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蒸汽制冷
第2章-§4单级蒸气压缩式制冷机的性能及工况pp

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  * * 冷却压力对体例职能的影响 2 3 t3=Const 2a p h 1 4 5 2b 5a 5b 4a 4b Dwa Dwb Dqa Dqb pk↑→q0 ↑,w ↑ 随排气压力升高COP恐怕升高,也恐怕低落 与亚临界轮回分歧 存正在一个最佳排气压力popt * * CO2热泵热水器 气体冷却器温度滑移 ↑,→与水的温升进程相成婚 →出水温度↑ 用于热泵热水用具有特有的上风,出水温度 60℃ 功课2 编写制冷剂热力性子及物性参数盘算推算圭外,将盘算推算结果与法式数据对比,写出盘算推算叙述。 恳求: 盘算推算对象为各类常用制冷剂; 给出放肆两个形态参数可盘算推算其余热力性子及物性参数; 正在常用参数畛域内对各热力性子及物性参数盘算推算结果举办偏差解析; 盘算推算叙述起码应席卷以下实质: 摘要 序文 盘算推算门径 盘算推算结果及解析 结论 附件:源圭外 * * 功课3 ~ 6 3、编写单级蒸汽压缩式制冷体例热力盘算推算圭外,将盘算推算结果与上述热力盘算推算结果对比,并解析各类成分对体例职能的影响(恳求同上)。 4、编写双级蒸汽压缩式制冷体例热力盘算推算圭外,将盘算推算结果与上述热力盘算推算结果对比,并解析各类成分对体例职能的影响(恳求同上)。 5、新型制冷体例的道理及探究希望。 6、冷凝器、蒸发器策画。恳求举办计划对比、工夫经济性解析。 * * * * * * BACK Tianjin University of Commerce Tianjin University of Commerce * Chapter 单级蒸汽压缩式制冷轮回 2 * * §4 单级蒸气压缩式制冷机的职能及工况 4.1 单级蒸气压缩式制冷机的职能 统一台制冷机,当转速n恒定,外面输宇量qvh是一确定命值。当处事温度分歧时,其q0、w0、qm都产生转化,是以F0与P0也相应地更正。 流露压缩机压缩 1m3 吸气形态下的蒸气所损耗的外面功,称为比容积存缩功,单元是kJ/m3。 可睹: F0与Pi跟着hv、qzv、w0v、ηi的转化而转化。假定hv =1、ηi=1,即:按外面轮回解析温度转化的影响,结论同样用于现实轮回。 F0 ∝qzv、Pi∝w0v。 * * 4.1.1 蒸发温度对轮回职能的影响 假设:冷凝温度tk为定值,过冷度、过热度为 0 蒸发温度由t0低落到t0’ ,解析其职能转化 p 1 2 3 4 tk t0 h 2’ t0’ 4’ 1’ q0’ q0 w0’ w0 q0=h1-h3↓ → q0’ q0 w0=h2-h1↑ → w0’ w0 →COP0↓, COP0’ COP0 qk’ qk 单元制冷量消重,单元比功增大,职能系数减小,冷凝器单元负荷增大 qk’ qk * * 4.1.1 蒸发温度对轮回职能的影响 单元容积制冷量qzv的转化 结论:蒸发温度的低落 导致单元容积制冷量qzv 疾速消重,即制冷量F0 疾速消重 v1和h1-h3 哪个是重要影响成分? v1的增大是导致制冷量F0疾速消重的重要影响成分 转化不大 疾速减小 NH3 * * 4.1.1 蒸发温度对轮回职能的影响 比容积功的转化 无法直接判别耗功率的转化顺序 将工质看作理思气体 单元外面压缩功: 外面功率: IF:p0=pk,P0=0、w0v=0; IF:p0→0,P0=0、w0v=0; p0、w0v存正在极值,当p0=0~pk、中央的某个压力时,P0、w0v抵达最大值 流露压缩机的耗功率 * * 4.1.1 蒸发温度对轮回职能的影响 将P0公式对p0求导,令其一阶导数=0: ←对待分歧的工质,即各类制冷剂其压比大约等于3时,功率最大 * * 4.1.1 蒸发温度对轮回职能的影响 结论: 当tk稳固而t0低落时, 制冷机的制冷量省略 耗功率存正在有一最大值 职能系数减小 NH3 对待现实轮回,因hv、ηi是随处事温度而转化的,则F0、Pe的转化与外面轮回有所分歧,但转化趋向是一律的。 