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工程热力学制冷循环课件

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工程热力学制冷循环课件

工程热力学制冷循环课件
价其性能优劣。
影响性能因素分析
蒸发温度与冷凝温度
蒸发温度越低、冷凝温度越高，制冷系数越 低，性能下降。
制冷剂性质
不同制冷剂的热力性质不同，对制冷循环性 能产生显著影响。
过冷度与过热度
适当的过冷度和过热度有利于提高制冷系数， 但过度增加会导致性能下降。
压缩机效率
压缩机效率越高，输入功越小，制冷循环性 能越好。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
优化设计策略探讨
优化蒸发器和冷凝器设计
提高传热效率，降低传热温差，有利 于提高制冷系数。
采用高效压缩机
选用高性能压缩机，降低输入功，提 高制冷循环经济性。
优化制冷剂选择
选用环保、高效制冷剂，提高制冷循 环性能。
系统集成与优化
通过系统集成和优化设计，降低系统 能耗和成本，提高整体性能。
06 工程应用案例分析
螺杆式压缩机
利用螺杆的旋转运动，使 制冷剂在压缩腔内受到挤 压和输送。具有高效、低 噪音等特点。
离心式压缩机
通过叶轮的高速旋转，使 制冷剂在离心力作用下获 得动能并压缩。适用于大 型制冷系统。
冷凝器、蒸发器及节流装置
冷凝器
节流装置
将高温高压的制冷剂蒸气冷却为饱和 液体，释放热量给冷却介质。通常采 用风冷或水冷方式。
04 热电偶合式制冷循环
热电偶合式制冷原理
塞贝克效应
利用两种不同材料之间的 温差产生电压。
帕尔贴效应
当有电流通过由两种不同 材料组成的回路时，在结 点处会吸收或放出热量。
汤姆逊效应
当电流通过有温度梯度的 导体时，导体将吸收或放 出热量。
热电偶材料选择与性能
材料选择
选择具有高热电势、低电阻率、高导 热率、良好机械性能和化学稳定性的 材料。

工程热力学课件11 制冷循环

工程热力学课件11 制冷循环

理想气体
p 2‘
T
2‘
绝热膨胀，温度降低
1 6 1 2 4 3 v 2 s
5
T
转回温度曲线
实际气体
TH
冷效应区
N
热效应区
TL p pN
p
经济性指标最高的逆向循环是同温限 间的逆向卡诺循环。通常制冷循环以环境 为高温热源（T1=T0），因此在以T0为高 温热源、Tc为低温热源间的逆向卡诺循环 的制冷系数：
膨 胀 阀
压缩机
w
4
q2
1
蒸发器
1-2: 2-3: 3-4: 4-1:
制冷剂在压缩机中的绝热压缩过程 制冷剂在冷凝器中的定压放热过程 制冷剂在膨胀阀中的绝热节流过程 制冷剂在蒸发器中的定压定温气化过程
4 1 3 2
q2 wnet
单位质量制冷剂在冷凝器中放热量：
T
2
q1＝ h2-h3
单位质量制冷剂在蒸发器中吸热量：
1 h
过冷度愈大,制冷系数增加愈多。制冷剂液体离开冷凝 器的温度取决于冷却介质的温度,过冷度一般很小。多数制冷
装置专设一回热器,使从冷凝器出来的制冷剂液体通过回热器 进一步冷却,增大过冷度。回热器的冷却介质通常为离开蒸发 器的低温低压蒸气。
3 4 1
2
热泵供热原理
在所有制冷装置的工作过程中，热从冷藏室取 出并传给较高温度的环境。因此，实现制冷循环的 结果不仅使放出热量的物体被冷却，而且使吸收热 量的物体被加热。根据这个原理，可利用逆循环实 现将热从低温冷源向高源热源的输送。这种目的在 于输送热量给被加热对象(如室内供暖)的装置称为 热泵。向高温热源输送的热量qH，等于取自低温冷 源(如大气环境)的热量qL与实现逆循环从外界输入 功量wnet 之和，即qH=qL+wnet 。热泵就其实质来看， 和制冷装置完全一样，只是两者工作的温度范围不 同。制冷装置工作的上限温度为大气环境温度，其 目的系从冷藏室吸热，以保持冷藏室低温(下限温度) 恒冷；热泵工作的下限温度为大气环境温度，其目 的是向暖室放热，以保持暖室温度(上限温度)恒暖。

