初级制冷讲义(热力学)_演示文稿
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工程热力学制冷循环课件页PPT文档
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p2 p1
k1
k
k1
1 k
1
2 1
s
空气压缩制冷循环特点
优点：工质无毒，无味，不怕泄漏。
缺点：
1. 无法实现 T ， < C
2. q2=cp(T1-T4)，空气cp很小， (T1-T4)不 能太大， q2 很小。
若(T1-T4)
3. 活塞式流量m小，制冷量Q2=m q2小，
• 制冷Refrigeration循环
输入功量（或其他代价），从低温 热源取热
• 热泵Heat Pump循环
输入功量（或其他代价），向高温 热用户供热
高温环境 QH WN
QL 低温冷冻室 （a）冰箱
高温房间 QL WN
QH 低温环境 （b）热泵
制冷循环和制冷系数
Coefficient of Performance
T
q2h1h5h1h4
4
冷凝器中放热量
2 3
q1 h2 h4
1
制冷系数
5
q 2 h 1 h 4
h 1 h 4 q 2 s
q 1 q 2 (h 2 h 4 ) (h 1 h 4 ) h 2 h 1 w
两个等压，热与功均与焓有关 lnp-h图
lnp-h图及计算
lnp
制冷能力：制冷设备单位时间内从冷库取 走的热量(kJ/s)。
1冷吨：1吨0°C饱和水在24小时内被冷冻 到0°C的冰所需冷量。
水的凝结（熔化）热 r =334 kJ/kg
1冷吨=3.86 kJ/s
制冷循环种类
Refrigeration空C气y压cl缩e 制冷 压缩制冷 Gas compression
• 压缩空气制冷想提高制冷能力，空气的 流量就要很大，如应用活塞式压气机和 膨胀机，不经济。
空调制冷第一讲制冷原理压焓图ppt幻灯片课件.ppt
4
篮 球 比 赛 是 根据运 动队在 规定的 比赛时 间里得 分多少 来决定 胜负的 ，因此 ，篮球 比赛的 计时计 分系统 是一种 得分类 型的系 统
压缩机:
压缩和输送制冷蒸汽，并造成蒸发 器中低压、冷凝器中高压，是整个 系统的心脏。
冷凝器: 输出热量的设备，将制冷剂在蒸发 器中吸收的热量和压缩机消耗功所 转化的热量排放给冷却介质。
(5)制冷系数
0
对于单级压缩蒸气制冷机理论循环，
制冷系数为
0
q0 w0
h1 h4 h2 h1
(1-11)
在蒸发温度和冷凝温度相同的条
件下：
制冷系数愈大
经济性愈好
(6)压缩终温 t 2
影响到制冷剂的分解和润滑油结炭。 19
篮 球 比 赛 是 根据运 动队在 规定的 比赛时 间里得 分多少 来决定 胜负的 ，因此 ，篮球 比赛的 计时计 分系统 是一种 得分类 型的系 统
2单级蒸气压缩式制冷的实际循环
2.1 液体过冷对循环性能的影响 2.2 蒸气过热对循环性能的影响 2.3 气-液热交换器对循环性能的影响 2.4 不凝性气体的存在对循环性能的影响 2.5 单级压缩实际制冷循环的热力计算
21
篮 球 比 赛 是 根据运 动队在 规定的 比赛时 间里得 分多少 来决定 胜负的 ，因此 ，篮球 比赛的 计时计 分系统 是一种 得分类 型的系 统
(7)热力完善度
单级压缩蒸气制冷机理论循环的热 力完善度按定义可表示为
0 c
h1h4 1 h1h4TkT0 h2h1Tk 1 h2h1 T0
T0
(1-12)
这里εc为在蒸发温度（T0）和冷
凝温度（Tk）之间工作的逆卡诺循环的
制冷系数。热力完善度愈大，说明该循
篮 球 比 赛 是 根据运 动队在 规定的 比赛时 间里得 分多少 来决定 胜负的 ，因此 ，篮球 比赛的 计时计 分系统 是一种 得分类 型的系 统
压缩机:
压缩和输送制冷蒸汽，并造成蒸发 器中低压、冷凝器中高压，是整个 系统的心脏。
冷凝器: 输出热量的设备，将制冷剂在蒸发 器中吸收的热量和压缩机消耗功所 转化的热量排放给冷却介质。
(5)制冷系数
0
对于单级压缩蒸气制冷机理论循环，
制冷系数为
0
q0 w0
h1 h4 h2 h1
(1-11)
在蒸发温度和冷凝温度相同的条
件下：
制冷系数愈大
经济性愈好
(6)压缩终温 t 2
影响到制冷剂的分解和润滑油结炭。 19
篮 球 比 赛 是 根据运 动队在 规定的 比赛时 间里得 分多少 来决定 胜负的 ，因此 ，篮球 比赛的 计时计 分系统 是一种 得分类 型的系 统
2单级蒸气压缩式制冷的实际循环
