清华大学热工基础课件工程热力学加传热学(8)第七章PPT演示文稿
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7-2 蒸气压缩制冷Baidu Nhomakorabea环
空气压缩制冷循环的优点：工质容易获得、 成本低、无毒安全。
缺点：空气的比热容小，单位质量空气的制 冷量比较小；吸热、放热均在定压下进行，偏离 逆向卡诺循环较大，经济性差。
蒸气压缩制冷循环： 用低沸点物质（大气压下的沸点低于0℃）作 为工质（制冷剂），利用其在定压下汽化和凝结 时温度不变的特性实现定温放热和定温吸热，可 以大大提高制冷系数；制冷剂的汽化潜热较大， 因此制冷量大。
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氟利昂制冷剂对环境的破坏作用：
1. 破坏臭氧层；
2. 温室效应。
1985年联合国通过了“保护臭氧层维也纳公约”，
我国1989年7月参加。
1987 年 几 十 个 国 家 又 共 同 制 定 了 保 护 臭 氧 层 的 “蒙特利尔协议书”，，我国1992年8月正式成为缔 约国。
“蒙特利尔协议书”规定：发达国家从1996年1月 1日起，发展中国家从2006年1月1日起禁止使用与生 产CFC物质。
1. 大气温度对应的饱和压力不要太高，冷库温度 对应的饱和压力不要太低； 2. 气化潜热要大，蒸气比体积要小； 3. 具有较高的临界温度；
4. 化学稳定，在工作温度范围内不分解，不腐蚀 设备，无毒，不易起火和爆炸，不污染环境（对臭 氧层无破坏作用，无温室效应），价格低廉，来源 充足等 。
常用制冷剂： 氟利昂（CFC11、CFC12等）、氨。
水源热泵的开发利用。
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个人观点供参考，欢迎讨论！
1
增压比
3
1 T2 1 T1
1
1
1
在 相 同 的 大 气 温 度 T3 和 冷 藏 室 温
度T1下，逆向卡诺循环的制冷系数为
C
T1 T3 T1
1 T3 1
由于
T3 T2
T1
C
降低增压比可以提高制冷系数。但是 愈小，
每一循环压缩机吸入的空气量愈少，制冷量就
愈小。采用流量大的叶轮式压缩机和膨胀机，
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1. 蒸气压缩制冷循环分析
1-2：绝热压缩过程 2-3：定压凝结放热过程
3-4：绝热节流过程 4-1：定压蒸发吸热过程 1-2：绝热压缩过程
q2h1h4h1h3
q1 h2 h3 制冷系数： q 2
q1 q2
h1 h3
h1 h3
(h2 h3)(h1h3) h 2 h1
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2. 制冷剂 理论上制冷剂应主要具有以下特点：
原理：利用空气绝热膨胀时温 度降低来获得低温。
理想化的可逆空气压缩制冷循 环:
1-2为可逆绝热压缩过程； 2-3 为 可 逆 定 压 放热过程； 3-4 为 可 逆 绝 热 膨胀过程；
4-1 为 可 逆 定 压 吸热过程。
2
若空气的比热容为定值，则
q1h2h3cp(T2T 3) q2h1h4cp(T 1T4)
空气压缩制冷循环的制冷系数为
q2 q1 q2
T1T4
(T2 T3)(T1T4)
1 T2 T3 1
对于可逆绝热过程1－2及3－4 T 1 T 4
1
1
T2 T1
p2 p1
T3 T4
p3 p4
p2 p3
p1 p4
1
T2 T3 T2 T3 T1 T4 T1 T4
p2 p1
第七章 制冷装置循环
制冷装置 ：能够维持物体温度低于周围环境温度的
设备。
制冷装置循环是一种逆向循环。
压缩式制冷装置
制
气体压缩式制冷装置
冷
蒸气压缩式制冷装置
装 置 分 类
吸收式制冷装置 吸附式制冷装置 蒸气喷射式制冷装置 半导体制冷装置
高温热源
放热Q1
制冷 装置
Wnet
吸热Q2
低温热源
1
7-1 空气压缩制冷循环
并加回热装置，可以增大制冷量。
4
回热式空气压缩制冷装置
1－2为定压预热过程； 2－3为绝热压缩过程； 3－4为定压放热过程； 4－5为定压放热过程； 5－6为绝热膨胀过程； 与无6－回1热为循定环压1吸3’热5过’程6；1相 比， 循环制冷量q2、放热量q1相 等，制冷系数相同，增压比 减小，可采用增压比小、流 量大的叶轮式压缩机和膨胀机，提高制冷量。
氟利昂替代物的研究成为世界热门研究课题。 9
7-4 热泵
热泵装置与制冷装置的工作原理相同，只是 工作目的不同，前者为了供热，后者为了制冷。
10
热泵的供热系数：
q1 w
供热系数与制冷系数之间的关系
' wq2 1
w
热泵装置可以将大量较低品位（即较低温 度）的热能提升为较高品位（即较高温度）的 热能，以满足生产和生活上的需要。
7-2 蒸气压缩制冷Baidu Nhomakorabea环
空气压缩制冷循环的优点：工质容易获得、 成本低、无毒安全。
缺点：空气的比热容小，单位质量空气的制 冷量比较小；吸热、放热均在定压下进行，偏离 逆向卡诺循环较大，经济性差。
蒸气压缩制冷循环： 用低沸点物质（大气压下的沸点低于0℃）作 为工质（制冷剂），利用其在定压下汽化和凝结 时温度不变的特性实现定温放热和定温吸热，可 以大大提高制冷系数；制冷剂的汽化潜热较大， 因此制冷量大。
