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华宇平台登录空调制冷制冷原理压焓图
发布时间:2020-10-17 15:46

  空调制冷制冷道理压焓图_物理_自然科学_专业原料。第一讲 单级蒸气压缩制冷轮回 1 单级压缩制冷的外面轮回 2 单级压缩制冷的本质轮回 3 工况与功能 1 单级蒸气压缩制冷的外面轮回 1.1 体系与轮回 1.2 压焓图 1.3 制冷轮回

  第一讲 单级蒸气压缩制冷轮回 1 单级压缩制冷的外面轮回 2 单级压缩制冷的本质轮回 3 工况与功能 1 单级蒸气压缩制冷的外面轮回 1.1 体系与轮回 1.2 压焓图 1.3 制冷轮回流程正在压焓图上的显露 1.4 单级蒸气压缩式制冷外面循 环的热力估计 1.1体系与轮回 液体蒸发制冷组成轮回的四个根本流程是: ①制冷剂液体正在低压(低温)下蒸发, 成为低压蒸气 ②将该低压蒸气抬高压力为高压蒸气 ③将高压蒸气冷凝,使之成为高压液体 ④高压液体低落压力从头变为低压液体, 返回到①从而结束轮回。 压缩机: 压缩和输送制冷蒸汽,并变成蒸发 器中低压、冷凝器中高压,是全部 体系的心脏。 冷凝器: 输出热量的兴办,将制冷剂正在蒸发 器中摄取的热量和压缩机消费功所 转化的热量排放给冷却介质。 撙节阀: 对制冷剂起撙节降压影响,并安排 进入蒸发器的制冷剂流量。 蒸发器: 输出冷量的兴办,制冷剂正在蒸发器 中摄取被冷却对象的热量,从而达 到制冷的宗旨。 1.2 压焓图 p T s h v x p h 压焓图 等压线----水准线; 等焓线----笔直线; 等温线----液体区简直为笔直线。两相区内,因制 冷剂状况的转移是正在等压、等温下实行,故等 温线 与等压线重合,是水准线。过热蒸气区为向右下方 弯曲的倾斜线; 等熵线----向右上方倾斜的实线; 等容线----向右上方倾斜的虚线,比等熵线平整; 等干度线----只存正在于湿蒸气区域内,其目标大致与饱 和液体线或饱和蒸气线邻近,视干度巨细而定。 1.3 制冷轮回流程正在压焓图上的显露 3 4 B C 5D p 2 1A 单级蒸气压缩 式制冷体系图 A—压缩机; B—冷凝器; C—撙节阀; D—蒸发器。 4 pk 3 2 5 p0 1 q0 w h 外面轮回正在p-h图上的显露 1.4 单级蒸气压缩式制冷外面轮回的热力 估计 单级外面轮回是创办正在以下极少假设的根源上的: (1)压缩流程为等熵流程,即正在压缩流程 中不存正在任何不行逆吃亏 (2)正在冷凝器和蒸发器中,制冷剂的冷凝 温度等于冷却介质的温度,蒸发温度等于被 冷却介质的温度,且冷凝温度和蒸发温度都 是定值 (3)脱节蒸发器和进入压缩机的制冷剂蒸 气为蒸发压力下的饱和蒸气,脱节冷凝器和进 入膨胀阀的液体为冷凝压力下的饱和液体 (4)制冷剂正在管道内活动时,没有活动阻 力吃亏,渺视动能转移,除了蒸发器和冷凝器 内的管子外,制冷剂与管外介质之间没有热交 换 (5)制冷剂正在流过撙节装配时,流速转移 很小,能够渺视不计,且与外界情况没有热交 换 p 4 pk 3 2 5 p0 1 q0 w h 外面轮回正在p-h图上的显露 压缩机、冷凝器、撙节阀和蒸发器都能够单 独举动一个限度体实行理解。 w h hh q 根据热力学第必然律,看待正在限度容积中实行 的状况转移存正在如下合联: qhw (1-1) 这里,把自外界传入的功举动负值。 (1)压缩流程: q 0 wh2h1 (2)冷凝流程: w0 (1-2) qk h2h4 (1-3) (3) 撙节流程: w0,q0 h4 h5 (1-4) (4)蒸发流程: w0 q0h 1h 5h 1h4 (1-5) 为了注脚单级压缩蒸气制冷机外面轮回 的功能, 采用下列极少功能目标。 (1)单元制冷量 q 0 单元制冷量可按式(2-5)估计。单元制 冷量也能够显露成汽化潜热r0和撙节后的干度 x5的合联: q0r0(1x5) (1-6) 由式(1-6)可知,制冷剂的汽化潜热越 大,或撙节所造成的蒸气越少(x5越小)则单 位制冷量就越大。 (2)单元容积制冷量 qv qv q0 v1 h1 h4 v1 (3)外面比功 w 0 (1-7) 看待单级蒸气压缩制冷机的外面轮回来 说,外面比功可显露为 w0 h2h1 (1-8) 单级压缩蒸气制冷机的外面比功也是随 制冷剂的品种和制冷机轮回的作事温度而变 的。 (4)单元冷凝热 qk 单元(1kg)制冷剂蒸气正在冷凝器中 放出的热量,称为单元冷凝热。单元冷凝 热搜罗显热和潜热两一面 q k h 2 h 3 h 3 h 4 h 2 h 4 (1-9) 对照式(1-5)、(1-8)和(1-9) 能够看出,看待单级压缩式蒸气制冷机理 论轮回,存正在着下列合联 qk q0w0 (1-10) (5)制冷系数 0 看待单级压缩蒸气制冷机外面轮回, 制冷系数为 0 q0 w0 h1 h4 h2 h1 (1-11) 正在蒸发温度和冷凝温度相通的条 件下: 制冷系数愈大 经济性愈好 (6)压缩终温 t 2 影响到制冷剂的分析和润滑油结炭。 (7)热力美满度 单级压缩蒸气制冷机外面轮回的热 力美满度按界说可显露为 0 c h h1 2 h h4 1Tk11h h1 2 h h4 1TkT 0T0 T0 (1-12) 这里εc为正在蒸发温度(T0)和冷 凝温度(Tk)之间作事的逆卡诺轮回的 制冷系数。热力美满度愈大,注脚该循 环靠近可逆轮回的水准愈大。 2单级蒸气压缩式制冷的本质轮回 2.1 液体过冷对轮回功能的影响 2.2 蒸气过热对轮回功能的影响 2.3 气-液热相易器对轮回功能的影响 2.4 不凝性气体的存正在对轮回功能的影响 2.5 单级压缩本质制冷轮回的热力估计 上面所述的轮回,是单级压缩蒸气制 冷机的根本轮回,也是最简便的轮回。正在 适用上,依照本质条目对轮回往往要作一 些订正,以便抬高轮回的热力美满度。正在 单级制冷机轮回中,这一订正紧要有液体 过冷、吸气过热及由此而发生的回热轮回。 2.1 液体过冷对轮回功能的影响 将撙节前的制冷剂液体冷却到低于冷凝 温度的状况,称为过冷。 带有过冷的轮回,叫做过冷轮回。 采用液体过冷对抬高制冷量和制冷系数 都是有利的 p 4’ 4 pk 3 2 5’ 5 p 0 1 q0 q 0 w h 过冷轮回正在p-h图上的显露 (1)单元制冷量 q 0 补充 q0 h1h5 (h1h5)(h5h5) q (2)单元容积制冷量 v 补充 qv h1 h5 v1 (3)外面比功 w 0 稳固 (1-13) (4)单元冷凝热 q k 补充 qk h2h4 (1-14) (h2h4)(h4h4 ) (5)制冷系数 补充 h 1 h h 42 h h 1 4 h 4 0h c 2 th 1 (6)压缩终温 t 2 稳固 (1-15) 2.2 蒸气过热对轮回功能的影响 压缩机吸入前的制冷剂蒸气的温度高于 吸气压力下制冷剂的饱和温度时,称为过热。 具有吸气过热的轮回,称为过热轮回。 下图示出了过热轮回1-1’-2’-3-4-5-1的lg ph图。图中1-1’是吸气的过热流程,其余与基 本轮回相通。 p 4 p k 3 2 2’ 5 p0 1 1’ q 0 q0 h 过热轮回正在p-h图上的显露 过热轮回分有用过热和无效过热两种境况 有用过热轮回 有用过热轮回:过热流程中发生的冷量也为 被冷却介质所摄取。 (1)单元制冷量 q 0 q0 h1 h5 补充 (h1 h1)(h1h5) (1-13) (2)单元容积制冷量 q v ? qv h1 h5 v1 w (3)外面比功 0 w0h2 h1 q (4)单元冷凝热 k qk h2 h4 补充 补充 (h2 h2)(h2h4) (5)制冷系数 ? h1 h1h1h5 h2 h1 (1-14) (1-14) (1-15) 图2-19有用过热的过热度对制冷系数的影响 (6)压缩终温 t 2 升高 过热度 R502 R600a R290 R134a R22 NH3 0 45.3 37.4 44.4 44.1 55.9 93.0 30 73.9 65.7 72.1 72.9 86.3 131.5 无效过热轮回 无效过热轮回:过热流程中发生的冷量没有 被冷却介质所摄取。 (1)单元制冷量 q 0 稳固 q0(h1h5) (1-13) q (2)单元容积制冷量 v qv h1 h5 v1 减小 (3)外面比功 w 0 补充 w0h2 h1 (4)单元冷凝热 q k 补充 qk h2 h4 (h2 h2)(h2h4) (5)制冷系数 减小 h1 h5 h2 h1 (1-14) (1-14) (1-15) 2.3 回热器对轮回功能的影响 操纵回热使撙节前的制冷剂液体与压缩机吸 入前的制冷剂蒸气实行热相易,使液体过冷、 蒸气过热,称之为回热。 若不计回热器与情况氛围之间的热相易,则 液体过冷的热量等于使蒸气过热的热量,其 热均衡合联为 h 4 h 4 h 1 h 1 (1-20) p 4’ 4 p k 3 2 2’ 5’ 5 p0 1 1’ q 0 q0 h 回热轮回正在p-h图上的显露 回热轮回中各功能目标的转移全体同于过冷和 无效过热轮回。 2.4 不凝性气体的存正在对轮回功能的 影响 积攒于冷凝器; 冷凝压力补充; 压缩机排气压力升高; 比功补充; 制冷系数低落; 压缩机容积效劳低落; 2.5 单级压缩本质制冷轮回的热力 估计 本质轮回和外面轮回有很众差别之处, 除了压缩机中的作事流程以外,紧要又有下 列极少区别: 1.活动流程有压力吃亏。 2.制冷剂流经管道及阀门时同情况介质间有热 相易。 3.热相易器中存正在温差。 热相易及压力吃亏对轮回功能的影响 (1)吸入管道 吸入管道中的压力降永远是无益的,它使 得吸气比容增大,压缩机的压力比增大,单元容 积制冷量削减,压缩机容积效劳低落,压力比增 大,制冷系数低落。 吸气管道中的热相易可视境况算作有用过热 或无效过热来理解。 (2)排出管道 正在压缩机的排出管道中,热量由高温制冷 剂蒸气传给周遭氛围,它不会惹起功能的蜕化, 仅仅是削减了冷凝器中的热负荷。 排气管道中的压降会惹起压缩机排气压力 升高。 (3)冷凝器到膨胀阀之间的液体管道 正在冷凝器到膨胀阀这段管道中,华宇平台登录热量通俗由 液体例冷剂传给周遭氛围,使液体例冷剂过冷, 制冷量增大。然而,也不妨水冷冷凝器中的冷却 水温度很低,冷凝温度低于情况温度,热量由空 气传给液体例冷剂,不妨导致一面液体气化,这 不单使单元制冷量低落,况且使得膨胀阀不行正 常作事。 压力降没相合系,只须没有气化。 (4)膨胀阀到蒸发器之间的管道 通俗膨胀阀是紧靠蒸发器装配的。假使 将它装配正在被冷却空间内,传给管道的热量 将发生有用制冷量;若装配正在室外,热量的 转达使制冷削减,所以此段管道必需保温。 压力降也不要紧。 (5)冷凝器 假定出冷凝器的压力稳固,为战胜冷凝器 中制冷剂的活动阻力,必需抬高进冷凝器时 制冷剂的压力,这必需导致压缩机的排气压 力升高,压力比增大,压缩机耗功补充,制 冷系数低落。 (6)蒸发器 若包管蒸发器的出口压力稳固,为战胜蒸 发器中制冷剂的活动阻力,必需抬高进蒸发器 时制冷剂的压力,这肯定导致均匀蒸发温度升 高,传热温差低落。 