第一章

蒸氣壓縮式制冷的熱力學原理§1-1理想制冷循環§1-2蒸氣壓縮式制冷的理論循環§1-3蒸氣壓縮式制冷循環的改善§1-4蒸氣壓縮式制冷循環熱力計算§1-5跨臨界循環§1-6蒸氣壓縮式制冷的實際循環本章內容2006-1-29建筑環境與設備專業第一章

蒸氣壓縮式制冷的熱力學原理§1-1理想制冷循環1本章學習要求掌握理想制冷循環；制冷系數的概念。掌握理論循環過程組成；理論循環的改善措施。掌握壓焓圖的使用；理論循環的熱力計算。熟悉臨界循環和跨臨界循環。了解實際循環過程在理論循環基礎上有哪些方面進行了理想化。2006-1-29建筑環境與設備專業本章學習要求掌握理想制冷循環；制冷系數的概念。熟悉臨界循2水的沸點比焓

溫度1bar100oC液+汽液態水蒸氣0.47bar80oC2bar120oC2006-1-29建筑環境與設備專業水的沸點比焓溫度1bar100oC液液態水蒸氣0.473液體氣化制冷原理壓縮機蒸發器冷凝器膨脹閥IncrementpressureRemoveheatoutdoorCoolingair/WaterReducepressure2006-1-29建筑環境與設備專業液體氣化制冷原理壓縮機蒸發器冷凝器膨脹閥Increment4逆向TS1234QQ高溫

低溫

逆卡諾循環——將熱量從低溫熱源中取出，并排放到高溫熱源制冷循環

第一節理想制冷循環一、逆卡諾循環卡諾循環——從高溫熱源吸取熱量而實現對外做功熱機循環T1234SQQ高溫低溫2006-1-29建筑環境與設備專業逆向TS1234QQ高溫低溫逆卡諾循環——將熱量從低溫51.逆卡諾循環——理想過程的極限匯/高溫熱源源/低溫熱源RMQ.Q.P冷凝器蒸發器壓縮機膨脹機1243Q2Q1WcWe2006-1-29建筑環境與設備專業1.逆卡諾循環——理想過程的極限匯/高溫熱源源/低溫62.逆卡諾循環在T-S圖上的表示q0TS1234Sw=wc-weTkT0qk2006-1-29建筑環境與設備專業2.逆卡諾循環在T-S圖上的表示q0TS1234Sw=w73.逆卡諾循環過程分析絕熱壓縮

T△U>0dS=0Qr=0W>012dS<0Qr<0放熱向高溫熱源23T△U<0dS=0Qr=0W<0絕熱膨脹34dS>0Qr>0從低溫吸熱412006-1-29建筑環境與設備專業3.逆卡諾循環過程分析絕熱壓縮T△U>0dS=84.逆卡諾循環的熱和功的計算Qr=T△S等溫Qr

2-3=-T2(S2–S3)

Qr

4-1=T1(S1–S4)對整個循環而言（1-2-3-4-1）：△U=0W=(S1

–

S4)(T2–T1)

W=△U-

Q=0-(Qr4-1+Qr2-3)2006-1-29建筑環境與設備專業4.逆卡諾循環的熱和功的計算Qr=T△S等溫Qr2-395.逆卡諾循環的性能系數

COP(CoefficientofPerformance) =制冷系數=

c=q0/∑w

制冷系數（與工質無關，僅與冷熱源溫度有關。）制熱系數2006-1-29建筑環境與設備專業5.逆卡諾循環的性能系數COP(Coefficient10

ε逆向Carnot=εmax6.逆卡諾循環特點Q高Q低>

制冷系數只與冷熱源溫度有關，與制冷劑種類無關。

制冷系數隨低溫熱源溫度升高而升高，隨高溫熱源溫度升高而降低。2006-1-29建筑環境與設備專業ε逆向Carnot=εmax6.逆卡諾117.T’0、T’k哪個對制冷系數影響大？

即：冷源溫度（蒸發溫度）T’0影響更大一些！！！2006-1-29建筑環境與設備專業7.T’0、T’k哪個對制冷系數影響大？即：冷源溫度（蒸12二、勞倫茲循環(LorenzCycle)特點：由兩個等熵絕熱過程和兩個可逆多變過程組成可逆過程。TSabcdTkmTkTosaqoSw=wc-wescqkTom2006-1-29建筑環境與設備專業二、勞倫茲循環(LorenzCycle)特點：TSabcd131.勞倫茲循環的熱量從冷源（被冷卻物）吸收的熱量

