化工熱力學(xué)第六章 蒸汽動力循環(huán)與制冷循環(huán)

1、2021-10-19第七章第七章蒸汽動力循環(huán)蒸汽動力循環(huán)和制冷循環(huán)和制冷循環(huán)2021-10-19第七章內(nèi)容第七章內(nèi)容7.1 7.1 蒸汽動力循環(huán)蒸汽動力循環(huán)7.1.1 Rankine(朗肯朗肯)循環(huán)循環(huán)7.1.2 Rankine循環(huán)的改進循環(huán)的改進 7.2 7.2 氣體絕熱膨脹制冷原理氣體絕熱膨脹制冷原理7.2.1 節(jié)流膨脹節(jié)流膨脹7.2.2 對外作功的絕熱膨脹對外作功的絕熱膨脹7.3 7.3 制冷循環(huán)制冷循環(huán)7.3.1 蒸汽壓縮制冷循環(huán)蒸汽壓縮制冷循環(huán)7.3.2 吸收制冷循環(huán)吸收制冷循環(huán)工作原理工作原理循環(huán)中工質(zhì)狀態(tài)變化循環(huán)中工質(zhì)狀態(tài)變化能量轉(zhuǎn)換計算能量轉(zhuǎn)換計算循環(huán)過程熱力學(xué)分析循環(huán)過程熱力

2、學(xué)分析2021-10-19前言前言循環(huán)：循環(huán)：l體系從初態(tài)開始，經(jīng)歷一系列的中間狀態(tài)，又重體系從初態(tài)開始，經(jīng)歷一系列的中間狀態(tài)，又重新回到初態(tài)，此封閉的熱力學(xué)過程稱為循環(huán)。新回到初態(tài)，此封閉的熱力學(xué)過程稱為循環(huán)。蒸汽動力循環(huán)：蒸汽動力循環(huán)：l是以水蒸汽為工質(zhì)，將是以水蒸汽為工質(zhì)，將熱連續(xù)地轉(zhuǎn)變成功熱連續(xù)地轉(zhuǎn)變成功的過程，的過程，其主要設(shè)備是各種熱機。其主要設(shè)備是各種熱機。l產(chǎn)功的過程。如火力發(fā)電廠，大型化工廠產(chǎn)功的過程。如火力發(fā)電廠，大型化工廠冷凍循環(huán)：冷凍循環(huán)：l是將熱連續(xù)地由低溫處輸送到高溫處的過程，其是將熱連續(xù)地由低溫處輸送到高溫處的過程，其主要設(shè)備是熱泵。主要設(shè)備是熱泵。l耗功的過程。

3、耗功的過程。l-100 以上為普冷，以上為普冷， -100 以下為深冷。以下為深冷。2021-10-19前言前言33004002223NHHNatmC ，合合成成氨氨如何將如何將1atm 300atm?需要壓縮機，消耗動力。需要壓縮機，消耗動力。中國中國60年代，年代，15001800度度電電/噸噸NH3。中國中國70年代，僅年代，僅1030度電度電/噸噸NH3。這是由于透平機直接帶動壓縮機的緣故。這是由于透平機直接帶動壓縮機的緣故。蒸汽動力循環(huán)的作用：蒸汽動力循環(huán)的作用：電電高溫?zé)嵩锤邷責(zé)嵩磸U熱鍋爐，產(chǎn)生廢熱鍋爐，產(chǎn)生高壓蒸汽高壓蒸汽壓縮機壓縮機 (氫循環(huán)壓縮機氫循環(huán)壓縮機)透平機透平機20

4、21-10-19l流體通過壓縮機、膨脹機流體通過壓縮機、膨脹機sWQuZgH 227.1 7.1 蒸汽動力循環(huán)蒸汽動力循環(huán) u20，g Z0，若絕熱過程若絕熱過程Q=0lWs= H= H2-H1l高壓高溫高壓高溫蒸汽帶動透平產(chǎn)生蒸汽帶動透平產(chǎn)生軸功軸功。l（流體通過機械設(shè)備的旋轉(zhuǎn)軸與環(huán)境所交換的（流體通過機械設(shè)備的旋轉(zhuǎn)軸與環(huán)境所交換的能量，稱為能量，稱為軸功軸功Ws。）2021-10-19鍋爐鍋爐透透平平機機水泵水泵冷冷凝凝器器過過熱熱器器23417.1 7.1 蒸汽動力循環(huán)蒸汽動力循環(huán)3 4水在水泵中被壓縮升壓。水在水泵中被壓縮升壓。4 1 進入鍋爐被加熱汽化，直進入鍋爐被加熱汽化，直至成為