制冷循环PPT课件

制冷循环PPT课件
返回 压缩空气制冷循环中定压吸、排热偏离定温吸、排热甚远1。5
11-2 压缩蒸气制冷循环
（The vapor-compression cycle）
一、压缩蒸气制冷循环设备流程
16
二、循环T-s 图和制冷系数 ε
qC h1 h5 h1 h4
q1 h2 h4
wnet h2 h1
？ qC h1 h4 T1 T4 wnet h2 h1 T2 T1
制冷系数及1kg空气的制冷量；(2)若 保持不变而采用回热，
理想情况下压缩比是多少? 解 (1) 无回热
T1 TC 253.15K T3 T0 293.15K
p2 0.5MPa 5
p1 0.1MPa
1/
T2 T1
p2 p1
T3 T4
1
1.41
T2 T1 253.15K 5 1.4 401.13K
藏库的温度为-10℃，而周围环境温度为30 ℃。试计算： 1）吸收式制冷装置的COPmax
2）如果实际的热量利用系数为0.4 COPmax，而要达到制冷能 力为2.8105kJ/h，求需提供湿饱和蒸汽的质量流率qm是多少。
解 据压力p = 0.2MPa，从饱和水蒸气表中查得饱和温度 ts=120.23℃120 ℃，汽化潜热
总循环
1 kg蒸汽制冷量
q2 = q7-3 = h3-h7 1 kg蒸汽冷凝器放出热量
q冷= q5-6= h6-h5 1 kg工作蒸汽吸热量
q1= q8-1= h1-h8
29
2. 能量利用系数
Q2 Q
m1h3 h7 m2 h1 h8
工作蒸汽能量及输入功最终均以热量形式在冷凝器中向环 境散失，构成能质下降以弥补制冷蒸汽循环中蒸汽能质提高 的过程。

工程热力学课件第十二章制冷循环

工程热力学课件第十二章制冷循环
第一页，编辑于星期一：十一点 二十四分。
第二页，编辑于星期一：十一点 二十四分。
第三页，编辑于星期一：十一点 二十四分。
第四页，编辑于星期一：十一点 二十四分。
第五页，编辑于星期一：十一点 二十四分。
第六页，编辑于星期一：十一点 二十四分。
第七页，编辑于星期一：十一点 二十四分。
第八页，编辑于星期一：十一点 二十四分。
第二十三页，编辑于星期一：十一点 二十四分。
第二十四页，编辑于星期一：十一点 二十四分。
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第二十六页，编辑于星期一：十一点 二十四分。
第二十七页，编辑于星期一：十一点 二十四分。
第二十八页，编辑于星期一：十一点 二十四分。
第九页，编辑于星期一：十一点 二十四分。
第十页，编辑于星期一：十一点 二十四分。
第十一页，编辑于星期一：十一点 二十四分。

第十二页，编辑于星期一：十一点 二十四分。
第十三页，编辑于星期一：十一点 二十四分。
第十四页，编辑于星期一：十一点 二十四分。
第十五页，编辑于星期一：十一点 二十四分。
第十六页，编辑于星期一：十一点 二十四分。
第十七页，编辑于星期一：十一点 二十四分。
第十八页，编辑于星期一：十一点 二十四分。
第十九页，编辑于星期一：十一点 二十四分。
第二十页，编辑于星期一：十一点 二十四分。
第二十一页，编辑于星期一：十一点 二十四分。
第二十二页，编辑于星期一：十一点 二十四分。

工程热力学课件第十二章制冷循环

工程热力学课件第十二章制冷循环
吸收式制冷循环在工业、商业和民用 等领域有广泛的应用，如化工、制药 、食品加工、宾馆和民用空调等。
由于吸收式制冷循环使用低品位热能 ，因此特别适合于使用余热或废热等 低品位热源的场合。
Part
05
热电制冷循环
热电制冷循环的工作原理
热电制冷循环基于塞贝克效应或皮尔 兹效应，通过热电转换材料将热能转 换为电能，从而实现制冷效果。
将多个制冷设备集成在一个模块中，实现 集中控制和统一管理，提高系统效率和可 靠性。
THANKS
感谢您的观看
工程热力学课件第十 二章制冷循环
• 制冷循环概述 • 制冷剂的特性 • 压缩制冷循环 • 吸收式制冷循环 • 热电制冷循环 • 制冷循环的节能与环保
目录
Part
01
制冷循环概述
制冷循环的定义和目的
定义
制冷循环是指通过一系列热力学过程，将热量从低温处转移到高温处，从而实现制冷效 果的系统。
目的
制冷循环的主要目的是在需要冷却的物体或环境中，创造一个低温环境，以维持其所需 的温度和湿度条件。
参数，实现节能运行。
制冷循环的环保要求
01
02
03
04
减少温室气体排放
通过采用高效制冷技术和环保 制冷剂，减少制冷循环中温室
气体的排放。
防止臭氧层破坏
选择不含有CFCs（氯氟烃） 的制冷剂，以保护臭氧层。
控制污染物排放
确保制冷循环产生的废水、废 气和固体废弃物得到妥善处理
和处置。
资源回收利用
对制冷设备进行回收和再利用 ，减少资源浪费和环境污染。
制冷剂在压缩机中被压缩，压力升高，温度也随之升高，然后进入冷凝器，在冷凝 器中放热给冷却水，自身温度降低并液化。

