大学精品课件：第三章蒸气制冷循环 2 (3.1.2 - 3.1.4)-5-11-04.ppt

1、3.1 One-stage vapor compression systems3.1.1 Ideal cycles using pure refrigerants3.1.2 Practical cycles using pure refrigerants3.1.2.1 Real cycles3.1.2.2 Practical cycles3.1.2.3 Simplified practical cycles第一节第一节 单级蒸气压缩制冷循环单级蒸气压缩制冷循环一、纯工质理论循环二、纯工质实际循环（一）真实循环（二）实际循环（三）简化的实际循环2/28/202323 Vapor refriger

2、ation cycles第三章 蒸汽制冷循环Vapor refrigeration cyclesRefrigeration cycles(Phase change)Gas refrigeration cyclesVapor compression cyclesVapor absorption cycles2/28/202333.1.2 Practical cycles using pure refrigerants 一、纯工质实际循环 3.1.2.1 Real cycles（一）真实循环Reversible cycles(可逆可逆)Theoretical cycles(理论理论)Practic

3、al cycles(实际实际)Reversible cycles(可逆可逆)Irreversible cycles(不可逆不可逆)Refrigeration cycles(Reversibility)2/28/202343.1.1 Ideal cycles using pure refrigerants 一、纯工质理论循环3.1.1.5 Summary（五）小结过过冷冷循循环环过过热热循循环环饱饱和和循循环环回回热热循循环环2/28/202353.1.2 Practical cycles using pure refrigerants 一、纯工质实际循环3.1.2.2 Practical cy

4、cles（二）实际循环1 1 a b 2 3 4 4 5 p h TH TL Temperature difference不可逆因素不可逆因素Flowing resistance饱饱和和循循环环2/28/202363.1.2 Practical cycles using pure refrigerants 一、纯工质实际循环 3.1.2.1 Real cycles（一）真实循环Reversible cycles(可逆可逆)Theoretical cycles(理论理论)Practical cycles(实际实际)Reversible cycles(可逆可逆)Irreversible cycle

5、s(不可逆不可逆)Ideal cycles(理想理想)Practical cycles(实际实际)Refrigeration cycles(Reversibility)2/28/202373.1.2 Practical cycles using pure refrigerants 一、纯工质实际循环3.1.2.2 Practical cycles（二）实际循环 1 1 a b 2 3 4 4 5 T s TH TL 1 1 a b 2 3 4 4 5 p h TH TL Temperature difference不可逆因素不可逆因素Flowing resistance2/28/202383.

6、1.2 Practical cycles using pure refrigerants 一、纯工质实际循环3.1.2.3 Simplified practical cycles（二）简化的实际循环1 1 a b 2 3 4 4 5 p h TH TL TH TL 1.Polytropic compression 多变压缩多变压缩2.With temperature diffidence and no pressure loss heat exchange 等压有温差换热等压有温差换热3.Adiabatic isenthalpic proc 绝热节流绝热节流2/28/202393.1.2 Pr

7、actical cycles using pure refrigerants 一、纯工质实际循环3.1.2.3 Simplified practical cycles（二）简化的实际循环 对采用对采用R22为制冷工质的房间空调器进行热力计算（循为制冷工质的房间空调器进行热力计算（循环质量流量环质量流量qm、冷凝负荷、冷凝负荷Qk、电功率、电功率Pel、性能系数、性能系数EER和和热力学完善度热力学完善度e）。设计参数为：）。设计参数为：制冷量制冷量3kW，室外温度，室外温度35，房间温度，房间温度27。制冷工质与高、低温热源间的温差为制冷工质与高、低温热源间的温差为20，过冷度，过冷度5，过热

8、度，过热度20。压缩机指示效率为。压缩机指示效率为0.7，机，机械效率为械效率为0.8，电动机效率为，电动机效率为0.9，散热系数为，散热系数为0.6，蒸发器出蒸发器出口为饱和蒸汽。口为饱和蒸汽。User specified:Q0、TH、TLDesigner chosen:TH、TL、el、fDesignTH TL 2/28/2023103.1.2 Practical cycles using pure refrigerants 一、纯工质实际循环3.1.2.3 Simplified practical cycles（二）简化的实际循环TH TL User specified:TH、TL、Q0

