3讲教案传热学基础制冷的形式.docVIP

湖南商业技术学院教案 课程名称：制冷与制冷设备技术 授课时间 2013年 9月 6日 授课对象 专业 应用电子技术 教学时数 2课时 授课 班级 12高18 12中四 章节题目 2—2 传热学基础 2—3 制冷的形成与条件 教学目的 （含技能要求） 使学生掌握传热学的基础知识 教学重点 热能的传递方式、制冷的形成 教学难点 热能的传递方式 教学方法 讲授法，演示法，讨论法 教学资源 多媒体教学设备、ppt 问题引入 热能是如何传递的？ 如何突出重点 用图片和视频，让学生了解热能的三种传递方式。 难点与重点讲解方法 老师讲解，观看PPT，师生互动、讨论。 板书设计 传热的基本概念 热能的传递方式：热传导、热对流、热辐射 教学小结 1、热能的传递方式：热传导、热对流、热辐射 2、三种系统有它们各自的优缺点。其中热电式空调系统广泛应用于制冷量较小的场合，它能够直接使用直流电源，燃料电池及汽车直流电源等 辐射传热：具有一定温度的物体以电磁波形式发射的辐射能。 特点：物体的部分热能转变成电磁波——向外发射能量，当它遇到其他物体是，又被后者部分吸收而重新变为热能。 无论是热传导、对流传热和辐射传热，都只是在有温差的情况下才能产生净的传热速率。在实际情况中，三者经常是同时发生的，只在特定条件下，以上三种情况是单独发生。 3、制冷的形式与条件 蒸汽压缩式循环 　　不设有换向阀的蒸汽压缩式空调系统只能在夏天用于制冷，大多数蒸汽压缩式空调系统能全年运行，既能制冷也能制热,两种过程分如图1所示。 　　在制冷循环系统中，压缩机从蒸发器吸入低温低压的制冷剂R134a蒸汽,经压缩机绝热压缩成为高温高压的过热蒸汽,再压入冷凝器中定压冷却,并向冷却介质放出热量,然后冷却为过冷液态制冷剂,液态制冷剂经膨胀阀（或毛细管）绝热节流成为低压液态制冷剂，在蒸发器内蒸发吸收空调循环水（空气）中的热量,从而冷却空调循环水（空气）达到制冷的目的, 流出低压的制冷剂被吸入压缩机,如此循环工作. 　　蒸汽压缩式空调系统的实际逆卡诺循环过程的值如下： （1） 　　显然，当热源温度相同时，实际逆卡诺循环的COPir,c值比理想卡诺循环的COPcarnot的值小，并且随着和的增大而减小。 　　从公式（1）可以看出：对COPir,c值的影响较大。空调系统正常运行时，蒸发器中空气出口温度比进口温度低，一般至少低8℃，即大于等于8℃。对于冷凝器，为使制冷系统能有效的运行，周围环境温度一般要求低于43℃。 在制热状态下，通过换向阀将图一中室内的蒸发器由冷凝器取代，室外的冷凝器由蒸发器取代，整套装置就是一热泵，不停地将热量从室外空气中输送到室内。为使热泵能有效地运行，周围环境温度一般要求高于－5℃。该热泵的由下式计算得出： （2） 吸收式制冷循环 　　蒸汽压缩式循环是被称为做功式循环，因为气体制冷剂的加压过程是由压缩机做功完成的，而吸收式循环是以热能为动力的循环，因为该系统运行时发生器中高压液体转变成高压气体时吸收了大量的热，这些热是由油、煤气和天然气的燃烧及地热能、太阳能、工厂废热提供的。 　　基本的吸收式循环如图三所示，吸收器和发生器组成的这部分相当于一台“热力压缩机”，所以吸收式循环过程的原理和蒸汽压缩式相似。在空调系统中，吸收式循环常用LiBr－H2O作工质对，其中水为制冷剂，LiBr为吸收剂。发生器内装有一定量的溴化锂浓溶液,吸收器内装有一定量的溴化锂稀浓液,吸收器内的溴化锂稀浓液经溶液泵,热交换器进入发生器,在外热源(蒸汽或水)加热下,溴化锂稀溶液的水分蒸发而变成溴化锂浓溶液,所蒸发的水蒸气进入冷凝器(吸收式循环比蒸汽压缩式循环的最大的优点在于吸收式循环中加压液体比蒸汽压缩式循环中加压气体耗功少）,在冷凝器中被冷却水冷却放热后,经节流减压进入蒸发器,在高负压的蒸发器中汽化吸热冷却空调循环水,汽化后的水蒸汽进入吸收器,在吸收器内被来自发生器的溴化锂浓溶液吸收,使溴化锂浓溶液变成了溴化锂稀溶液,再经过溶液泵,热交换器送至发生器浓缩成溴化锂浓溶液.在水蒸气吸收过程中,产生的汽化潜热由冷却水带走.溴化锂溶液为高温液体,在进入吸收器之前经过热交换器冷却,加热进发生器前的稀溶液从而回收了部分热量,提高能源的利用率.吸收式循环中热量传递的过程可概括为：当空气中的低温热源冷却蒸发器中的水时，高温热源对发生器中的溶液加热，冷凝器和吸收器通过水和空气将热量排到周围大气中。吸收式制冷系统的COPR值由下式计算得出： ) (3) 　　当整个循环完全可逆时，吸收式循环制冷系数值最大，也就是说来自热源Qgen的热量被转移到卡诺发动机，热力发动机的输出量（）供给卡诺制冷机除去冷空气中的热。设,则吸收式制冷系统可逆情况下的COP值为： (4) 　　其中，Ta是空气温度，是冷