《制冷循环原理》课件

《制冷循环原理》课件

吸收式制冷循环
优点
对环境友好、能源消耗低、维护 方便。
缺点
效率较低、制冷量较小、调节困 难。
吸附式制冷循环
总结词
利用固体吸附剂吸附气体，产生低温，从而达到制冷效果。
详细描述
吸附式制冷循环是利用固体吸附剂吸附气体，产生低温，从而达到制冷效果的一种循环 方式。其原理是利用吸附剂在吸附过程中放出热量，然后通过冷凝器将热量传递给周围
实现制冷系统的快速响应和高效运行。
制冷技术在新能源领域的应用
新能源领域
随着新能源技术的不断发展，制冷技术在新能源领域 的应用也越来越广泛，如太阳能、风能等可再生能源 的利用，需要制冷技术作为支撑和保障。
技术融合
制冷技术与新能源技术的融合，可以实现能源的高效 利用和节能减排，推动能源结构的优化和可持续发展 。
掌握制冷循环原理是深入理解制冷技术、提高制冷设备性能和能效、解决实际 问题的关键。
01
制冷循环的基本原 理
制冷循环的组成
01
02
03
04
压缩机
用于压缩制冷剂，提高其压力 和温度。
冷凝器
用于将高温高压的制冷剂冷却 成液体。
膨胀阀
用于将高压液态制冷剂节流成 低温低压的湿蒸汽。
蒸发器
用于将低温低压的湿蒸汽吸热 ，使其蒸发成气体，从而降低
技术挑战
新型制冷技术的研发面临技术挑战，如材料 性能、系统稳定性、制造成本等问题，需要 科研人员不断探索和改进。
制冷技术的智能化与自动化
智能化
制冷技术的智能化是未来的发展趋势，通过 引入人工智能、物联网等技术，实现制冷系 统的自适应调节、远程监控和故障诊断等功 能，提高系统的稳定性和能效。
自动化

工程热力学制冷循环课件页PPT文档

工程热力学制冷循环课件页PPT文档

1
p2 p1
k1
k
k1
1 k
1
2 1
s
空气压缩制冷循环特点
优点：工质无毒，无味，不怕泄漏。
缺点：
1. 无法实现 T ， < C
2. q2=cp(T1-T4)，空气cp很小， (T1-T4)不 能太大， q2 很小。
若(T1-T4)
3. 活塞式流量m小，制冷量Q2=m q2小，
• 制冷Refrigeration循环
输入功量（或其他代价），从低温 热源取热
• 热泵Heat Pump循环
输入功量（或其他代价），向高温 热用户供热
高温环境 QH WN
QL 低温冷冻室 （a）冰箱
高温房间 QL WN
QH 低温环境 （b）热泵
制冷循环和制冷系数
Coefficient of Performance
T
q2h1h5h1h4
4
冷凝器中放热量
2 3
q1 h2 h4
1
制冷系数
5
q 2 h 1 h 4
h 1 h 4 q 2 s
q 1 q 2 (h 2 h 4 ) (h 1 h 4 ) h 2 h 1 w
两个等压，热与功均与焓有关 lnp-h图
lnp-h图及计算
lnp
制冷能力：制冷设备单位时间内从冷库取 走的热量(kJ/s)。
1冷吨：1吨0°C饱和水在24小时内被冷冻 到0°C的冰所需冷量。
水的凝结（熔化）热 r =334 kJ/kg
1冷吨=3.86 kJ/s
制冷循环种类
Refrigeration空C气y压cl缩e 制冷 压缩制冷 Gas compression
• 压缩空气制冷想提高制冷能力，空气的 流量就要很大，如应用活塞式压气机和 膨胀机，不经济。

