工程热力学第11章-v3

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,1,第十一章 制冷循环,Refrigeration cycle,11-1,概述,11-2,压缩气体制冷循环,11-3,压缩蒸气制冷循环,11-4,制冷剂性质,*11-5,其他制冷循环,11-6,热泵循环,工程热力学的研究内容,1,、,能量转换的基本定律,2,、,工质的基本性质与热力过程,3,、,热功转换设备、工作原理,4,、,化学热力学基础,11-1,概况,本章主要以制冷循环为研究对象，分析循环特点，,各参数,的变化关系，计算,热量、功量和效率,。,动力循环与,制冷（热泵,),循环,制冷,(,热泵,),循环,输入功量（或其他代价），从低温热源取热，向高温热源供热,动力循环 输入热,通过循环输出功,正循环,逆循环,制冷循环和制冷,系数,Coefficient of Performance,T,0,环境,T,2,冷库,逆卡诺循环,q,1,q,2,w,T,s,T,2,T,0,T,0,不变,T,2,C,T,2,不变,T,0,C,深冷,1,热泵循环和供热,系数,Coefficient of Performance,逆卡诺循环,w,T,s,T,2,T,0,T,1,不变,T,0,C,T,0,不变,T,1,C,T,1,制冷能力和冷吨,生产中常用,制冷能力,来衡量设备产冷量大小,制冷能力,：,制冷设备单位时间内从冷库取走的热量,(kJ/s),。,商业上常用,冷吨,来表示。,1,冷吨：,1,吨,0,C,饱和,水,在,24,小时内被冷冻,到,0C,的,冰,所需冷量。,水的凝结（熔化）,热,r=334 kJ/kg,1,冷吨,=,3.86,kJ/s,1,美国冷吨,=,3.517,kJ/s,吨的含义：国际单位指,1000kg,，美国和英国是指,2000,磅,制冷循环种类,空气压缩制冷,压缩制冷,蒸气压缩制冷,吸收式制冷,制冷循环,吸附式制冷,蒸汽喷射制冷,半导体制冷,热声制冷,9,1,1-2,压缩气体制冷循环,一、压缩气体制冷循环,（,Gas-compression refrigeration cycle,）,1,2,绝热压缩,2,3,等压冷却,3,4,绝热膨胀,4,1,等压吸热,s,s,p,p,10,制冷系数,（,the coefficient of performance COP,）,定比热,（,invariable specific,heat capacity,）,循环制冷量,11,讨论：,1）,相同温度的,T,0,和,T,C,2）,T,1,不变,T,2,增大,12,导出以空气为工质的斯特林制冷机的工作系数。,解：,A361255,返回,空气压缩制冷循环的特点,优点：工质无毒，无味，不怕泄漏。,缺点：气体（空气）,c,p,很小，,1.,无法实现,T,吸、放热,，,弊,24,二、制冷系数,三、状态参数确定,1.,T,-,s,图和,log,p,-,h,图,两个等压过程，热与功均与焓有关,ln,p,-,h,图,ln,p,-,h,图及计算,T,s,1,2,3,4,5,ln,p,h,1,2,3,4,5,26,ln,p,-,h,图,27,氨的,ln,p,-,h,图,28,某压缩蒸汽制冷装置用氨作制冷剂，制冷率,10,5,kJ/h,若已知冷凝温度为,27,，蒸发温度为,-,5,，试求：制冷剂的质量流量；压缩机功率及增压比；冷凝器放热量及循环制冷系数。,A466166,29,解：,查,log,p,-,h,图，确定,返回,四、,实际压缩蒸气制冷循环过程、,过冷措施,不变,工程上常用,31,1,1-4,制冷剂(,Refrigerants),的性质,一、制冷剂热力性质,1.对应制冷装置工作温度的饱和压力适中，蒸发器中稍大于大气压，冷凝器中不太高；,2.汽化潜热大；,3.沸点低（,t,b,10C,），临界温度应高于环境温度，三相点低于制冷循环下限温度；,4.蒸汽比体积小，导热系数大；,5.上、下界限线（在,T-s,图）陡峭，使冷凝更接近定温放热及减少节流引起制冷能力损失。,32,二、制冷剂其他性质,1.对环境友善；,2.安全无毒；,3.溶油性好，化学稳定性好，等等。,三、常见制冷剂,-,蒙特利尔协定书,氨（,NH3,）,氟里昂,CFC12(R12),、,CFC11(R11),、,HCFC22(R22),含氢氟代烃物质（,HCFC134a,）,制冷剂的命名,C,m,H,x,F,y,Cl,z,R(m-1)(x+1)y,例：,R12,CF,2,Cl,2,氯氟烃,C,F,F,Cl,Cl,R22,CHF,2,Cl,H,90+n,R12=1 0 2,C,H,F,制冷剂的命名,R134a,C,2,H,2,F,4,Cl,2,C,F,F,H,C,H,F,F,R134,R134a,F,F,H,C,H,F,F,C,同素异构体,混合物制冷剂的命名,R400,R600,R500,非共沸混合物,共沸混合物,HC,R700,其它,氨,R717,R744,CO,2,R718,水,甲烷,丁烷,ASHRAE,American Society of Heating,Refrigerating Air-Conditioning Engineers,36,1,1-6,热泵循环,(heat pump),一、简介,与制冷循环差别在于，热泵工作时环境为低温热源,T,0,T,0,房间,供暖,化工,温度提升,节能,37,二、供热系数,工业锅炉：,电厂热效率：,热泵供暖系数：,热泵,ln,p,-,h,图及计算,T,s,1,2,3,4,5,ln,p,h,1,2,3,4,5,39,华北某市热电厂排出水温30,以上，余热量,如以热泵回收，能满足1千万,m,2,建筑物采暖，一年节煤100万吨。,使用限制：,1.,与,T,R,-,T,0,反比，所以北方,T,0,低,比较小,2.制冷、供暖联合运行对工质性质要求较高,3.环境热源空气、水、土壤分别存在,小、凝固、腐蚀等,三、热泵供暖,下一章,