制冷与制冷设备技术（第3版）第二章

1、第二章 基础知识 内容提要热力学基础传热学基础制冷的基本原理制冷剂、润滑油和载冷剂第二章 基础知识 2.1 热力学基础 2.1.1 气体基本状态参数 温度反映了物体的冷、热程度，它是物质分子热运动剧烈程度的标志尺度。 第二章 基础知识 温标 图2-1 三种常用温标的比较 三种温标制关系F=（1.8t+32） ()t=(F-32)/1.8 ()T=(273+t) ( K) t=(T-273) () 第二章 基础知识 压力 图2-2 绝对压力、表压力和真空度的关系 质量体积（比容）指单位质量的制冷剂所占的容积，用V表示，其单位是米3/千克（m3/kg），或升/千克（L/kg）。 第二章 基础知识

2、焓、熵和内能 参数说明关系式焓焓H是物质在某种状态所特有的能量，即内能和动能之和。i = u + Apv熵熵S是外界加给物质与加热时该物质对热力学温度的比值。S = q / T内能内能U是制冷剂内部分子能量的总称。第二章 基础知识 212 热力学基本定律 热力学第一定律 它告诉我们，热与功之间是可以转换的，其关系： Q=AL 热功高温物体低温物体第二章 基础知识 热力学第二定律 它告诉我们，热与功转换的 方向和必备条件。 第二章 基础知识 213 常用术语 显热、潜热和比热（1）显热是指：在物质吸热或放热过程中，仅使物质分子的动能增加或减少，即使物质的温度升高或降低，并没有物质形态的变化，它所

3、吸收或放出的热。（2）潜热是指：在物质吸热或放热过程中，仅使物质分子的位能增加或减少，即物质形态的变化，但物质的温度并没有发生变化的吸（放）热。 （3）比热（又称质量热容）是指一克某种物质温度升高1时所吸收的热量。 第二章 基础知识 物质的比热、质量及温度变化的关系： Q=cm（t2-t1） 图2-3 一千克水在一个大气压下的各类热值 第二章 基础知识 物态变化 第二章 基础知识 汽化和液化（1）汽化 形式联系区别沸腾蒸发与沸腾都是由液体变成蒸汽的过程。在任何压力、温度下都在进行着，只是局限在表面的液体转为蒸汽。蒸发在一定压力下只有达到与此压力相对应的一定温度时才能进行，且从液体内部大量地产生

4、蒸汽。（2）液化 液化（与汽化过程恰恰相反）是由蒸汽状态转变为液体状态的过程。 第二章 基础知识 饱和温度和饱和压力 液体沸腾时所维持的不变温度称为沸点，又称为在某一压力下的饱和温度。与饱的温度相对应的某一压力称为该温度下的饱和压力。 过热和过冷 现象说明举例过热在某一定压力下，制冷剂蒸汽的实际温度高于该压力下相对应的饱和温度的现象。在1atm下，120的水蒸气。过冷在某一定压力下，制冷剂液体的温度低于该压力下相对应的饱和温度的现象。在1atm下，80的水。 水蒸汽(kg)d= (g/kg干空气) 干空气(kg)第二章 基础知识 临界温度与临界压力 表2-6 几种制冷剂临界温度和临界压力 物质

5、名称R12R22R13饱和温度()112.0496.1428.78饱和压力(kPa)4111.874982.323857.28湿度和露点 参数说明关系式湿度表示空气中所含水份的量。露点反映在一定压力下，空气中含有水蒸气量不变时所含水蒸气达到饱和温度，也就是空气开始结露的温度。 = 100% b第二章 基础知识 图2-4 常见湿度计（干湿球湿度计） 第二章 基础知识 2.1.4 压-焓图及其应用 (a)压-焓图 (b)压-焓图上的主要曲线 图2-5 压焓图及在压焓图上的主要曲线 第二章 基础知识 22 传热学基础 传热温差和传热热阻 图2-9 平壁传热 第二章 基础知识 热传导热的传递形式 热对

