致冷系数：??q2?2.06 w11－3蒸气压缩致冷循环，采用氟利昂R134a作为工质，压缩机进口状态为干饱和蒸气，蒸发温度为-20℃，冷凝器出口为饱和液体，冷凝温度为40℃，致冷工质定熵压缩终了时焓值为430kJ/kg，致冷剂质量流量为100kg/h。求：致冷系数；每小时的制冷量；所需的理论功率。
解：在lgp-h图上查各状态点参数。
,p1=0.133MPa h1=386kJ/kg s1=1.739 kJ/(kg?K) ,p2=1.016 MPa h2=430 kJ/kg ,h3=419 kJ/kg h5=h4=256 kJ/kg
致冷量：q2=h1-h5=386-256=130 kJ/kg 每小时的制冷量:Q2=m×q2=12900kJ/h 压缩功：w=h2-h1=430-386=44 kJ/kg 致冷系数:??q2?2.95 w理论功率P=mw=100×44/3600=1.22kW
11-4用一台氨蒸气压缩致冷机制冰，氨的蒸发温度为-5℃，冷凝温度为30℃，冷凝器中冷却水的进口温度为12℃，出口水温为20℃，欲在每小时内将1000kg0℃的水制成冰，已知冰的融解热为340kJ/kg，试求：该致冷机每小时的制冷量；氨每小时的流量；致冷机的功率；冷却水每小时的消耗量。 解：致冷机每小时的制冷量： Q=1000×340=340000 kJ
在lgp-h图上查各状态点参数。
p1=335.7kPa h1=1452kJ/kg s1=5.6856 kJ/(kg?K) p2=1.1686 MPa h2=1620 kJ/kg h5=h4=343 kJ/kg
致冷量：q2=h1-h5=1114 kJ/kg 氨每小时的流量；m?Q＝305.2kg q2致冷机的功率：P=mw=m(h2-h1)=14kW
冷凝器热负荷：Q1=m(h2-h4)=390000 kJ/h 冷却水每小时的消耗量：m2?Q14
=1.16×10kg/h
cpw(20?12)511-5一台氨致冷装置，其致冷量Q0?4?10kJ/h，蒸发温度－15℃，冷凝温度30℃，过
冷温度25℃，从蒸发器出口的蒸气为干饱和状态。求（1）理论循环的致冷系数；（2）致冷剂的质量流量；（3）消耗的功率。
解：查表得压力和焓分别为：h1=1400 kJ/kg, p1=0.35MPa,
s1=5.75 kJ/(kg?K) h2=1650 kJ/kg, p2=1.2MPa, s2=5.75 kJ/(kg?K),
h3=320 kJ/kg
制冷量：q2=h1-h3=1080 kJ/kg 压缩功：w=h2-h1=250 kJ/kg （1）致冷系数:??q2?4.32 wQ＝370kg/h q2（2）致冷剂的质量流量：m?（3）消耗的功率P?mw?25.7kW 11-6
11-7一台用氟利昂R134a为致冷剂的蒸汽压缩致冷装置，被用作室内供热，它要求的最大
3
加热量是将标准状况下30m/min的空气从5℃加热到30℃，冷凝器的最低温度必须较空气的最高温度高20℃，蒸发温度为-4℃。求：热泵的供热负荷；致冷剂流量；所需功率。 解：（1）热泵的供热负荷：
3
标准状况下30m/min的空气的质量为：
m??V?1.29?30=38.7kg/min=0.645kg/s Q?mcp?t?0.645?1.01?25?16.3kJ/s
冷凝器温度为30+20＝50℃，蒸发温度为-4℃
查表得压力和焓分别为：h1=395 kJ/kg, s1=1.725 kJ/(kg?K) h3=272 kJ/kg
制热量：q1=h1-h3+h2-h1=158 kJ/kg 压缩功：w=h2-h1=35 kJ/kg （2）致冷剂的质量流量：m?h2=430 kJ/kg,
Q＝0.103kg/s q1（3）消耗的功率P?mw?3.6kW
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11-8热泵利用井水作为热源，将20℃的空气8×10m/h加热到30℃，使用氟利昂R134a为致冷剂，已知蒸发温度为5℃，冷凝温度为35℃，空气的定压容积比热为
cp?1.256kJ/(m3?K)，井水的温度降低7℃，试求理论上必需的井水量、压缩机功率和
压缩机的压气量（m/h）。
解：查表得压力和焓分别为：h1=400 kJ/kg, kJ/kg
制热量：q1=h2-h3 =170 kJ/kg 吸热量：q2=h1-h3＝150 kJ/kg 压缩功：w=h2-h1=20 kJ/kg
3
h2=420 kJ/kg, h3=250
加热空气额热量：Q?macp?t?80000×1.256×10=1×10kJ/h
6
致冷剂流量：m?Q3
＝5.88×10kg/h q1必需的井水量：mw=mq2/(4.18*7)=30143 kg/h 压缩机功率: P?mw?32.6kW
3
氟利昂R134a在35℃时比容为0.018 m/kg
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压缩机的压气量: 5.88×10/0.018=3.27×10 m/h 11-9
4
解：制冷量：Q＝m2×cp×(t2-t1)=1000×4.18×8=3.344×10kJ/min 蒸发器内压力： 1.001(7℃) 冷凝器内压力：4.2 kPa
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补充水量：Q/r=3.344×10/2484/0.98=13.7 kg/min
工程热力学第五版课后习题答案