第十一章 制冷循环3ppt课件

第十一章 制冷循环3ppt课件
吸收式制冷装置
吸收式制冷装置—依靠高温热源向环 境传递热量作为代价而实现制冷的装置。
吸收式制冷装置—采用吸收器、蒸气 发生器和泵来取代蒸气压缩式制冷装置 的压气机。
常用工质：氨（制冷剂）＋水（吸收剂） 水（制冷剂）＋溴化锂 （吸收剂）
工作过程（氨＋水）：吸收器中，氨水溶液吸收来自蒸发器的 氨蒸气。由于氨溶解时产生溶解热，为了保持溶液的吸收能力，要 用冷却水冷却吸收器。泵浓溶液加压后送入蒸气发生器。蒸气发生 器加热浓溶液，使其中所溶解的氨蒸发产生氨气。
析说明之。
11-4 压缩式制冷依靠消耗机械功而实现制冷，吸收式及喷射 式制冷则是依靠消耗高温的热能而实现制冷，试根据热力学第二 定律说明两者的一致性。
11-5 高增压比的空气压缩制冷装置采用回热措施而降低增压 比时，若考虑到压气机及膨胀机中的不可逆损失，是否不论采用 回热与否循环的制冷系数仍相同？
完整版PPT课件
装置的发展较快，常用来作为大型空气调节装置的制冷设备。
完整版PPT课件
2
11-5 制冷剂及其热力学性质
例 11-5 一台氨蒸气压缩制冷装置，其冷库 温度为－10℃，冷凝器中冷却水温度为20℃， 试求单位质量工质的制冷量、装置消耗的功、 冷却水带走的热量以及制冷系数。
解: 按题意 T1=T4=263 K T3=293 K32 34
1
完整版PPT课件
4
思考题
11-1 当冷库温度及环境温度一定时，试证明逆向卡诺循环具 有最大的制冷系数。
11-2 空气压缩制冷为何不能像蒸气压缩制冷那样采用节流阀 降压，而要采用膨胀机降压膨胀。
11-3 当冷库温度及环境温度一定时，为增加单位质量的制冷
量，空气压缩制冷循环的制冷系数总要有所降低，试用T-s图分

工程热力学课件教学PPT

工程热力学课件教学PPT

qc wnet
h2
h1 h4
h3 h1
h4
T2
T1 T4
T3 T1 T4
1
1
1
1
T1 T2
T1
T2 T1
1
T3 T4
定比热—invariable specific heat capacity
12
空气压缩制冷循环特点
• 优点：工质无毒，无味，不怕泄漏。
• 缺点：
一.简介 3
冷却水 2
冷却器
膨胀机 4
冷藏室
压缩机 1
空气压缩制冷循环过程
四个主要部件；工质：空气
1 2 绝热压缩 p T 2 3 等压冷却 向环境放热，T
3 4 绝热膨胀 T <T1 （冷库）
4 1 等压吸热 T
T1
理想化处理：①理气； ②定化热; ③ 可逆；
p
3
4
P-v图和T-s图
T
2 3Βιβλιοθήκη 1 42T01 T2
1
v 2 绝热压缩
s
s
2 3 等压冷却 p
3 4 绝热膨胀 s
逆布雷登循环
4 1 等压吸热
p
二.制冷系数—the coefficient of performance(COP)
qc qc
wnet q1 qc
q1 h2 h3
qc h1 h4
wnet h2 h1 h3 h4 h2 h3 h1 h4
T
卡诺逆循环
q1T1
w
C
q1 w
q1 q1 q2
T1 T1 T0
T1不变, T0 εC
T0 qT2 2
T0不变, T1 εC

工程热力学 课件 第十二章 制冷循环

工程热力学 课件 第十二章 制冷循环

▪ 在一定环境温度下，冷库温度Tc愈低，制冷系数就 愈小
▪ 工程上也将制冷系数称为制冷装置的工作性能系数
COP qc q0 qc
▪ 制冷循环包括(bāokuò)压缩式制冷循环、吸收式制冷 循环、吸附式制冷循环、蒸汽喷射制冷循环及半导 体制冷
▪ 压缩式制冷循环分为压缩气体制冷循环和压缩蒸汽 制冷循环
第二十五页，共29页。
▪ 制冷剂在T-s图上的上、下界限线要陡峭，使冷 凝过程更接近定温放热过程，并减少节流引起的 制冷能力下降
▪ 工质的三相点温度要低于制冷循环的下限温度， 以免造成凝固栓塞
▪ 蒸气的比体积要小，工质的传热特性要好，以使 装置更紧凑
▪ 制冷剂溶油性好，化学性质稳定，与金属材料及 密封材料有良好(liánghǎo)的相容性，安全无毒，价 格低廉
第二页，共29页。
12-2 压缩空气制冷循环
➢ 压缩空气制冷循环
▪ 在压缩空气制冷循环中，用两个定压过程代替逆 向卡诺循环的两个定温过程
▪ 压缩空气制冷循环的制冷系数 循环中空气排向高温热源的热量(rèliàng)为
q0 h2 h3
自冷库的吸热量（制冷量）为
qc h1 h4
第三页，共29页。
第十二章 制冷 循环 (zhìlěng)
12-1 概况
➢ 制冷循环
▪ 逆向循环的一种，从低温热源(rèyuán)(如冷库)取走热 量，以维持其低温
▪ 制冷系数：在大气环境温度T0与温度为Tc的低温热 源（如冷库）之间的逆向循环的制冷系数以逆向卡
诺循环为最大
c
qc q0 qc
Tc T0 Tc
第一页，共29页。
▪ 理论上可以实现压缩蒸气的逆向卡诺制冷循环， 但为利于压缩及增加制冷量，使工质气化到干度 更大的状态

