制冷與熱泵產(chǎn)品的能效標(biāo)準(zhǔn)研究和循環(huán)熱力學(xué)完善度的分析

前言

符號(hào)表及縮寫

第1章 緒論

1.1 當(dāng)前能源形勢(shì)及各國(guó)應(yīng)對(duì)措施

1.1.1 世界能源形勢(shì)及應(yīng)對(duì)措施

1.1.2 我國(guó)的能源現(xiàn)狀

1.2 制冷、空調(diào)產(chǎn)品對(duì)能源和環(huán)境的影響

1.2.1 制冷、空調(diào)產(chǎn)品能效對(duì)能源的影響

1.2.2 制冷劑的使用對(duì)環(huán)境的影響

1.3 制冷與熱泵產(chǎn)品的分類及其能源效率的定義

1.3.1 制冷與熱泵產(chǎn)品的分類

1.3.2 制冷與熱泵產(chǎn)品的能源效率

1.3.3 關(guān)于eer和cop的相關(guān)考證

1.4 能效標(biāo)準(zhǔn)和標(biāo)識(shí)——提高能源效率的強(qiáng)有力工具

1.4.1 能效標(biāo)準(zhǔn)和標(biāo)識(shí)的基本概念2100433B

《制冷與熱泵產(chǎn)品的能效標(biāo)準(zhǔn)研究和循環(huán)熱力學(xué)完善度的分析》作者長(zhǎng)期從事制冷、空調(diào)與熱泵產(chǎn)品的節(jié)能與能效標(biāo)準(zhǔn)研究以及能效標(biāo)準(zhǔn)的制定工作，本書提出了一種新的關(guān)于制冷、空調(diào)與熱泵產(chǎn)品能效及能效標(biāo)準(zhǔn)的評(píng)價(jià)體系——熱力學(xué)完善度，并對(duì)產(chǎn)品能效標(biāo)準(zhǔn)的一致性進(jìn)行了探討。 　《制冷與熱泵產(chǎn)品的能效標(biāo)準(zhǔn)研究和循環(huán)熱力學(xué)完善度的分析》共分8章：第1章是緒論，介紹國(guó)內(nèi)外制冷、空調(diào)與熱泵產(chǎn)品的能效及其他相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)；第2～4章是熱力學(xué)完善度的基本原理和分析計(jì)算方法；第5～7章是熱力學(xué)完善度在相關(guān)產(chǎn)品的應(yīng)用與分析；第8章用熱力學(xué)完善度的分析方法對(duì)我國(guó)制冷、空調(diào)與熱泵產(chǎn)品能效標(biāo)準(zhǔn)的走向提出預(yù)測(cè)。 　《制冷與熱泵產(chǎn)品的能效標(biāo)準(zhǔn)研究和循環(huán)熱力學(xué)完善度的分析》可供從事制冷、空調(diào)與熱泵產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)及相關(guān)各級(jí)標(biāo)準(zhǔn)制定的技術(shù)人員閱讀，也可作為高等工科院校制冷、空調(diào)、低溫等專業(yè)本科生、研究生的教學(xué)參考書，還可供有關(guān)專業(yè)的教師和從事能源與節(jié)能工作的科技人員參考。

理論上一個(gè)熱力學(xué)循環(huán)由三個(gè)或多個(gè)熱力學(xué)過(guò)程組成（通常為四個(gè)），這些過(guò)程可以為：

• 等溫過(guò)程（溫度恒定，即使伴隨有吸熱或放熱過(guò)程）

• 等壓過(guò)程（壓強(qiáng)恒定）

• 等容過(guò)程（體積恒定）

• 絕熱過(guò)程（系統(tǒng)與外界無(wú)熱交換）

• 等熵過(guò)程（可逆絕熱過(guò)程） （系統(tǒng)與外界無(wú)熱交換，同時(shí)熵保持恒定）

• 等焓過(guò)程（焓保持恒定）

• 典型的熱力學(xué)循環(huán)包括：

本書闡述自然工質(zhì)二氧化碳CO2用于制冷與熱泵循環(huán)的原理與實(shí)踐。全書共10章：第1章是緒論，介紹自然工質(zhì)CO2。制冷與熱泵循環(huán)的重要意義、國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀和動(dòng)態(tài)。第2-4章是CO2。制冷與熱泵循環(huán)的熱力學(xué)基本原理和換熱特性，重點(diǎn)分析CO2跨臨界循環(huán)機(jī)理和提高循環(huán)效率的方式。第5-8章是CO2：制冷與熱泵循環(huán)的零部件分析與設(shè)計(jì)論據(jù)，給出循環(huán)主要部件即壓縮機(jī)、換熱器、節(jié)流閥、代替節(jié)流閥的膨脹機(jī)的設(shè)計(jì)原理。第9、10章是CO2。制冷與熱泵產(chǎn)品的應(yīng)用，介紹CO2：跨臨界循環(huán)的最新研究成果和應(yīng)用實(shí)例。