2.1 液体过冷对循环性能的影响 2.2 蒸气过热对循环性能的影响 2.3 气-液热交换器对循环性能的影响 2.4 不凝性气体的存在对循环性能的影响 2.5 单级压缩实际制冷循环的热力计算
21
篮 球 比 赛 是 根据运 动队在 规定的 比赛时 间里得 分多少 来决定 胜负的 ，因此 ，篮球 比赛的 计时计 分系统 是一种 得分类 型的系 统
(7)热力完善度
单级压缩蒸气制冷机理论循环的热 力完善度按定义可表示为
0 c
h1h4 1 h1h4TkT0 h2h1Tk 1 h2h1 T0
T0
(1-12)
这里εc为在蒸发温度（T0）和冷
凝温度（Tk）之间工作的逆卡诺循环的
制冷系数。热力完善度愈大，说明该循
最新工程热力学-制冷循环上课讲义
Q1=desired output
2.Heat pump
Q1 Q2W0
HP
W0=required input
热泵供暖循环—从环境
Q2
提取热量并输送到暖，
COLD environment
其效果就是维持暖房温 度始终高于环境温度。
3.制冷循环与热泵循环的比较
T T1
3
2
T0
耗净功w0
T2 4
1 制冷量q2
T4 T1
T 2
3 T0
因 s23 s14
得 T3 T4
T2 T1
TR
1
4
代入上式
T1 T2 T1
1 T2 1 T1
1 1
1
s
上式表明，增压比越小，制冷系数越大。制冷量呢？
T1
T
T2 T1
1
1
T0
3
1
T3
2
2”
2’
3”
3’
T1
1
4’
4” 4
s
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、
增 压 比 对 制 冷 系 数 的 影 响
T
T3
T0
3
2
2”
2’
3”
3’
T1
1
4’
4” 4
s
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 c
T1 与
T3 T1
T1 T2 T1
1
1
比较可
1
知在相同温度范围内，卡诺逆循环的制冷系数最大。
2
、2、 增 压 比 对 制 冷 系 数 的 影 响
2.Heat pump
Q1 Q2W0
HP
W0=required input
热泵供暖循环—从环境
Q2
提取热量并输送到暖，
COLD environment
其效果就是维持暖房温 度始终高于环境温度。
3.制冷循环与热泵循环的比较
T T1
3
2
T0
耗净功w0
T2 4
1 制冷量q2
T4 T1
T 2
3 T0
因 s23 s14
得 T3 T4
T2 T1
TR
1
4
代入上式
T1 T2 T1
1 T2 1 T1
1 1
1
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上式表明，增压比越小，制冷系数越大。制冷量呢？
T1
T
T2 T1
1
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T3
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3”
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4’
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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、
增 压 比 对 制 冷 系 数 的 影 响
T
T3
T0
3
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2”
2’
3”
3’
T1
1
4’
4” 4
s
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 c
T1 与
T3 T1
T1 T2 T1
1
1
比较可
1
知在相同温度范围内，卡诺逆循环的制冷系数最大。
2
、2、 增 压 比 对 制 冷 系 数 的 影 响
制冷与低温原理_图文
(1-13) (1-14)
(1-15)
闭口系完成一循环后，循环中与外界交换的 热量等于与外界交换的净功量
(1-16)
4.2 开口系统的能量平衡
图1-2 开口系统流动过程中的能量平衡
图示开口系统，dτ 时间内，质量
的微
元工质流入截面1-1，质量
的微元工质流出
2-2，系统从外界得到热量 ，对机器设备作功 。
热力完善度
(1-34) (1-35)
