第二节 蒸气压缩式制冷装置的工作原理
第二节 蒸气压缩式制冷装置的工作原理
11-2-1单级蒸气压缩式制冷循环(1) 制冷循环分析和计算,常用压焓图和温熵 船用压缩式制冷装置大都使用中、高温制 冷剂 高温制冷剂标准沸点t。>0℃C的制冷剂属 中温制冷剂0°C>t。>一70°C者,如氨、氟利 昂12、氟利昂22等,并多采用单级压缩 低温制冷剂t。下面就借助于压焓图来研究单级压缩制冷 循环
11-2-1单级蒸气压缩式制冷循环 (1) Ø 制冷循环分析和计算，常用压焓图和温熵 图 Ø 船用压缩式制冷装置大都使用中、高温制 冷剂 Ø 高温制冷剂 标准沸点t。>0℃的制冷剂属 Ø 中温制冷剂 0℃>t。>一70℃者，如氨、氟利 昂12、氟利昂22等，并多采用单级压缩 Ø 低温制冷剂 t。<一70℃者属 Ø 下面就借助于压焓图来研究单级压缩制冷 循环
11-2-1-1单级蒸气压缩式制冷循环(2) 理论循环假设; (1)压缩过程不存在换热和流阻等不可逆损失 等熵过程 (2)制冷剂流过热交换器和管路时没有阻力损失 >等压过程 (3)淛制冷系统中除热交换器外,与外界无任何热 交换,流过膨胀阀时未作功,又无热交换 >等焓过程 >下图为单级压缩制冷理论循环的压焓图制冷空 调动画 theory cycle. avi 制冷空调动画 \theory cycle2avi
11-2-1-1 单级蒸气压缩式制冷循环(2) Ø 理论循环假设； Ø (1)压缩过程不存在换热和流阻等不可逆损失 Ø 等熵过程 Ø (2)制冷剂流过热交换器和管路时没有阻力损失 Ø 等压过程 Ø (3)制冷系统中除热交换器外，与外界无任何热 交换，流过膨胀阀时未作功，又无热交换 Ø 等焓过程 Ø 下图为单级压缩制冷理论循环的压焓图制冷空 调动画\theory cycle.avi Ø 制冷空调动画\theory cycle 2.avi
11-2-1-1单级蒸气压缩式制冷循环(3) >过程线1—2 等熵压缩过程 压力由p提高到pk 压缩机对制冷剂作功 制冷剂温度提高 点2处于过热蒸气状态 过程线2—3 制冷剂在冷凝器内的冷却、冷 凝 过热蒸气在等压下先放热冷却 降温,再继续放热冷凝,然后
11-2-1-1 单级蒸气压缩式制冷循环(3) Ø 过程线1—2 Ø 等熵压缩过程 Ø 压力由p0提高到pk Ø 压缩机对制冷剂作功 Ø 制冷剂温度提高 Ø 点2处于过热蒸气状态 Ø 过程线2—3 Ø 制冷剂在冷凝器内的冷却、冷 凝 Ø 过热蒸气在等压下先放热冷却 降温，再继续放热冷凝，然后 过冷
11-2-1-1单级蒸气压缩式制冷循环(4) 过程线34 冷剂通过膨胀阀的节流过程 压力由p降到p,温度由t降到t 并进入两相区 节流前后制冷剂焓值不变 >过程线4--1 等压气化过程 制冷剂吸取热量不断气化 向干度增大方向,直到过热蒸气 >由热力状态图和表 可确定循环中的各点参数
11-2-1-1 单级蒸气压缩式制冷循环(4) Ø 过程线3—4 Ø 冷剂通过膨胀阀的节流过程 Ø 压力由pk降到po，温度由tk降到t0， 并进入两相区 Ø 节流前后制冷剂焓值不变 Ø 过程线4---1 Ø 等压气化过程 Ø 制冷剂吸取热量不断气化 Ø 向干度增大方向，直到过热蒸气 Ø 由热力状态图和表 Ø 可确定循环中的各点参数
11-2-1-2单级蒸气压缩制冷的实际 循环及热力计算 >实际循环 压缩过程是熵值增加的 多变过程 节流阀 节流过程有吸热,焓值 也略有增加 (a)流程图 制冷剂在管道、热交换 器和压缩机中流动时存 在阻力损失和热交换
