的三个作用力的变化 而自动进行的。 P’ = P0 + W
qc h2 h3 w h2 h1
COPh
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h. 制冷效率R(热力完善度) ：理论制冷循环制冷系数与理想制 冷循环制冷系数之比。