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11-1空气压缩致冷装置致冷系数为2.5，致冷量为84600kJ/h，压缩机吸入空气的压力为0.1MPa，温度为-10℃，空气进入膨胀机的温度为20℃，试求：压缩机出口压力；致冷剂的质量流量；压缩机的功率；循环的净功率。 解：压缩机出口压力

??(1p2(k?1)/k)?1p1 故：p2?p1(1??1)(k/(k?1))＝0.325 MPa

p4p1? p3p2T3=20+273=293K T4?T3(p4(k?1)/k)＝209K p3致冷量：q2?cp(T1?T4)＝1.01×（263-209）＝54.5kJ/kg 致冷剂的质量流量m?Qp2?0.43kg/s T2?T1()(k?1)/k＝368K q2p1压缩功：w1=cp(T2-T1)=106 kJ/kg

压缩功率：P1=mw1=45.6kW

膨胀功：w2= cp(T3-T4)=84.8 kJ/kg 膨胀功率:P2=mw2=36.5kW 循环的净功率:P=P1-P2=9.1 KW

11-2空气压缩致冷装置，吸入的空气p1=0.1MPa，t1=27℃，绝热压缩到p2=0.4MPa，经冷却后温度降为32℃，试计算：每千克空气的致冷量；致冷机消耗的净功；致冷系数。 解：已知T3=32+273=305K

T2?T1(p2(k?1)/k)＝446K p1p4(k?1)/k)＝205K p3T4?T3(致冷量：q2?cp(T1?T4)＝1.01×（300-205）＝96kJ/kg 致冷机消耗的净功: W=cp(T2-T1)－cp(T3-T4)=46.5kJ/kg 致冷系数：??q2?2.06 w11－3蒸气压缩致冷循环，采用氟利昂R134a作为工质，压缩机进口状态为干饱和蒸气，蒸发温度为-20℃，冷凝器出口为饱和液体，冷凝温度为40℃，致冷工质定熵压缩终了时焓值为430kJ/kg，致冷剂质量流量为100kg/h。求：致冷系数；每小时的制冷量；所需的理论功率。

解：在lgp-h图上查各状态点参数。

,p1=0.133MPa h1=386kJ/kg s1=1.739 kJ/(kg?K) ,p2=1.016 MPa h2=430 kJ/kg ,h3=419 kJ/kg h5=h4=256 kJ/kg

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致冷量：q2=h1-h5=386-256=130 kJ/kg 每小时的制冷量:Q2=m×q2=12900kJ/h 压缩功：w=h2-h1=430-386=44 kJ/kg 致冷系数:??q2?2.95 w理论功率P=mw=100×44/3600=1.22kW

11-4用一台氨蒸气压缩致冷机制冰，氨的蒸发温度为-5℃，冷凝温度为30℃，冷凝器中冷却水的进口温度为12℃，出口水温为20℃，欲在每小时内将1000kg0℃的水制成冰，已知冰的融解热为340kJ/kg，试求：该致冷机每小时的制冷量；氨每小时的流量；致冷机的功率；冷却水每小时的消耗量。 解：致冷机每小时的制冷量： Q=1000×340=340000 kJ

在lgp-h图上查各状态点参数。

p1=335.7kPa h1=1452kJ/kg s1=5.6856 kJ/(kg?K) p2=1.1686 MPa h2=1620 kJ/kg h5=h4=343 kJ/kg

致冷量：q2=h1-h5=1114 kJ/kg 氨每小时的流量；m?Q＝305.2kg q2致冷机的功率：P=mw=m(h2-h1)=14kW 冷凝器热负荷：Q1=m(h2-h4)=390000 kJ/h 冷却水每小时的消耗量：m2?Q1=1.16×104kg/h

cpw(20?12)511-5一台氨致冷装置，其致冷量Q0?4?10kJ/h，蒸发温度－15℃，冷凝温度30℃，过冷

温度25℃，从蒸发器出口的蒸气为干饱和状态。求（1）理论循环的致冷系数；（2）致冷剂的质量流量；（3）消耗的功率。

解：查表得压力和焓分别为：h1=1400 kJ/kg, p1=0.35MPa, s1=5.75 kJ/(kg?K) h2=1650 kJ/kg, p2=1.2MPa, s2=5.75 kJ/(kg?K), h3=320 kJ/kg 制冷量：q2=h1-h3=1080 kJ/kg 压缩功：w=h2-h1=250 kJ/kg （1）致冷系数:??q2?4.32 wQ＝370kg/h q2（2）致冷剂的质量流量：m?（3）消耗的功率P?mw?25.7kW 11-6

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11-7一台用氟利昂R134a为致冷剂的蒸汽压缩致冷装置，被用作室内供热，它要求的最大加热量是将标准状况下30m3/min的空气从5℃加热到30℃，冷凝器的最低温度必须较空气的最高温度高20℃，蒸发温度为-4℃。求：热泵的供热负荷；致冷剂流量；所需功率。 解：（1）热泵的供热负荷：

标准状况下30m3/min的空气的质量为：

m??V?1.29?30=38.7kg/min=0.645kg/s Q?mcp?t?0.645?1.01?25?16.3kJ/s

冷凝器温度为30+20＝50℃，蒸发温度为-4℃ 查表得压力和焓分别为：h1=395 kJ/kg, s1=1.725 kJ/(kg?K) h3=272 kJ/kg

制热量：q1=h1-h3+h2-h1=158 kJ/kg 压缩功：w=h2-h1=35 kJ/kg （2）致冷剂的质量流量：m?

h2=430 kJ/kg,

Q＝0.103kg/s q1（3）消耗的功率P?mw?3.6kW

11-8热泵利用井水作为热源，将20℃的空气8×104m3/h加热到30℃，使用氟利昂R134a为致冷剂，已知蒸发温度为5℃，冷凝温度为35℃，空气的定压容积比热为

cp?1.256kJ/(m3?K)，井水的温度降低7℃，试求理论上必需的井水量、压缩机功率和

压缩机的压气量（m3/h）。

解：查表得压力和焓分别为：h1=400 kJ/kg, 制热量：q1=h2-h3 =170 kJ/kg 吸热量：q2=h1-h3＝150 kJ/kg 压缩功：w=h2-h1=20 kJ/kg

h2=420 kJ/kg,

h3=250 kJ/kg

加热空气额热量：Q?macp?t?80000×1.256×10=1×106kJ/h 致冷剂流量：m?Q＝5.88×103kg/h q1必需的井水量：mw=mq2/(4.18*7)=30143 kg/h

压缩机功率: P?mw?32.6kW

氟利昂R134a在35℃时比容为0.018 m3/kg

压缩机的压气量: 5.88×103/0.018=3.27×105 m3/h 11-9

解：制冷量：Q＝m2×cp×(t2-t1)=1000×4.18×8=3.344×104kJ/min 蒸发器内压力： 1.001(7℃) 冷凝器内压力：4.2 kPa

补充水量：Q/r=3.344×104/2484/0.98=13.7 kg/min