5、至成為過熱蒸汽過熱蒸汽后。后。1 2 進入透平機膨脹作功。進入透平機膨脹作功。2 3 作功后的低壓作功后的低壓濕濕蒸汽進蒸汽進入冷凝器被冷凝成入冷凝器被冷凝成水水，再回到，再回到水泵中，完成一個循環(huán)。水泵中，完成一個循環(huán)。蒸汽動力循環(huán)原理蒸汽動力循環(huán)原理蒸汽動力循環(huán)蒸汽動力循環(huán)主要由主要由水泵水泵、鍋鍋爐爐、透平機透平機和和冷凝器冷凝器組成。組成。2021-10-19鍋爐鍋爐水泵水泵冷冷凝凝器器透透平平機機2413原理原理水壓縮水壓縮水水加加熱熱至至過過熱熱蒸蒸汽汽蒸蒸汽汽作作功功蒸蒸汽汽冷冷凝凝成成水水理想理想Rankine循環(huán)循環(huán)123TS4等等S膨膨脹脹等等S壓壓縮縮等壓吸熱等壓吸熱相變

6、相變3 4 飽和水飽和水可逆絕熱壓縮過程。可逆絕熱壓縮過程。（等（等S）4 1 高壓水高壓水等壓升溫和汽化，等壓吸熱過程等壓升溫和汽化，等壓吸熱過程1 2 過熱蒸汽過熱蒸汽可逆絕熱膨脹過程?？赡娼^熱膨脹過程。（等（等S）2 3 濕蒸汽濕蒸汽等壓等溫可逆冷卻為等壓等溫可逆冷卻為飽和水飽和水（相變）。（相變）。7.1.1 Rankine (朗肯朗肯)循環(huán)循環(huán)2021-10-19卡諾循環(huán)的缺點卡諾循環(huán)的缺點TS鍋爐加熱鍋爐加熱4123透平機后的乏氣透平機后的乏氣,汽汽+液液汽汽+液液泵泵冷凝器冷凝器透透平平機機缺點之二缺點之二:對于泵易對于泵易產(chǎn)生氣縛產(chǎn)生氣縛現(xiàn)象現(xiàn)象缺點之一缺點之一:透平機要求干度

7、透平機要求干度X0. 9但但2點的點的X0 經(jīng)節(jié)流膨脹后，氣體溫度降低。（經(jīng)節(jié)流膨脹后，氣體溫度降低。（冷效應(yīng)冷效應(yīng)） T- JJ-T()HTpT-J0 的氣體的氣體,如如N2 。3) H2和和 He等氣體在常溫等氣體在常溫下下J-T0轉(zhuǎn)化曲線轉(zhuǎn)化曲線J-T=02021-10-191、T-S圖上求圖上求TH T1T2TH等焓線等焓線127.2.1 7.2.1 節(jié)流膨脹節(jié)流膨脹節(jié)流膨脹的溫度降節(jié)流膨脹的溫度降TH是衡量制冷效是衡量制冷效果的重要指標(biāo)。果的重要指標(biāo)。如何計算節(jié)流膨脹如何計算節(jié)流膨脹溫度降溫度降TH？TH=T2-T12021-10-197.2.1 7.2.1 節(jié)流膨脹節(jié)流膨脹122T

8、TTH 、dPPPJ21dPVTVTCPPPp 211T1，P1節(jié)流膨脹前的溫度、壓力節(jié)流膨脹前的溫度、壓力T2，P2節(jié)流膨脹后的溫度、壓力節(jié)流膨脹后的溫度、壓力2127329. 03）（、對對于于空空氣氣估估算算TPTH ， HTT1； HTP 1T需要預(yù)冷使需要預(yù)冷使2021-10-197.2.27.2.2對外作功的絕熱膨脹對外作功的絕熱膨脹SSPT PpTVCT PTTSPS 0 PTV絕大多數(shù)絕大多數(shù)0 永遠(yuǎn)永遠(yuǎn)S 膨脹，永遠(yuǎn)能制冷。膨脹，永遠(yuǎn)能制冷。即等即等S對外作功的絕熱膨脹對外作功的絕熱膨脹：若過程為可逆，則為：若過程為可逆，則為等等S膨脹膨脹。等等S膨脹與節(jié)流膨脹有異同點。膨脹