9、Designer chosen:TH、TL、el、fIndexExpressionsInfluence to cycle1pkTkTHTk pkps(Tk)TH、TLelimmof1Qf/Pel2p0T0TLT0 p0ps(T0)3t2h2（h2s-h1）f/elh1 t2t(h2,pk)2/28/2023113.1.2 Practical cycles using pure refrigerants 一、纯工质实际循环3.1.2.3 Simplified practical cycles（二）简化的实际循环TH TL iw0/wi P0/Pii：指示效率：指示效率mPi/Psm：摩擦效率：摩

10、擦效率moPs/Pelmo：电机效率：电机效率elimmoel：电效率：电效率sims：轴效率：轴效率User specified:TH、TL、Q0Designer chosen:TH、TL、el、f2/28/2023123.1.2 Practical cycles using pure refrigerants 一、纯工质实际循环3.1.2.3 Simplified practical cycles（二）简化的实际循环TH TL IndexExpressionsInfluence to cycle1pkTkTHTk pkps(Tk)TH、TLelimmof1Qf/Pel2p0T0TLT0 p

11、0ps(T0)3t2h2（h2s-h1）f/elh1 t2t(h2,pk)User specified:TH、TL、Q0Designer chosen:TH、TL、el、f2/28/2023133.1.2 Practical cycles using pure refrigerants 一、纯工质实际循环3.1.2.3 Simplified practical cycles（二）简化的实际循环TH TL 1.h2（h2s-h1）f/elh1（小型）（小型）t2t(h2,pk)PelHQf fPelH f qm(h2s-h1)/elqm(h2-h1)f1Qf/Pel2.h2（h2s-h1）/ih

12、1（中、大型）（中、大型）2/28/2023143.1.2 Practical cycles using pure refrigerants 一、纯工质实际循环3.1.2.3 Simplified practical cycles（二）简化的实际循环IndexExpressionsDefinition4q0q0h0-h55w0w0h2s-h1welhs-h16qmqmQ0/q0el：电效率电效率7P0P0qmw0elimmo8PiPiP0/iqmwii：指示效率：指示效率9PsPsPi/mP0/sqmwsm：摩擦效率摩擦效率10PelPelPs/moP0/elqmwelmo：电机效率电机效率1

13、1ssQ0/Ps0sKe（大中型）（大中型）sim 轴效率轴效率12EER EERQ0/Pel0elEnergy Efficiency Ratio130 0s/cEER/c热力学完善度热力学完善度TH TL 2/28/2023153.1.2 Practical cycles using pure refrigerants 一、纯工质实际循环3.1.2.3 Simplified practical cycles（二）简化的实际循环TH TL IndexExpressionsInfluence to cycle14qkqkh2-h4q0w0Material cost15QkQkqmqk16qvqv

14、q0/v16qmqmQ0/q0User specified:TH、TL、Q0Designer chosen:TH、TL、el、f3.1 One-stage vapor compression systems3.1.1 Ideal cycles using pure refrigerants3.1.2 Practical cycles using pure refrigerants3.1.3 Cycles using mixed refrigerants 3.1.4 Analysis of cycles 第一节第一节 单级蒸气压缩制冷循环单级蒸气压缩制冷循环一、纯工质理论循环二、纯工质实际循环三

15、、混合工质循环四、循环特性分析2/28/2023173.1.3 Cycles using mixed refrigerants三、混合工质循环Azeotropic cycles共沸工质循环Non-azeotropic cycles非共沸工质循环2/28/2023183.1.3 Practical cycles using mixed refrigerants三、混合工质循环Single composition cycles单成分循环单成分循环Multiple composition cycles自复叠循环、多成分循环自复叠循环、多成分循环Non-azeotropic cycles非共沸工质循环

16、1234567891011ABCR1J1D13J2R23.1 One-stage vapor compression systems3.1.1 Ideal cycles using pure refrigerants3.1.2 Practical cycles using pure refrigerants3.1.3 Cycles using mixed refrigerants 3.1.4 Analysis of cycles 第一节第一节 单级蒸气压缩制冷循环单级蒸气压缩制冷循环一、纯工质理论循环二、纯工质实际循环三、混合工质循环四、循环特性分析2/28/2023203.1.4 Analy