6、流 热辐射 传热公式及应用：Q=KF（t2-t1） 第二章 基础知识 2.3 制冷的方式与条件 制冷中的三种状态：冷却：使高温物体降温到常温状态。冷藏：使物体的温度低于常温保存。 冷冻：从物体吸走热量，使物体水分成为冻结状态。 制冷方式利用融解热的方式利用冰进行制冷。利用升华热的方式用干冰进行制冷。利用蒸发热的方式用氟利昂或氨水进行制冷。 利用珀耳帖效应的方式用半导体进行制冷。 第二章 基础知识 图2-11 塞克尔效应示意图 图2-12 帕尔帖效应示意图 第二章 基础知识 制冷条件（1）连续向制冷设备供给容易挥发的制冷剂。（2）及时放掉制冷剂吸得的热量。（3）有效地利用制冷剂的蒸发热。（4）选

7、择安全而又有良好特性的制冷剂。第二章 基础知识 24 制冷剂、润滑油和载冷剂 241 制冷剂 无机化合物制冷剂 卤碳化合物制冷剂制冷剂的种类 碳氢化合物制冷剂 混合溶液制冷剂 热力学方面的要求 物理化学方面的要求对制冷剂的要求 安全性方面的要求 经济性方面的要求 第二章 基础知识 制冷剂的选用原则1、冷凝压力Pk之值应尽可能低些（不超过部颁标准规定）2、蒸发压力P0的数值最好与大气压力大致相同或稍高于大气压力3、压缩比Pk/P0应尽可能小4、选用时应注意制冷工质的容积制冷量qv 5、对人类的危害程度6、制冷剂生产情况、格高低和贮运等 第二章 基础知识 冷剂保管和使用时注意事项盛放制冷剂的钢瓶必

8、须经过检验，确保能承受的规定压力；各种制冷剂的钢瓶外应标有明显的品名、数量、质量卡片；制冷剂钢瓶应放在阴凉处，防止高热和太阳直晒。在搬动和使用时应轻拿轻放，禁止敲击，以防爆炸；保存制冷剂，钢瓶阀门处绝对不应有慢性泄漏现象；分装或充加制冷剂时，室内空气必须畅通，；制冷剂使用后，应立即关闭控制阀，重新装上钢瓶帽盖或铁罩，加以保护；钢瓶容积一般为60%左右为宜，在常温下有一定的膨胀余地。 第二章 基础知识 2.4.2润滑油 对润滑油的基本要求（1）润滑油的凝固点要低。（2）要有适当的粘度。（3）有较好的粘温性能和较高的闪点。（4）要有良好的化学稳定性和抗氧化安定性。（5）不含水及酸之类杂质，要有良好

9、的电气绝缘性能。 第二章 基础知识 国产压缩机润滑油规格及性能 表3-7 国产压缩机润滑油规格及性能 技 术 标 准油 牌 号质 量 标 准SY1213-75企业标准1318253040闪点（开口），不低于160160190180190酸值.毫克KOH不大于0.010.030.050.010.1灰分.%不大于0.01-0.010.01-腐蚀（T3铜片，50号或40号铜片,100,3h）合格合格-合格合格水溶酸或碱无无无无无机械杂质无无无无无水分无无无无无运动粘度50,110-6m2/s1115182225292030不小于40凝点，不高于-40-40-40-40-40浊点（与氟氯烷的混合液）不

10、高于-28-氧化后酸值，毫克KOH/g不大于-0.05-氧化后沉淀物,%不大于-0.005-第二章 基础知识 润滑油选用原则（1）粘度的选择：要考虑到制冷压缩机的负荷及转速，还应考虑制冷剂的种类。（2）凝点和浊点的选择：蒸发温度低，要用凝点和浊点低的润滑油。采用氟利昂制冷剂时，润滑油的凝点和浊点要稍高于蒸发温度。（3）抗氧化安定性的选择：考虑排气温度和制冷压缩机的密封程度。（4）闪点的选择。主要考虑因素是排气温度。（5）电气性能的选择。主要根据制冷压缩机的密封程度。 润滑油的代用和管理（1）润滑油的代用：根据粘度，尽可能选用相邻牌号、质量相似的润滑油。 （2）润滑油的管理：降低润滑油贮存温度，减少与空气接触，防止润滑油污染变质。 第二章 基础知识 2.4.3载冷剂 对载冷剂的基本要求冰点低，可以扩大使用范围。比热要大。对制冷设备不起化学腐蚀作用。价格要低而且又容易获取。 载冷剂的种类 种类适用场合举例高温载冷剂适用于0以上的制冷循环，被广泛用于空调装置。水、盐水溶液中温载冷剂适用于5-50制冷装置中。氯化钠、氯化钙的水溶液低温载冷剂适用于低于-50的制冷