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制冷循环 [2017/11/30 13:30] 杨力宾 |
制冷循环 [2019/01/06 08:59] (当前版本) |
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| 制冷循环包括压缩式制冷循环、吸收式制冷循环、吸附式制冷循环、蒸气喷射制冷循环及半导体制冷等。压缩式制冷循环又可分为压缩气体制冷循环和压缩蒸气制冷循环。目前世界上运行的制冷装置绝大部分是压缩气体制冷循环。以往，制冷循环应用的制冷剂多半为商品名为氟利昂的氯氟烃物质CFC、含氢氯氟烃HCFC和氨等。但由于日益严重的环境问题，CFC、HCFC正逐渐被对环境友善的新型制冷剂替代。 | 制冷循环包括压缩式制冷循环、吸收式制冷循环、吸附式制冷循环、蒸气喷射制冷循环及半导体制冷等。压缩式制冷循环又可分为压缩气体制冷循环和压缩蒸气制冷循环。目前世界上运行的制冷装置绝大部分是压缩气体制冷循环。以往，制冷循环应用的制冷剂多半为商品名为氟利昂的氯氟烃物质CFC、含氢氯氟烃HCFC和氨等。但由于日益严重的环境问题，CFC、HCFC正逐渐被对环境友善的新型制冷剂替代。 | ||
| - | ==== 工程应用 ==== | + | ===== 工程应用 ===== |
| + | |||
| + | ==== 空气压缩制冷循环 ==== | ||
| - | * 空气压缩制冷循环 | ||
| 由于空气定温加热和定温排热不易实现，故不能按逆向卡诺循环运行。在压缩空气制冷循环中，用两个定压过程来代替逆向卡诺循环的两个定温过程，故可视为逆向布雷顿循环。工程应用中，压缩机可以是活塞式的或是叶轮式的。 | 由于空气定温加热和定温排热不易实现，故不能按逆向卡诺循环运行。在压缩空气制冷循环中，用两个定压过程来代替逆向卡诺循环的两个定温过程，故可视为逆向布雷顿循环。工程应用中，压缩机可以是活塞式的或是叶轮式的。 | ||
| 行 20: | 行 21: | ||
| 空气压缩制冷循环的制冷系数：$ \varepsilon _{1}=\dfrac {1}{\left( \dfrac {P_{2}}{p_{1}}\right) ^{\dfrac {k-1}{k}}-1} $ 或 $ \varepsilon _{1}=\dfrac {T_{1}}{T_{2}-T_{1}} $ | 空气压缩制冷循环的制冷系数：$ \varepsilon _{1}=\dfrac {1}{\left( \dfrac {P_{2}}{p_{1}}\right) ^{\dfrac {k-1}{k}}-1} $ 或 $ \varepsilon _{1}=\dfrac {T_{1}}{T_{2}-T_{1}} $ | ||
| - | * 回热式压缩空气制冷循环 | + | ==== 回热式压缩空气制冷循环 ==== |
| 从冷库出来的空气首先进入回热器，升温到环境温度；接着进入叶轮式压气机压缩升温；然后进入冷却器实现定压放热降温，理论上可以重新降到环境温度（此时工质处于高压状态）；随后进入回热器进一步定压降温到冷库温度，再进入叶轮式膨胀机实现定熵膨胀过程，更进一步地降压降温，最后进入冷库定压吸热，完成循环。 | 从冷库出来的空气首先进入回热器，升温到环境温度；接着进入叶轮式压气机压缩升温；然后进入冷却器实现定压放热降温，理论上可以重新降到环境温度（此时工质处于高压状态）；随后进入回热器进一步定压降温到冷库温度，再进入叶轮式膨胀机实现定熵膨胀过程，更进一步地降压降温，最后进入冷库定压吸热，完成循环。 | ||
| 行 26: | 行 27: | ||
| [{{:回热式压缩空气制冷循环.jpg?400|（图源网络）}}] | [{{:回热式压缩空气制冷循环.jpg?400|（图源网络）}}] | ||
| - | * 压缩蒸气制冷循环 | + | ==== 压缩蒸气制冷循环 ==== |
| 压缩蒸气的逆向卡诺制冷循环理论上可以实现，但是会出现干度过低的状态，不利于两相物质压缩。为了避免不利因素、增大制冷效率及简化设备，在实际应用中常采用节流阀（或称膨胀阀）替代膨胀机。 | 压缩蒸气的逆向卡诺制冷循环理论上可以实现，但是会出现干度过低的状态，不利于两相物质压缩。为了避免不利因素、增大制冷效率及简化设备，在实际应用中常采用节流阀（或称膨胀阀）替代膨胀机。 | ||
| 行 36: | 行 37: | ||
| 压缩蒸气制冷循环的制冷系数：$ \varepsilon _{1}=\dfrac {q_{2}}{\omega _{0}} $ | 压缩蒸气制冷循环的制冷系数：$ \varepsilon _{1}=\dfrac {q_{2}}{\omega _{0}} $ | ||
| - | * 吸收式制冷循环 | + | ==== 吸收式制冷循环 ==== |
| 吸收式制冷循环利用制冷剂在溶液中不同温度下具有不同溶解度的特性，使制冷剂在较低的温度和压力下被吸收剂（即溶剂）吸收，同时又使它在较高的温度和压力下从溶液中蒸发，完成循环实现制冷目的。 | 吸收式制冷循环利用制冷剂在溶液中不同温度下具有不同溶解度的特性，使制冷剂在较低的温度和压力下被吸收剂（即溶剂）吸收，同时又使它在较高的温度和压力下从溶液中蒸发，完成循环实现制冷目的。 | ||
| 行 48: | 行 49: | ||
| Q2——制冷量（kJ/h）；Q1——发生器消耗的热量（kJ/h） | Q2——制冷量（kJ/h）；Q1——发生器消耗的热量（kJ/h） | ||
| - | * 蒸汽喷射式制冷循环 | + | ==== 蒸汽喷射式制冷循环 ==== |
| 此种循环在实际应用中利用喷射器或引射器代替压缩机来实现对制冷用蒸气的压缩，以消耗较高压力的蒸气来实现制冷。制冷温度在3~10度范围内时，可采用水蒸气作为制冷剂。循环中有两路水蒸汽循环，一路是工作蒸汽循环，一路是逆向循环（此路循环起制冷作用）。 | 此种循环在实际应用中利用喷射器或引射器代替压缩机来实现对制冷用蒸气的压缩，以消耗较高压力的蒸气来实现制冷。制冷温度在3~10度范围内时，可采用水蒸气作为制冷剂。循环中有两路水蒸汽循环，一路是工作蒸汽循环，一路是逆向循环（此路循环起制冷作用）。 | ||