上海交通大学：《热力系统设计与实践 Design and Practice of Thermodynamic System》课程教学资源（2017课件）第20讲 制冷和热泵循环 Refrigeration and heat pump Cycles（压缩制冷循环）

2 第11章 制冷和热泵循环 (Refrigeration and heat pump Cycles) 图 上游充通大学 2017年4月18日星期二 2 SHANGHAI JLAO TONG UNIVERSIT

2017年4月18日星期二 2 2 第 11 章 制冷和热泵循环 (Refrigeration and heat pump Cycles)

3 §11-1制冷循环概述（回顾) To 制冷循环 逆向循环 --reverse cycle 热泵循环) Tc I Ss。S0十S。分 △Ss。=△S。+AS。≥0 Tc 之西无地人手 2017年4月18日星期二 3 SHANGHAI JIAO TONG UNIVERSITY

2017年4月18日星期二 3 3 §11-1 制冷循环概述（回顾） 制冷循环 热泵循环 逆向循环 --reverse cycle iso 0 0 c       S S S iso 0 0 c       S S S

4 经济性指标： 深冷1 制冷装置工作性能系数COP; 冷吨-1000kg0℃的饱和水在24小时内冷冻成 0℃的冰所需的制冷量； 1冷吨=3.86kJ/s;(美国1冷吨=3.517kJ/s) 上游充通大学 2017年4月18日星期二 4 SHANGHAI JLAO TONG UNIVERSITY

2017年4月18日星期二 4 4 经济性指标： c c q q q   0  c c c T T T   0  深冷1 冷吨-- 1000kg 0ºC的饱和水在24小时内冷冻成 0ºC的冰所需的制冷量； 1冷吨=3.86kJ/s；（美国1冷吨=3.517kJ/s ） 制冷装置工作性能系数COP；

5 §11-2 压缩气体制冷循环 Gas-compression refrigeration cycle 2 T 一.简介 3 S Expander Compress r-_Wnet 3 2 π 71 net -W 上游充通大 2017年4月18日星期二 V SHANGHAI JIAO TONG UNIVERSITY

2017年4月18日星期二 5 5 §11-2 压缩气体制冷循环 -- Gas-compression refrigeration cycle 一.简介

6 二.制冷系数一Coefficient of performance(COP) 2 = q。= Wnet 91-9c To Tc q1=h2-h3 q。=h1-h4 wnet=h2-h-(h-h,)=(h2-h3)-(h,-h,) h-ha T1-T4 ￡= Wnet :a-a-)t-- 1 T 定比热 T2=Tπ T2-T1 =T4π 上游充通大 2017年4月18日星期二 6 SHANGHAI JIAO TONG UNIVERSITY

2017年4月18日星期二 6 6 二.制冷系数—Coefficient of performance(COP) 1 2 3 q  h  h 定比热       1 3 4 1 2 1     T T T T n e t 1 c c c q q w q q     1 4 q h h c         n et 2 1 3 4 2 3 1 4 w h h h h h h h h             1 4 n et 2 3 1 4 c q h h w h h h h             2 3 1 4 1 4 T T T T T T     2 1 1 1 1 1 T T T        

7 2 T T 2 π 2' π'= T T T T S S 讨论： 相同温度的T和7c8。-。T。 1) T2-T1 2)π个￡↓，但9。个 红→黑 上游通大学 2017年4月18日星期二 7 SHANGHAI JLAO TONG UNIVERSITY

2017年4月18日星期二 7 7 讨论： 1）        2 1 1 0 T T T T T T c c c   相同温度的T 0和TC 2）   ,  c 但 q 红黑

例题1第十一章A361255 导出以空气为工质的斯特林制冷机的工作系数。 解：、 7net=W1-2+W3-4 RgTo In -RT.In 3 =Rln(。-) y 9。T.As4=TR1nY T。 3 = 9。= Wnet net T。-T 上气通大学 2017年4月18日星期二 SHANGHAI JLAO TONG UNIVERSITY

2017年4月18日星期二 8 导出以空气为工质的斯特林制冷机的工作系数。 解： net 1 2 3 4 w w w     1 3 4 g 2 l n c c c v q T s T R v    1 1 g 0 g 2 2 ln ln c v v R T R T v v     1 g 0 2 l n c v R T T v   n e t 0 c c c c q T w T T       例题\第十一章\A361255

9 三.回热式压缩空气制冷循环 压缩空气制冷，q较小，且随π上升，下降， 为兼顾Q及8，采用大流量叶轮压缩机并回热。 Heat exchanger 3 3 M CH 3 W ④ To 3 ⑤ Wnet Compressor Expander g k m n 上游究通大学 2017年4月18日星期二 9 SHANGHAI JIAO TONG UNIVERSITY

2017年4月18日星期二 9 9 三.回热式压缩空气制冷循环 压缩空气制冷，qc较小，且随π上升，ε下降， 为兼顾Qc及ε，采用大流量叶轮压缩机并回热

10 回热后： 因为面积12nm1=面积45gk4 所以q。=面积1mg61 相等， 91=面积34kn3=面积35’gm3' π下降 rl 3 3 D 2 To Te 乃1乃 g k m r 上游充通大学 2017年4月18日星期二 10 SHANGHAI JLAO TONG UNIVERSITY

2017年4月18日星期二 10 10 回热后： 因为 面积12nm1=面积45gk4 所以 qc =面积1mg61 q1 =面积34kn3=面积3’5’gm3’ ε相等， π下降

例题第十一章\A466166 某压缩蒸汽制冷装置用氨作制冷剂，制冷率为105kJh 若已知冷凝温度为27℃，蒸发温度为-5℃，试求：制冷剂 的质量流量；压缩机功率及增压比；冷凝器放热量及循环 制冷系数。 1og里 t 图 上游充通大学 2017年4月18日星期二 14 SHANGHAI JLAO TONG UNIVERSITY

2017年4月18日星期二 14 某压缩蒸汽制冷装置用氨作制冷剂，制冷率为105kJ/h 若已知冷凝温度为27℃，蒸发温度为-5 ℃，试求：制冷剂 的质量流量；压缩机功率及增压比；冷凝器放热量及循环 制冷系数。 例题\第十一章\A466166