制冷系统课件D

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1、本章重点本章重点1.1.理想制冷循环与实际制冷循环的差理想制冷循环与实际制冷循环的差别及其别及其T-ST-S图和图和lgp-hlgp-h图；图；2.2.计算。计算。 第三章第三章 制制 冷冷第一节第一节 理论基础及基本概念理论基础及基本概念 在食品工业上的应用在食品工业上的应用： 产生冷冻、速冻食品；产生冷冻、速冻食品； 贮藏；贮藏； 加工手段（冷冻浓缩、干燥）；加工手段（冷冻浓缩、干燥）； 空气调节等。空气调节等。 制冷制冷: :消耗机械功或其它能量获得低温（相对环境）的消耗机械功或其它能量获得低温（相对环境）的单元操单元操作作。工业上，一般是采用。工业上，一般是采用机械压缩机械压缩、蒸汽喷

2、射蒸汽喷射和和吸收剂吸收吸收剂吸收等实现制冷的。等实现制冷的。 分类分类：深度冷冻（：深度冷冻（-100-100以下）和一般冷冻（以下）和一般冷冻（-100-100以上）。以上）。一、概述一、概述2 2、热力循环热力循环：体系经过一个过程的变化，热和功有一定的转体系经过一个过程的变化，热和功有一定的转换，如果从初始状态经过若干过程后，回复到换，如果从初始状态经过若干过程后，回复到原状态，又完成了热与功的转换，而物质状态原状态，又完成了热与功的转换，而物质状态发生周期性变化。该循环过程称为发生周期性变化。该循环过程称为热力循环热力循环。二、基础理论与方法二、基础理论与方法（一）封闭体系热力过程（

3、一）封闭体系热力过程1 1、封闭体系封闭体系: :与外界无物质交换，但可以有热、功交换的热与外界无物质交换，但可以有热、功交换的热力学体系，即只有能量传递，没有物质传递。力学体系，即只有能量传递，没有物质传递。 热力学第一定律热力学第一定律恰好描述了热力学体系中热与功转换恰好描述了热力学体系中热与功转换的数量关系。的数量关系。3 3、热力学第一定律热力学第一定律： dq=de+pdV （J/kg）因此，对于理想的封闭体系（热力循环），热交换量等于因此，对于理想的封闭体系（热力循环），热交换量等于功交换量。功交换量。 以热和功的形式传递的能量必定对应于系统的内能确定的以热和功的形式传递的能量必定

4、对应于系统的内能确定的变化。变化。 规定：规定： de为为+,内能增加为正内能增加为正; dq为为+,吸热吸热,q为正为正; dV为为+, 膨胀膨胀, 即对外做功即对外做功, w为正。为正。 工质循环后，内能无变化，回复到原状态。工质循环后，内能无变化，回复到原状态。wq,dwdq,de 即即01、卡诺循环和逆卡诺循环、卡诺循环和逆卡诺循环TTCTNP12342341q1q2TCTNS1S2 卡诺循环卡诺循环 热机循环热机循环VS12 等温膨胀过程等温膨胀过程23 等熵膨胀过程等熵膨胀过程34 等温压缩过程等温压缩过程41 等熵压缩过程等熵压缩过程P-V 图图T-S 图图（二）制冷循环（二）制

5、冷循环 逆卡诺循环逆卡诺循环制冷循环制冷循环TTCTNP12342341q1q2TCTNS1S2VSP-V 图图T-S 图图12 等熵（绝热）压缩过程等熵（绝热）压缩过程23 等温压缩过程等温压缩过程34 等熵（绝热）膨胀过程等熵（绝热）膨胀过程41 等温膨胀过程等温膨胀过程2、实际制冷过程、实际制冷过程蒸发器蒸发器等温等压等温等压等压等压冷凝器冷凝器膨胀阀膨胀阀（节流阀）（节流阀）等焓等焓等熵等熵压缩机压缩机制冷过程简图制冷过程简图四个阶段：四个阶段：压缩、冷凝压缩、冷凝膨胀、蒸发膨胀、蒸发（三）制冷剂的压焓图与温熵图（三）制冷剂的压焓图与温熵图 等压线群：水平线等压线群：水平线 等焓线群：

6、垂直线等焓线群：垂直线 等比容等比容线群线群：虚虚线线 等干度等干度x x线群线群: : 等温等温t t线群线群: : 等熵等熵S S线群线群: :饱和饱和蒸汽蒸汽饱和饱和液体液体临界点临界点过冷液体过冷液体过热蒸汽过热蒸汽1、压焓图、压焓图2、温熵图、温熵图 K K点：临界点；点：临界点； K K点左支曲线点左支曲线: :饱和液体曲线；饱和液体曲线； K K点右支曲线点右支曲线: :饱和饱和蒸汽蒸汽曲线；曲线； 等压线群等压线群: ABCD: ABCD； 等焓线群等焓线群: EF: EF； 等比容等比容线群线群:GHJ:GHJ（虚线）；（虚线）； 等温等温t t线群线群（水平水平线）线） 等