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氟利昂制冷剂对环境的破坏作用：
1. 破坏臭氧层；
2. 温室效应。
1985年联合国通过了“保护臭氧层维也纳公约”，
我国1989年7月参加。
1987 年 几 十 个 国 家 又 共 同 制 定 了 保 护 臭 氧 层 的 “蒙特利尔协议书”，，我国1992年8月正式成为缔 约国。
“蒙特利尔协议书”规定：发达国家从1996年1月 1日起，发展中国家从2006年1月1日起禁止使用与生 产CFC物质。
1. 大气温度对应的饱和压力不要太高，冷库温度 对应的饱和压力不要太低； 2. 气化潜热要大，蒸气比体积要小； 3. 具有较高的临界温度；
4. 化学稳定，在工作温度范围内不分解，不腐蚀 设备，无毒，不易起火和爆炸，不污染环境（对臭 氧层无破坏作用，无温室效应），价格低廉，来源 充足等 。
常用制冷剂： 氟利昂（CFC11、CFC12等）、氨。
水源热泵的开发利用。
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1
增压比
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1 T2 1 T1
1
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在 相 同 的 大 气 温 度 T3 和 冷 藏 室 温
度T1下，逆向卡诺循环的制冷系数为
C
T1 T3 T1
1 T3 1
由于
T3 T2
T1
C
降低增压比可以提高制冷系数。但是 愈小，
每一循环压缩机吸入的空气量愈少，制冷量就
愈小。采用流量大的叶轮式压缩机和膨胀机，
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1. 蒸气压缩制冷循环分析
1-2：绝热压缩过程 2-3：定压凝结放热过程
3-4：绝热节流过程 4-1：定压蒸发吸热过程 1-2：绝热压缩过程
q2h1h4h1h3
q1 h2 h3 制冷系数： q 2
q1 q2
h1 h3
h1 h3
(h2 h3)(h1h3) h 2 h1
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2. 制冷剂 理论上制冷剂应主要具有以下特点：
原理：利用空气绝热膨胀时温 度降低来获得低温。
理想化的可逆空气压缩制冷循 环:
1-2为可逆绝热压缩过程； 2-3 为 可 逆 定 压 放热过程； 3-4 为 可 逆 绝 热 膨胀过程；
4-1 为 可 逆 定 压 吸热过程。
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若空气的比热容为定值，则
q1h2h3cp(T2T 3) q2h1h4cp(T 1T4)
空气压缩制冷循环的制冷系数为
q2 q1 q2
T1T4
(T2 T3)(T1T4)
1 T2 T3 1
对于可逆绝热过程1－2及3－4 T 1 T 4
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T2 T1
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T3 T4
p3 p4
p2 p3
p1 p4
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T2 T3 T2 T3 T1 T4 T1 T4
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第七章 制冷装置循环
制冷装置 ：能够维持物体温度低于周围环境温度的
设备。
制冷装置循环是一种逆向循环。
压缩式制冷装置
制
气体压缩式制冷装置
冷
蒸气压缩式制冷装置
装 置 分 类
吸收式制冷装置 吸附式制冷装置 蒸气喷射式制冷装置 半导体制冷装置
高温热源
放热Q1
制冷 装置
Wnet
吸热Q2
低温热源
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7-1 空气压缩制冷循环
并加回热装置，可以增大制冷量。
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回热式空气压缩制冷装置
1－2为定压预热过程； 2－3为绝热压缩过程； 3－4为定压放热过程； 4－5为定压放热过程； 5－6为绝热膨胀过程； 与无6－回1热为循定环压1吸3’热5过’程6；1相 比， 循环制冷量q2、放热量q1相 等，制冷系数相同，增压比 减小，可采用增压比小、流 量大的叶轮式压缩机和膨胀机，提高制冷量。
氟利昂替代物的研究成为世界热门研究课题。 9
7-4 热泵
热泵装置与制冷装置的工作原理相同，只是 工作目的不同，前者为了供热，后者为了制冷。
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热泵的供热系数：
q1 w
供热系数与制冷系数之间的关系
' wq2 1
w
热泵装置可以将大量较低品位（即较低温 度）的热能提升为较高品位（即较高温度）的 热能，以满足生产和生活上的需要。