第一节单级蒸汽压缩循环
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1、12第一节 单级蒸汽压缩式制冷循环一、单级蒸汽压缩式制冷系统的组成3制冷剂的变化过程制冷剂的变化过程4压缩制冷剂蒸气，提高压力和温度放热，使高压高温制冷剂蒸气冷却、冷凝成高压常温的制冷剂液体 得到低温低压制冷剂制冷剂液体吸热、蒸发、制冷制冷系统各部件的主要用途制冷系统各部件的主要用途5压缩机：压缩机： 制冷系统的制冷系统的“心脏心脏”，压缩和输送制冷剂蒸，压缩和输送制冷剂蒸气气冷凝器：冷凝器： 输出热量输出热量节流阀：节流阀： 节流降压，并调节进入蒸发器的制冷剂流量节流降压，并调节进入蒸发器的制冷剂流量蒸发器：蒸发器： 吸收热量（输出冷量）从而制冷吸收热量（输出冷量）从而制冷四大部件的作用：四
2、大部件的作用：膨 胀 阀3冷 凝 器水2压 缩 机等熵等 压 、 等 温等焓4蒸 发 器冷媒16膨胀阀3冷凝器水2压缩机等熵等压、等温等焓4蒸发器冷媒123：冷凝器内的等压冷却、冷凝、过冷过程34：节流阀内的等焓节流过程41：蒸发器内的吸热等压气化过程12：压缩机中的等熵（绝热）压缩过程图上各线段代表循环的不同过程图上各线段代表循环的不同过程1:出蒸发器进压缩机3:出冷凝器进膨胀阀4:出节流阀进蒸发器2:出压缩机进冷凝器二、单级蒸汽压缩式制冷理论循环热力计算72.2.冷凝器冷凝器4.4.节流阀节流阀1.1.制冷压缩机制冷压缩机W Wc c= h= h2 2 hh1 1 q=hq=h2 2 hh
3、3 3 h h3 3 =h=h4 4 膨 胀 阀3冷 凝 器水2压 缩 机等熵等 压 、 等 温等焓4蒸 发 器冷媒1 q=hq=h1 1 hh4 4wh1h23.3.蒸发器蒸发器h3h4h1h4q qh2h3q q等压8q qwh2q qh4h3h191.状态点的确定X=0X=13 34 41 12 222h hh h4 4o oq qo ok kw wlglgp pX=0X=13 34 41 12 222h h1 1h hh h2 2h h4 4o oq qo ok kw wlglgp pqk k1 1点：点：PoPo等压线与等压线与x=1x=1蒸气干饱和线交点蒸气干饱和线交点2 2点点:
4、Pk:Pk等压线与等压线与s1s1等熵线交点等熵线交点3 3点点:Pk:Pk等压线与等压线与x=0 x=0液态饱和线交点液态饱和线交点4 4点：点：PoPo等压线与等压线与h3h3等焓线交点等焓线交点膨胀阀3冷凝器水2压缩机等熵等压、等温等焓4蒸发器冷媒110(1)单位质量制冷量q0 kJ/kg q0=h1- h4(2)单位容积制冷量qv kJ/m3 qv= q0/v1=(h1-h4)/v1(3)单位质量耗功率w kJ/kgw=h2-h1(4)单位冷器热负荷qk kJ/kg qk= h2-h3（5）理论制冷系数 =q0/w=(h1-h4)/ (h2-h1)2.单级蒸汽压缩式制冷理论循环热力计算
5、X=0X=13 34 41 12 222h h1 1h hh h2 2h h4 4o oq qo ok kw wlglgp pqk k膨胀阀3冷凝器水2压缩机等熵等压、等温等焓4蒸发器冷媒111（8 8）冷凝器总负荷Qk kW Qk = qm qk= qm(h2-h3)(6)(6)制冷剂质量流量qm kg/s qm =Q0/q0（7 7）压缩机的理论耗功率N= qm w= qm(h2-h1) kW12例题：某单级蒸汽压缩式制冷循环系统，设定总制冷量Q0=100Kw,在空调工况下工作。当分别采用R12和R22作制冷剂时，试做理论循环的热力计算。解：在空调工况下工作，蒸发温度t0=5,冷凝温度tk
6、=40 查R12和R22的压焓图得：项目 制冷剂R12R22蒸发压力po/MPa冷凝压力pk/MPa吸气比体积v1/(m3/kg)吸气比焓h1/(kJ/kg)排气比焓h2 /(kJ/kg)节流前后的比焓h3、h4/(kJ/kg)0.360.960.056556735380.581.530.042570573255013计算结果项目计算公式 R12R22单位制冷量/kJ/kgq0=h1- h4117155单位容积制冷量/kJ/m3qv= q0/v125403647制冷剂质量流量/kg/sqm =Q0/q00.8550.645压缩机单位耗功/kJ/kgw=h2-h11827压缩机理论耗功功率/ k
7、wN= qm w15.3917.42冷凝器单位散热量/kwqk= h2-h3135182冷凝器总散热量/kwQk = qm qk115.4117.4理论制冷系数=q0/w6.55.741415161718 kooqwqkoQNQ讨论：制冷理论循环中讨论：制冷理论循环中符合符合能量守恒能量守恒的基本原则的基本原则作业：作业：某空气调节系统需制冷量某空气调节系统需制冷量20kW20kW，假定循环为单级蒸气，假定循环为单级蒸气压缩式压缩式 制冷理论基本循环，且选用氨作为制冷剂，工作条件制冷理论基本循环，且选用氨作为制冷剂，工作条件为：蒸发温度为：蒸发温度to=5to=5，冷凝温度，冷凝温度tktk=
