1、,1,4,2,3,T1,T2,12-1 逆向卡诺循环,T,s,第十二章 制冷循环,热力学第二定律表述：热不可能自动地不付代价地从低温物体传向高温物体。,1.Refrigerator,WARM environment,制冷循环从冷库取出热量并输送到环境中，使冷库温度始终低于环境温度。,制冷示意图,R,COLD Refrigerated space,热泵供暖循环从环境提取热量并输送到暖，其效果就是维持暖房温度始终高于环境温度。,Warm house,2.Heat pump,HP,COLD environment,1,4,2,3,T1,T2,T,s,T0,制冷循环,热泵循环,制冷量q2,耗净功w0,
2、耗净功w0,吸热量q2,供热量q1,3.制冷循环与热泵循环的比较,s,T,1,4,2,3,T2,T,s,T0,制冷量q2,耗净功w0,4.制冷循环的计算内容,制冷量1kg制冷剂从低温物体吸收的热量,循环放热量,循环耗净功,制冷系数,制冷系数 =,卡诺制冷系数,表达式,制冷循环的计算,卡诺制冷系数,结论： 1)逆向卡诺循环的制冷系数只与热源和冷源的温度有关，而与工质的性质无关。 2)当环境温度一定，制冷系数只与被冷却物体的温度有关。 3)制冷系数可以大于1,也可以小于1。,卡诺制冷系数分析,T2是高好 还是低好？,T1,T,s,T0,耗净功w0,吸热量q2,耗净功w0,5.热泵供暖循环的计算,供
3、暖量w0q2,供暖量,吸热量,循环耗净功,供暖系数,供暖系数=,供暖量,循环耗净功,卡诺供暖系数,例题 夏季某计算机房内需保持温度在20。计算机散热量为1.510kJ/h， 外界大气向机房内传热0.1105kJ/h，室外环 境温度为35，问所用的制冷空调机所耗的最小电功率是多少？,例题,大气传热量 0.1105kJ/h,计算机散热量1.5105kJ/h,计算机散热Qj=1.510kJ/h,大气传热量 Qh=0.1105kJ/h,35,20,例题 夏季某计算机机房内需保持20，计算机散热量为1.510kJ/h， 外界大气向机房内传热0.1105kJ/h，室外环境温度为35，问所用的制冷空调机所耗
4、的最小电功率是多少？,解,空调机的制冷量,在给定机房20和室外35的范围内，卡诺制冷机的制 冷系数最大,所消耗的功率,例题,12-2 空气压缩制冷循环 (GAS REFRIGERATION CYCLES),COLD refrigerated space,q2,win,wout,空气压缩制冷操作系统简图,Turbine,Compressor,Heat exchanger,Heat exchanger,1,2,3,4,T,s,T0,TR,空气压缩制冷循环的p-v图和T-s图,1,2,3,4,p,v,s,s,p,p,1. 空气压缩制冷循环的计算,1)制冷量（制冷剂从低温热源吸收的热量）,2)制冷剂放
5、给高温热源的热量,3)制冷循环消耗的净功,4)制冷系数,4)制冷系数,因,得,代入上式,上式表明，增压比越小，制冷系数越大。制冷量呢？,续11,1. 空气压缩制冷循环的计算,4,4”,4,1,2,2”,2,3,3”,3,T,s,增压比对制冷系数的影响,T3,T1,T0,增压比对制冷系数的影响,上式表明，增压比越小，制冷系数越大。 但增压比越小循环中单位工质的制冷量也越小。,2、,4,4”,4,1,2,2”,2,3,3”,3,T,s,2、增压比对制冷系数的影响,T3,T1,T0,相同大气温度和冷藏室温度范围内的卡诺逆循环的,制冷系数为,与,知在相同温度范围内，卡诺逆循环的制冷系数最大。,比较可,
