《冷热源工程》PPT课件（完整版331页原创）-建环专业课《建筑冷热源》暖通空调制冷机组热PPT文件格式下载.pptx

1、R1234yf,R1234ze,R152a,R448A,R290,R600a,设备研发,提高设备制冷制热效率，目前有的比 如：磁悬浮制冷机组、微通道换热、降膜机组、空调设备物联网。,空调制冷剂杂质颗粒电泳分离技术新技术BIM技术，解决管线交叉，优化空间布局、三维可 视化施工交底，智能算量、决策支持。集成式制冷机房：通过优化设计和三维仿真，将压 缩机、换热器、水力模块等在工厂集成装配，模块 运输，现场拼装的节能解决方案。优点：年运行效 率提高30%50%，占地面积节省1/3。大大缩短建设 周期。运输、维修方便。,环 境 污 染,01,臭氧层空洞,全球变暖,环 境 污 染,01,酸雨问题,环境污染

2、,酸雨分布,本 节 结 束 谢 谢 观 看,02,制冷基本知识,章 节 目 录,02,制冷概述,理想制冷循环,理论循环,实际循环,2.1节 制冷概述,02,制冷基本概念,1、制冷就是使自然界的某物体或某空间达到低于周围环境温度，并使 之维持这个温度。2、冷量的来源天然冷源：天然冰、深井水、深湖水、水库的底层水。人工冷源：利用一种专门装置，消耗一定量的外界能量，使热量从温 度较低的被冷却物体或空间转移到温度较高的周围环境中去，称为人工制冷。,制 冷 原 理,02,相 变 制 冷,温差电制冷,气化绝热膨胀制冷（焦耳-汤姆逊效应）原创视频课程冷热源工程发布在道客巴巴 文库店铺：七师兄的店铺，,制 冷

3、 原 理,02,相变制冷,气化制冷,蒸汽压缩式制冷 吸收式制冷,升华制冷（干冰）,融化制冷（皇家御用冰柜）,原创视频课程冷热源工程发布在道客巴巴 文库店铺：七师兄的店铺，,制 冷 原 理,02,温差电制冷（半导体）,气体绝热膨胀制冷利用高压气体绝热膨胀或绝热放气 使气体温度降低而实现的。,02,2.1节 制冷概述制冷基本概念,3、人工冷源分类（按消耗的能量来分）消耗机械功：蒸汽压缩式制冷提供方式：电动型、燃料型冷却方式：风冷型、水冷型供冷方式：冷水机组、空调机消耗热能：消耗热能实现制冷-溴化锂吸收式制冷蒸汽型：利用一定压力的蒸汽驱动吸收式制冷机组,02,2.1节 制冷概述制冷基本概念,消耗热能

4、：消耗热能实现制冷-溴化锂吸收式制冷热水型：利用一定温度的热水驱动吸收式制冷机组。直燃型：直接利用燃油或者燃气燃烧获得热量驱动的吸收式制冷机组。热源分类（热量获取方式）化学能：燃料燃烧获得（燃煤、燃气、燃油锅炉）太阳能热源：利用太阳能生产热能热泵：利用低品位能量（电动热泵、燃气热泵、柴油机热泵）余热热源：烟气、热废气、热废水、被加热的金属等,02,5、制冷温度范围普通制冷（普冷）：低于环境温度至-100 深度制冷（深冷）:-100-200低温制冷:-200-268.95 极低温制冷:低于4.2K（-268.95）空气调节用制冷技术属于普冷范围,主要采用液体气化制冷法制冷。,2.1节 制冷概述制

5、冷范围划分,02,5、制冷温度范围1、空气调节舒适性空调、工艺性空调。（办公楼、宾馆、住宅）2、食品冷藏（冷库、冷链）3、医疗卫生、体育、工业、农业等（手术室、保冷、保险）,2.1节 制冷概述制冷应用领域,本 节 结 束 谢 谢 观 看,2.2节 理想循环,02,理想循环,理论循环,实际循环,逆卡诺循环,劳伦兹循环,亚临界循环,跨临界循环,循环改善,2.2节 卡诺循环,02,逆卡诺循环是所有制冷机组和热泵的效率极限值；,2.2节 理想循环,02,A：制冷量；B+A：热负荷；B：消耗的功；1-2：等火商压缩；3-4：等火商膨胀；4-1：等温吸热；2-3：等温放热,BA,2.2节 理想循环,02,