制冷循环方案的热力学分析ppt课件

制冷循环方案的热力学分析ppt课件

⑵8AS－12．5型压缩机理论排汽量Vp: 可从《制冷设备手册》直接查取，也可通过计
算而得：
Vp＝566m3/h ⑶求取压缩机的输汽系统λ： 可查表，也可用计算法：
λ＝0.6629
⑷通过压缩机的氨循环量G：
G
V
•
P
566 0.6629
737.42kg
/h
v1
0.5088
⑸压缩机的产冷量Qc：
QC
而采用双级从上述结果可以看出，在压力 比大到一定程度时，由于制冷循环，却 能提高每KW电机功率的产冷量，并且保 证排汽温度在允许的范围之内。
102.73KW。因此应配置8AS－12.5压缩机的台
数：
n 328.87 3.2台
102.73
⒋分析比较：
●如果两种蒸发温度的制冷循环回路都各自单独 配置压缩机时，本来只需要两台8AS－12.5压缩 机即可满足需要。而采用了一组压缩机带两种 蒸发温度，其结果必须增配一台压缩机才能接 近所需要的产冷量。
在相同工况下，采用单级压缩机8AS－12.5进行运转时， 由前计算得： 产冷量Qc＝92.85KW 电机功率N＝60KW 每KW电机功率产冷量＝1.55KW／KW 排汽温度t2＝155℃
从上述结果可以看出，在压力比大到一定 程度时，由于排汽温度超过允许的范围， 产冷量下降，单级压缩制冷循环已不能 采用。
三、一台（组）压缩机承担两种蒸发 温度的单级压缩机制冷循环方案
设有两种蒸发温度，分别为－15℃和－28℃，采用 35℃的冷凝温度和30℃的过冷温度；
－15℃制冷循环回路的机械负荷为：226.05KW，－
28℃制冷循环回路的机械负荷为102.73KW。
蒸发压力 调节阀
装置图及循环压焓图如图→

《工程热力学》第十一章制冷循环

《工程热力学》第十一章制冷循环
剂无法被压缩液化。
粘度
粘度小的制冷剂流动性好，有 利于传热。
密度
密度决定了制冷剂在相同体积 下的质量，密度越大，质量越
大，制冷效果越好。
制冷剂的热力学特性
压缩系数
压缩系数决定了制冷剂在压缩过 程中的体积变化，压缩系数越小，
体积变化越小，有利于提高制冷 效率。
热导率
热导率决定了制冷剂的传热效率， 热导率越大，传热效率越高。
制冷剂在蒸发器中蒸发成气体后被压缩机吸入，再次压缩，完成一个循环。
压缩式制冷循环的主要设备
压缩机
用于压缩制冷剂，提高 其压力和温度。
冷凝器
用于将高温高压的制冷 剂冷却成液体，释放出
潜热。
膨胀阀
用于将高压的液态制冷 剂减压至适合蒸发吸热
的低压状态。
蒸发器
用于使液态制冷化
未来的制冷系统将更加注重多功能化，除了温度调节外， 还将具备湿度控制、空气净化等功能，提高室内环境的舒 适度和健康性。
高效化
随着能源价格的上涨和节能减排的需求，制冷循环将更加 注重能效提升，采用先进的节能技术和优化算法，降低运 行成本和提高能源利用效率。
THANKS
感谢观看
吸收式制冷循环利用制冷剂在溶液中的溶解特性，通过制冷剂在溶液中 的蒸发和冷凝，实现制冷效果。
吸收式制冷循环中，常用的制冷剂有氨和水、溴化锂和水的混合溶液等， 这些制冷剂在吸收剂的作用下被吸收，再通过加热解吸，释放出冷量。
吸收式制冷循环的工作原理基于热力学第二定律，通过消耗热能实现制 冷效果，相比压缩式制冷循环，具有更高的能效比。
强化换热器设计
优化换热器的结构和设计，提高换热 效率。
引入智能控制技术
利用先进的控制算法和传感器技术， 实现制冷系统的智能控制，提高运行 效率。

