《工程热力学》制冷循环

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工程热力学制冷循环课件

工程热力学制冷循环课件
价其性能优劣。
影响性能因素分析
蒸发温度与冷凝温度
蒸发温度越低、冷凝温度越高,制冷系数越 低,性能下降。
制冷剂性质
不同制冷剂的热力性质不同,对制冷循环性 能产生显著影响。
过冷度与过热度
适当的过冷度和过热度有利于提高制冷系数, 但过度增加会导致性能下降。
压缩机效率
压缩机效率越高,输入功越小,制冷循环性 能越好。
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优化设计策略探讨
优化蒸发器和冷凝器设计
提高传热效率,降低传热温差,有利 于提高制冷系数。
采用高效压缩机
选用高性能压缩机,降低输入功,提 高制冷循环经济性。
优化制冷剂选择
选用环保、高效制冷剂,提高制冷循 环性能。
系统集成与优化
通过系统集成和优化设计,降低系统 能耗和成本,提高整体性能。
06 工程应用案例分析
螺杆式压缩机
利用螺杆的旋转运动,使 制冷剂在压缩腔内受到挤 压和输送。具有高效、低 噪音等特点。
离心式压缩机
通过叶轮的高速旋转,使 制冷剂在离心力作用下获 得动能并压缩。适用于大 型制冷系统。
冷凝器、蒸发器及节流装置
冷凝器
节流装置
将高温高压的制冷剂蒸气冷却为饱和 液体,释放热量给冷却介质。通常采 用风冷或水冷方式。
04 热电偶合式制冷循环
热电偶合式制冷原理
塞贝克效应
利用两种不同材料之间的 温差产生电压。
帕尔贴效应
当有电流通过由两种不同 材料组成的回路时,在结 点处会吸收或放出热量。
汤姆逊效应
当电流通过有温度梯度的 导体时,导体将吸收或放 出热量。
热电偶材料选择与性能
材料选择
选择具有高热电势、低电阻率、高导 热率、良好机械性能和化学稳定性的 材料。

工程热力学课件11 制冷循环

工程热力学课件11 制冷循环

理想气体
p 2‘
T
2‘
绝热膨胀,温度降低
1 6 1 2 4 3 v 2 s
5
T
转回温度曲线
实际气体
TH
冷效应区
N
热效应区
TL p pN
p
经济性指标最高的逆向循环是同温限 间的逆向卡诺循环。通常制冷循环以环境 为高温热源(T1=T0),因此在以T0为高 温热源、Tc为低温热源间的逆向卡诺循环 的制冷系数:
膨 胀 阀
压缩机
w
4
q2
1
蒸发器
1-2: 2-3: 3-4: 4-1:
制冷剂在压缩机中的绝热压缩过程 制冷剂在冷凝器中的定压放热过程 制冷剂在膨胀阀中的绝热节流过程 制冷剂在蒸发器中的定压定温气化过程
4 1 3 2
q2 wnet
单位质量制冷剂在冷凝器中放热量:
T
2
q1= h2-h3
单位质量制冷剂在蒸发器中吸热量:
1 h
过冷度愈大,制冷系数增加愈多。制冷剂液体离开冷凝 器的温度取决于冷却介质的温度,过冷度一般很小。多数制冷
装置专设一回热器,使从冷凝器出来的制冷剂液体通过回热器 进一步冷却,增大过冷度。回热器的冷却介质通常为离开蒸发 器的低温低压蒸气。
3 4 1
2
热泵供热原理
在所有制冷装置的工作过程中,热从冷藏室取 出并传给较高温度的环境。因此,实现制冷循环的 结果不仅使放出热量的物体被冷却,而且使吸收热 量的物体被加热。根据这个原理,可利用逆循环实 现将热从低温冷源向高源热源的输送。这种目的在 于输送热量给被加热对象(如室内供暖)的装置称为 热泵。向高温热源输送的热量qH,等于取自低温冷 源(如大气环境)的热量qL与实现逆循环从外界输入 功量wnet 之和,即qH=qL+wnet 。热泵就其实质来看, 和制冷装置完全一样,只是两者工作的温度范围不 同。制冷装置工作的上限温度为大气环境温度,其 目的系从冷藏室吸热,以保持冷藏室低温(下限温度) 恒冷;热泵工作的下限温度为大气环境温度,其目 的是向暖室放热,以保持暖室温度(上限温度)恒暖。

