制冷循环演示台实验指导书.pdfVIP

制冷（热泵）循环演示实验 实验装置实景 （一）实验目的 1. 演示制冷（热泵）循环系统的工作原理，观察制冷工质的蒸发、冷凝过程和现象； 2. 熟悉制冷（热泵）循环系统的操作和调节方法； 3. 进行制冷（热泵）循环系统初步的热力计算。 （二）制冷（热泵）循环的基本原理 2.1 制冷（热泵）循环的基本概念 制冷（热泵）循环是一种逆向循环，其目的在于将低温物体（热源）的热量转移到高温 物体（热源）中去。根据 Clausius 关于热力学第二定律的叙述，要实现热量由低温物体向高 温物体的迁移，外界必须向系统提供机械能或者热能。 制冷循环与热泵循环从原理上讲是完全相同的，区别在于工程应用中侧重点不同。制冷 循环的主要目的是从低温物体（热源）取走热量，以维持低温；而热泵循环的主要目的是不 断向高温物体（热源）输送热量，以维持高温。因此工程实际中制冷机和热泵在设计和制造 上有一定区别。 2.2 制冷（热泵）循环的经济性指标 制冷循环的经济性指标是制冷系数；热泵循环 T 的经济性指标是供热系数。其计算方法均是得到的 TI 收益与消耗的代价的比值。以卡诺逆循环为例，在 图 1 所示的T-s 图上，高温热源温度为TI ，低温热源 温度为TII ，那么根据制冷系数的定义得到下式： Q Q T εc II II II (2-1) WQ Q − T T − I II I II TII 上式中Q 表示从低温热源带走的热量，Q 表示 II I 向高温热源释放的热量，W代表外界对系统所做的 功或者提供的热。 s 图 1 卡诺逆循环的 T-s 图 2.3 蒸汽压缩式制冷循环的基本原理 蒸汽压缩式制冷是各种制冷方式中应用范围最广的制冷方式。本演示实验也是根据蒸汽 压缩式制冷的原理设计的。 图2 所示为蒸汽压缩式制冷循环的设备示意图和 T-s 图。主要设备包括压缩机、冷凝器、 膨胀阀和蒸发器。具体的循环过程的描述是：工质从蒸发器流出时为干饱和蒸汽（状态 1）； QI 冷凝器 T 工质流动方向 2 4 3 W 胀 膨 1 阀 压缩机 6 5 1’ s 蒸发器 QII