COP * * 4.1.2 冷凝温度对轮回职能的影响 假设:蒸发温度t0为定值,过冷度、过热度为 0 冷凝温度由tk升高到tk’ ,解析其职能转化 p 1 2 3 4 tk t0 h 2’ tk’ 3’ qk q0 w0’ w0 q0=h1-h3↓ → q0’ q0 w0=h2-h1↑→ w0’ w0 →COP0↓, COP0’ COP0 单元制冷量消重,单元比功增大,制冷系数减小 qk恐怕增大或减小 qk’ 4’ q0’ * * 4.1.2 冷凝温度对轮回职能的影响 单元容积制冷量qzv的转化(图2-15) 比容积功的转化(图2-16) 结论:跟着冷凝温度的升高,单元容积制冷量qzv消重,即制冷量F0疾速消重,比容积功增大,即压缩机耗功率增大,轮回的制冷系数减小。 尽量提升蒸发温度,低落冷凝温度→COP↑ * * 4.2 制冷机工况 制冷机的制冷量、耗功率、制冷系数等职能参数与冷凝温度、蒸发温度、过冷度、过热度等相合,是以务必正在不异的处事前提下才智对比制冷机的职能—工况 制冷压缩机工况 制冷机工况 4.2.1 制冷压缩机工况 邦度法式对分歧式样、用处、工质的制冷机原则了冷凝温度、蒸发温度、吸气温度、过冷度等一系列的工况前提,外2-5~外2-8 外面工况:用来考查压缩机的职能 高温工况:空调工况 中温工况:最大轴功率工况 低温工况:最大压差工况 。 用来选配电动机的工夫目标 * * 4.2.1 压缩机工况 类型 吸入饱和(蒸发)温度 排气饱和(冷凝)温度 吸气温度 液体温度 处境温度 高温 7.2 54.4 18.3 46.1 35 中温 -6.7 48.9 4.4 48.9 35 低温 -31.7 40.6 4.4 40.6 35 全封锁涡旋式压缩机外面工况 对待分歧式样(活塞式、螺杆式、涡旋式等)、分歧制冷剂、分歧用处的压缩机,原则的外面工况前提是分歧的 * * 压缩机的变工况个性 统一台压缩机,外面输宇量qvh是一确定命值。 a 工况F0a、hva、qzva, b工况F0b、hvb、qzvb,则: 假使a 工况为已知,则b工况的制冷量: ki 称为压缩机制冷量的换算系数。 压缩机职能弧线 制冷机工况 制冷机是一个举座,是以其工况不是原则冷凝温度、蒸发温度等前提,而是原则用冷前提和冷却前提 蒸汽压缩轮回冷水(热泵)机组外面工况 项目 运用侧 热源侧(或放热侧) 冷、热水 水冷式 风冷式 蒸发冷却式 水流量 出口水温 出口水温 水流量 干球温度 湿球温度 干球温度 湿球温度 制冷 0.172 7 30 0.215 35 - - 24 制热 45 15 0.134 7 6 - * * 4.2.2 制冷机工况 房间空调器实习工况 工况前提 室内侧 室外侧 干球温度 湿球温度 干球温度 湿球温度 额定制冷 T1 T2 T3 27 21 29 19 15 19 35 27 46 24 19 24 额定制热 高温 低温 超低温 20 15 7 2 -7 6 1 -8 T1:温带天色,43℃; T2:低温天色,35 ℃; T3:高温天色,52 ℃。 * * 例: 现实轮回的热力盘算推算 某单元欲修一冷库,室内温度恳求 ta= -5℃,现行使已有的一台4AV12.5制冷压缩机举办配套,压缩机活塞行程100mm, 转速960rpm,冷却水出水温度为 tw=30℃,冷凝器端部传热温差Dtk=5℃,过冷器用深井水,过冷度为 Dtg=5℃;蒸发器端部传热温差Dt0=10℃,管道无益过热 Dtr= 5℃。hv= 0.68,ηi=0.83,ηm=0.90。 试举办该制冷机的热力盘算推算。 4AV12.5制冷压缩机:4缸、氨、活塞直径125mm * * 解:1. 将轮回流露正在p-h图上,并确定各形态点参数。 