巖石在變形破壞過(guò)程中始終不斷與外界交換著物質(zhì)和能量 ，巖石的熱力學(xué)狀態(tài)也相應(yīng)的不斷發(fā)生變化。根據(jù)非平衡熱力學(xué)理論，從理論上解釋了巖石變形破壞過(guò)程的能量耗散及能量釋放特征。在巖石的變形破壞 過(guò)程中，熱量供給和巖石體積元的形狀及位置變化作為巖石體積元內(nèi)塑性硬化、微缺陷形成等的能量源，導(dǎo)致彌散在巖石內(nèi)部的微缺陷不斷演化 ，從無(wú)序分布逐漸向有序發(fā)展，形成宏觀裂紋，最終宏觀裂紋沿某一方位匯聚形成大裂紋導(dǎo)致整體失穩(wěn)(災(zāi)變)。從力學(xué)角度而言，它實(shí)際上就是一個(gè)從局部耗散到局部破壞最終到整體災(zāi)變的過(guò)程。從熱力學(xué)上看，巖石(巖體)這一變形、破壞、災(zāi)變過(guò)程是一種能量耗散的不可逆過(guò)程 ，包含能量耗散和能量釋放。兩者關(guān)系：巖體總體災(zāi)變實(shí)質(zhì)上是能量耗散和能量釋放的全過(guò)程 ，而災(zāi)變瞬間是以能量釋放作為主要?jiǎng)恿Α?

巖石變形破壞過(guò)程中的能量守恒：在巖石的變形破壞過(guò)程中，環(huán)境提供的能量包括外力所作的功和環(huán)境溫度帶來(lái)的熱能 。根據(jù)熱力學(xué)第一定律 ，這些能量將轉(zhuǎn)化為巖石的動(dòng)能 、勢(shì)能及內(nèi)能。不妨將巖石抽象為由一系列體積元組成的連續(xù)介質(zhì)，每一體積元包含特定的礦物或類礦物成分以及其它巖石組織。當(dāng)體積元足夠小時(shí)，是滿足非平衡熱力學(xué)的局域平衡假設(shè)的。

在外載的作用下，巖石體積元將發(fā)生變形，當(dāng)所考察的時(shí)間步長(zhǎng)較小時(shí)，這一變形可視為小變形。在一般情況下，對(duì)于巖石的變形破壞過(guò)程分析并不考慮體力的影響。巖石體積元的內(nèi)能變化取決于4部分，一是靜水應(yīng)力作用下體積變形引起的，二是應(yīng)力偏量作用下形狀變化引起的，三是應(yīng)力偏量作用下位置轉(zhuǎn)動(dòng)引起的，四就是熱量流動(dòng)引起的。除熱流外，其余3 部分均與內(nèi)力有關(guān)，可將其統(tǒng)稱為內(nèi)力能的增量 ，而熱流部分則可稱為熱能的增量Q。于是單位時(shí)間內(nèi)巖石體積元中內(nèi)能的增量u 等于內(nèi)力能增量 與熱能增量Q之和?？梢?，在巖石變形破壞過(guò)程中，巖石的內(nèi)能變化主要取決于內(nèi)力的變化以及熱量的流動(dòng)。由于應(yīng)力偏量的貢獻(xiàn)為非散度 形式 ，說(shuō)明體積元 的內(nèi)能并不是一個(gè)守恒量 。也就是說(shuō)，由于應(yīng)力偏量的作用，使得體積元內(nèi)能的變化不一定僅僅由外部環(huán)境獲得，還可能由體積元內(nèi)部的能量源—— 內(nèi)力能產(chǎn)生。因此，巖石在變形破壞過(guò)程中的能量守恒是一個(gè)動(dòng)態(tài)的過(guò)程，表現(xiàn)為外載機(jī)械能 、熱能與巖石內(nèi)能的轉(zhuǎn)化與平衡。