制冷原理与装置课件第三章 单级压缩蒸汽制冷循环

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2、过冷循环与饱和循环的比较
循环
饱和循环 12341
qOKJ/Kg
qvKJ/m3
W0 KJ/Kg
h1-h4 qO/v1 h2-h1
ε0
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qO/w0
过冷循环 123′4′1 h1-h4′ qO ′/v1 h2-h1
qO ′/ w0 ′
比较
qO ′＞ qO qv ′＞ qv w 0′=w0 ε0 ′ ＞ ε0
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• 单级理论循环是建立在以下一些假设的基础 上的：
• 1、百度文库缩过程为等熵过程；
• 2、在冷凝器和蒸发器中无换热温差，蒸发、 冷凝温度为定值；
• 3、压缩机吸气为饱和气体，节流阀前为饱和 液体；
• 4、制冷剂在管道内流动时无阻力损失，与外 界无热交换；
• 5、节流过程为绝热节流，节流前后焓值相等。
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• 4、单位冷凝热qK • 定义：单位（1kg）制冷剂蒸汽在冷凝器中冷凝所
放出的热量。
•
显热（2-3过程放出的热量）
• 包括
•
潜热（3-4过程放出的热量）两部分。
• qK=（h2-h3）+（h3-h4）=h2-h4kJ/kg • qK=q0+w0 • 5、制冷系数ε0
0 h1h5 Tk T0 c h2h1 T0
• 1、循环的系统图及p-h图
T1T1tRT0tR
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• 2、回热循环的热力计算 • ⑴回热器内的热交换量
q R h 4 h 4 h 1 h 1 k j/k g
• ⑵单位质量制冷量
qoRh 1h 5 kj/kg
• ⑶单位容积制冷量
qvRqvo1R h1v1h5
kj/m3
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6、热力完善度η
例3-1 e1D
1(0.2150.81310.20510.21280.804)97
0.42343.23%3
课件\例题3－1表1.tif 课件\例题3－1表2.tif
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• 例3-1计算结果分析： 在相同工作条件下，
①R22、R717的qv值很接近，但R134a小的 多（约小45%）。
△q0/ △w0＜ ε0 ，则过热不利。
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图3-4为t0=0℃ ，tk=40℃ 时计算的结果。
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• 无效过热（有害过热）：
• q0′=q0=h1-h5 • w0′=h2′- h1′；w0 =h2-h1 • w0′＞w0 • ε0′＜ ε0 • 无效过热使循环的制冷系数减小，经济性
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• 结论：节流阀前液体过冷，提高了循环的 制冷系数，即提高了循环的经济性。
• △q0=h4-h4′=C′△tS.C与制冷剂的性质有关。 • ε′= ε+ C′△t/（h2-h1） • △t越大， △ ε越大。
• 具体循环是否采用液体过冷，要经过技术 经济分析。
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（二）吸气过热
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• ⑷理论比功
w 0Rh 2 h 1 kj/kg
• ⑸单位冷凝热
q kRh 2 h 4 kj/kg
制冷原理与装置课件第三章 单级压缩蒸汽制冷循环
第一节 单级压缩蒸汽制冷机的理论 循环
• 单级压缩蒸汽制冷机是指将制冷剂从P0压 缩到PK经过一级压缩。
• 一、理论循环—作为研究制冷机实际循环 的基础。
• 定义：为了能应用热力学理论对蒸汽制冷 机的实际过程进行分析，我们先提出一种 简化的循环，称为理论循环。
• （3）4-5—节流过程，温度及压力均降低。 h4=h5；
• （4）5-1—等压汽化过程，从被冷却介质吸收 热量。
q0=h1-h5，在T-S图上可用面积a-1-5-b-a表示；
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• （二）性能指标
• 1、单位质量制冷量q0
定义：压缩机每输送1Kg制冷剂经循环从低温热 源所吸收的热量。
②三种制冷剂的ε0及η相差不大。
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三、液体过冷、气体过热及回热循环
• （一）液体过冷 将节流前的制冷剂液体冷却到低于冷凝温 度的状态，称为液体过冷。带有液体过冷 过程的循环，叫做液体过冷循环。
1、循环的温-熵图和压-焓图 饱和循环：1-2-3-4-1 液体过冷循环：1-2-3′-4′-1
q0=h1-h5=r0（1-x5）kJ/kg；
• 2、单位容积制冷量qv
定义：压缩机每输送1m3以吸气状态计的制冷剂 蒸汽经循环从低温热源所吸收的热量。
qv=q0/v1=（h1-h5）/v1 kJ/m3；
• 3、理论比功w0
定义：理论循环中制冷压缩机输送1Kg制冷剂所 消耗的功。
w0=h2-h1 Kj/Kg；
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• 循环的T-S图及P-h图如下：
• （1）1-2—等熵压缩过程，消耗外功。 w=h2-h1，在T-S图上可用面积1-2-3-4-c-b-5-1表示；
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• （2）2-3-4： 2-3：等压冷却过程；
3-4：等压冷凝过程；
过程对外放出热量，qK=h2-h4，在T-S图上可 用面积a-2-3-4-c-a表示；
• 压缩机吸入前的制冷剂蒸汽的温度高于吸气压力 所对应的饱和温度时，称为吸气过热。具有吸气 过热过程的循环，称为吸气过热循环。
• 1、循环的压-焓图及温-熵图
qv qv
0 0
1 cp0tR 1 tR
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q0
T0
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过热包括
有效过热
无效过热—氨系统一般属于
对有效过热循环，循环的ε′与无过热循环的ε0 比较大小取决于△q0/ △w0的大小。 如△q0/ △w0＞ ε0，则过热有利；
t0 ℃
5
0
t吸 ℃
10
1
-5 -10 -15 -20 -25 -28 -30 -33 -40 -45 -4 -7 -10 -13 -16 -18 -19 -21 -25 -28
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• （三）回热循环
• 定义：利用回热器，使节流阀前的高压液 体与蒸发器回气之间进行热交换，使液体 制冷剂过冷，并消除或减少有害过热，这 种循环称为回热循环。
变差。
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• 蒸发温度越低，无效过热的影响越大。
• 另外，过热使机器的排气温度升高，对压 缩机不利。
• 实际循环中，即使用R502这样的制冷剂也 不要使过热度太大。
• 表3-1为t0=0℃ ，tk=40℃ 时，过热度对排 气温度的影响。
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• 对R717系统，压缩机允许的最高吸气温 度见下表：