第三章 单级压缩蒸气制冷循环分解

状态点 参数 1 p1 t1 v1 h1 2 t2 p2 h2 t4 p4 5 h4 h5
单位 kPa
0C
R134a 132.7 -20 0.1472 384.70 48.4 1016.4 427.31 40 1016.4 256.2 256.2
R22 244.9 -20 0.09213 396.46 67.6 1533.6 443.06 40 1533.6 249.44 249.44
lgp-h图
2.性能指标
为了说明单级压缩蒸气制冷机理论循环的性能， 采用下列一些性能指标，这些性能指标均可通过循 环各点的状态参数计算出来。 1、单位制冷量 2、单位容积制冷量 3、理论比功W0 4、单位冷凝热 5、制冷系数 6、热力完善度
1、单位制冷量 q0
q0 r0 (1 x5 ) h1 h4
的数值大小（接近1的程度）来判断循环的经济性
例3-1 一台单级压缩蒸气制冷机工作在高温热源温度为400C， 低温热源温度为-200C下，试求分别用R134a、R22和R717工作 时理论循环的性能指标。 解： 循环的T-S和lgp-h图见图3-1，各点参数根据附录D查图 或用计算机计算得到，下表为用计算机计算得到的结果：
大部分空调机采用蒸汽压缩式 制冷循环
总目录
返回本章
返回本节
上一页
下一页
结束
液体蒸发制冷构成循环的 四个基本过程是：
①制冷剂液体在低压（低温）下蒸发，成为 低压蒸气 ②将该低压蒸气提高压力为普通高压蒸气 ③将高压蒸气冷凝，使之成为高压液体 ④高压液体降低压力重新变为低压液体，返回 到①从而完成循环。
（1）压缩过程: dw=dh
dq=0,因而
T-s图上为面积1-2-3-4-c-b-5-1，在lg p-h图上 为横坐标轴上的线段1'-2'的长度
(2)冷凝过程：dw=0
w=h2-h1
（3-3）
d q= d h
qk=h2-h4
（3-4）
qk为单位冷凝热，T-s图上为面积 a-2-3-4-c-a，在lgp-h图上是以 线段长度2-4表示
2、单位容积制冷量 qv
q0 h1 h4 qv v1 v1
3、理论比功W0
w0 h2 h1
T-s图 lgp-h图
4、单位冷凝热qk qk h2 h4 , qk q0 w0 5、制冷系数 0
q0 h1 h4 0 w0 h2 h1
制冷系数愈大 经济性 愈好 冷凝温度越高 蒸发温度越低 制冷系数越小
T-s图
lgp-h图
3、节流过程
因而 h=0,h4=h5 4、蒸发过程 因而
w=0, q=0
节流过程前后焓值相等，4、5两点在等焓线上
q0=h1-h5=h1-h4
w 0 q dh
q0称为单位制冷量,在T-s图上为面积1-5-b-a-1， 在lg p-h图上则用线段5-1表示
T-s图
（3）离开蒸发器和进入压缩机的制冷剂蒸气为 蒸发压力下的饱和蒸气，离开冷凝器和进入膨胀阀 的液体为冷凝压力下的饱和液体 （4）制冷剂在管道内流动时，没有流动阻力损 失，忽略动能变化，除了蒸发器和冷凝器内的管子 外，制冷剂与管外介质之间没有热交换
（5）制冷剂在流过节流装置时，流速变化很小， 可以忽略不计，且与外界环境没有热交换
1-2 制冷剂在压缩机中的等熵 压缩过程 2-3 冷凝器中的冷却过程 3-4 制冷剂冷凝过程 4-5 节流过程 5-1 蒸发器中的蒸发过程
T-s图
lgp-h图
热力学第一定律的解析式
进入系统的能量-离开系统的能量=系统中储存能量的增加
Q U W
(1-11)
加给工质的热量一部分用于增加工质的热 力学能储存于工质内部，余下一部分以作功 的方式传递至外界。 对微元过程，第一定律解析式的微分形式
R717 190.1 -20 0.6232 1437.12 135.2 1555.5 1757.03 40 1555.5 393.99 393.99
1.理论循环
2.性能指标 3.液体过冷、吸气过热及回热循环 4.非共沸混合制冷剂循环 5.跨临界压缩蒸气制冷循环
1.理论循环
• 单级理论循环是建立在以下一些假设的基础上的： （1）压缩过程为等熵过程，即在压缩过程中不存 在任何不可逆损失 （2）在冷凝器和蒸发器中，制冷剂的冷凝温度等于 冷却介质的温度，蒸发温度等于被冷却介质的温度， 且冷凝温度和蒸发温度都是定值
Q dU W
(1-12a)
按照热力学第一定律，对于在控制容积中进行 的状态变化存在如下关系：
dq dh dw
（3-1）
这里，把自外界传入的功作为负值。对上式积分可以 得到整个过程的表达式 ：
q h w
（3-2）
按照式（3-1）和式（3-2），单级压缩蒸气制冷机循 环的各个过程有如下关系：
6、热力完善度
0 h1 h4 Tk T0 c h2 h1 T0
T-s图
lgp-h图
制冷系数和热力完善度区别
制冷系数和热力完善度都是用来评价循环经济性的指标，但是 它们的意义是不同的。
制冷系数是随循环的工作温度而变的，因此只能用来评定
相同热源温度下循环的经济性 。 对于在不同温度下工作的制冷循环，需要通过热力完善度
上节课内容
• 制冷与低温工质 • 载冷剂
• 润滑油
总目录
Baidu Nhomakorabea
返回本章
返回本节
上一页
下一页
结束
本节课教学内容
第一节 单级压缩蒸气制冷机的理论循环 单级理论循环 过冷循环 过热循环 回热循环
总目录
返回本章
返回本节
上一页
下一页
结束
第三章 单级压缩蒸汽制冷循环
第一节 单级压缩蒸气制冷机的理论循环
第二节 单级压缩蒸气制冷实际循环 第四节 单级压缩蒸气制冷特性分析 第五节 制冷循环的热力学第二定律分析
制冷循环就是通过一定的能量补偿， 从低温热源吸热，向高温热源排热。热 源的温度决定制冷剂吸热与排热的温度 与压力，相应地决定了制冷循环中的高 低压侧的压力比。
第一节 单级压缩蒸气制冷机的理论循环 单级压缩蒸气制冷机是指将制冷剂经过一级压 缩从蒸发压力压缩到冷凝压力的制冷机。空 调器和电冰箱以及中央空调用的冷水机组大 都采用单级制冷机。单级制冷机一般可用来 制取-40℃以上的低温。