080(2=H2) 0.80×0247=0.198 将典型的蒸汽压缩制冷循环的TS图分别在PH图和HS图上表示出来。 解:压缩机的可逆绝热过程是等熵过程,节流过程常可看作为等焓过程,则循环可用如 下P-H和HS图表示。 14.某蒸汽压缩制冷循环,制冷量Q为3×104kJ·h,蒸发室温度为-15℃,冷凝器用水 冷却,进口为8℃。若供给冷凝器的冷却水量无限大时,计算制冷循环消耗的最小功为多少? 如果冷凝器用室温(25℃)空气冷却时,其消耗的最小功又是多少? 解:首先需要明确的是:在所有的制冷循环中,逆卡诺循环的制冷效率最高,即功耗最 小。循环效率有如下的关联式: 5+=1(蒸发温度)_Q(制冷量) T2(冷凝温度)-T1Wx(净功) 按照传热原理,如果进出冷却器的冷却水量无限大,则不仅冷却水进出口温度接近相同 而且被冷介质的温度也相同。因此 当冷却水量无限大时,冷凝温度T2=(8+273)K, 所以最少净功W(8+273)-(-15+27),3x4=26744KJh -15+273 当冷凝器用空气冷却时,冷凝温度近似等于室温25℃ 最小净功W=(25+273)-(15+273)×3×104=46512kJh 15+273 由计算结果可见,冷却温度越低,消耗功越小。但是空气冷却所用设备简单,如家用 空调器,冰箱采用散热片空气冷却,不过它们的能耗要比水冷却高许多 15.实际蒸汽压缩制冷装置中的膨胀过程,为何采用节流阀而不用膨胀机?如果用膨胀机, 请在T—S图上标出哪些面积代表膨胀机回收的功? 解:制冷装置的膨胀过程,采用节流元件(如阀、孔板等)主要考虑到节流设备简单, 装置紧凑。对于中小型设备而言,这个膨胀功是不值得回收的,功量不大,但是设备投资要 增加许多。因此,大多不采用膨胀机 在下面的T-S图上,节流元件膨胀过程如3→4,是等焓过程,而膨胀机膨胀过程如 是等熵过程 膨胀机回收的功量如阴影部分积分。 16.某压缩制冷装置,用氨作为制冷剂,氨在蒸发器 中的温度为-25℃,冷却器中的压力为1.0MPa,假定 氨进入压缩机时为饱和蒸汽,而离开冷凝器时为饱和 液体,每小时制冷量O为167×105k/h。 求:(1)所需的氨流率 (2)制冷系数 解:通过NH3的PH图可查到各状态点焓值 按照题意,氨进入压缩机为饱和状态1,离开冷凝器为饱和状态3。8 T S 3 2 4 1 4 0.80 0.247 0.198 0.80( ) 2 1 2 3 =  = − − = H H H H  13．将典型的蒸汽压缩制冷循环的 T-S 图分别在 P-H 图和 H-S 图上表示出来。 解：压缩机的可逆绝热过程是等熵过程，节流过程常可看作为等焓过程，则循环可用如 下 P-H 和 H-S 图表示。 14． 某蒸汽压缩制冷循环，制冷量 Q0 为 3×104kJ·h -1，蒸发室温度为-15℃，冷凝器用水 冷却，进口为 8℃。若供给冷凝器的冷却水量无限大时，计算制冷循环消耗的最小功为多少？ 如果冷凝器用室温（25℃）空气冷却时，其消耗的最小功又是多少？ 解：首先需要明确的是：在所有的制冷循环中，逆卡诺循环的制冷效率最高，即功耗最 小。循环效率有如下的关联式： ( ) ( ) ( ) ( ) ξ 0 2 1 1 卡 净功 制冷量 冷凝温度 蒸发温度 WN Q T T T = − = 按照传热原理，如果进出冷却器的冷却水量无限大，则不仅冷却水进出口温度接近相同， 而且被冷介质的温度也相同。因此 当冷却水量无限大时，冷凝温度 T2=(8+273)K， 所以最少净功 4 1 N 3 10 2674 .4KJ h 15 273 (8 273) ( 15 273) W −   = • − + + − − + = 当冷凝器用空气冷却时，冷凝温度近似等于室温 25℃ 最小净功 4 1 3 10 4651.2 15 273 (25 273) ( 15 273) −   = • − + + − − + WN = k J h 由计算结果可见，冷却温度越低，消耗功越小。但是空气冷却所用设备简单，如家用 空调器，冰箱采用散热片空气冷却，不过它们的能耗要比水冷却高许多。 15． 实际蒸汽压缩制冷装置中的膨胀过程，为何采用节流阀而不用膨胀机？如果用膨胀机， 请在 T—S 图上标出哪些面积代表膨胀机回收的功？ 解：制冷装置的膨胀过程，采用节流元件（如阀、孔板等）主要考虑到节流设备简单， 装置紧凑。对于中小型设备而言，这个膨胀功是不值得回收的，功量不大，但是设备投资要 增加许多。因此，大多不采用膨胀机。 在下面的 T—S 图上，节流元件膨胀过程如 3→4，是等焓过程，而膨胀机膨胀过程如 3 →4，是等熵过程。 膨胀机回收的功量如阴影部分积分。 16．某压缩制冷装置，用氨作为制冷剂，氨在蒸发器 中的温度为-25℃，冷却器中的压力为 1.0MPa，假定 氨进入压缩机时为饱和蒸汽，而离开冷凝器时为饱和 液体，每小时制冷量 Q0 为 1.67×105 kJ·h-1。 求：（1）所需的氨流率； （2）制冷系数。 解：通过 NH3 的 P-H 图可查到各状态点焓值。 按照题意，氨进入压缩机为饱和状态 1，离开冷凝器为饱和状态 3