6、理想循环的极限,冷凝温度：Tk；蒸发温度T0吸收热量：q0=T0（s1-s4）释放热量：q1=T k（s2-s3）消耗功量：W=q1-q2,本PPT课件由道客巴巴账号：aguyucyan子，独家原创创作，首次发2布7 在道客巴巴文库。,2.2节 理想制冷循环,02,理想循环的极限,1、制冷系数c=制冷能效比。下角标c表示理想制冷循环2、制热系数（性能系数）影响逆卡诺循环的因素与工质无关，只与热源温度有关。,2.2节 理想制冷循环,02,制冷基本概念1、制冷：COPc（冷水机组等）、EER（空调器）2、制热：COPh（空气源热泵机组等）、COP（空调器）。3、思考题（1）那个温度对制冷制热系数影

7、响更大？,（2）是否任意一台热泵都满足c=c+1?,2.2节 理想制冷循环,02,劳伦兹循环,1、组成：2.2个等火商过程3.2个可逆多变过程（变温）4.消耗功是那部分？,02,2.2节 理想制冷循环劳伦兹循环,1、从低温热源吸收热量q0,2、从低温热源吸收热量qk,3.消耗的功W,02,2.2节 理想制冷循环劳伦兹循环,1、制冷系数,2、制冷系数与放热平均温度和吸热平均温度有关，与制冷剂性质无关。劳伦兹循环是一个等效的卡诺循环。,本PPT课件由道客巴巴账号：aguyucyan，独家原创创作，首次发布在道客巴巴文库。,02,2.2节 理想制冷循环卡诺循环的实现,1、卡诺循环的特点（1）等温吸热

8、过程等温放热过程等火商压缩过程等火商膨胀过程无温差传热换热面积无限大循环周期限长,02,2.2节 理想制冷循环卡诺循环的实现,卡诺循环的特点（1）2个等温过程工作在汽液两相区的制冷循环，等压过程就是等 温过程。（2）两个等火商过程压缩机湿蒸气区的液击问题。膨胀机造价昂贵。,本 节 结 束 谢 谢 观 看,2.3节 理论循环,02,36,理想循环的构成,压力值、焓值一点、两线、三区、五态等压线、等焓线、等温线、等火商线、等比容线、等干度线。,制冷剂的压-焓图,2.3节 理论循环,02,制冷机组循环过程,蒸发器（蒸发吸热）-压缩机（压缩）-冷凝器释（放热量）-膨胀阀（节流 降压）气液分离器（分离制

9、冷剂，防止湿 压缩）,37制冷机组循环过程,2.3节 理论循环,02,理论循环的构成两个等压过程一个等火商压缩过程一个绝热节流过程理论循环与理想循环的区别两个传热过程均为等压过程。有传热温差。用膨胀阀代替膨胀机在过热蒸汽压缩过区进行，而 不是湿蒸汽区。,2.3节 理论循环,02,理论循环的特点理论循环的特点与理想制冷循环相比，有两部分 损失：损失了膨胀机的有用功由于是不可逆过程，损失的 功量变成了热量，造成制冷剂冷 量的损失（4-4-7-7）,2.3节 理论循环,02,理论循环的特点理想循环的特点用干压缩代替湿压缩：增加了部分冷量同时增大了压缩机耗功量（1-1-2-2）,2.3节 理论循环,0

10、2,理论循环的实现方式四大部件的循环过程蒸发器-压缩机-冷凝器-膨胀阀温差传热（蒸发温度被传热环境）（3）蒸发温度和冷凝温度之差，差值越小，COP值越大。,2.3节 理论循环,02,理论循环的实现方式用膨胀阀代替膨胀机膨胀系数小，膨胀功很小。膨胀机比较精细，体积小，加 工困难，成本较高。在蒸发器和压缩机之间，增气 液分离器避免液压现象的发生。,2.3节 理论循环,02,理论循环的计算,蒸发器吸热量,43,T,s,2,3,4,15,冷凝器放热量,制冷系数,2.3节 理论循环,02,理论循环的计算,单位制冷量,44,T,s,1,2,3,4,5,单位耗功量wh2h1单位放热量qkh2h4,02,2.

