e) 系统中有不凝结气体。
系统中存在不凝结气体时:使冷凝器内压力升高;冷凝器压力上升,压比升高;功耗增加。(上述几种因素形成实际制冷循环) f) 制冷系统带节能器 特点:
(1)主要对系统的循环过程进行改进,以提高循环效率; (2)大多数用在有二级或多级压缩的制冷循环; (3)制冷量增加,功耗减小,COP提高;
(4)多用于螺杆式压缩机、涡旋式或多级压缩离心式制冷机; (5)节能、减少热损失,性能提高5~20%; (6)制取较高温度;
(7)转速低,噪声小,寿命长。 P576图
1.8 双级蒸汽压缩式制冷循环 (1)为什么要用两级压缩式制冷?
欲制取更低温度,降低蒸发压力,出现不利:
①压比达,节流损失大,制冷量下降,功耗增加,制冷系数下降;
②压比达,压缩机排气温度过高,过热损失大,润滑油变稀,润滑效果变差,影响寿命; ③蒸发压力低,比容大,压缩机尺寸体积增大,运行经济型差。 ④压比大,压缩机容积效率低,不制冷;
⑤超出使用条件:螺杆及派问不高于105 ℃,高温极压比小于6,低温机小于16.氨为8,氟利昂为10.
(2)两级压缩制冷工作原理: ①在大压比间取一个中间压力pm; ②分为高低两个压缩阶段; ③低压级将p0蒸汽压缩到pm; ④将压力为pm的气体降温;
⑤降温后气体由高压压缩机压缩到pk; ⑥进入冷凝器,节流阀,蒸发器完成循环。 (3)两级压缩制冷优、缺点: ①中间冷却后,功耗减少; ②各级压力比适中; ③可靠性提高; ④系统复杂和庞大。
(4)一级节流、中间完全冷却两级压缩制冷循环 工作过程: 系统特点:
a) 增加一台压缩机;
b) 增加一个中间冷却器,一个节流阀; c) 高压脊制冷剂流量大于低压级。
系统循环的热力学分析:分高、低压两级分析。
热力性能计算:
(1)制冷量以MR1计算;
(2)低压级压缩机功率以MR1计算; (3)高压级压缩机功率以MR计算;
(4)COP以抵押及制冷量与高、低压级总压缩功之比;
(5)蒸发MR2质量所吸收的热量等于MR1高压液体的过冷热量与MR1低压级过热蒸气冷却到饱和态的质量之和。 (6)以中间冷却器为研究对象
(7)已知制冷量φ0时,可求得MR1:MR1=φ0/(h1-h8) (8)对中间冷却器进行能量平衡,得:
MR2?MR1?[(h2?h3)?(h5?h7)]h3?h6
(9)高、低牙祭的理论压缩功率: 低压级:Pth1=MR1﹒(h2-h1) 高压级:Pth2=MR﹒(h4-h3)
(10)总理论压缩功耗:Pth =Pth1 +Pth2 (11)制冷系数:
?0?0?PthPth1?Pth2
?th?
注意:
1、上面题已知φ0 2、φk 3、φm
4、VR1低压实际 5、VR2高压实际
(一个问题可以引出几道题,复习时多考虑)
(5)一级节流、中间不完全冷却两级压缩制冷循环
工作过程: 系统特点:
a) 增加一台压缩机;
b) 增加一个中间冷却器,一个节流阀; c) 高压级制冷剂流量大于低压级;
d) 与中间完全冷却两级压缩循环不同之处是低压级压缩蒸汽在中间冷却器外混合成为过热蒸汽。 系统循环的热力学分析: 分高、低压两级分析。
a) 相同:高低压两级与中间完全冷却计算相同;
b) 不同:中冷器中求MR2不同;混合后过热点热力参数由热平衡关系求得(详见教材P578)。
(6)中间压力的确定
按照制冷系数最大原则:t佳=0.4tk+0.6t0+3℃ 按照高、低压压比相等原则:
p佳?pk?p0 QhQd
?=按照所选高低压缩机输气量比确定原则:1.9 热泵
(1)什么叫热泵?一种热泵(吸热放热)的机械装置; (2)热泵循环的工作原理:与制冷剂相同; (3)热泵循环和制冷循环异同点: 相同点:都是一个制冷循环装置;
不同点:a) 目的是为了活的高温(制热),想高温部分放热,就是热泵;目的是为了活的低温(制冷),向低温热源吸热,就是制冷剂。b) 二者工作温度区间不同。热泵把环境温度作为低温热源,而制冷机将环境温度作为高温热源。c) 制冷系数可以大于1、小于1或等于1,而制热系数恒大于1(同一台机器,相同工况)。
?h?0?P????1PP
?h?
(4)空调热泵系统
1.10 制冷或热泵系统能量平衡 制冷和热泵循环:
Q冷凝
Q冷凝=Q蒸发?W输入功率
——制热量(热泵循环)
Q蒸发——制冷量(制冷循环)
该部分须掌握(原理,较重要): 1、热力学在制冷热泵中基本知识;
2、理想、理论、实际(改进)三种制冷循环的原理和特点; 3、两级压缩制冷循环的原理和特点; 4、制冷循环性能的基本计算技巧; 5、变工况与制冷的关系; 6、热泵原理、与制冷的关系; 7、分析工具log p-h图的灵活运用;
8、上述原理部分要多思考,一通百通,是后面的基础。 1.11 举例
(1)一个制冷循环,假如蒸发温度保持不变,当冷凝温度升高时,制冷系数(A) A 减小 B 增大 C 不变 D 不能确定
(2)一个制冷循环,假如冷凝温度保持不变,当蒸发温度升高时,制冷系数(B) A 减小 B 增大 C 不变 D 不能确定
(3)双级制冷循环中的高、低压级制冷剂吸气体积量(C) A 相等 B 前者大于后者 C 前者小于后者 D 不能确定 (4)压缩机吸入蒸气的过热(C) A 产生制冷效果 B 不产生制冷效果
C 有效过热产生制冷效果 D 有害过热产生制冷效果
(5)在电动离心式冷水机组的制冷系统中,下列哪些参数是必须计量的? A 燃料的消耗量 B 耗电量
C 集中供热系统的供热量 D 集中供冷系统的补水量 答案:B、D
分析:选项A、C是供热系统中必须计量的。
(6)下列哪种因素不会导致水冷电动压缩式冷水机组发生停机? A 压缩机吸气压力过低 B 压缩机排气压力过高 C 油压差过低 D 冷冻水回水温度高于设计工况值 答案:D
分析:选项A、B、C有“过”字。
选项A:导致压缩机吸气压力过低的可能原因:压缩机吸气阀堵塞;膨胀阀堵塞;从蒸发器出口到压缩机进口管道堵塞;蒸发压力p0或蒸发温度T0低,人为将膨胀阀关小。
选项B:导致压缩机排气压力过高的可能原因:压缩机排气阀堵塞;膨胀阀堵塞;从压缩机出口到冷凝器进口管道堵塞;冷却塔不工作;冷却水压力或温度高。 选项C:导致油压差过低的可能原因:油泵损坏。
(7)以下哪个选项,是实现蒸汽压缩制冷理想循环的必要条件?