若包管传热温差稳固,战胜蒸发器中制 冷剂的活动阻力,这肯定导致压缩机的吸气 压力低落,吸气比容增大,压力比增大,压 缩机耗功补充,制冷量减小,制冷系数低落。 (7)压缩机 正在外面轮回中,假设压缩流程为等熵流程。 而本质上,全部流程是一个压缩指数 正在不竭 转移的众变流程。别的,因为压缩机气缸中有 余隙容积的存正在,气体始末吸、排气阀及通道 出有热量相易及活动阻力,这些身分都邑使压 缩机的输宇量削减,制冷量低落,消费的功率 增大。 p 4 5 pk 3 2s 2 p0 0 1 h 简化后的本质轮回正在 p-h图上的显露 下面是根据云云简化后的轮回的功能目标 的外达式,各下标对应于图2-23所示的状 态点。 1.单元制冷量、单元容积制冷量及单元 外面功 q0 h1 h5 h1 h4 qv q0 v1 w0 h2s h1 (1-33) 这些同外面轮回的估计全体相仿。 2.单元冷凝热 qkh2h4 (1-34) 上式中点2状况的焓值用下式估计 h 2(h 2sh 1) ih 1 (1-35) 式中 i 为压缩机的指示效劳,它被定 义为等熵压缩流程耗功量与本质压缩流程 耗功量之比。 3.制冷剂的轮回流量 qmQ0 q0 (1-36) 式中Q 0为制冷量,通俗由打算使命给出。 4.压缩机的外面功率和指示功率诀别为 N0 qmw0 Ni N0 i (1-38) 5.本质制冷系数 s Q0 (Ni /e) (1-39) 式中 e为压缩机的板滞效劳。 6.冷凝器的热负荷 Qk qmqk (1-40) 3 单级蒸气压缩式制冷机的功能 及工况 3.1 蒸发温度对轮回功能的影响 3.2 冷凝温度对轮回功能的影响 3.3 制冷机工况 3.1 蒸发温度对轮回功能的影响 当蒸发温度减小时: p 4 p k 3 2 2’ 5 5’ p0 1 p 0 q 0 1’ w0 q 0 w 0 h 1、单元容积制冷量 qv h1 h4 v1 减小 2、比容积功 w0v w0 v1 h2 h1 v1 未知 近似以为制冷剂蒸汽为理思气体 k 1 w0v w0 v1 k k 1 p0v1 v1 pk p0 k 1 k 1 k k p0 1 pk p0 k 1 压缩机的外面功率 k1 P0qVhw0v kk1p0qVhppk0k 1 对上式求导数,并令 P0 p0 0 即可求出功率为最大值时的压缩比 pk p0 P0 max k k k1 k 通过对差别制冷剂的估计发觉:k k1 3 3、制冷系数 q0 h1h3 w0 h2 h1 减小 氨的制冷系数与蒸发温度的合联 3.2 冷凝温度对轮回功能的影响 p 当冷凝温度升高时: 4’ 4 pp k 2’ k 32 5 5’ p 0 1 q0 w0 q 0 w 0 h 1、单元容积制冷量 qv h1 h3 v1 减小 2、比容积功补充 w0v w0 v1 h2 h1 v1 补充 3、制冷系数 q0 h1h3 快速减小 w0 h2 h1 综上所述,咱们心愿: 蒸发温度尽不妨高:正在餍足被冷却 物体的温度央浼下; 冷凝温度尽不妨低:正在冷却介质能 餍足的条目下。 3.3 制冷机工况 制冷 类 剂型 试验工况 蒸发 温度 冷凝温 度 吸气温度 过冷 温度 高 空调工况 5 40/55 15 35/50 温 最大压差工况 -5 50 15(3) 45 用 最大轴功率工况 10 55 15 50 R22 圭表工况 -15 30 15 25 最大压差工况 -30 低 最大轴功率工况 -5 温 R12 用 圭表工况 最大压差工况 -15 -30 45 0(-22) 40 45 15 40 30 15 25 50 0(-22) 45 最大轴功率工况 -3 50 15 45 全紧闭式压缩机试验工况