制冷与热泵产品的能效标准研究和循环热力学完善度的分析

前言

符号表及缩写

第1章 绪论

1.1 当前能源形势及各国应对措施

1.1.1 世界能源形势及应对措施

1.1.2 我国的能源现状

1.2 制冷、空调产品对能源和环境的影响

1.2.1 制冷、空调产品能效对能源的影响

1.2.2 制冷剂的使用对环境的影响

1.3 制冷与热泵产品的分类及其能源效率的定义

1.3.1 制冷与热泵产品的分类

1.3.2 制冷与热泵产品的能源效率

1.3.3 关于eer和cop的相关考证

1.4 能效标准和标识——提高能源效率的强有力工具

1.4.1 能效标准和标识的基本概念2100433B

《制冷与热泵产品的能效标准研究和循环热力学完善度的分析》作者长期从事制冷、空调与热泵产品的节能与能效标准研究以及能效标准的制定工作，本书提出了一种新的关于制冷、空调与热泵产品能效及能效标准的评价体系——热力学完善度，并对产品能效标准的一致性进行了探讨。 　《制冷与热泵产品的能效标准研究和循环热力学完善度的分析》共分8章：第1章是绪论，介绍国内外制冷、空调与热泵产品的能效及其他相关标准；第2～4章是热力学完善度的基本原理和分析计算方法；第5～7章是热力学完善度在相关产品的应用与分析；第8章用热力学完善度的分析方法对我国制冷、空调与热泵产品能效标准的走向提出预测。 　《制冷与热泵产品的能效标准研究和循环热力学完善度的分析》可供从事制冷、空调与热泵产品设计、生产及相关各级标准制定的技术人员阅读，也可作为高等工科院校制冷、空调、低温等专业本科生、研究生的教学参考书，还可供有关专业的教师和从事能源与节能工作的科技人员参考。

理论上一个热力学循环由三个或多个热力学过程组成（通常为四个），这些过程可以为：

• 等温过程（温度恒定，即使伴随有吸热或放热过程）

• 等压过程（压强恒定）

• 等容过程（体积恒定）

• 绝热过程（系统与外界无热交换）

• 等熵过程（可逆绝热过程） （系统与外界无热交换，同时熵保持恒定）

• 等焓过程（焓保持恒定）

• 典型的热力学循环包括：

本书阐述自然工质二氧化碳CO2用于制冷与热泵循环的原理与实践。全书共10章：第1章是绪论，介绍自然工质CO2。制冷与热泵循环的重要意义、国内外研究现状和动态。第2-4章是CO2。制冷与热泵循环的热力学基本原理和换热特性，重点分析CO2跨临界循环机理和提高循环效率的方式。第5-8章是CO2：制冷与热泵循环的零部件分析与设计论据，给出循环主要部件即压缩机、换热器、节流阀、代替节流阀的膨胀机的设计原理。第9、10章是CO2。制冷与热泵产品的应用，介绍CO2：跨临界循环的最新研究成果和应用实例。

岩石在变形破坏过程中始终不断与外界交换着物质和能量 ，岩石的热力学状态也相应的不断发生变化。根据非平衡热力学理论，从理论上解释了岩石变形破坏过程的能量耗散及能量释放特征。在岩石的变形破坏 过程中，热量供给和岩石体积元的形状及位置变化作为岩石体积元内塑性硬化、微缺陷形成等的能量源，导致弥散在岩石内部的微缺陷不断演化 ，从无序分布逐渐向有序发展，形成宏观裂纹，最终宏观裂纹沿某一方位汇聚形成大裂纹导致整体失稳(灾变)。从力学角度而言，它实际上就是一个从局部耗散到局部破坏最终到整体灾变的过程。从热力学上看，岩石(岩体)这一变形、破坏、灾变过程是一种能量耗散的不可逆过程 ，包含能量耗散和能量释放。两者关系：岩体总体灾变实质上是能量耗散和能量释放的全过程 ，而灾变瞬间是以能量释放作为主要动力。

岩石变形破坏过程中的能量守恒：在岩石的变形破坏过程中，环境提供的能量包括外力所作的功和环境温度带来的热能 。根据热力学第一定律 ，这些能量将转化为岩石的动能 、势能及内能。不妨将岩石抽象为由一系列体积元组成的连续介质，每一体积元包含特定的矿物或类矿物成分以及其它岩石组织。当体积元足够小时，是满足非平衡热力学的局域平衡假设的。

在外载的作用下，岩石体积元将发生变形，当所考察的时间步长较小时，这一变形可视为小变形。在一般情况下，对于岩石的变形破坏过程分析并不考虑体力的影响。岩石体积元的内能变化取决于4部分，一是静水应力作用下体积变形引起的，二是应力偏量作用下形状变化引起的，三是应力偏量作用下位置转动引起的，四就是热量流动引起的。除热流外，其余3 部分均与内力有关，可将其统称为内力能的增量 ，而热流部分则可称为热能的增量Q。于是单位时间内岩石体积元中内能的增量u 等于内力能增量 与热能增量Q之和。可见，在岩石变形破坏过程中，岩石的内能变化主要取决于内力的变化以及热量的流动。由于应力偏量的贡献为非散度 形式 ，说明体积元 的内能并不是一个守恒量 。也就是说，由于应力偏量的作用，使得体积元内能的变化不一定仅仅由外部环境获得，还可能由体积元内部的能量源—— 内力能产生。因此，岩石在变形破坏过程中的能量守恒是一个动态的过程，表现为外载机械能 、热能与岩石内能的转化与平衡。