工程热力学ch12 制冷循环

工程热力学ch12 制冷循环
更多利用定温排热）； 4、工质的三相点要高于循环的下限温度； 5、蒸气的比体积小，工质的传热性好。
• 常见制冷剂：
氨（NH3） 氟里昂（氯氟烃，含氢氯氟烃） CFC12(R12)、CFC11(R11)
HCFC22(R22) 含氢氟代烃物质（HCFC134a）
12－6 热泵循环
循环过程与制冷循环类似，差别在于热泵工
作时，环境作为低温热源（T0）
热泵循环供暖系数 ：
' qH qL wnet
wnet
wnet
' 1
第十二章 制冷循环
12－1 概况
本章主要以制冷循环为研究对象，分析循环的特 点，各参数的变化关系及计算热量、功量和效率。
制冷循环类型：
压缩气体制冷 吸附式制冷循环 蒸气喷射制冷循环 半导体制冷
经济性指标最高的逆向循环是同温限 间的卡诺循环。通常制冷循环以环境为高
温热源（T1=T0），因此在以T0为高温热
空气的定压比热小 活塞式压缩机和膨胀机工质流率小
二、回热式空气制冷循环 • 回热式空气制冷循环的原理
• 回热循环优点:
1、同样制冷系数下，增压比下降，这为采 用大流量的叶轮式压气机和膨胀机提供 可能；
2、增压比减小，使压缩过程和膨胀过程的 不可逆损失的影响减小。
12-3压缩蒸气制冷循环
• 压缩蒸气制冷循环原理
源、Tc为低温热源间的逆向卡诺循环的制 冷系数：
c
qc wnet
qc q0 qc
Tc T0 Tc
工作性能参数： cop qc q0 qc
12-2 压缩空气制冷循环
一、压缩空气制冷循环
➢ 压缩空气制冷循环分析
qc h1 h4 q1 h2 h3

《制冷致冷循环》课件

《制冷致冷循环》课件

膨胀阀的种类也有很多，常见的有热 力膨胀阀、电子膨胀阀和毛细管等， 每种类型的膨胀阀都有其特定的应用 场景和优缺点。
膨胀阀的维护和保养对于制冷系统的 正常运行同样重要，应定期检查膨胀 阀的工作状况，保持其良好的工作状 态。
蒸发器
01
蒸发器的作用是通过吸收被冷却物体的热量，将其从低温低压的湿蒸 汽变成高温高压的气体，以便再次进入压缩机进行循环。
02
蒸发器的种类也有很多，常见的有壳管式、板式和翅片式等，每种类 型的蒸发器都有其特定的应用场景和优缺点。
03
蒸发器的设计应充分考虑制冷剂的性质、被冷却物体的特性等因素， 以提高蒸发器的效率。
04
蒸发器的维护和保养对于制冷系统的正常运行同样重要，应定期检查 蒸发器的换热效果，保持其良好的工作状态。
05 制冷致冷循环的能效与环境影响
制冷剂的压缩
总结词
制冷剂在压缩机中被压缩，压力和温度升高。
详细描述
制冷剂在制冷循环中起到关键作用，首先在压缩机中被压缩，使其压力和温度显 著升高。压缩过程主要依靠机械方式实现，将制冷剂气体压缩成高压高温状态， 为制冷剂的冷凝过程提供必要的条件。
制冷剂的冷凝
总结词
制冷剂在冷凝器中释放热量，由气态变为液态。
采用对环境友好的制冷剂，减少温室气体排 放和臭氧层破坏。
控制运行参数
通过合理控制蒸发温度、冷凝温度等运行参 数，提高系统能效。
06 制冷致冷循环的发展趋势与未来展望
CHAPTER
新型制冷剂的研究与应用
01
新型制冷剂
随着环境保护意识的提高，新型制冷剂的研究与应用成为制冷致冷循环
领域的重要发展趋势。目前，研究较多的新型制冷剂包括天然制冷剂（
CHAPTER