11-2-1-2单级蒸气压缩制冷的实际 循环及热力计算 Ø 实际循环 Ø 压缩过程是熵值增加的 多变过程 Ø 节流过程有吸热，焓值 也略有增加 Ø 制冷剂在管道、热交换 器和压缩机中流动时存 在阻力损失和热交换
11-2-12单级压缩制冷热力计算(1) 热力计算: (1)单位制冷量 q。= hi-hs kJ/kg 压蒸 载 发 冷 如吸气管中吸热可忽略不计,则5-1 过程全在蒸发器中进行 节流阀 (2)单位容积制冷量 q=go/v, kJ/kg (a)流程图 (3)等熵压缩单位理论功 h2-h kJ/kg (4)理论制冷系数 8=g0/wo=h -hs/h2-hI
11-2-1-2单级压缩制冷热力计算(1) Ø 热力计算： Ø (1)单位制冷量 q。 ＝ hl—h5 kJ／kg 如吸气管中吸热可忽略不计，则5-1 过程全在蒸发器中进行 Ø (2)单位容积制冷量 qv = q0 /vl kJ／kg Ø (3)等熵压缩单位理论功 wi = h2 - h1 kJ／kg Ø (4)理论制冷系数 ε = q0 /w0 = h1-h5 / h2-h1
11-2-1-2单级压缩制冷热力计算(2) (5)制冷剂的质量流量 G=Qo/ Qo/(hhs )kg/s (6)压缩机容积流量(按吸气 状态容积计算) V。=G Qo·v1/qo=Qo/q (⑦)压缩机的理论流量 VI=Vs/=Q0/(. qv) m3/s (8)压缩机的理论功率 Pr=G KW
11-2-1-2单级压缩制冷热力计算(2) Ø (5)制冷剂的质量流量 G = Q0／q0 = Q0／(h1一h5) kg/s Ø (6)压缩机容积流量(按吸气 状态容积计算) Vs = G · v1 = Q0 · v1 /q0 = Q0 /q0 Ø (7)压缩机的理论流量 VT = Vs /λ = Q0 /(λ ·qv ) m3/s Ø (8)压缩机的理论功率 PT＝G · w0 kW
11-2-1-2单级压缔制冷热力计算(3) (9)压缩机的指示功率 G G Pr/n kw (10)压缩机的轴功率 pr/(∩mn)=prn (11)单位轴功率制冷量 K=Qo/p=8·n (12)冷凝器的热负荷 QK=Q+p KW
11-2-1-2单级压缩制冷热力计算(3) Ø(9)压缩机的指示功率 pi = G · wi = G · w0 /ηi=PT / ηi kW Ø(10)压缩机的轴功率 p = pi/ ηm = pT /(ηm ηi ) = pT /η Ø (11)单位轴功率制冷量 Ke =Q0 /p=ε · η Ø (12)冷凝器的热负荷 Qk=Q+pi kW
11-2-2单级制冷压缩机工况和特性 >制冷压缩机工况: 指决定其理论循环的温度条件 蒸发温度 对应于蒸发压力的饱和温度 蒸发压力 由蒸发器产气量和压缩机吸气量间的质量平衡决定 如库温降低,蒸发器传热不良,则蒸发量减少,po就降低 冷凝温度 对应于冷凝压力的饱和温度 >冷凝压力 由压缩机排气量与冷凝器冷凝量的质量平衡来决定 如压缩机吸气压力高,质量流量大,则冷凝压力就高
11-2-2 单级制冷压缩机工况和特性 Ø 制冷压缩机工况： Ø 指决定其理论循环的温度条件 Ø 蒸发温度 Ø 对应于蒸发压力的饱和温度 Ø 蒸发压力 Ø 由蒸发器产气量和压缩机吸气量间的质量平衡决定 Ø 如库温降低，蒸发器传热不良，则蒸发量减少，p0就降低 Ø 冷凝温度 Ø 对应于冷凝压力的饱和温度 Ø 冷凝压力 Ø 由压缩机排气量与冷凝器冷凝量的质量平衡来决定 Ø 如压缩机吸气压力高，质量流量大，则冷凝压力就高