9、與節(jié)流膨脹有異同點。異：等異：等S膨脹通過膨脹通過膨脹機膨脹機對外作功，而對外作功，而節(jié)流膨脹不作功節(jié)流膨脹不作功同：均為同：均為絕熱膨脹。絕熱膨脹。節(jié)流膨脹節(jié)流膨脹等等S膨脹膨脹微分等熵膨脹效應(yīng)系數(shù)微分等熵膨脹效應(yīng)系數(shù)S S2021-10-19P1P2TS對外作功絕熱膨脹的溫度降對外作功絕熱膨脹的溫度降dPTPPSS 21 dPTVCTPPPp 212ST1T2T2THTS21H等焓線等焓線HSTT 2021-10-19節(jié)流膨脹與等熵膨脹的比較節(jié)流膨脹與等熵膨脹的比較節(jié)流膨脹節(jié)流膨脹等熵膨脹等熵膨脹H=0S=0TH較小，冷凍量小較小，冷凍量小TS較大，冷凍量大較大，冷凍量大少數(shù)氣體要預(yù)冷，才

10、能使少數(shù)氣體要預(yù)冷，才能使T任何氣體均是任何氣體均是T不作功不作功作功作功節(jié)流閥，節(jié)流閥，設(shè)備簡單，設(shè)備簡單，操作方便操作方便 膨脹機，膨脹機，設(shè)備復(fù)雜設(shè)備復(fù)雜汽液兩相區(qū)、液相區(qū)均可用汽液兩相區(qū)、液相區(qū)均可用使用時不能有液滴使用時不能有液滴用用得最多，普冷，小型深冷得最多，普冷，小型深冷大、中型氣體液化大、中型氣體液化節(jié)流膨脹與等熵膨脹均是獲取低溫即制冷的方法節(jié)流膨脹與等熵膨脹均是獲取低溫即制冷的方法2021-10-197.3 7.3 制冷循環(huán)制冷循環(huán)7.3.1 蒸汽壓縮制冷循環(huán)蒸汽壓縮制冷循環(huán)7.3.2 吸收制冷循環(huán)吸收制冷循環(huán)7.3.3 熱泵的工作原理熱泵的工作原理消耗外功消耗外功消耗熱能

11、消耗熱能2021-10-197.3.17.3.1蒸汽壓縮制冷循環(huán)蒸汽壓縮制冷循環(huán)蒸汽壓縮制冷循環(huán)是由蒸汽壓縮制冷循環(huán)是由壓縮機、壓縮機、冷凝器、冷凝器、節(jié)流閥節(jié)流閥、蒸發(fā)器、蒸發(fā)器組成。組成。 制冷循環(huán)的工質(zhì)采用制冷循環(huán)的工質(zhì)采用低沸點低沸點物質(zhì)作為制冷劑。如：氟里昂物質(zhì)作為制冷劑。如：氟里昂R22（CHClF2）的）的Tb=-40.80 ，N2 的的Tb=-195.75 利用制冷劑在利用制冷劑在冷凝器中的冷凝器中的液化液化和在和在蒸發(fā)器中的蒸發(fā)器中的汽化，實現(xiàn)在汽化，實現(xiàn)在高溫下排熱，低溫下吸熱過程。高溫下排熱，低溫下吸熱過程。q0q2冰箱冷凍冰箱冷凍室提供室提供q0通過冰箱散熱片通過冰箱散

12、熱片向大氣向大氣排排出出q2壓縮機壓縮機蒸發(fā)器蒸發(fā)器1542冷卻器冷卻器節(jié)節(jié)流流閥閥2021-10-197.3.17.3.1蒸汽壓縮制冷循環(huán)蒸汽壓縮制冷循環(huán)理想制冷循環(huán)理想制冷循環(huán)(可逆制可逆制冷冷)即為逆卡諾循環(huán)。即為逆卡諾循環(huán)。四個可逆過程構(gòu)成四個可逆過程構(gòu)成：1-2：絕熱可逆壓縮絕熱可逆壓縮, 從從T1升溫至升溫至T2，等熵過程，消耗外功等熵過程，消耗外功WS2-3： 等溫可逆放熱等溫可逆放熱(q2）；）；3-4： 絕熱可逆膨脹，從絕熱可逆膨脹，從T2降溫至降溫至T1，等熵過程，對外作功，等熵過程，對外作功4-1：等溫可逆吸熱：等溫可逆吸熱(q0） ST3214 T1T21、逆向卡諾循環(huán)