工程热力学制冷循环

工程热力学制冷循环

例A461277
8
11-3 压缩蒸气制冷循环
（The vapor-compression cycle）
一、设备流程及T-s图
9
二、制冷系数ε
qC h1 h5 h1 h4
q1 h2 h4
wnet h2 h1
三、状态参数确定
1. T-s图和logp-h图
qC h1 h4 T1 T4 wnet h2 h1 T2 T1
c
TC T0 TC
T1 T2 T1
例A361255
6
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。
7
回热后： 面积12nm1=面积45gk4 qc=面积1mg61 q1=面积34kn3=面积3’5’gm3’
ε相等，π下降
一、 压缩气体制冷循环（Gas-compression refrigeration cycle）简介
4
二、制冷系数（the coefficient of performance COP） qC qC wnet q1 qC
q1 h2 h3
qC h1 h4
wnet h2 h1 h3 h4 h2 h3 h1 h4
10
11
例A466166
12
11-4 制冷剂(Refrigerants)性质
一、制冷剂热力性质
1. 对应制冷装置工作温度的饱和压力适中； 2. 汽化潜热大； 3. 临界温度应高于环境温度； 4. 蒸汽比体积小，导热系数大； 5. 蒸发压力不低于环境压力，三相点低于制冷循环下
限温度。 6. 上、下界限线（在T-s图）陡峭，使冷凝更接近定温
理想条件下
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COP q2
w
T0环境
卡诺逆循环 Reversed CTarnot cycleq1 w
C
q2 w
q2 q1 q2
T2 T0 T2
T0不变, T2 T2不变, T0
εC εC
1 T0 1 T2
q2 T0 T2
热泵循环和供热系数
Coefficient of Performance
COP ' q1
1冷吨：1吨0°C饱和水在24小时内被冷冻 到0°C的冰所需冷量。
水的凝结（熔化）热 r =334 kJ/kg
1冷吨=3.86 kJ/s
制冷循环种类
Refrigeration Cycle
空气压缩制冷
压缩制冷 Gas compression
蒸气压缩制冷
Vapor-compression
吸收式制冷
制冷循环 吸附式制冷
T
2
4
2 3
1 5
q2 w
h
q2 h1 h5 h1 h4 q1 h2 h4
1 5
s
q2 h1 h4
w h2 h1
压焓图 P-h diagram
p(MPa)
10
1
0.1
0.01 50
100
0.7 0.8 0.9 1.0kJ/(kg·K) 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 2.0kJ/(kg·K) 2.1 2.2 2.3 2.4kJ/(kg·K)
5
1R
1
p2R p2 p1R p1
s 适用于小压比大流量的叶 轮式压气机空气制冷系统
空气压缩制冷的根本缺陷
1. 无法实现 T ， 低，经济性差
2. q2=cp(T1-T4)小， 制冷能力q2 很小。
• 蒸气在两相区易实现 T • 汽化潜热大，制冷能力可能大
§ 11-2 蒸气压缩制冷循环
Vapor-compression refrigeration cycle
0.015
0.02m3/kg 0.0250.03
0.04
0.05
0.06
0.07 0.09
0.08 0.1
0.15 0.2
0.3
0.4
0.5 0.6 0.7m3/kg 0.80.9 1.0
1.5
2.0 2.5 3.0
300 350 400 450 500 550 600 650
h(kJ/kg)
lnp
水能用否？ 0°C以下凝固不能流动。 一般用低沸点工质，如氟利昂、氨
沸点：Ts ( p 1atm)
水 100°C R22 - 40.8°C R134a - 26.1°C THR01 - 30.18°C
蒸气压缩制冷空调装置
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
压缩制冷剂蒸气，提高压力和温度
制冷循环
Refrigeration Cycles
本章主要内容
§ 11-1 空气压缩制冷循环 § 11-2 蒸气压缩制冷循环 § 11-3 制冷剂
本章基本知识点
• 1.熟悉空气和蒸汽压缩制冷循环的组成、 制冷系数的计算及提高制冷系数的方法 和途径。
• 2.了解吸收制冷、蒸汽喷射制冷及热泵 原理。
制冷循环与热泵循环
制冷系数
COP q2 q2
w q1 q2
T
cp (T1 T4 )
3
cp (T2 T3 ) cp (T1 T4 )
T2
1 T3
1
4
T1 T4
1
1
1
T2 T1
1
p2 p1
k 1
k
1
k 1 k
1
2 1
s
空气压缩制冷循环特点
• 优点：工质无毒，无味，不怕泄漏。
• 缺点：
1. 无法实现 T ， < C
得到低温低压制冷剂
制冷剂液体吸热、蒸发、制冷
蒸气压缩制冷空调装置