工程热力学--13 制冷循环

工程热力学--13 制冷循环

= 面积5345
蒸汽喷射制冷循
→→
→喷射器起到了压缩蒸汽的作用,而这部分蒸汽的压缩是靠正循环中那部分蒸汽的膨胀作为补偿才得以实现的。

从整个装置来看,低温热之所以能转移到温度较高的大气中去,是以锅炉获得的更高温度的热能最终也转移到大气中作
起到的压缩气体的作用
制冷剂被吸收剂吸收时会放出热量,蒸气发生器中的溶液制冷剂挥发
吸收器必须加以冷却
制冷剂被吸收剂吸收时会放出热量
经节流阀进入吸收器的溶液又具有较高的温度
Q 2
吸收式制冷装置的热利用系数比较低,但由于设备简单,造价低廉(不需要昂贵的压气机)、不消耗功、可以利用温度不很高的热能,因此常用在有余热可以利用的场合。

Q 2。

工程热力学第九章_制冷循环

工程热力学第九章_制冷循环

3 常用制冷剂应用
氟里昂 现状:早期常用氟里昂12(CFC12),目前将逐 渐由不完全卤化氟烃化合物HFC134a替代。 应用:广泛应用于冰箱、冰柜和汽车空调系统
五 制冷剂及其性质
4 制冷剂参数的确定
1)制冷剂的热力学性质表 饱和蒸汽性质表和过热蒸汽表 结构以及参数的查取方法与水蒸汽相同
4 制冷剂参数的确定
2 吸收式制冷循环
热水型溴化锂两级吸 收式制冷机主要由: 蒸发器、低压吸收器、 低压发生器、高压吸 收器、高压发生器、 冷凝器、低压溶液热 交换器、高压溶液热 交换器和溶液泵组成。
2 吸收式制冷循环
制冷循环过程为:来自高压发生器的水蒸在冷凝器中凝结 成水,经膨胀阀(U型管)进入蒸发器膨胀蒸发,带走管 内冷冻的热量,达到制冷的目的。蒸发器中产生的水蒸汽 进入低压吸收器,被浓溴化锂溶液所吸收,吸收了水蒸汽 的稀溴化锂溶液,经溶液泵升压,经低压溶液热交换器进 入低压发生器,在低压发生器中,稀溶液被热源加热浓缩, 产生的水蒸汽进入高压吸收器,而浓溶液靠低压发生器与 低压吸收器之间的压差,经低压溶液热交换器,重新进入 低压吸收器,如此形成低压级的溶液循环。 在高压吸收器中来自高压发生器的浓溶液吸收在低压发生 器中产生的水蒸汽,失去吸收能力的稀溶液同样经溶液泵 升压后,经高压溶液热交换器进入高压发生器,在热源的 加热下,稀溶液得到再次浓缩,产生的水蒸汽进入冷凝器, 而浓溶液依靠高压发生器与高压吸收器之间的压差,经高 压溶液热交换器重新进入高压吸收器 ,形成高压级的循 环。
2 逆向卡诺循环
T
T1
3
T1 s3 s2 q1 T1 C wnet T1 T2 s3 s2 T1 T2 2
T2
4
1 s