13、、逆向卡諾循環(huán)壓壓縮縮機機蒸發(fā)器蒸發(fā)器節(jié)節(jié)流流閥閥冷凝器冷凝器q0q22021-10-19鍋爐鍋爐透透平平機機水泵水泵冷冷凝凝器器過過熱熱器器23417.17.1蒸汽動力循環(huán)蒸汽動力循環(huán)蒸汽動力循環(huán)原理蒸汽動力循環(huán)原理TS41232021-10-19逆卡諾循環(huán)的缺點：逆卡諾循環(huán)的缺點：（1）12和和34的過程會形成的過程會形成液滴，在壓縮機和膨脹機的液滴，在壓縮機和膨脹機的氣缸中產(chǎn)生氣缸中產(chǎn)生“液擊液擊”現(xiàn)象，現(xiàn)象，容易損壞機器；容易損壞機器；（2）實際過程難以接近四個可）實際過程難以接近四個可逆過程；逆過程；問題：如何改進？問題：如何改進？1、逆向卡諾循環(huán)、逆向卡諾循環(huán)ST3214 T1T2

14、2021-10-192、蒸汽壓縮制冷循環(huán)、蒸汽壓縮制冷循環(huán)蒸汽壓縮制冷循環(huán)由蒸汽壓縮制冷循環(huán)由四步四步構(gòu)成：構(gòu)成：12 低壓蒸汽的壓縮低壓蒸汽的壓縮24 高壓蒸汽的冷凝高壓蒸汽的冷凝45 高壓液體的節(jié)流膨脹，高壓液體的節(jié)流膨脹，P ，T51低壓液體的蒸發(fā)低壓液體的蒸發(fā)蒸汽壓縮制冷循環(huán)蒸汽壓縮制冷循環(huán)對對逆卡諾循環(huán)逆卡諾循環(huán)的改進：的改進：1）把絕熱可逆壓縮過程）把絕熱可逆壓縮過程12安排在安排在過熱蒸汽過熱蒸汽區(qū)，使區(qū)，使?jié)裾羝優(yōu)楦蓺?。濕蒸汽變?yōu)楦蓺?。即即“干法操作干法操作”?）把原）把原等熵膨脹等熵膨脹過程改為過程改為45的的等焓節(jié)流膨脹等焓節(jié)流膨脹過程，過程，節(jié)流閥的設(shè)備簡單、操作易行

15、。節(jié)流閥的設(shè)備簡單、操作易行。T1=T5=蒸發(fā)溫度蒸發(fā)溫度T3=T4=冷凝溫度冷凝溫度節(jié)流膨脹節(jié)流膨脹（等（等H）等等S膨脹膨脹2021-10-19KgKJHHWs/312，位位制制冷冷劑劑）壓壓縮縮機機消消耗耗的的功功（單單 124105HHHHWqs ）制制冷冷系系數(shù)數(shù)2TS4135q0q2hKJQhKgqQm/,/,2000制制冷冷裝裝置置制制冷冷能能力力）制制冷冷劑劑循循環(huán)環(huán)量量 KgKJHHq/6422，）冷冷凝凝器器放放熱熱量量 kWmWshKJQhKJmWPsT,3600/,/,40 ）壓縮機消耗的功率）壓縮機消耗的功率3、蒸汽壓縮制冷循環(huán)、蒸汽壓縮制冷循環(huán)幾個重要指標(biāo)幾個重要指

16、標(biāo))/(41510KgKJHHHHq 1）單位制冷量）單位制冷量q0(在蒸發(fā)器中吸收的熱量在蒸發(fā)器中吸收的熱量)2021-10-19q2Ws 232)(1SSTqTHH 下下放放熱熱量量高高溫溫）循循環(huán)環(huán)在在解解： 410)(2SSTqTLL 下下吸吸熱熱量量低低溫溫）循循環(huán)環(huán)在在 14SSTH TS3214循環(huán)的循環(huán)的H = 0，故，故）（放放吸吸qqqWs q0 41SSTTLH 例例6 試求工作于兩個恒溫?zé)釒旄邷卦嚽蠊ぷ饔趦蓚€恒溫?zé)釒旄邷豑H和低溫和低溫TL間的理間的理想制冷循環(huán)即逆向卡諾想制冷循環(huán)即逆向卡諾(Carnot)循環(huán)的放熱量循環(huán)的放熱量q2，制，制冷量冷量q0以及制冷系數(shù)以及

