中央空调制冷原理.ppt
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1、1,制 冷 原 理,B,A,A,B,C,C,S,E,D,压力,焓,F,2,课程内容,第一部分:制冷剂第二部分:逆卡诺循环及相关术语第三部分:制冷循环过程分析,3,1.过冷液体区 焓差=1 Lb x(212-32)=1802.混合区-饱和区 焓差=1 Lb x(气化潜热)=9703.过热气体区 焓差=1 Lb x(252-212)X 0.45=18,温度-F,32,212,252,100%饱和液体,显热,潜热过程,显热,180,970,18,100%饱和气体,焓-BTUs/Lb.,1,2,3,水 的 特 性,4,制 冷 剂,当前使用最多的是那些制冷剂?它们有什么优点?水也可以用作制冷剂,然而它的
2、饱和压力太低,并且在320F时会结冰制造商选择制冷剂当前我们是如何使用制冷剂的?,5,制 冷 剂 应 有 的 特 性,不燃和无毒 高压侧压力应不至于要求过高的结构强度 低压侧压力应高于大气压 汽化潜热大 较小的比容 液态比热小 易于检测系统渗漏点 与常用润滑剂相容 传热系数和黏度应有利于传热 易于获得、成本低、易于处理 对系统常用的金属材料无腐蚀,6,应具有,不希望,成本低,易于获取,无毒,不燃,较大的汽化潜热,对温度有限制,需要很低的压力,大的比容,最可取的制冷剂应该有以下特征:,氟化烃已经成为最普通的市场选择,7,三个注意要点:,可燃性,毒性(人体健康),CL,H,F,Side CL+F,
3、Interior CL+F+H,该类制冷剂的组成如下:,碳(基本成分)+,H,Cl,F的化合物,如右图三角形所示,Side H+F,Side H+CL,氟 化 烃 类 制 冷 剂,8,CL,含Cl量越多,毒性越强,含H量越多,易燃性越强,H,F,R-12,R-11,含Cl和F的量的越多,完全被卤化(大气寿命长);,R-123,R-22,R 134a,Target Zone,制 冷 剂 性 质,9,常 用 制 冷 剂,R-11 CCL3F 淘汰R-12 CCL2F2 将淘汰R-22 CHCLF2 将淘汰R-134a CF3CH2F 替代品R-123 CHCL2CF3 替代R-11 R-410A
4、CH2F2/CHF2CF3 替代R-22R-717 Ammonia NH3 工业应用,74.9 F,-21.6 F,-41.4 F,-15.1 F,82.2 F,-62.9 F,-28 F,制冷剂,化学方程式,沸点,备 注,10,制冷剂,关于制冷剂的名词:CFCHCFCHFC制冷剂要考虑以下指标:制冷系数COP臭氧破坏指数ODP温室效应指数GWP,11,R-22,Pressure,Enthalpy,Saturated Vapor,Saturated Liquid,制冷剂-压焓图,过冷区,过热区,液态饱和区,气态饱和区,左边是液态饱和线 右边是气态饱和线液态饱和线左边是过冷区 气态饱和线右边是过
5、热区拱形曲线以内区域为气液混合区 温度在临界点以上为过热蒸气,临界点,12,等压力线与横坐标平行 psia,见本节末的 R-22表,Pressure,Enthalpy,等焓线与纵坐标平行 btu/lb,在曲线内部饱和温度线与压力线平行,等温线在过冷区与纵坐标平行,等温线在过热区向下倾斜,等比容线Specific volume在过热区向上倾斜 ft3/lb,等焓线Constant entropy在过热区向上倾斜(理想压缩),40F,120F,Entropy,Specific Volume,Temp.,40F,120F,40F,制冷剂-压焓图-过热区,压力,焓,13,课程内容,第一部分:制冷剂第二
6、部分:逆卡诺循环及相关术语第三部分:制冷循环过程分析,14,逆卡诺循环,15,循环的吸热量q0=TL(S1-S4)循环的放热量 q2=TH(S3-S2)=-TH(S1-S4)HqWS制冷剂完成一个循环 H0,净功为制冷系数,16,逆卡诺循环 逆卡诺循环的制冷系数仅是工质温度的函数,与工质无关。在相同温度区间工作的制冷循环,以逆卡诺循环的制冷系数为最大。制冷循环中,高温下放热量大于低温下吸热量。,17,1-2 可逆绝热压缩过程 Ws=H2 H1 kJ/kg2-4 等压冷却、冷凝过程 q2=H4-H2kJ/kg4-5 节流膨胀过程 H5=H44-1 等压、等温蒸发过程 q0=H1 H5 kJ/kg
7、制冷系数,焓值:查图、表或计算,18,若制冷剂的“制冷能力”为Q0 kJ/h,那么,制冷剂的循环量为 压缩机消耗的功率,19,课程内容,第一部分:制冷剂第二部分:逆卡诺循环及相关术语第三部分:制冷循环过程分析,20,蒸发器,冷凝器,压缩机,热气管,吸气管,热力膨胀阀,液体管,制 冷 循 环,21,机 械 制 冷 循 环,SDT=122,SCT=120,40F SET,38F SST,Pressure,Enthalpy,吸收热量,释放热量,焓,压力,运用机械压缩,热交换和制冷剂循环,典型的循环低温吸热高温放热,22,膨胀过程为某种装置控制,Press,通过阀门的膨胀过程被称为节流,节流过程制冷剂
8、与外界没有热交换,制冷剂进出节流阀的前后焓值没有变化,274.6,83.21,45.71,40F,Enthalpy,膨 胀 过 程,节流装置:-热力膨胀阀-手动阀-毛细管-其他固定的节流装置-浮阀,蒸发器,23,在“A”点进入膨胀阀(274.6 psi,120 F 饱和温度,45.71 焓),274.6,A-液态,120F饱和温度,B,在“B”点离开膨胀阀(83.21 psi,40 F 饱和温度,45.71焓),40F饱和温度,83.21,45.71,Pressure,Enthalpy,制冷剂蒸发“从D到B”(21.42 到 45.71 Btu/lb 在 40 F 时),108.14,C,D,
9、蒸发所需热量来自制冷剂,液体被冷却“从A 到 D”(120 F 到 40 F 饱和温度,21.42 焓),40F液态,%F.G.(闪蒸汽率)=24.29/86.72=28.0%,21.42,24.29,86.72,通过阀门时闪发气体的过程,24,在蒸发器中,热量由空气传递给制冷剂,Temperature,B,C,制冷剂通过蒸发器,空气,Q=U x A x MTD,制冷剂在B点进入蒸发器,在C点离开,制冷剂温度基于C点,平均温差(MTD),制 冷 剂 温 度,制冷剂温度,通过蒸发器的过程,出口温差,热交换,25,1,2,3,A,B,C,COIL PD,蒸 发 器 闪 发 气 体,制冷剂在“1”点
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