蒸汽压缩式制冷-热泵系统的压焓图与性能图共74页

热驱热汇动热泵
. Q
大气
RM
. Q
采热量100k.W
Q
(c) 热驱动热低温泵热制源热
瀑布流量 100T/d
灌溉水量 500T/d
采水量400T/d
水坝
水车 水泵
田中俊六. 省エネ ルギーシステム 概論（ヒートポン プとヒートパイプ はまったく別物な のか？）
(b) 水泵·水车灌溉
电力
∞℃
100kW
COP=5
焓为h1的湿蒸气（点6）的干度x6
lg p
pk
3
2
p0
4
p1
6 1 h
h6=h1
当压缩机出现回液时，也可 采取同样方法，以保证压缩 机的安全
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lgp-h图的应用举例 2
当从贮液器至膨胀阀之间的高
lg p
压液体管存在较大压力损失时， pk
3
2
制冷剂容易出现沿程闪发
蒸气压缩式制冷的应用领域
蒸气压缩式是目前广泛采用的制冷方法
制冷机类：电冰箱、冷藏柜、陈列柜、冷库、工艺冷水设备等 热泵类：房间空调器、商用中央空调、水源热泵、多联机等
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小结
制冷机与热泵可以独立成为设备，也可成为 集成设备
中国称之为“热泵”的设备主要是指集成设备
4 4'
①高压液体上升立管高度过高（重 力损失） ②管道过细及局部阻力部件过多 ③沿程吸热量过大
重力损失的计算方法
pgZPa
p0 55'
1' h
注意：高压液体管有上 升立管与下降立管，二 者有何区别？
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lgp-h图的应用举例 2
思考：
单元式空调的室外机（冷凝器、压缩机）低于室 内机（膨胀阀、蒸发器）为何有时出现制冷效果 不好的问题？ 多联机的室内外机之间的连接管长度L和高差Z可 以很大吗？
目前，制冷机与热泵广泛采用蒸气压缩式制 冷技术 制冷机与热泵的设计、控制、运行与管理的 理论基础是“压焓图”和“性能图”
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第二节 lgp-h图及其应用
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1.制冷剂的 lgp-h图
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压焓图（lgp-h图）的功能
压焓图（lgp-h图）是分析蒸气压缩式制冷 （热泵）循环的重要工具
例如：具有一定过热度的压缩机吸气 状态（点1）可由压缩机吸气管上的压 力表（p1）以及温度计（t1）读数， 经制冷剂物性方程或lgp-h图来确定
如果吸气状态位于两相区（点6）时， 则不能直接确定干度x6
• 采用节流方法使之降压（6→1）成过 热蒸气（点1）
• 根据p1和t1的读数确定出点1的状态 • 再根据h6= h1原理求解压力为p0、比
提纲
预备知识 压焓图（lgp-h图）的应用 制冷装置的性能图及其应用 总结
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第一节 预备知识
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水泵与热泵（制冷机）的原理对比
水泵
H2
制冷机（与热泵）
sink / ambient
Qc
Pin
水
热
RM
Pin
H1
Qe
0
source / fridge
使用目的（功能）不同
• 制冷机：吸收蒸发潜热，降温、除湿 • 热泵：释放冷凝潜热，升温
二者可以构成独立的机器；也可集成为一台机器， 通过自动控制部件转换制冷剂流向，改变机器的 功能
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制冷机与热泵的相互关系
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空调的工作原理：从压缩机出来的高温高压制冷蒸汽通过高压软管进入冷凝器； 由于车外温度低于进入冷凝器的制冷剂温度，借助于冷凝风扇的作用，在冷凝器 中流动的制冷剂的大部分热量被车外空气带走，从而高温高压气体被冷凝成低温 高压的液体。这种低温高压液体流过节流膨胀阀时，由于节流作用，体积突然变 大而降压，变成低压低温的雾状液体进入蒸发器，并在定压下汽化，由于制冷剂 在管内汽化时的温度低于蒸发器管外的车内循环风，故它能吸收管外空气中的热 量，从而使流经蒸发器的空气温度降低，从而产生制冷降温效果，汽化了的制冷
蒸汽被压缩机抽吸压缩，变成高温高压气体，完成一个制冷系统的循环。
膨胀阀具有自动调节功能，在蒸发器温度高的时候开启量孔大，温度低时，膨胀 阀里的量孔通过调节针阀伸缩来调节冷媒流动。达到制冷温度的基本恒定
高压阀:当系统压力超过规定值时，安全阀打开，将系统中的一部分气体排入大 气，使系统压力不超过允许值，从而保证系统不因压力过高而发生事故 低压开关:在没冷媒（制冷剂）时不让压缩机工作以保护压缩机的.
COPh
hD hD
hA hC
Compressor
B Evaporator
qo
wc
h
1、实际制冷循环中，制冷剂 流量不是1 kg/s，而是m kg/s；
2、实际制冷循环存在各种压 力损失。
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lgp-h图的应用举例 1
两相区以外的制冷剂状态点必须由两 个独立状态参数才能描述
制热量 500kW
电驱动热热汇泵
. Q
电动机
大气
RM
采热量400kW . P Q
热源
(d) 电驱动热泵制热
热泵装置 制取热量 制冷装置 制取冷量
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制冷机与热泵的相互关系
相同点
热力学原理相同（如：蒸气压缩式制冷原理） 结构相同（四大主要部件+制冷剂）
不同点
循环设计：构造各种制冷循环 循环计算：计算制冷（热泵）循环，选配各部件 容量 循环分析：对已知系统进行热力分析
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制冷剂压焓图（lgp-h图）
1点：临界点C
lg p
C
s
2线：饱和液线ф =0
饱和气线ф =1
p ф =0x
ф =1
h
v
t
h
3区：过冷液体区 饱和区 过热蒸气区
6线：等压线 等温线 等比焓线 等比熵线 等比容线 等干度线
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单质/共沸/近共沸制冷剂压焓图（R134a）
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2.制冷循环的lgp-h图
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制冷循环在压焓图上表示
Receiver p
Condenser
qk
COP hC hB hD hC
消耗能量 PinH2H1
消耗能量 PinTc Te
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（水泵）农田灌溉与（热泵）建筑采暖
100m
瀑布流量 100T/d
80m
20m 0m
100℃
20 ℃ 0℃
80℃
灌溉水量 100T/d
河流
(a) 瀑布直接灌溉
COP=2
热量 100kW
高温热源
高温热源
制热量 200kW