工程热力学课件第十二章制冷循环

工程热力学课件第十二章制冷循环
吸收式制冷循环在工业、商业和民用 等领域有广泛的应用,如化工、制药 、食品加工、宾馆和民用空调等。
由于吸收式制冷循环使用低品位热能 ,因此特别适合于使用余热或废热等 低品位热源的场合。
Part
05
热电制冷循环
热电制冷循环的工作原理
热电制冷循环基于塞贝克效应或皮尔 兹效应,通过热电转换材料将热能转 换为电能,从而实现制冷效果。
将多个制冷设备集成在一个模块中,实现 集中控制和统一管理,提高系统效率和可 靠性。
THANKS
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工程热力学课件第十 二章制冷循环
• 制冷循环概述 • 制冷剂的特性 • 压缩制冷循环 • 吸收式制冷循环 • 热电制冷循环 • 制冷循环的节能与环保
目录
Part
01
制冷循环概述
制冷循环的定义和目的
定义
制冷循环是指通过一系列热力学过程,将热量从低温处转移到高温处,从而实现制冷效 果的系统。
目的
制冷循环的主要目的是在需要冷却的物体或环境中,创造一个低温环境,以维持其所需 的温度和湿度条件。
参数,实现节能运行。
制冷循环的环保要求
01
02
03
04
减少温室气体排放
通过采用高效制冷技术和环保 制冷剂,减少制冷循环中温室
气体的排放。
防止臭氧层破坏
选择不含有CFCs(氯氟烃) 的制冷剂,以保护臭氧层。
控制污染物排放
确保制冷循环产生的废水、废 气和固体废弃物得到妥善处理
和处置。
资源回收利用
对制冷设备进行回收和再利用 ,减少资源浪费和环境污染。
制冷剂在压缩机中被压缩,压力升高,温度也随之升高,然后进入冷凝器,在冷凝 器中放热给冷却水,自身温度降低并液化。

工程热力学制冷循环课件页PPT文档

工程热力学制冷循环课件页PPT文档

1
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。

工程热力学 第十章 制冷循环

工程热力学 第十章 制冷循环
35
制冷剂其他性质
❖对环境友善 ❖安全无毒 ❖ 溶油性好,化学稳定性好
36
制冷剂种类
(1)无机化合物:氨R717、水R718、二氧 化碳R744、二氧化硫R764等。
(2)氟里昂:氟里昂是饱和碳氢化合物(饱 和烃类)的卤族衍生物的总称,最常用的 有R12、R22、R14和R134a等。
(3)混合溶液:由两种或两种以上不同的制 冷剂按一定比例相互溶解而成的混合物。 主要有R502(R22和R115)、R407C (R32/R125/R134a)。
2-3 为过 热 蒸 气 在 冷 凝 器 中定压放热被冷凝的过程;
3-4 为饱 和 液 体 在 节 流 阀 中节流、降压、降温的过 程;
4-1 为湿 饱 和 蒸 气 在 蒸 发
器中定压吸热、汽化的过
程。
22
制冷系数
c
qo wnet
qo h1-h3 qk-qo h2-h1
T1 T4 T2 T1
20
压缩蒸气制冷循环
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。
21
压缩蒸气制冷循环
1-2 为从 蒸 发 器 中 出 来 的 蒸气在压缩机中被可逆绝 热压缩的过程;
(4)碳氢化合物:碳氢化合物制冷剂有甲烷、
乙烷、丙烷、乙烯、丙烯和异丁烷R600a
等。
37
课后思考题
❖压缩蒸气制冷循环采用节流阀来代替膨胀 机,压缩空气制冷循环是否也可以采用这 种方法?为什么?
❖对逆向卡诺循环而言,冷、热源温差越大, 制冷系数是越大还是越小?为什么?

