文档介绍：第一章蒸汽压缩式制冷的热力学原理
§1-1 蒸汽压缩式制冷的基本原理
§1-2 蒸汽压缩式制冷的理论循环
§1-3 蒸汽压缩式制冷循环的改善
§1-4 跨临界制冷循环(自学)
§1-5 蒸汽压缩式制冷的实际循环
§1-1 蒸汽压缩式制冷的基本原理
一、热力学基本定律
热力学第一定律:能量守恒和转换定律
热力学第二定律:能量贬值原理
不可能把热从低温物体传向高温物体而不引起其它变化。
低温物体
高温物体
热量
热量由低温物体传向高温物体,必须有一个补偿过程。需要消耗机械能、电能或热能。
二、完成制冷循环的设备组成及其工作
蒸发器:介质气化,吸收外界热量,实现对外制冷
的换热设备。
冷凝器: 介质由气态冷凝为液态,使介质可以再次
气化制冷的换热设备。
压缩机: 为使介质在自然环境下冷凝,而改变介质
状态的动力设备。(实现了热量从低温物
体向高温环境转移)
节流机构: 维持系统高低压共存的设备。
§1-1 蒸汽压缩式制冷的基本原理
§1-1 蒸汽压缩式制冷的基本原理
压缩机:从蒸发器中抽吸制冷剂蒸气并进行压缩的设备。
其功能为:
从蒸发器中抽取气化的蒸气,从而维持蒸发器内一定的蒸发温度和压力;
对吸入的蒸气进行压缩,以维持冷凝器内的高压;
输送制冷剂,是系统中的循环动力。
§1-1 蒸汽压缩式制冷的基本原理
冷凝器: 制冷剂与冷却介质进行热交换的设备,对外输出热量。制冷剂蒸气在其中冷却、冷凝,释放的热量由空气或水等介质带走。
冷却介质:用于冷却制冷剂蒸气的介质称为冷却介质(冷却剂);
冷凝压力:冷凝器中制冷剂蒸气的压力称为冷凝压力;
冷凝温度:冷凝压力对应的蒸气饱和温度称为冷凝温度。
§1-1 蒸汽压缩式制冷的基本原理
膨胀阀:一种节流机构。其功能为:
经冷凝器冷凝后的高压液态制冷剂转变为低压的液体,为制冷剂在低温低压下气化创造条件;
调节蒸发器的供液量(用于控制压缩机入口处制冷剂蒸气的过热度)。
§1-1 蒸汽压缩式制冷的基本原理
蒸发器:制冷剂与冷冻水进行热交换的设备,对外输出冷量。制冷剂从冷冻水中吸热,在蒸发器中产生气化,从而实现蒸发制冷。
蒸发压力:蒸发器内的制冷剂蒸气压力称为蒸发压力。
蒸发温度:蒸发压力对应的制冷剂饱和温度为蒸发温度。
三、理想制冷循环
1. 逆卡诺循环(Reverse Carnot Cycle)
1-2 等熵压缩 T’0→T’k 耗功w1
2-3 等温放热qk=Tk(sa-sb)
3-4 等熵膨胀 Tk→T0 做功w2
4-1 等温膨胀吸热q0=T0(sa-sb)
两个恒温热源
两个等温过程
两个等熵过程
§1-1 蒸汽压缩式制冷的基本原理
逆卡诺循环(Carnot Cycle)T-S图
2. 循环结果
每一制冷循环,1kg制冷剂:
从被冷却介质吸收的热量为:q0 =T0(sa-sb);
向冷却介质放出的热量为:qk= Tk(sa-sb) ;
循环净耗功量为:w=wc-we=qk-q0
=Tk(sa-sb)-T0(sa-sb)
=(Tk-T0 )(sa-sb)
§1-1 蒸汽压缩式制冷的基本原理
3. 制冷系数(制冷循环的性能指标)
消耗单位功量所能获得的制冷量。
大小只取决于两个热源的温度;
T0↗或Tk↘ε↗,循环经济性越好;
§1-1 蒸汽压缩式制冷的基本原理