行业资讯 当前位置:首页 > 新闻中心 > 行业资讯

制冷器皿能量运用效率的研究

发布时间:2015-12-22

循环abcd所包围的面积就是理论上必须消耗的机械能。则有效利用能量的计算应该是将此机械能换算成同制冷装置供给能量具有相同品质的能量。根据热力学理论可知,所示制冷循环所消耗的理论功为:Wyx=Q0Tm1Tm2-1(2)式中,Q0为该循环制冷量,Tm1和Tm2分别为制冷机向冷却介质(热源)放热过程c-d和从冷媒介质(冷源)中吸热过程a-b的对数平均温度,且有:Q0=Mm?Cpm(Tb-Ta)(3)Tm1=Tc-TdlnTcTd(4)Tm2=Tb-TalnTbTa(5)上述各式中,Mm,Tb和Ta分别为冷媒介质的质量、入口温度和出口温度,Td为冷却介质入口温度,且均为实际可测参数,Cpm为冷媒介质定压比热容,是可查物性参数。而Tc并非冷却介质出口温度,而应根据循环特征由理论确定,即由a-b和c-d两过程中熵变化的绝对值相等可求得:Tc=Td?eQ0MqCpqTm2(6)式中Mq和Cpq分别表示冷却介质的质量和定压比热容。至此,应用式(2)~(6)解决了制冷装置有效利用功Wyx的计算问题。而有效利用能量Eyx的计算还需将Wyx换算到与供给能量品质相同的状态。

对于压缩式制冷机,供给能量是电能(或机械能),上述计算的有效利用功Wyx在品质上与其一致,故压缩式制冷装置的有效利用能量就等于其有效利用功,即Eyx压=Wyx(7)对于吸收式或喷射式制冷机,供给能量是热能,显然上述计算的有效利用功Wyx与其品质不一致,在此必须进行换算。根据热力学理论可知,流动工质载有能量中所含有用功为:W=(h-h0)-T0(S-S0)(8)因此,为了满足制冷装置理论上必须消耗的机械功,那么理论上必须消耗的载能工质质量为:M=WyxW=Wyx(h-h0)-T0(S-S0)(9)而该载能工质携带的能量就是制冷机理论上必须消耗的与供给能量品质相同的能量,即为吸收式或喷射式制冷装置的有效利用能量。

Eyx吸喷=M(h-h0)=h-h0(h-h0)-T0(S-S0)Wyx(10)上述各式中,h、S为载能工质入口处焓和熵,T0,h0,S0为环境状态温度、焓和熵。由此,结合式(1)、式(3)、式(7)和式(10)可将各类制冷装置能量利用效率计算式归纳如下:31第23卷第12期李格升:制冷装置能量利用效率探讨压缩式:G压=MmCpm(Tb-Ta)Tm1Tm2-1Egg压×100(11)吸收和喷射式:G吸喷=(h-h0)Wyx[(h-h0)-T0(S-S0)]Egg吸喷×100(12)式中Egg压为实际供给电能(或机械能),Egg吸喷为实际供给的热能。将制冷装置的有效利用能量与其供入能量的品质联系起来,反应了制冷设备的特点,并具有一定的理论意义。导出的制冷装置能量利用效率计算式,使其效率指标具有广泛的可比性,且公式中所有参数均为可测量和可查表的参数,具有一定的实用价值。