17、sis of cycles四、循环特性分析Operation type analysis操作操作型分析型分析Design type analysis设计型分析设计型分析Method of cycle analysis 2/28/2023213.1.4 Analysis of cycles 四、循环特性分析3.1.4.1 Design type analysis （一）设计型分析Type of cyclesKind of refrigerantsTemperature differenceCompressor efficiencyPs Compressor motorQk CondenserQ0

18、 Evaporatorqm Compressors,valves and pipesTH TL DesignResultsUser specified:TH、TL、Q0Designer chosen:TH、TL、el、f2/28/2023223.1.4 Analysis of cycles 四、循环特性分析3.1.4.1 Design type analysis （一）设计型分析制冷机工况：是指制冷系统的运行环境条件制冷机工况：是指制冷系统的运行环境条件(TH、TL)。Nominal working condition TH TL 性能系数性能系数(Coefficient of perform

19、ance)tgainCOPcos热力完善度热力完善度(Thermodynamic perfect degree)ereCOPCOP2/28/2023233.1.4 Analysis of cycles 四、循环特性分析3.1.4.1 Design type analysis （一）设计型分析制冷机工况：是指制冷系统的运行环境条件制冷机工况：是指制冷系统的运行环境条件(TH、TL)。For compressor and condeser units(fig 3-4 and fig 3-6)For refrigerators(TH、TL)(fig 3-7 to fig 3-9)Nominal wo

20、rking condition For compressors(Tk、T0、T1、T4、Ta)(fig 3-2,fig 3-3 and fig 3-5)TH TL 2/28/2023243.1.4 Analysis of cycles 四、循环特性分析3.1.4.2 Operation type analysis （二）操作型分析Operation type analysisDesign type analysisMethod of cycle analysis User specified:TH、TL、Q0Designer chosen:TH、TL、el、f2/28/2023253.1.4

21、Analysis of cycles 四、循环特性分析3.1.4.2 Operation type analysis （二）操作型分析TL=const,TH increases 0 q0 Q0qmq0;v1=const,f(PR)qmqvs/v1qvt/v1;ws Psqmws sq0/ws;s/c?2/28/2023263.1.4 Analysis of cycles 四、循环特性分析3.1.4.2 Operation type analysis （二）操作型分析TH=const,TL decreases q0 Q0qmq0;v1,qmqvs/v1qvt/v1;ws Psqmws?sq0/w

22、s;s/c?0 2/28/2023273.1.4 Analysis of cycles 四、循环特性分析3.1.4.2 Operation type analysis （二）操作型分析TH=const,TL increases0 11100kkkkapppkkVNPs 1max0kkNakkppPs=max2/28/2023283.1.4 Analysis of cycles 四、循环特性分析3.1.4.2 Operation type analysis （二）操作型分析TH=const,TL decreases0 2/28/202329Homework_1111.11.对采用对采用R22R2

23、2为制冷工质的房间空调器进行热力计算（为制冷工质的房间空调器进行热力计算（循循环质量流量环质量流量q qm m 、冷凝负荷、冷凝负荷Q Qk k、电功率、电功率PelPel、性能系数、性能系数EEREER和热和热力学完善度力学完善度e e）。设计参数为：制冷量）。设计参数为：制冷量3kW3kW，室外温度，室外温度3535，房间温度房间温度2727。制冷工质与高、低温热源间的温差为。制冷工质与高、低温热源间的温差为2020，过冷度过冷度55，过热度，过热度2020。压缩机指示效率为。压缩机指示效率为0.70.7机械效率为机械效率为0.80.8，电动机效率为，电动机效率为0.90.9，散热系数为，

24、散热系数为0.60.6，蒸发器出口为饱，蒸发器出口为饱和蒸汽。和蒸汽。2/28/202330Contents目目 录录Contents绪绪 论论Definition of refrigeration第一章第一章 制冷与低温的热力学基础制冷与低温的热力学基础History of refrigerationMethods of refrigerationFirst law analysis of refrigeration cycles 第二章第二章制冷与低温工质的性质制冷与低温工质的性质Denomination of refrigerantsProperties of working substancesSecondary refrigerants and oil 第三章第三章蒸汽制冷循环蒸汽制冷循环One-stage vapor compression systemsTwo-stage vapor compression systemsCascade vapor compression systems Vapor absorption systems