12章習題提示與答案

提示：過程熱量q=δh；迴圈功量等於壓縮機耗功：w0=δh，各點焓值由壓焓圖確定。

理論分析時，可視冷庫溫度等於系統蒸發溫度，蒸發器出口工質為幹飽和蒸汽狀態；冷凝溫度等於冷卻水溫度，冷凝器出口工質為飽和液體狀態，且工質節流前後焓值不變。

答案： q2=1152kj/kg， w0 =-150kj/kg，q1=1 302kj/kg，ε=7.68。

12-6 若按上題所述條件，裝置的製冷量為100kw，壓氣機的絕熱效率為0.8，試求該裝置消耗的功率、製冷係數以及裝置中氨的流量。

提示：壓氣機壓縮過程的理想過程為定熵過程，壓氣機絕熱效率，製冷係數，裝置中氨的流量。

答案：p=16.276kw，ε=6.144， qm=312.5 kg/h。

12-7 設把氨蒸氣壓縮製冷裝置用做熱幫浦，其工作溫度與題12-5相同，試求該熱幫浦的供熱量及供熱係數。

提示：參照習題12-5提示，且供熱係數。

答案：q1=-1 302 kj/kgζ=8.68。

12-8 冬季室外溫度為-5℃，室內溫度為20℃。設某建築物的散熱量按每1℃溫差為0.5kw計算，現用氨蒸氣壓縮製冷裝置作熱幫浦供熱維持室內溫度，若室外蒸發器中氨的溫度為-13℃，而室內冷凝器內溫度為27℃，壓氣機效率為0.

8，試求：

(1)熱幫浦的供熱係數、供熱的功率以及熱幫浦消耗的功率；

(2)如果採用電爐直接供熱，則電爐消耗的功率為熱幫浦消耗功率的多少倍？

提示：建築物需熱正比於室內外溫差；熱幫浦供暖，過程熱量q=δh，供熱係數，迴圈功量等於壓縮機耗功：w0=δh。各點焓值由壓焓圖確定；壓氣機絕熱效率

理想情況下，壓氣機中工質經歷的是等熵過程；理論分析時，可視冷蒸發器出口工質為幹飽和蒸汽狀態；冷凝器出口工質為飽和液體狀態，且工質節流前後焓值不變。

答案：(1) =5.17， =12.5 kw ，p=2.2176 kw 。

(2) p=12.5 kw，為熱幫浦耗功的5.17倍。

12-9 有一台吸收式製冷裝置，利用150℃降至100℃的迴圈熱水作為蒸氣發生器的熱源。已知蒸發器內的溫度為-10℃、環境介質溫度為20℃，假定在完全可逆的理想條件下工作，試確定:

(1)製冷裝置的最大熱量利用係數；

(2)若製冷量為2×105kj/h，試求所需熱水的最小質量流量為多少？

提示：最大熱量利用係數為理想的吸收式製冷迴圈的熱量利用係數。理想吸收式製冷迴圈中，所有熱量傳遞都是在可逆條件下完成的，且理論分析時，可忽略系統所消耗的幫浦功。

理想吸收式製冷迴圈的熱量利用係數為

式中，為蒸發器的加熱量；為製冷量；t0為環境溫度；t1為發生器內的溫度(本題中，取迴圈熱水的平均溫度)；t2為蒸發器中的溫度；εc為熱源溫度分別為t0、t2的逆向卡諾迴圈的製冷係數；ηc為熱源溫度分別為t0、t1的卡諾迴圈的熱效率。

加熱蒸汽發生器所需熱量=/ζmax= qm,mincp0δt。

答案：(1) =2.31；(2) qm,min=0.115 kg/s。