工程热力学 课件 第十二章 制冷循环

工程热力学 课件 第十二章 制冷循环

▪ 在一定环境温度下,冷库温度Tc愈低,制冷系数就 愈小
▪ 工程上也将制冷系数称为制冷装置的工作性能系数
COP qc q0 qc
▪ 制冷循环包括(bāokuò)压缩式制冷循环、吸收式制冷 循环、吸附式制冷循环、蒸汽喷射制冷循环及半导 体制冷
▪ 压缩式制冷循环分为压缩气体制冷循环和压缩蒸汽 制冷循环
第二十五页,共29页。
▪ 制冷剂在T-s图上的上、下界限线要陡峭,使冷 凝过程更接近定温放热过程,并减少节流引起的 制冷能力下降
▪ 工质的三相点温度要低于制冷循环的下限温度, 以免造成凝固栓塞
▪ 蒸气的比体积要小,工质的传热特性要好,以使 装置更紧凑
▪ 制冷剂溶油性好,化学性质稳定,与金属材料及 密封材料有良好(liánghǎo)的相容性,安全无毒,价 格低廉
第二页,共29页。
12-2 压缩空气制冷循环
➢ 压缩空气制冷循环
▪ 在压缩空气制冷循环中,用两个定压过程代替逆 向卡诺循环的两个定温过程
▪ 压缩空气制冷循环的制冷系数 循环中空气排向高温热源的热量(rèliàng)为
q0 h2 h3
自冷库的吸热量(制冷量)为
qc h1 h4
第三页,共29页。
第十二章 制冷 循环 (zhìlěng)
12-1 概况
➢ 制冷循环
▪ 逆向循环的一种,从低温热源(rèyuán)(如冷库)取走热 量,以维持其低温
▪ 制冷系数:在大气环境温度T0与温度为Tc的低温热 源(如冷库)之间的逆向循环的制冷系数以逆向卡
诺循环为最大
c
qc q0 qc
Tc T0 Tc
第一页,共29页。
▪ 理论上可以实现压缩蒸气的逆向卡诺制冷循环, 但为利于压缩及增加制冷量,使工质气化到干度 更大的状态
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更多利用定温排热); 4、工质的三相点要高于循环的下限温度; 5、蒸气的比体积小,工质的传热性好。
• 常见制冷剂:
氨(NH3) 氟里昂(氯氟烃,含氢氯氟烃) CFC12(R12)、CFC11(R11) HCFC22(R22) 含氢氟代烃物质(HCFC134a)
12-6 热泵循环
循环过程与制冷循环类似,差别在于热泵工
1. 空气的定压比热小 2. 活塞式压缩机和膨胀机工质流率小
二、回热式空气制冷循环 • 回热式空气制冷循环的原理
• 回热循环优点:
1、同样制冷系数下,增压比下降,这为采 用大流量的叶轮式压气机和膨胀机提供 可能;
2、增压比减小,使压缩过程和膨胀过程的 不可逆损失的影响减小。
12-3压缩蒸气制冷循环
作时,环境作为低温热源(T0)
热泵循环供暖系数

' qH qL wnet
wnet
wnet
' 1
• 压缩蒸气制冷循环原理
• 压缩蒸气制冷循环分析
qc h1 h4 h1 h3 (h3 h4 ) q0 h2 h3 wnet wc h2 h1
c
qc wnet
h1 h4 h2 h1
• 实际压缩蒸气制冷循环过程
12-4 制冷剂的性质
• 对制冷剂热力性质的要求: 1、对应装置的工作温度,要有适中的压力; 2、在工作温度下,汽化潜热大; 3、临界温度要高于环境温度(冷凝过程可
Tc为低温热源间的逆向卡诺循环的制冷系 数:
c
qc wnet
qc q0 qc
Tc T0 Tc
工作性能参数:cop qc q0 qc
12-2 压缩空气制冷循环
一、压缩空气制冷循环
压缩空气制冷循环分析
qc h1 h4 q1 h2 h3
wnet wC wE (h2 h1) (h4 h3 ) (h2 h3) (h1 h4 ) q1 q2
第十二章 制冷循环
12-1 概况
本章主要以制冷循环为研究对象,分析循环的特 点,各参数的变化关系及计算热量、功量和效率。
制冷循环类型:
压缩气体制冷 吸附式制冷循环 蒸气喷射制冷循环 半导体制冷
经济性指标最高的逆向循环是同温限 间的卡诺循环。通常制冷循环以环境为高
温热源(T1=T0),因此在以T0为高温热源、
qc
T1 T4
wnet (T2 T3 ) (T1 T4 )
压缩空气制冷循环分析
T1 T4
(T2 T3 ) (T1 T4 )
1
1
(T2 T3 ) 1 T2 1
T1 T4
T1
1
1
p2 p1
(k 1)
k
1
(k பைடு நூலகம்)
k
1
压缩空气制冷循环分析
缺点:制冷量小
Qc qmcp (T1 T4 )
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