第七章喷射式制冷讲解

第七章 习 题
简答题：
1.蒸汽喷射式制冷的原理是什么？它主要有哪些设备组成？ 2.何为引射系数？何为循环倍率？ 3.蒸汽喷射式制冷装置主喷射器中的混合蒸汽为什么不能直接排入 大气？ 4.目前可用作蒸汽喷射式制冷的工质有哪些？
谢谢大家 ！
第七章 蒸汽喷射式制冷
7.1 蒸气喷射式制冷
蒸气喷射式制冷是以喷射器代替压缩机，以消耗 热能作为补偿，利用工质在低压下气化吸热来实现制 冷的。
蒸气喷射式制冷的工质可以是水，也可以是氨、 R134a、R123、R600a等。目前在空调工程中多采 用以水为工质的蒸汽喷射式制冷装置，简称为蒸汽喷 射式制冷装置。
7.1.2.蒸汽喷射式制冷理论循环及热力计算
1-2：工作蒸汽在喷管中的等熵膨胀 过程；
2-4和3-4：等压混合过程； 4-5：混合蒸汽在扩压室中等熵压缩
过程； 5-6：混合蒸汽在冷凝器中的冷凝过
程； 6-7-3：一部分凝结水经节流阀节流
降压后进入蒸发器汽化制冷； 6-8-9-1：另一部分凝结水用循环泵
循环的总制冷量Q0
Q0 G0 (h3 h6 ) （kW）
G0—被引射蒸汽的流量，kg/s； h3—被引射蒸汽的焓值，kJ/kg； h6—进入蒸发器的凝结水的焓值，kJ/kg。 蒸汽加热器的热负荷Qh
Qh G1 (h1 h8 ) （kW）
G1—工作蒸汽流量，kg/s； h1—工作蒸汽离开加热器时的焓值，kJ/kg； h8—进入加热器的凝结水焓值，kJ/kg。
冷凝器的热负荷Qk
Qk (G1 G0 )(h5 h6 ) （kW）
凝结水泵所消耗的功率Qp
Qp G1(h6 h8 )
（kW）
泵功率较小，如果忽略不计，则循环的热平衡可以简化为
Q0 Qh Qk
喷射式制冷循环的热力系数ξ
Q0 G0 (h3 h6 ) q0
循环倍率α也可用下图中的关系曲线来表示：
此外，引射系数也可用如下简 化公式计算：
0.765 h1 1
h2
一 种 喷 射 式 汽 车 制 冷 装 置
本实用新型针对现有汽车空调器增大了发动机负载和排 热污染，耗电量大等缺陷，提供了一种以汽车发动机冷却系 统废热为动力，以喷射式制冷为基础，以R600a为工质的汽车 空调装置，可有效利用发动机冷却废热，降低冷却水排热温 度，完全不消耗电能，为大、中巴汽车夏季空调、冬季供暖 提供舒适的车内环境，同时具有绿色环保的特点。
G0 (h3 h6 ) G1(h1 h8 ) (G1 G0 )(h5 h6 )
则可以计算出工作蒸汽流量G1和被引射蒸汽流量G0
蒸汽喷射式制冷实际循环的工作过程与理论循环过程差别甚大， 同样可以用上述理论循环的计算方法，只是实际的引射系数不能按喷 射器的热平衡去求解，而是用实验方法去确定，可按具有实验系数的 空气动力学公式去计算。
0.25 1.（6 h2 ) 15.8( h2 )2
h1
h1
α—称为循环倍率，是引射系数的倒数，
G1
G0 Δh2—是被引射蒸汽从压力为p0的状态绝热压缩到pk时的焓差，
Δh2= h4-h5； Δh1—是工作蒸汽从压力为p1的状态绝热膨胀到p0时的焓差，
Δh1= h1-h2。
送入蒸气加热器，重新加热成 高温、高压工作蒸汽。
可见，蒸汽喷射式制冷循环是由两个循环组成的： 一个是工作蒸汽所完成的动力循环1-10-6-8-9-1；另 一个是制冷剂所完成的制冷循环4-5-6-7-4。在理论循 环中，动力循环所产生的功，正好补偿了制冷循环所消 耗的功。而且工作蒸汽与制冷剂是同一种物质。
7.1.1.蒸汽喷射式制冷系统的组成及工作过程
蒸汽喷射式制冷装置的主要设备有蒸汽加热器、喷射器、冷凝 器、
蒸发器、节流阀以及循环泵等，其工作原理如图所示。
1.蒸汽加热器；2.喷嘴；3.混合室；4.扩压器；5.蒸发器；6.冷凝器；7.节流阀；8.循环泵
来自蒸汽加热器的高温高压工作蒸汽在喷射器喷嘴中绝热膨 胀，形成一股低压高速气流，从而将蒸发器里的低压水蒸气抽吸 到喷射器中，并于之混合，在扩压器中增压后进入冷凝器，被冷 却水冷能成液体。一部分凝结水通过循环泵提高压力后送回蒸汽 加热器加热汽化，用作高温高压工作蒸汽开始下一个循环；在蒸 发器中的被冷却介质因失去热量而温度下降，产生制冷效应。另 一部分凝结水经节流阀降压后进入蒸发器，在蒸发器内吸收冷水 的热量汽化为低压水蒸气后又被喷射器中的低压高速气流抽走。 蒸发器中的冷水因失去热量而温度下降，被送入空调系统作为冷 源使用。
Qh G1 (h1 ，表示1kg工作蒸汽能引射的低压蒸汽量。
G0
G1
理想状况下， µ 值可由喷射器的热平衡式求得：
G0h3 G1h1 (G0 G1 )h5
所以：
G0 h5 h1
Gh h3 h5
根据循环的热平衡关系式：
Q0 Qh Qk