(1-36) (1-37)
(1-38)
(1-39)
温度 T
3.热源温度可变时的逆向可逆循环—洛伦兹循环
图1-10 洛伦兹循环的T-s图
洛伦兹循环工作 在二个变温热源 间。
与卡诺循环不同 之处主要是蒸发 吸热和冷却放热 均为变温过程
熵S
(假设制冷过程和冷却过程传热温差均为Δ T )
作为制冷剂应符合的要求
1.热力学性质方面
(1) 工作温度范围内有合适的压力和压力比。 蒸发压力≧大气压力 冷凝压力不要过高 冷凝压力与蒸发压力之比不宜过大
(2) 单位制冷量q0和单位容积制冷量qv较大。 (3) 比功w和单位容积压缩功wv小，循环效率高。 (4) 等熵压缩终了温度t2不能太高，以免润滑条件恶化
是系统为维持工质流动所需的功 ， 称为流动功
3．焓
焓
用符号H表示，单位是焦耳 （J）
H= U+pV
(1-5)
比焓
用符号h表示，单位是焦耳/千克 （J／kg
）
(1-6)
焓是一个状态参数。
焓也可以表示成另外两个独立状态参数的函数 。 如：h=f(T,v) 或 h=f(p,T); h=f(p,v) (1-9)
借传热来传递能量无需物体的宏观移动。
制冷技术基础知识介绍 ppt课件
ppt课件
2
1)热力学温标T。
热力学温标又称开尔文温标或绝对温标，单位是K。
它规定将纯净的水在一个标准大气压下的冰点定为
273.16K，沸点为373.16K，其间分100等份，每一等份
为开氏1度，记做1K。在热力学中规定，当物体内部分
子的运动终止，其热力学温度为0度，即T=0K。
2)摄氏温标t 。
ppt课件
13
3)热方程。热方程是用来计算一定质量的物质，在温度 变化过程中所吸收或放出热量的数学表达式，其形式为：
Q＝C mΔt
式中： Q ——吸收或放出的热量（kJ）；
C ——物质比热容（kJ／kg·K）；
m ——物质质量（kg）；
Δt ——温度升高或降低的幅度值（K）。
例如水的比热容是 4200焦/千克摄氏度，就是每千 克的水提升1度需要吸热4200焦 那10千克的水从25度加热到40度吸收的热量= 4200 * 10 *（40-25）
ppt课件
15
举例：一个16平方米的卧室或客厅，需配多大冷量的 空调器？
普通房间冷负荷的推荐值为115－145W/m2，取中间 值130 W/m2为计算依据，则冷负荷=130×16=2080W。 由于空调器的实际制冷量比名义值低8%，因此所选 空调器的名义制冷量必须大于2080÷0.92=2260W。 选用空调器的名义制冷量应该为2300 W左右。
测量温度的温度计的种类很多，制冷工程中常 用的温度计有玻璃温度计、热电偶式温度计、电 接点式温度计、电阻式温度计和半导体式温度计 等。
ppt课件
4
ppt课件
5
ppt课件
6
2 .压力 压力是指单位面积上所受到的垂直作用力，物理
学中称为压强（P），在热力工程上称为压力。压力 单位是帕［斯卡］（Pa），1 Pa= 1 N/m2。在工程应 用时，帕的值太小，而是以它的106倍作常用单位， 称为 “兆帕”，用“MPa”表示。1 Mpa=106Pa。 其它常用单位： 工程大气压（非法定计量单位）：Kgf/CM2 1kgf/cm2=98.0665*103pa=98.0665kpa≈0.1MPa
制冷工程讲义(PDF 86页)
一，制冷循环 二，制冷设备 三，蒸汽压缩制冷 四，冷库热工计算 五，冷藏、冻结系统 六，制冷管路 七，食品保鲜 八，机组选型 九，运行调节
w w 来自
2 7 3 w.
中 n 2.c
料 资 大 最 国
载 下 库
简单单级蒸气压缩式制冷的理论 循环计算
单级理论循环是建立在以下一些假设的基 载 下 础上的： 库 （1）压缩过程为等熵过程，即在压缩 中 n c . 2 过程中不存在任何不可逆损失 372
REFRIGERATION ENGINEERING
制冷工程 制冷剂性能、选择和替代
一，制冷循环 二，制冷设备 三，蒸汽压缩制冷 四，冷库热工计算 五，冷藏、冻结系统 六，制冷管路 七，食品保鲜 八，机组选型 九，运行调节
载 (1) 工作温度范围内有合适的压力和压力比。 下 库 蒸发压力≧大气压力 料 资 冷凝压力不要过高 大 最 国 冷凝压力与蒸发压力之比不宜过大 中
q h w
载 （2-2） 下 库
REFRIGERATION ENGINEERING
制冷工程 蒸气压缩制冷循环
一，制冷循环 二，制冷设备 三，蒸汽压缩制冷 四，冷库热工计算 五，冷藏、冻结系统 六，制冷管路 七，食品保鲜 八，机组选型 九，运行调节
w w 来自
2 7 3 w.