7、熵等熵S S线群线群（垂垂线）线）过冷液体过冷液体过热蒸汽过热蒸汽P89F-12F-12压焓图压焓图P90（四）理想制冷循环与实际制冷循环的比较（四）理想制冷循环与实际制冷循环的比较1、理想制冷循环、理想制冷循环冷凝器冷凝器等温过程等温过程等温过程等温过程2、实际制、实际制冷循环冷循环1.1.绝热可逆压缩绝热可逆压缩( (等熵等熵) )过程过程: 1-2: 1-2线线2.2.等压冷却、冷凝及过冷过程：等压冷却、冷凝及过冷过程：2-22-2-3-3-3-3线线3.3.节流膨胀节流膨胀( (等焓等焓) )过程过程: 3-4: 3-4线线( (不可逆不可逆, ,无外无外功功, ,绝热绝热) )4.4

8、.等温等压蒸发等温等压蒸发: 4-1: 4-1线线h1h2h3=h4h1、绝热可逆压缩、绝热可逆压缩(等熵等熵) 线线1-2。2、等压冷却、冷凝及过冷过程：、等压冷却、冷凝及过冷过程： 2-2 线线冷却冷却(到饱和蒸汽到饱和蒸汽)(等压等压)；2-3 冷凝冷凝(等压等压,等温等温)； 3-3过冷过冷(等压等压), 3与与3点的温度不同；故点的温度不同；故2-2-3-3为等压冷却、冷凝及过冷过程线。为等压冷却、冷凝及过冷过程线。3、节流膨胀、节流膨胀(等焓等焓)线线 3-4。4、蒸发、蒸发(等压等压,等温等温)线线 4-1。实际制冷循环与理想过程的区别实际制冷循环与理想过程的区别1.节流阀取代膨

9、胀机：节流阀取代膨胀机：节流膨胀节流膨胀：连续流动流体经到节流阀急剧膨胀连续流动流体经到节流阀急剧膨胀,使其压强使其压强p2下下降至降至p1。 由于过程太快由于过程太快,其情况不可逆其情况不可逆，由于节流阀没有作由于节流阀没有作外功外功,w=0,又流体与周围介质来不及作热交换又流体与周围介质来不及作热交换,故故节流前后焓节流前后焓值不变值不变。2.2.引入过冷凝线：引入过冷凝线： 加大冷凝器面积，增大吸热量，即增加了制冷量。加大冷凝器面积，增大吸热量，即增加了制冷量。3.3.干法压缩取代湿法压缩：干法压缩取代湿法压缩： 制冷系数减少，但避免液击事故，提高生产能力。制冷系数减少，但避免液击事故，

10、提高生产能力。 4.4.过程不可逆。实际制冷循环所消耗外功多过程不可逆。实际制冷循环所消耗外功多。三、一般制冷方法三、一般制冷方法（一）机械压缩制冷（一）机械压缩制冷1、空气压缩制冷：用空气作为制冷剂。、空气压缩制冷：用空气作为制冷剂。 制冷系数小，经济性差，单位制冷量小（无相变）。制冷系数小，经济性差，单位制冷量小（无相变）。2、蒸汽压缩制冷：用常温下加压可以液化的物质作为制冷剂、蒸汽压缩制冷：用常温下加压可以液化的物质作为制冷剂（工质），工质在循环过程中不断发生相（工质），工质在循环过程中不断发生相变（液态变（液态气态，气态气态，气态液态）液态）蒸汽压缩式制冷循环原理图蒸汽压缩式制冷循环原

11、理图冷凝器冷凝器等温过程等温过程等温过程等温过程特点：制冷系数大，单位制冷量大，传热系数大，设备小。特点：制冷系数大，单位制冷量大，传热系数大，设备小。3、吸收式制冷：消耗热能。使用制冷剂和吸收剂两种工质。、吸收式制冷：消耗热能。使用制冷剂和吸收剂两种工质。 中央空调系统如溴化锂吸收制冷。中央空调系统如溴化锂吸收制冷。制冷剂制冷剂吸热蒸发吸热蒸发制冷剂制冷剂蒸汽冷凝蒸汽冷凝减压蒸减压蒸发制冷发制冷混合混合吸收吸收制冷剂制冷剂吸收剂吸收剂吸收式制冷原理图吸收式制冷原理图4、蒸汽喷射式制冷：消耗热能。、蒸汽喷射式制冷：消耗热能。（二）非机械压缩制冷（二）非机械压缩制冷1、融解和溶解制冷：如冰融解制