6、2、,1,2,3,4,4,4”,8,7,5,6,6,2,T,T2,T1,T0,s,3.具有回热的空气压缩制冷循环,具有回热的空气压缩制冷循环的T-s图,单位制冷量不变,而,采用叶轮式压气机后气体流量增大,8,Turbine,1,4,Regenerator,1) 具有回热的空气压缩制冷装置系统图,7,6,5,q2,具有回热的空气压缩制冷装置系统图,Compressor,Heat exchanger,q1,Heat exchanger,WARM environment,COLDrefrigerated space,1,2,3,4,8,7,5,6,T,T2,T1,T,s,2)具有回热的空气压缩制冷循
7、环的计算,制冷量,放热量,耗净功,制冷系数,制冷量,放热量,耗净功,制冷系数,具有回热的空气压缩制冷循环的计算,1,2,3,4,8,7,5,6,2,T,T2,T1,T,s,4、有回热与无回热两循环的比较 P258, 理论循环的比较, 实际循环的比较,制 冷 量,具有回热的空气压缩制冷循环的计算,制冷系数,制 冷 量,增 压 比,制冷系数,增 压 比,2,1,T,4,s,d,b,a,12-3 蒸汽压缩制冷循环,蒸汽压缩制冷循环T-s图,2,T1,T2,1,4,3,lnp,h,t,v,x,s,C,压焓图lnp-h图(见P333附图2、P334附图3),12-3 蒸汽压缩制冷循环,t,蒸汽压缩制冷装
8、置流程简图,Compressor,Expansion Valve,1,2,3,4,Condenser,Evaporator,q2,q1,Vapor-liquid separator,蒸汽压缩制冷装置流程简图,T,3,2,T2,1,4,s,蒸汽压缩制冷循环的计算,制冷量,放热量,耗净功,制冷系数,冷藏室,过滤器,蒸发器,冷凝器,压缩机,家用冰箱系统图,Pump,Condenser,Steam boiler,7,1,3,2,4,Jet tube,Mixing chamber,Expansion valve,蒸汽引射制冷装置示意图,8,6,Evaporator,Diffuser,Q2,Q,Q1,“C
9、ompressor”,蒸汽喷射制冷装置示意图,5,1,5,3,4,2,8,6,7,T,s,蒸汽喷射制冷Ts图,热利用系数,蒸汽喷射制冷Ts图,3-4,Expansion valve,Valve,Pump,Heating,Evaporator,Condenser,氨吸收式制冷原理图,Evaporator,Q2,Absorber,Q1,Q,Q1,“Compressor”,制冷剂(氨) 吸收剂（水）,供暖系统示意图,House,Evaporator,Condenser,Expansion valve,Compressor,Q2,Win,Q1,制冷系统示意图,House,Evaporator,Cond
10、enser,Expansion valve,Compressor,Q,Win,Q,12-3 空气压缩制冷循环，冷库温度-10,环境温度25，压气机增压比为3,压气机效率为0.82,膨胀机相对内效率为0.84,制冷量为0.8106kJ/h。,1,2,3,4,s,2,4,解 各点的温度,12-3 空气压缩制冷循环，冷库温度-10,环境温度25，压气机增压比为3,压气机效率为0.82,膨胀机相对内效率为0.84,制冷量为0.8106kJ/h。,1,2,3,4,s,2,4,解 各点的温度,循环空气量,压气机耗功率,膨胀机输出功率,装置耗功率,12-3 空气压缩制冷循环，冷库温度-10,环境温度25，压气机增压比为3,压气机效率为0.82,膨胀机相对内效率为0.84,制冷量为0.8106kJ/h。,1,2,3,4,s,2,4,解 各点的温度,循环空气量,压气机耗功率,膨胀机输出功率,装置耗功率,制冷系数,1.空气压缩制冷装置循环的制冷系数越大，其制冷 量越大。 2.蒸汽压缩制冷装置中采用节流阀可简化设备，同时增加了制冷量。 3.将热量从低温物体传到高温物体，只能靠消耗功才能实现。 4.制冷循环与热泵循环的工作原理是相同，工作的温度范围却不同。,思 考,