中 n 2.c
料 资 大 最 国
载 下 库
REFRIGERATION ENGINEERING
制冷工程 制冷剂性能、选择和替代
一，制冷循环 二，制冷设备 三，蒸汽压缩制冷 四，冷库热工计算 五，冷藏、冻结系统 六，制冷管路 七，食品保鲜 八，机组选型 九，运行调节
w w 来自
2 7 3 w.
中 n 2.c
第一章--制冷与低温的热力学基础PPT课件
T( )P< T
JT -< 0 节流时温度升高
29
(3) 转化温度与转化曲线
范德瓦尔 状态方程
(Pa2)(b)RT
(1-53)
制
冷 原
转化温度
Ti b2Ra(1b)2
(1-55)
理 与
转化温度与 压力的关系
Ti 2a [2 13b2 P]2
9Rb
a
(1-56)
技 术
在T－P图上为一连续曲线，称为转化曲线
冷
原 理
卡诺制冷系数
c
q0 q0 wnet qi q0
TR T0TR
(1-37)
与 技 术
卡诺热泵循环效率
h 1
h
qi qi wnet qi q0
T0 T0TR
(1-38)
热力完善度
1
c
-
(1-39)
22
3.热源温度可变时的逆向可逆循环—洛伦兹循环
图1-10 洛伦兹循环的T-s图
质做功wc,使工质升压，工质对
制 外放热q 冷 每kg工质需作功
原
w c(h2h1)(q) (1-24)
理
图1-4 膨胀机能量平衡
与 技
膨胀过程均采用绝热过程
术
稳定流动能量平衡方程
wi h1h2
-
(1-25)
14
图1-5 换热器能量平衡
图1-6 喷管能量转换
制
冷
原
理 工质流经换热器时和外 工质流经喷管和扩压 与 界有热量交换而无功的 管时不对设备作功 ， 技 交换，动能差和位能差 热量交换可忽略不计 术 也可忽略不计
第一章 制冷与低温的热力学基础
第一节 制冷与低温原理的热工基础
制冷基础演示课件
高压
高温
压缩机
室外机 节流机构 室内机
低压
低温
蒸发器
稍低温
蒸发
需铜管连接
水 73
空调机组分类
水
冷却
常温
冷凝器
水冷-----------直膨式
水冷整体式机组 水冷柜机：ARES
节流阀
液体 100 oF 198 psi
60
蒸发器
液体
4.4 oC 0.475 MPa
蒸汽
61
冷凝器
蒸汽
37.8 oC 1.36 MPa
液体
62
63
室外风扇
64
65
66
室内风扇
67
68
单级压缩制冷循环系统示意图
常温
冷却
低压
节流机构 低温
冷凝器
高压
高温
压缩机
蒸发器
稍低温 蒸发
69
空调机组分类
低压
低温
蒸发器
稍低温
蒸发
空气
需铜管连接
71
空调机组分类
空气
冷却
常温
冷凝器
风冷-----------间冷式 风冷热泵冷水机组：ACHILLES
高压
高温
压缩机
低压
节流机构 低温
蒸发器
稍低温
蒸发
水 72
空调机组分类
空气 冷却
冷凝器
常温
风冷-----------间冷式
风冷热泵分体冷水机组： ACHILLES
52
蒸汽
SYSTEME 冷凝器 DE
RECUPERATION
液体
53
压缩机
54
水在不同的绝对压力下的沸点
高温
压缩机
室外机 节流机构 室内机
低压
低温
蒸发器
稍低温
蒸发
需铜管连接
水 73
空调机组分类
水
冷却
常温
冷凝器
水冷-----------直膨式
水冷整体式机组 水冷柜机：ARES
节流阀
液体 100 oF 198 psi
60
蒸发器
液体
4.4 oC 0.475 MPa
蒸汽
61
冷凝器
蒸汽
37.8 oC 1.36 MPa
液体
62
63
室外风扇
64
65
66
室内风扇
67
68
单级压缩制冷循环系统示意图
常温
冷却
低压
节流机构 低温
冷凝器
高压
高温
压缩机
蒸发器
稍低温 蒸发
69
空调机组分类
低压
低温
蒸发器
稍低温
蒸发
空气
需铜管连接
71
空调机组分类
空气
冷却
常温
冷凝器
风冷-----------间冷式 风冷热泵冷水机组：ACHILLES
高压
高温
压缩机
低压
节流机构 低温
蒸发器
稍低温
蒸发
水 72
空调机组分类
空气 冷却
冷凝器
常温
风冷-----------间冷式
风冷热泵分体冷水机组： ACHILLES
52
蒸汽
SYSTEME 冷凝器 DE
RECUPERATION
液体
53
压缩机
54
水在不同的绝对压力下的沸点