制冷技术与装置设计课程设计报告

《制冷技术与装置设计》课程项目设计

成员：

《制冷技术与装置设计》课程项目设计

一、设计要求

要求一：分别对三种不同制冷剂（R12, R22, R134a, R123, R717,R600a 中任选三种)的理论循环，有害过热，有效过热，回热循环进行计算（低温热源温度0°C, 高温热源温度45°C，过热度取10°C）,并分析对比不同循环性能(q0, qv, w, qk,ε,εc, η)；

要求二：任选一种制冷剂，对不同蒸发温度(至少 3 组)、不同冷凝温度(至少 3 组)下的任意一种循环的性能进行计算分析。

根据小组讨论的结果，对项目计算要求一我们选择了R22、R134a 和R717三种制冷剂，低温热源温度0°C, 高温热源温度45°C，过热度10°C ，分别计算四种循环并分析；对项目计算要求二我们选择计算并分析R134a 工质，固定蒸发温度-10°C，冷凝温度分别为20°C、30°C、40°C和50°C 时理论循环的工况以及固定冷凝温度40°C，蒸发温度分别为-20°C、-10°C、0°C和10°C 时理论循环的工况。

二、计算结果及分析

（I）项目计算要求一

为方便计算表达，该项目计算中所涉及的四种循环的循环图如下所示

理论循环

有效过热与有害过热

回热循环

根据图中各个状态点的参数值即可计算出制冷工况，具体计算结果如下：

I-I）R22 制冷剂

各点参数值

=410kJ/kg, =445kJ/kg, =405kJ/kg, =435kJ/kg, =256kJ/kg,

ρ1=20kg/, ρ1’=19kg/。

计算过程

1)理论循环：

=405-256=149kJ/kg; =149/(1/20)=2980

);

=435-405=30kJ/kg;

=435-256=179kJ/kg;

=1241h h h h --=30

149

=4.97;

=

4515

.2730-+=6.07

=07

.697

.4=0.818 。

2）有害过热：

=149/(1/19)=2831）；

=405-256=149kJ/kg;

=445-410=35kJ/kg;

=445-256=189kJ/kg;

=35

149

=4.26； =6.07；

=07

.626

.4=0.701 。

3）有效过热：

=154/(1/19)=2926）；

=410-256=154kJ/kg;

=445-410=35kJ/kg;

=445-256=189kJ/kg;

=35

154

=4.4； =6.07；

=07

.64

.4=0.725 。

4）回热循环：

=410-256=154kJ/kg;

=154/(1/19)=2926）；

=445-410=35kJ/kg; =445-256=189kJ/kg;

=4.4;

=6.07；

=0.725 。

计算结果归总成表格如下：

项目理论循环有害过热有效过热回热循环单位制冷量(kJ/kg) 149 149 154 154

单位容积制冷量(kJ/m3) 2980 2831 2926 2926 单位理论功(kJ/kg) 30 35 35 35

单位冷凝热(kJ/kg) 179 189 189 189 制冷系数 4.97 4.26 4.4 4.4 逆卡诺循环制冷系数 6.07 6.07 6.07 6.07 热力完善度0.818 0.701 0.725 0.725

由计算结果可以看出，就单位制冷量而言，有效过热和回热循环相等且高于理论循环和有害过热循环；由于有害过热制冷量未增加而消耗的功和压缩机吸气比容增大了，其单位容积制冷量下降，制冷系数明显下降，热力完善度也下降。对R22 工质而言，有效过热对制冷系数和热力完善度都是负影响，即引起制冷系数下降，只是增大了制冷量。

I-II）R134a 制冷剂

各点参数值

=400kJ/kg, =430kJ/kg,

=263kJ/kg, =410kJ/kg,

=445kJ/kg, v1=0.069m^3/kg, v1’=0.07m^3/kg

计算结果

项目理论循环有害过热有效过热回热循环单位制冷量(kJ/kg) 137 137 147 147

单位容积制冷量(kJ/m3) 1986 1930 1918 1918 单位理论功(kJ/kg) 30 35 35 35

单位冷凝热(kJ/kg) 167 182 182 182 制冷系数 4.57 3.91 4.2 4.2 逆卡诺循环制冷系数 6.07 6.07 6.07 6.07 热力完善度0.753 0.644 0.692 0.692 由计算结果可以看出，其基本的循环规律与R22 相同，但其单位质量制冷量略小于R22，单位容积制冷量明显小于R22，对压缩机容积有较高要求，但其热力完善度较高，经济性较好。同时，R134a是环保型的制冷剂，不会产生环境污染。有效过热对R134a 是正影响，不仅增大了制冷量，同时增大了制冷系数和热力完善度。

I-III）R717 制冷剂

各点参数值

=500kJ/kg,

=700kJ/kg, =-550kJ/kg, =525kJ/kg,

=750kJ/kg, v1=0.286m^3/kg, v1’=0.308m^3/kg

计算结果

项目理论循环有害过热有效过热回热循环

单位制冷量(kJ/kg) 1050 1050 1075 1075

单位容积制冷量(kJ/m3) 3671 3409 3490 3490