17、制冷系數(shù)C。THTL2021-10-19結(jié)論：結(jié)論：逆向卡諾循環(huán)的制冷系數(shù)逆向卡諾循環(huán)的制冷系數(shù)C僅是溫度僅是溫度(蒸發(fā)溫度蒸發(fā)溫度TL和冷凝溫度和冷凝溫度TH的函數(shù)，與工質(zhì)性質(zhì)無關(guān)。的函數(shù)，與工質(zhì)性質(zhì)無關(guān)。在相同溫度區(qū)間在相同溫度區(qū)間TL, TH 工作的任何制冷循環(huán)，以工作的任何制冷循環(huán)，以逆向卡諾循環(huán)的制冷系數(shù)逆向卡諾循環(huán)的制冷系數(shù)C為最大。為最大。它可作為一切實際循環(huán)的比較標(biāo)準(zhǔn)。它可作為一切實際循環(huán)的比較標(biāo)準(zhǔn)。sCWq03 ）制冷系數(shù)）制冷系數(shù)LHLTTT 4141SSTTSSTLHL 2021-10-19例例7 有一氨冷凍循環(huán)裝置，其有一氨冷凍循環(huán)裝置，其制冷能力制冷能力（冷凍量）為冷

18、凍量）為105 kJh-1，蒸發(fā)溫度蒸發(fā)溫度-15，冷凝溫度冷凝溫度30 。假設(shè)壓。假設(shè)壓縮機絕熱可逆運行，求縮機絕熱可逆運行，求1）制冷劑的循環(huán)量；）制冷劑的循環(huán)量；2）壓縮機）壓縮機功耗和處理的蒸氣量；功耗和處理的蒸氣量；3）冷凝器熱負(fù)荷；）冷凝器熱負(fù)荷；4）節(jié)流閥后）節(jié)流閥后制冷劑中制冷劑中蒸氣的含量蒸氣的含量；5）循環(huán)制冷系數(shù)；）循環(huán)制冷系數(shù)；6） C解：解：關(guān)鍵是要確定關(guān)鍵是要確定1,2,3,4,5點的狀態(tài)點的狀態(tài)單級蒸汽壓縮單級蒸汽壓縮制冷循環(huán)圖制冷循環(huán)圖溫熵圖溫熵圖壓焓圖壓焓圖2021-10-19由由氨的飽和蒸汽表氨的飽和蒸汽表查取有關(guān)數(shù)據(jù)：查取有關(guān)數(shù)據(jù)：1點點： T1=-15H

19、1=1664kJ/kg；S1=9.021kJ/kgKv1=0.508m3/kg2點：點：T3=30其相應(yīng)飽和蒸汽壓力其相應(yīng)飽和蒸汽壓力P3=1.17MPa； P2=P3 S2 = S1 = 9.021kJ/kgK=2.158 kcal/kgK；*用用S2和和P2查查H2 =1880 kJ/kg=450kcal/kg；4點點： T4=30與飽和液體相交與飽和液體相交，據(jù)此查得，據(jù)此查得lH4= 134 kcal/kg=560.53kJ/kg；5點點： T5 =T1= -15，由于，由于4-5是等焓過程是等焓過程，lH5 = H4 = 560.53kJ/kg；T1T22021-10-19hkgHH

20、Q62.9053.5601664105410 kWHHmWmPsT44. 536001664188062.903600360012 hKJHHmQ44221009.1266.56017.189188.90 1.制冷劑的循環(huán)量制冷劑的循環(huán)量m3.壓縮機功耗壓縮機功耗PT2.壓縮機每小時處理的制冷劑蒸汽量壓縮機每小時處理的制冷劑蒸汽量V:hmmvV/04.4662.90506. 031 4.冷凝器熱負(fù)荷冷凝器熱負(fù)荷Q200qQm 2021-10-196.制冷系數(shù)制冷系數(shù)5.節(jié)流閥后制冷劑中蒸汽的含量節(jié)流閥后制冷劑中蒸汽的含量即求即求5點的干度點的干度XglXHXHH ）（ 15kgkJHkgkJH