p 0 2 3 tk t0 2s h 1 4 5 * * R717 (NH3)过热蒸汽外 * * 形态点 参数 数值 形态点 参数 数值 p0 kPa 236.17 2 t2 ℃ 115 pk kPa 1352.5 2s h2s kJ/kg 1762.84 0 h0 kJ/kg 1440.16 3 h3 kJ/kg 366.691 1 h1 kJ/kg 1451.87 3 C’ kJ/(kg.K) 4.849 1 v1 m3/kg 0.43 4 h4 kJ/kg 343.026 2 h2 kJ/kg 1710 5 h5 kJ/kg 343.026 * * 2. 热力盘算推算 (1)单元制冷量 (2)单元容积制冷量 (3)外面比功 (4)外面轮回职能系数 * * (5)冷凝器单元热负荷 (6)外面输宇量 (7)现实输宇量 (8)制冷机的工质流量 * * (9)制冷机总制冷量 (10)压缩机外面功率 (11)压缩机指示功率 (12)压缩机轴功率 * * (13)现实轮回职能系数 (14)压缩机现实排气温度 (15)冷凝器热负荷 (16) 再冷却器热负荷 * * 功课1 行使一台4FV10半封锁制冷压缩机修一小型冷库,库内温度恳求 ta= 0℃。压缩机活塞行程70mm, 转速1440rpm,冷却水出水温度为 tw=32℃,冷凝器端部传热温差Dtk=8℃,过冷度为 Dtg=5℃;蒸发器端部传热温差Dt0=10℃,管道有用过热 Dtr= 5℃。hv= 0.7,ηi=0.80,ηeL=0.7。 试举办该制冷机的热力盘算推算。 4FV10制冷压缩机:4缸、R22、活塞直径100mm * * §5 单级蒸气搀杂工质制冷轮回 5.1 劳仑兹轮回 特质: 高、低温热源温度转化的可逆制冷轮回 高温热源温度 由低→高,?冷凝温度 由高→低 低温热源温度 由高→低,?蒸发温度 由低→高 压缩、膨胀进程为可逆进程 由两个等熵进程和两个可逆变温吸热、放热进程构成 T S 1 2 3 4 Tkm DTk DTo 5 qo S w=wc-we 6 qk Tom 传热温差→0 相当于处事正在T0m与Tkm之间的逆卡诺轮回 * * 5.2 单级蒸汽压缩搀杂工质制冷轮回 非共沸制冷剂的特质:两相区内等压线和等温线不重合 等压冷凝进程=冷凝温度低落 等压蒸发=蒸发温度升高 R407c压焓图 * * 5.2 单级蒸汽压缩搀杂工质制冷轮回 非共沸搀杂工质制冷轮回 lg p h 4 1 2 3 4 tk to 2 pk po t2 t3 t1 t4 to tk T s 1 4 2’ 2 3 T0 Tk Tk’ T0’ * * §6 CO2跨临界轮回 项 目 R22 R134a R717 R744 ODP 0.055 0 0 0 临界温度/℃ 96.2 101.7 133.0 31.1 临界压力/Mpa 4.974 4.055 11.42 7.372 法式大气压下沸点/℃ -40.8 -26.2 -33.3 -78.4 0℃的压力/ Mpa 0.498 0.293 0.429 3.485 容积制冷量kJ/m3 (0℃) 4344 2860 4360 22600 可燃性/毒性 否/否 否/否 是/是 否/否 临界温度太低 运转压力高,压比低 与处境最为友善的自然工质制冷工质之一 精良的安宁性和化学安靖性 单元容积制冷量高 * * CO2制冷轮回 楷模的基础轮回与蒸汽压缩式制冷轮回型式不异 压缩机、冷凝器(气体冷却器)、膨胀阀、蒸发器 依照轮回的外部前提,能够告竣三种轮回 亚临界轮回 (Subcritical Cycle) 跨临界轮回 (Transcritical Cycle) 超临界轮回 (Hypercritical Cycle) GC E Com EV 2 3 4 1 * * 跨临界CO2制冷轮回(Transcritical Cycle) PkPr TkTr,显热相易,变温进程 P0Pr T0Tr,潜热相易,等温进程 CO2制冷轮回探究中最为活泼的轮回方法 * * 带回热器的跨临界CO2制冷轮回 有用吸气过热(回热)的影响:q0 ↑、COP ↑ * BACK Tianjin University of Commerce Tianjin University of Commerce * * *