制冷循环中热功平衡

图1.4.7所表示的制冷循环中,压缩开始时干饱和蒸气的焓hA=563.8kJ/kg,压缩终了时过热蒸气的焓hB=591.9kJ/kg,节流阀前过冷液的焓hE=443.7kJ/kg。制冷循环中热功平衡

制冷循环中热功平衡

制冷剂在低压侧取得热量,在高压侧放出热量。制冷剂在制冷压缩机内和节流阀中没有热交换。

在低压侧取得的热量也就是所谓的单位质量制冷量q0,其大小为:

q0=hA-hF=563.8-443.7=120.0kJ/kg

在高压侧制冷剂失去的热量也就是所谓的单位质量冷凝热量qK其大小为:

qK=hB-hE=591.9-443.7=148.0kJ/kg

结果,冷剂在高压侧失去的热童qK多于在低压侧取得的热量q0,故制冷剂在整个制冷循环中所失去的热量是:

qK-q0=148.0-120.0=28kJ/kg

制冷循环中,除制冷压缩机作功外,制冷系统其它部分对制冷剂都没有作功;反之,制冷剂也没有对外作功现象。在制冷压缩机中,对制冷剂所作的功就是单位质量绝热压缩功Al,其大小为:

Al=hB-hA=591.9-563.8=28kJ/kg

如上所述,制冷循环中制冷剂失去了热,但却得到功。从上例可知失去的热量qK-q0和取得的功Al都是28kJ/kg,即失去的热量恰好与取得的功相当。这一关系,从公式推导中也可充分说明:

qK-q0=(hB-hE)-(hA-hF)hE=hF=hB-hA=Al

根据上式可得出,制冷循环热和功之间存在以下的关系:

qK-q0=Al

即制冷剂在制冷循环中所失去的热量是由功来补给。这样,在制冷循环中,制冷剂的能量变化是平衡的,所以制冷剂在经过制冷系统各个装置时,虽然状态发生种种变化,但循环一周后,仍然可恢复最初的状态。

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