制冷绪论课件

制冷与空调技术第一章绪论,一、什么是制冷,1、定义：利用人工的方法，把某物体或某空间的温度降低到低于周围环境的温度，并使之维持在这一温度的过程。考虑几个问题：,2、实质：将热量从被冷却对象中转移到环境中。制冷冷却,3、分类制冷制冷与低温的分界线不是绝对的，比如：彦启森版的空气调节用制冷技术规定120陈光明版的制冷与低温原理规定120K王如竹版的制冷原理与技术规定123K,普冷：高于120,低温：低于120,二、什么是空调,1、开利博士和克勒谋对空调的最早定义是：空调的主要功能应该包括：加热或降温，能调节空气温度；加湿或减湿，能调节空气湿度；能够使空气具有一定的流动速度；能够使空气具有一定的洁净程度。2、采暖通风与空气调节术语（GB50155-1992）将空调定义为：使房间或封闭空间的空气温度、湿度、洁净度和气流速度等参数达到给定要求的技术。,二、什么是空调,3、空调系统的组成典型的空调系统应由空调冷热源、空气处理设备、空调风系统、空调水系统及空调自动调节控制系统组成。常用的空调冷源为各类冷水机组；常用的空调热源为热泵型冷水机组、各类锅炉、电加热器等。常用的空气处理设备有空气过滤器、空气冷却器、空气加热器、空气加湿器和喷水室等。,3、空调系统的组成空调风系统包括送风系统和排风系统。其主要组成部分是风机、风管系统和室内送排风口。空调水系统是将冷媒水或热媒水从冷源和热源送至空气处理设备。其主要组成是水泵和水管。空调水系统又分为冷（热）水系统、冷却水系统和冷凝水系统。,三、制冷技术的应用,1、空气调节：大型建筑空调、住宅空调、车用空调、工业空调。2、食品和物资储运：食品加工、冻结、冷藏、分配。3、化工工艺生产：气体分离、石油裂解、石油脱蜡、合成橡胶、合成纤维、烃类提取。4、低温超导5、航空航天6、科学实验,四、制冷方法,1、人类最早的制冷方法是将冬季自然界的天然冰雪保存到夏季使用，这种冷源称为天然冷源。诗经：“二之日凿冰冲冲，三之日纳于凌阴”。左传：“鉴如缶，大口以盛冰，置食物于中，以御温气”。曹植大暑赋：“积素冰于幽馆，气飞积而为霜”。古埃及壁画：奴隶手持棕榈叶扇多孔性陶器，陶器外洒水，内部被冷却。,2、19世纪中叶第一台制冷机问世，人类开始利用人造冷源。制冷方法,液体汽化制冷,气体膨胀制冷,涡流管制冷,热电制冷,蒸汽压缩制冷,吸收式制冷,蒸汽喷射式制冷,吸附式制冷,磁制冷,4.1蒸汽压缩制冷,4.2吸收式制冷,4.3吸附式制冷,4.4喷射式制冷,4.5气体膨胀制冷,两个等熵和两个等压过程组成。T4=？,4.6涡流管制冷,1933年法国人兰克发明了涡流管，又叫兰克管。这种制冷方法称为涡流管制冷。高速气流从切线方向射入涡流室，形成自由涡流，自由涡流的旋转角速度离中心越近就越大；由于角速度不同，在环形气流的层与层之间产生摩擦，中心层部分的气流角速度逐渐降低，而外层气流的角速度逐渐升高，因此存在着由中心向外层的动量流；内层气体失去能量，温度降低；外层气体吸收能量，温度升高。涡流管内气体分离非常复杂，理论上认为是等熵膨胀，则低温气流温度是多少？,4.7热电制冷（半导体制冷）,赛贝克效应：两种不同金属组成的闭合线路中，如果保持两个接触点的温度不同，就会在两个接触点产生接触电动势，闭合线路就会有电流产生。帕尔贴效应（赛贝克效应的逆效应）：两种不同金属组成的闭合线路中，若通以直流电，就会使一个接触点变冷，一个接触点变热。由于半导体内部的结构特点，使得采用半导体的帕尔贴效应比普通金属显著的多。,4.8磁制冷,1926年德拜和1927年焦克分别独立提出了绝热去磁制冷方法，1933年焦克和麦克道格第一次磁制冷试验成功，并获得诺贝尔奖。磁介质在磁场中都会产生附加磁场，改变原有空间的磁场分布，对外显示其磁性，如果产生的附加磁场与原磁场方向相同，称为顺磁性物质，反之为抗磁性物质。在无外磁场作用时，顺磁体由于分子的热运动，分子的固有磁矩杂乱无章，对外不显磁性；而当施加外磁场后，分子磁矩按照外磁场方向平行规则排列，增加了磁介质的有序度，对外放出热量，即为磁化过程；再将外加磁场移开，分子磁矩又变得杂乱无章，有序度下降，从外界吸热，即为去磁过程。,在16K以下的极低温区，固体的晶格振动和电子的热运动可以忽略，磁系统的磁熵变近似等于整个固体的总熵变，这种情况下，磁制冷采用卡诺循环。循环如右图所示：1-2为等温磁化-放热；2-3为绝热退磁-降温；3-4为等温退磁-吸热（制冷）；4-1为绝热磁化-升温。,在圆环A内充满着珠状磁性材料，旋转着的环A周期性的经过有磁场的区域B（磁极为N、S）和无磁场区域D。途径B区时A环中磁性材料被等温磁化，放出热量被E吸收（一般为液氦）。已经磁化了的磁性材料途径D区时便退磁吸热，吸收F中的热量，产生制冷效果。,五、制冷与空调技术的发展,1748年，英国柯伦证明了乙醚在真空下蒸发时会产生制冷效应；1755年，苏格兰Callen发明了第一台蒸汽式制冷机；1781年，意大利凯弗罗进行了乙醚蒸发制冷实验；1834年，美国Perkins获得了乙醚在封闭循环中膨胀制冷的英国专利；1856年，苏格兰Harrison发明了压缩式制冷机，采用CO2、SO2、NH3做制冷剂；,1859年，法国Garre发明了氨吸收式制冷机；1873年，美国人Byok制造了第一台氨压缩机；1858年，美国尼斯取得了冷库设计的第一个美国专利，从此商用制冷开始发展；1901年，美国carrier博士建立了世界上第一所空调实验室；1902年，carrier博士为纽约市布鲁克林的一家印刷厂设计了世界公认的第一套空调系统；,1911年，carrier博士得出了空气干球、湿球和露点温度之间的关系，绘制了湿空气的焓湿图；1918年，美国考布兰设计了第一台电冰箱，从此制冷技术进入了人民生活中；1919年，芝加哥兴建了第一座空调电影院，从此开始了空调制冷的应用；1922年，carrier博士发明了世界第一台离心式冷水机组，现陈列于华盛顿国立博物馆；,1929年，氟里昂的出现使制冷技术得到了飞快的发展；1945年，美国carrier制成第一台溴化锂吸收式制冷机。（carrier个人拥有超过80余项的发明专利