21、CgL/1664/89.34915 的的查查得得：kgkJH/66.5605 已已知知16. 0 X求得：求得：7.逆卡諾循環(huán)的制冷系數(shù)逆卡諾循環(huán)的制冷系數(shù)C7 . 5153015.27315 ）（LHLCTTT 10. 51664188053.560166412410 HHHHWqs 2021-10-191、為了增加冷凍量，制冷劑在冷、為了增加冷凍量，制冷劑在冷凝器中，被過冷到低于飽和溫凝器中，被過冷到低于飽和溫度的度的4（過冷液體）過冷液體）。2、冷凍量增加了、冷凍量增加了55dc5，若若耗耗功量功量WS仍為仍為H2-H1，則，則制冷系制冷系數(shù)數(shù)增大。增大。3、為了計算方便，、為了計算方便

22、， 4過冷液體過冷液體的性質(zhì)用的性質(zhì)用4點溫度對應(yīng)的飽和點溫度對應(yīng)的飽和液體代替液體代替。4、實際制冷循環(huán)往往不可能是完實際制冷循環(huán)往往不可能是完全等熵的，全等熵的，22，則，則耗功量耗功量WS為為H2-H1。4、蒸汽壓縮制冷循環(huán)、蒸汽壓縮制冷循環(huán)實際制冷循環(huán)實際制冷循環(huán)2TS2541435c d2021-10-192TS254實際蒸汽壓實際蒸汽壓縮制冷循環(huán)縮制冷循環(huán)142點的性質(zhì)用點的性質(zhì)用等熵效率計算等熵效率計算不不可可,SSSWW ）（）（1212 HHHH 35冷凝溫度冷凝溫度蒸發(fā)溫度蒸發(fā)溫度過冷溫度過冷溫度過冷度過冷度：T4 =T3：T4=T4-T4:T5=T5=T1解題關(guān)鍵：確定解

23、題關(guān)鍵：確定2, 4 點的狀態(tài)點的狀態(tài)4點過冷液體的性質(zhì)用點過冷液體的性質(zhì)用4點溫度對應(yīng)的飽和液體代替。點溫度對應(yīng)的飽和液體代替。5、幾個定義、幾個定義30255-15冰箱四星級冰箱四星級T1=-24 三星級三星級T1=-18國際標(biāo)準(zhǔn)國際標(biāo)準(zhǔn)冷凍條件冷凍條件2021-10-192TS2541435實際蒸汽壓縮制冷循環(huán)計算實際蒸汽壓縮制冷循環(huán)計算q0q2KgKJHHWs/,312 位位制制冷冷劑劑）壓壓縮縮機機消消耗耗的的功功（單單124105HHHHWqs ）制制冷冷系系數(shù)數(shù)hKJQhKgqQm/,/,2000制制冷冷裝裝置置制制冷冷能能力力）制制冷冷劑劑循循環(huán)環(huán)量量 KgKJHHq/, 64

24、22 ）冷冷凝凝器器放放熱熱量量kWmWhKJQhKJmWPssT,3600/,/,40 ）壓縮機消耗的功率）壓縮機消耗的功率)/( 41510KgKJHHHHq 1）單位制冷量）單位制冷量q0(在蒸發(fā)器中吸收的熱量在蒸發(fā)器中吸收的熱量)p.150例例6-92021-10-19補充習(xí)題補充習(xí)題1.制冷循環(huán)裝置以制冷循環(huán)裝置以NH3為工質(zhì)，制冷能力是為工質(zhì)，制冷能力是10000kcal/hr，冷凝溫度冷凝溫度25 ，蒸發(fā)溫度蒸發(fā)溫度 -20，一技術(shù)員根據(jù)生產(chǎn)工藝要求，認(rèn)為這樣條件下工作，一技術(shù)員根據(jù)生產(chǎn)工藝要求，認(rèn)為這樣條件下工作，功耗過大，建議進行改進，功耗過大，建議進行改進，冷凝溫度仍為冷凝