向熱源（冷卻劑）放出的熱量

2006-1-29建筑環境與設備專業1.勞倫茲循環的熱量從冷源（被冷卻物）吸收的熱量2006-142.勞倫茲循環的制冷系數

勞倫茲循環的制冷系數

勞侖茲循環的制冷系數取決于被冷卻物和冷卻劑的溫度狀況，而與制冷劑性質無關

2006-1-29建筑環境與設備專業2.勞倫茲循環的制冷系數勞倫茲循環的制冷系數勞侖茲循環15如何才能實現逆卡諾循環？循環過程兩個定溫過程液體的定壓蒸發吸熱等溫過程氣體的定壓冷凝放熱等溫過程兩個絕熱過程絕熱壓縮蒸氣絕熱壓縮壓縮機絕熱膨脹蒸氣絕熱膨脹膨脹機無溫差傳熱換熱面積無窮大接觸時間無限長2006-1-29建筑環境與設備專業如何才能實現逆卡諾循環？循環過程2006-1-29建筑環境與16可能實現逆卡諾循環的方式！！！

濕蒸氣作工質，循環在兩相區，等溫過程即等壓過程TS1234Sw=wc-weTkT0q0wewckpkp02006-1-29建筑環境與設備專業可能實現逆卡諾循環的方式！！！濕蒸氣作工質，循環在兩相區17第二節

蒸氣壓縮式制冷的理論循環理想制冷循環在實現時有相當大的難度，并且也不是最經濟的。2006-1-29建筑環境與設備專業第二節

蒸氣壓縮式制冷的理論循環理想制冷循環在實現時有相當18qkS01’2’a’ab’b04’2314q0蒸氣壓縮式制冷理論循環T’kT’0Tωc氣液分離器蒸氣壓縮式制冷理論循環膨脹閥Tk342壓縮機1冷凝器q0T0蒸發器2006-1-29建筑環境與設備專業qkS01’2’a’ab’b04’2314q0蒸氣壓縮式19理論循環特點

用膨脹閥代替膨脹機

蒸氣的壓縮采用干壓縮代替濕壓縮

存在傳熱溫差理論循環過程

兩個等壓傳熱過程（蒸發器、冷凝器）

一個絕熱壓縮過程（壓縮機）

一個絕熱節流過程（膨脹閥）

2006-1-29建筑環境與設備專業理論循環特點用膨脹閥代替膨脹機蒸氣的壓縮采用干壓縮20有摩擦的過程不可以用實線表示膨脹功熱量TS13wcTkT0q0k24（1）用膨脹閥代替膨脹機（

）2006-1-29建筑環境與設備專業有摩擦的過程不可以用實線表示膨脹功熱量TS13wcTkT021用膨脹閥代替膨脹機后各參數變化制冷量

耗功量

制冷系數

減小了

2006-1-29建筑環境與設備專業用膨脹閥代替膨脹機后各參數變化制冷量減小了2006-1-22用膨脹閥后造成的損失

節流損失：由于節流閥代替膨脹閥，使制冷系數下降，降低程度為節流損失

節流不可逆過程降低制冷量；損失了膨脹功

影響節流損失因素：隨Tk－T0的增加而加大；隨pk/p0的增大而增大；與制冷劑的物理性質有關。2006-1-29建筑環境與設備專業用膨脹閥后造成的損失節流損失：由于節流閥代替膨脹閥，使制冷23（2）干壓縮代替濕壓縮（

）方法：氣液分離器膨脹閥控制壓縮機吸氣過熱度TS12'3wcTkT0q0kpkp0242006-1-29建筑環境與設備專業（2）干壓縮代替濕壓縮（）方法：TS12'3wcTkT024干壓縮代替濕壓縮各參數變化制冷量

耗功量

制冷系數

2006-1-29建筑環境與設備專業干壓縮代替濕壓縮各參數變化制冷量2006-1-29建筑環境25干壓縮代替濕蒸氣壓縮的損失過熱損失：干壓縮后，制冷系數下降的程度影響過熱損失的因素制冷劑性質有關；節流損失大則過熱損失小壓縮比pk/p0越大，過熱損失越大

2006-1-29建筑環境與設備專業干壓縮代替濕蒸氣壓縮的損失過熱損失：干