4
2
5
1
1-2：绝热压缩过程 2-4：定压放热过程 4-5：绝热节流过程 5-1：定压吸热过程
蒸气压缩制冷循环
比较逆卡诺循环3467 T
4
逆卡诺 73 湿蒸气压缩
“液击”现
实际 12 既安象全，又
65
增加了单位质量
工质的制冷量71
节流阀代替了膨胀机
空气回热制冷循环
5
3R 4
回热式空气压缩制冷装置
2R 1R 1
T
3
T0 T2 3R
4
2
2R
5
1R
1
s
空气回热制冷与非回热的比较
吸热量（收益）： T
q2=cp(T1-T4) 不变
放热量： 相同
3
q1=cp(T2-T3) 非回热 T0 =cp(T2R-T5) 回热 T2 3R
回热＝ 非回热
4
2
2R
• 3.作制冷剂的工质应具备哪些性质？ • 4.本章提到的各种制冷循环有否共同点？若有
是什么？
思考题答案
• 1.压缩空气制冷循环不能采用节流阀来代替膨 胀机。工质在节流阀中的过程是不可逆绝热过 程，不可逆绝热节流熵增大，所以不但减少了 制冷量也损失了可逆绝热膨胀可以带来的功量。 而压缩蒸气制冷循环在膨胀过程中，因为工质 的干度很小，所以能得到的膨胀功也极小。而 增加一台膨胀机，及增加了系统的投资，有降 低了系统工作的可靠性。因此，为了装置的简 化及运行的可靠性等实际原因采用节流阀作绝 热节流。
• 4各种制冷循环都有共同点。从热力学第 二定律的角度来看，无论是消耗机械能 还是热能都是使熵增大，以弥补热量从 低温物体传到高温物体造成的熵的减小， 从而使孤立系统保持熵增大。
• 2.采用回热后没有提高其理论制冷系数 但能够提高其世纪制冷系数。因为采用 回热后工质的压缩比变小，使压缩过程 和膨胀过程的不可逆损失的影响减小， 因此提高实际制冷系数。
• 3.制冷剂应具备的性质：对应于装置的 工作温度，要有适中的压力；在工作温 度下汽化潜热要大；临界温度应高于环 境温度，制冷剂在T-S图的上下界限要陡 峭；工质的三相点温度要低于制冷循环 的下限温度；比体积要小；传热特性要 好；溶油性好；无毒等。
(2)保持制冷系数不变而采用回热， 理想情况下压缩比 R
(1)求无回热时的
和 qc
T1 Tc 253.15K
T3 T0 293.15K
T3 T0 293.15K
p2 0.5MPa 5
p1 0.1MPa
T2 T1
p2 p1
1/
T3 T4
1
1.41
T2 T1 253.15K 5 1.4 401.13K
150
200
250
0.00090.00095 0.001
0.0011 0.0012 0.00130.0014 0.0015 150℃160℃170℃180℃21009℃0℃ 210℃ 220℃ 230℃
0.002 0.003 0.004 0.005 0.006 0.007 0.008 0.009 0.01
2 3
1 7
s
节流阀代替膨胀机分析
缺点：
T
1. 损失功量 h4 h6 84越陡越好
2. 少从冷库取走热量
4
2 3
h5 h6 h4 h6 面积8468
8 65
1
h4 h8 (h6 h8 )
ab
s
优面点积：a8421b.. 节省a 流掉面阀膨积开胀a度机86，，b易a设调备节简蒸化发；温利度>；弊
蒸气压缩制冷循环的计算
致冷系数 q2 1156 .6 7.38
| w0 | 156 .8
冷却水带走的热量 |q2|=h2 - h4=1587.6 – 274.3=1313.3 kJ/kg
例2 假定空气进入压气机时的状态 为p1=0.1MPa，t1=-20 ℃，在压气机 内定熵压缩到p2=0.5MPa，然后进入 冷却器。离开冷却器时空气的温度为 t3=20℃。若tc=-20℃，t0=20℃，空气 视为定比热容的理想气体，κ=1.4。试 求：(1)无回热时的制冷系数及每kg空 气的制冷量
循环的净热量为
qnet q0 qc 108.52kJ/kg 68.48kJ/kg 40.04kJ/kg
故循环的制冷系数为
qc 68.48kJ/kg 1.71
wnet 40.04kJ/kg
(2) 求有回热时的压力比 R
T3' 401.13K T2 293.15K
T3 T2
2. q2=cp(T1-T4)，空气cp很小， (T1-T4)不 能太大， q2 很小。
若(T1-T4)
3. 活塞式流量m小，制冷量Q2=m q2小，
• 压缩空气制冷想提高制冷能力，空气的 流量就要很大，如应用活塞式压气机和 膨胀机，不经济。
• 那么怎么改善这点呢？
• 利用回热原理并采用叶轮式压气机和膨 胀机，去改善压缩空气制冷的主要缺点。
4’ 4
5’ 5
q2 h1 h5' q1 h2 h4'
过冷措施
T
32
工程上常用
2
4
3
4’ 1
1 5’ 5
h
w h2 h1
不变
s
q2 h1 h4'
w h2 h1
§ 11-3 制冷剂refrigerant
蒸气压缩制冷，要尽可能利用工质两相 区，因此与工质性质密切相关。 对热物性要求：
蒸汽喷射制冷 示例 半导体制冷 热声制冷,磁制冷
§11－1 空气压缩制冷循环
冷却水
3
2
冷却器
膨胀机 4
冷藏室
压缩机 1
p

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