25、溫度仍為25 ，但但過冷到過冷到 20，蒸發(fā)溫度改為，蒸發(fā)溫度改為 -5，問問1）在）在T-S圖上圖上標(biāo)出該制冷循環(huán)改進前后各狀態(tài)點。（標(biāo)出各點的標(biāo)出該制冷循環(huán)改進前后各狀態(tài)點。（標(biāo)出各點的T，P）；）；2）計算改進前后的制冷系數(shù)）計算改進前后的制冷系數(shù)；3 3）改進后理改進后理想功耗可減少多少想功耗可減少多少KW？設(shè)壓縮過程按可逆絕熱過程？設(shè)壓縮過程按可逆絕熱過程考慮。有關(guān)數(shù)據(jù)查考慮。有關(guān)數(shù)據(jù)查NH3的的T-S圖。圖。2021-10-19改進前：改進前： 1點點 -20查氨飽和蒸汽表查氨飽和蒸汽表 得得H1=1657.43 kJ / kgS1=9.0962kJ / kg.K P1 =0.19

26、02 MPa2點點 查查lnP-H圖，圖，T4=25對應(yīng)的對應(yīng)的P4 =1.003 MPa 與與 S2= S1=9.0962kJ / kg.K相交處的相交處的點即為點即為2點，點，P2 =1.003 MPa H2=1880 kJ / kg 3 點點 T3=25，P3= P4 =1.003 MPa4 點點 T3=25，P4 =1.003 MPa 查氨飽和蒸汽表查氨飽和蒸汽表H4=536.45 kJ / kg 5點點 H5=H4=536.45 kJ / kg2021-10-19改進后：改進后：1點點 -5，查氨飽和蒸汽表查氨飽和蒸汽表 得得 H1=1676.35 kJ / kg ，S1=8.878

27、9kJ / kg.K 2點點查查lnP-H圖，圖，T4=25 與與P4=1.003MPa S2=S1=8.8789kJ / kg.K 相交處的點即為相交處的點即為2點點 H2=1800 kJ / kg 3點點 T3=25，P3= P4 =1.003 MPa 4點點 T4=20 ，H4=512.46 kJ / kg / kg 5點點 H5= H4=512.46 kJ / kg 2021-10-19蒸發(fā)溫度、冷凝溫度的選擇蒸發(fā)溫度、冷凝溫度的選擇3 3、制冷級數(shù)的選擇：、制冷級數(shù)的選擇：當(dāng)蒸發(fā)溫度當(dāng)蒸發(fā)溫度 -25-25 一級壓縮一級壓縮當(dāng)蒸發(fā)溫度當(dāng)蒸發(fā)溫度 -30-30 二級壓縮二級壓縮當(dāng)蒸發(fā)溫

28、度當(dāng)蒸發(fā)溫度 1(34)2021-10-19家用空調(diào)工作原理家用空調(diào)工作原理夏天夏天冷凝器（在室外）冷凝器（在室外）) (膨脹閥膨脹閥蒸發(fā)器（在室內(nèi)）蒸發(fā)器（在室內(nèi)）a）壓縮機壓縮機轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換換閥閥2021-10-19家用空調(diào)工作原理家用空調(diào)工作原理冬天冬天2021-10-19Compact heat pumpCompact heat pump2021-10-19蒸汽動力循環(huán)蒸汽動力循環(huán)冷凍循環(huán)冷凍循環(huán)熱轉(zhuǎn)變成功熱轉(zhuǎn)變成功消耗功將熱從低溫傳給高溫消耗功將熱從低溫傳給高溫1、制冷、制冷2、加熱、加熱制制冷機冷機熱泵熱泵鍋爐鍋爐透透平平機機水泵水泵冷冷凝凝器器過過熱熱器器2341第六章總結(jié)第六章總結(jié)壓縮機壓縮機蒸發(fā)器蒸發(fā)器1542冷卻器冷卻器節(jié)節(jié)流流閥閥2021-10-19蒸汽動力循環(huán)蒸汽動力循環(huán)1TS23421.朗肯循環(huán)朗肯循環(huán)等等S膨脹膨脹3.再熱循環(huán)再熱循環(huán)2.回?zé)嵫h(huán)回?zé)嵫h(huán)4 . 03 . 01 QWWPS 熱熱效效率率冷凍循環(huán)冷凍循環(huán)2TS25414352.吸收制冷循環(huán)吸收制冷循環(huán)2.等等S膨脹膨脹1.等等H膨脹膨脹原理：原理：1.蒸汽壓縮制冷循環(huán)蒸汽壓縮制冷循環(huán)540 sWq 制制冷冷系系數(shù)數(shù)2021-10-194 . 03 . 0641211 ）（）熱效率）熱效率HHHHQWWPS ）（）氣耗率：）氣耗率：11./36007 hKwK