lgp
4
T-s 图 T
2 2 4 3
q0
3
5
1
qc
w
5
1
qc = h1 − h5 = h1 − h4
q0 = h2 − h4
h
qc h1 − h4 ε = = w h2 − h1
s
工程热力学
第11章 制冷循环
电冰箱采用压缩蒸气制冷循环
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第11章 制冷循环
工程热力学
第11章 制冷循环
工程热力学
工程热力学
第11章 制冷循环
11-1 逆向卡诺循环 衡量制冷循环和热泵循环的经济性指 标都用工作性能系数 COP (Coefficient of Performance)来表示，它是得到的收益与 耗费的代价之比。 习惯上，对于制冷循环的性能系数称为 制冷系数，对于热泵循环称为供热系数 。
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第11章 制冷循环
经济性指标最高的逆循环是同温限间的 卡诺循环。 通常制冷循环是以环境作为高温热源， 而热泵循环以环境作为低温热源。
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第11章 制冷循环
制冷系数
制冷循环
T T0环境 q1 w T0 T2 s
q2 COP = ε = w
逆向卡诺循环
q2 q2 T2 εc = = = w q1 − q2 T0 − T2
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第11章 制冷循环
制冷循环种类
压缩空气制冷 压缩制冷 压缩蒸汽制冷 吸收式制冷
制冷循环
吸附式制冷 蒸汽喷射制冷 半导体制冷 ……
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第11章 制冷循环
11-2 压缩空气制冷循环 一、简单空气压缩制冷循环
工质：空气 四个主要 部件:
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第11章 制冷循环
p
3 2
T
2 3 4 1 4
T0
1
Tc s
v 压缩空气制冷理论循环的p-v、T-s图
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第11章 制冷循环
循环从冷库吸收的热量 放给高温热源的热量 循环所消耗的净功
q2 = c p (T1 − T4 )
q1 = c p (T2 − T3 )
wnet = q1 − q2 = cp (T2 −T3 ) − cp (T1 −T4 )
T0不变, T2
εc
q2
T2冷库
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第11章 制冷循环
供热系数
热泵循环 T T T1房间 1 q1 T 0 w T2 q2 s T0环境
q1 COP = ε ' = w
逆卡诺循环
q1 q1 T1 ′ εc = = = w q1 − q2 T1 − T0
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第11章 制冷循环
制冷量 ( 制冷能力) 制冷设备单位时间内从冷库取走的热量 (kJ/s)。 商业上常用冷吨来表示。 1冷吨：1吨0℃饱和水在24小时内被冷冻 到0℃的冰所需冷量。 1冷吨=3.86 kJ/s 1美国冷吨=3.517 kJ/s
增压比越小，制冷系数越大。
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第11章 制冷循环
但增压比越小，循 环中单位工质的制冷 量也越小 。 简单压缩空气制冷 循环的主要缺点是制 冷量不大 。
Q2=qmcp(T1-T4)
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第11章 制冷循环
二、回热式压缩空气制冷循环
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第11章 制冷循环
11-3 压缩蒸汽制冷循环
压缩空气制冷循环存在着两个基本缺点： 一是由于吸热过程和放热过程是在定压非定 温下进行，制冷系数低； 二是由于空气的比定压热容较小，循环的制 冷量较小。 采用压缩蒸气制冷循环，能在这两方 面大大改善，因为利用蒸气的性质在湿蒸 气区内可以实现定温过程，而且蒸气的气 化潜热很大。
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第11章 制冷循环
第十一章 制冷循环
Chapter 11 Refrigeration Cycles
本章学习目标：
1.掌握制冷循环的实施设备及工作流程。 2.掌握制冷循环的吸热量、放热量、耗功 量及性能系数分析和计算的方法。 3.学会分析影响循环性能系数的主要因素。
压缩式制冷循环为本章重点内容
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第11章 制冷循环
压缩蒸气制冷循环的装置示意图
2 压缩机 节流阀 5 冷库 （蒸发器） 1
4
冷凝器
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第11章 制冷循环
实际不采用逆卡诺压缩蒸气制冷 循环
T 3
′
2 T0 Tc 4 1′ 2′
4′ O
1
1）因压缩湿蒸汽对压 气机不利 ，采用干压 缩； 2）利用节流阀代替膨 胀机；
s 压缩蒸气制冷循环T-s图
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第11章 制冷循环
蒸发器中吸热量
qc = h1 − h5 = h1 − h4
冷凝器中放热量
T
4 3
2
q 0 = h2 − h4
制冷系数
1 5
qc h1 − h4 ε = = w h2 − h1
s
蒸气压缩制冷循环 T-s 图
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第11章 制冷循环Fra biblioteklgp-h图
q2 T1 −T4 循环的制冷系数 ε = = wnet (T2 −T3 ) − (T1 −T4 )
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第11章 制冷循环
T1 − T4 ε= (T2 − T3 ) − (T1 − T4 ) 1 1 1 = = = κ −1 T2 − T3 T2 − 1 ⎛ p2 ⎞ κ −1 T1 T1 − T4 ⎜ ⎟ −1 ⎝ p1 ⎠ 1 = κ −1 (π ) κ − 1
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第11章 制冷循环
综合训练大作业2—热泵供暖方案设计 地源热泵是一种从土壤中取（放）热 的热泵。 在北京地区有一300平方米的别墅准备 采用地源热泵供暖，试设计一个地源热泵 供暖的方案，并要求从能量利用、环保、 经济性方面进行分析。
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第11章 制冷循环
其他要求： 1）化学性质稳定，无腐蚀，无毒，不易燃 易爆，等等； 2）好的环保性能，对环境破坏小； ODP GWP
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第11章 制冷循环
11-5 其他制冷循环
吸收式制冷循环
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第11章 制冷循环
本章小结
1) 掌握制冷循环的基本过程和T-s图和 lgp-h 图表示； 2) 能对循环进行正确的能量分析和计 算； 3)压缩蒸气制冷循环的计算要查相应 制冷剂的图表。
第11章 制冷循环
11-4 制冷剂（refrigerants）的性质
对制冷剂的热力学要求 １．对应于冷凝温度的饱和压力不宜过高； ２．对应于蒸发温度的压力不应过低； ３．在工作温度下，汽化潜热要大； ４．临界温度要远高于环境温度； ５．凝固点应低于蒸发温度； ６．蒸汽比体积小，导热系数大； ７．上、下界限线（在T-s图）陡峭，使冷凝更 接近定温放热及减少节流引起制冷能力损失。