11、4节 循环改善循环改善方法,1、提升制冷循环的能效比（COP）液体过冷（再冷）回收膨胀功多级压缩,02,2.4节 循环改善液体过冷,1、液体过冷（再冷）在制冷机系统的冷凝器后加设一个过冷器，将节流机构前的制冷剂液体冷却到比冷凝 温度更低的温度，称为液体过冷。2、过冷度液体过冷温度和其压力所对应的饱和液体 温度之差。3、液体过冷对循环的改善,02,2.4节 循环改善液体过冷,1、液体过冷（再冷）3-3为液体过冷过程，温熵图上与液体线 接近重合。（蓝色部分面积，为提高的制冷 量）过冷度越大，单位质量制冷量也越大。2、收益与代价对于整个循环，制冷量增大，而耗功量不变，因此过冷的制冷循环COP值增大。

12、但是需要额外提供冷量，来冷却冷凝器出来的制冷剂，增加了运行成本。,02,2.4节 循环改善液体过冷实现方式,冷凝器后增加冷却器，自然冷源实 现再冷适当增大冷凝器传热面积，再冷程 度有限高能效辅助制冷系统制取冷量，用 来冷却主制冷系统的制冷剂实现再冷。蒸汽压缩再冷系统半导体再冷却,02,2.4节 循环改善液体过冷使用场合,液体过冷对于所有蒸汽压缩制冷都可以提高他的能效比，但是出于经济考虑，并不适合所有的制冷系统。大型氨制冷，并且蒸发温度在-5 以下，过冷度一般2-3。一般空气调节装置，多使用增加冷 凝传热面积来实现过冷。小型制冷装置一般采用回热器实现液体过冷。,02,2.4节 循环改善回热循环,

13、（1）低温的压缩机吸气冷却从冷凝器出 来的高温液体实现再冷，同时提高了压缩 机吸气温度。具有良好的节能效果。,02,2.4节 循环改善回热循环,回热量等于制冷增加量（1）回热量：h1-h1=h3-h3（2）制冷量：h1-h4（3）制冷增加量：h3-h3=h4-h4（4）增加的耗功量：（h2-h1）-（h2-h1）,02,2.4节 循环改善回热循环,回热量循环，一方面能提高制冷量，另外一方面会增加耗功量，能否改善循环 系统的能效比，还与制冷剂的种类有关。相对制冷系数：回热循环制冷系数/理论循环制冷系数相对系数1时，采用回热循环，能 效比将增大；相对系数1时，采用回热循 环，能效比将减小。,02,

14、2.4节 循环改善回收膨胀功,全球推行能效等级制度，刺激行业 要提高产品的升级换代。科学技术的进步，使得膨胀机加工 制造可以实现，加工成本降低。使用膨胀 机成为可能。部分系统的膨胀功量特别大，有很 多的回收价值。（例如大型冷水机组和 CO2制冷系统中）,02,2.4节 循环改善多级压缩,在确定的冷凝和蒸发温度下，可以 通过多级压缩来实现，耗功量的降低相比于理论单级压缩，双击压缩降 低了耗功4-4-3-2实现方式：需要从高压节流到中压 节流阀；高级压缩机需要从中压吸气，以 维持中压。,02,2.4节 循环改善多级压缩,双击压缩制冷系统，中间温度和中间压力：（1）Pm=pk*potm=0.4tk+0.6t0+3多级压缩与单级压缩相比，能够大幅降低耗量。系统过于复杂，投资和运行成本也极 大的提高了。,本 节 结 束 谢 谢 观 看,02,2.5节 实际循环实际循环,实际循环的运行过程,运转过程：四大