第3讲蒸汽压缩式制冷的理论循环_制冷技术

• 1点：Po等压线与x=1蒸气干饱和线交点 • 3点： Pk等压线与x=0液态饱和线交点 • 2点: Pk等压线与s1等熵线交点 • 4点： Po等压线与h3等焓线交点
五、理论制冷循环的热力计算
• 单位质量制冷量q0：1kg制冷剂在蒸发器内从被冷却物
体吸收的热量 。
q0＝h1－h4 • 单位体积制冷量qv ：压缩机每吸入1m3制冷剂蒸气（按
从而制冷；等压吸热。
4' 4 a
1' 1
b
s
二、压焓图（一点两线三区五态六参数）
• 等压线 — 水平线
• 等焓线 — 垂直线 • 等干度线 — 湿蒸气区域内曲线 • 等熵线 — 向右上方大斜率曲线 • 等容线 — 向右上方小斜率曲线
• 等温线 — 垂直线（液相区）→水平线（两相区）
→向右下方弯曲（过热蒸气区）
制
冷
技
术
第 3讲 单级蒸气压缩式制冷的理论循环
一、理论制冷循环
• 压缩机 ：制冷系统的心脏，压缩
和输送制冷剂蒸气；等熵干压缩；
• 冷凝器：输出热量；等压放热；
理论制冷循环假设
T Tk Tk' T0' T0 0
• 节流阀 ：节流降压，并调节进入
蒸发器的制冷剂流量；等焓节流；
Tk
3 3'
2 2'
T0
• 蒸发器：吸收热量（输出冷量）
消耗的压缩功 。
w0＝h2－h1
• 制冷系数ε0：
q0 h1 h4 0 w0 h2 h1
• 热力完善度η ： 0 h1 h4 Tk T0 c h2 h1 T0
例题：某空气调节系统需制冷量20kW，假定循环为单级蒸气压缩式
制冷理论基本循环，且选用氨作为制冷剂，工作条件为：蒸发温度 to=5℃，冷凝温度tk=40℃。试对该理论制冷循环进行热力计算。 解: h1=1460（kJ/kg） h2=1630（kJ/kg） h3=h4=380（kJ/kg） v1=0.245（m3/kg） 单位质量制冷量 q h h 1080 （kJ/kg） q 单位容积制冷量 q 4446.9 （kJ/m3） Q 质量流量 M q 0.0185 （kg/s） 体积流量 V M 0.0045 （m3/s） 单位冷凝热负荷 q h h 1250 （kJ/kg） 冷凝器热负荷 Q M q 23 （kW） 单位理论功 w h h 170 （kJ/kg） 压缩机理论耗功率QN M w 3 （kW） 理论制冷系数 N 6.67 T 273 5 热力完善度 T - T 273 40 273 5 7.94
吸气状态计），在蒸发器中所产生的制冷量 。
qv＝q0 / v1＝（h1－h4）/v1
• 制冷剂质量流量MR： MR=Qo / q0
• 制冷剂体积流量VR:
VR=MR*v1
• 单位冷凝负荷qk ：1kg制冷剂在冷却和冷凝过程中放出
的热量 。 qk＝h2－h3
• 单位理论压缩功 w0 ：压缩机每压缩输送1kg制冷剂所
• 干压缩代替了湿压缩：
压缩机吸气状态为干饱和蒸气
p
pk p0 3 2
• 节流阀代替了膨胀机：
简化了设备，但会造成节流损失
4
1
• 热交换过程为等压过程，而 非等温过程
实现三个相区都能完成热交换
0
h3=h4
h1
h2 h
蒸气压缩制冷理论循环p h图
R717压焓图
R22压焓图
R134a压焓图
R717饱和液体及饱和蒸气热力性质表
三、理论制冷循环的压焓图
p 压焓图的作用：
pk p0 3 2
• 确定状态参数
• 表示热力过程
• 分析能量变化
4
1
0
h3=h4
h1
h2 h
蒸气压缩制冷理论循环p h图
四、状态点的确定
选用制冷剂的压焓图
制冷工作条件：Po和Pk
o 1 4
o
v
1
O
R
o
R
R
1
k
2
3
k
R
k
o
2
1
o
R
o
o
o
o
o

（不考虑传热温差）

o 84%
k
o
讨论：制冷理论循环中
q o w o q k 1080 170 1250
Qo N o Q k 20 3 23
符合能量守恒的基本原则
五、理论制冷循环的特点（对比理想制冷循环）