制冷原理及基础知识.ppt

1、冷气原理和基础知识，研修教室2018.08.06，什么是冷气？ 从比环境温度低的空间和物体吸收热量转移到周围环境的过程叫做冷气。 一、前言制冷原理和设备是为了满足人们希望人工改变局部环境温度的需要而产生和发展的。 人们生活中常说的“热”或“冷”是人体对温度的高低感觉的反应，冷气中说的冷和热是用人工的方法冷却或加热一定时间或一定空间内的物体或对象物，使其温度在环境温度以下或上升。 相对于环境温度，像炎热的夏天一样，气温达到35，为了使人舒适，需要人工制冷的空调，室温保持在25左右。 为了冷冻保存食品，冰箱必须保持在-18等。 加一杯热水冷却到变冷，是自发的传热过程，是自然冷却，不是制冷。 自然界

2、的客观规律是热传递总是从高温物体传到低温物体，两者的温度相等。水、37水、25水、室温25、室温25，过了一会儿，从杯子向室温、二、实现制冷的途径传热，水温与室温相同，制冷是为了满足人们对局部环境温度人工改变的需要而产生、发展的。 因为日常所说的冷热是人体对温度高低感的反应，所以冷热是相对的概念，冷气所说的热是对环境温度。 所谓冷气，是使某物体或空间(包括空间内部的物体)的温度比环境介质的温度低，保持该低温状态的过程。 为了达到这个目的，应该用人工的方法把那个物体和空间的热和从外界传来的热不断地转移到外界的环境中。 二、实现制冷的途径，虽然不能自发地将热量从低温物体传递到高温物体，但消耗功能可

3、以将热量从低温传递到高温，就像使用水泵对水工作一样，可以使水从低处流到高处。 人工制冷是从低温向高温传热的技术。 二、实现制冷的途径三、制冷方法、人工制冷是人工的方法，通过一定的设备在一定的时间内和一定的空间内将物质冷却到环境温度以下，并保持这种低温。 1、蒸汽压缩式制冷2、蒸汽吸收式制冷3、蒸汽喷射式制冷4、吸附式制冷5、空气膨胀制冷6、热电制冷(温差电制冷) 7、涡流规制制冷、四、制冷技术的发展史、古地下室在冷藏室、水蒸发降温等1755年利用德国的库仑醚使其蒸发而得到水1834年美国的保罗金斯首次制作了以乙醚为工程学的压缩式冷冻机，之后成为蒸汽压缩式冷冻机的雏形。 1844年美国高里在封闭

4、循环的空气冷冻机上建了空调站，表明空气冷冻机已经开始应用。 1875年美国的林采用氨作为制冷剂，这种蒸汽压缩式制冷机在冷冻领域开始了其支配地位。 1859年凯利发明了氨水吸收式制冷系统。 1910年莱兰在巴黎发明了蒸汽喷射式制冷系统。 从1930年开始发现氟利昂制冷剂的全封闭压缩机的开发成功的混合制冷剂的应用等。 五、冷冻技术的应用，在当今社会，随着冷冻工业的发展，冷冻的应用也日益广泛，现在已经渗透到人的生活、生产、科学研究等各个领域。 从日常衣食住行到顶尖科技空调不可缺少，空调工业水平是国家现代化的标志。(1) .空调工程(2) .食品工业(3) .机械及冶金工业(4) .医疗卫生事业(5)

5、 .国防工业和现代科学(6) .石油化学工业、有机合成(7) .轻工业气体没有一定的体积和形状，可以自发地在任何空间中满足。 无限膨胀，可以大幅度压缩。 液体、气体、固体、气化、液化、溶解、凝固、升华、凝华、六、物质状态，1 .物质三种状态，自然界全部由分子和原子组成。 分子存在热运动，分子具有动能，分子间存在力，使分子具有势能。 物质在不同的条件下可以呈现固体、液体、气体三种不同的状态。 (1)固体物质处于固体时，分子在自己的平衡位置发生振幅小的振动，该分子间的距离最小，相互的吸引力最大，它具有一定的体积和形状。 (2)液态物质为液态时，分子在其平衡位置发生振幅大的振动，该分子间的距离大，相

6、互间的吸引力小，并且可以相互移动。 具有一定的体积，但是形状会根据集装箱而改变。 液体可以流动，几乎不能压缩。 七、传热学的基础知识，两种不同温度的物质由于温差的存在，产生热的迁移和交换，在自然界和生产过程中普遍存在温差，所以传热成为自然界的普遍现象。 在空调和冷冻系统中，冷凝器、蒸发器、中间冷却器、空气加热器等热交换设备也存在传热问题。 这些设备在运转中进行复杂的热交换，除了进行热的传递和移动外，系统的冷热管道、空调室的周边建筑也在不同季节进行传热。 由热力学定律可知，热量从高温物体传递到低温物体。 1 .传热方式的热传递大多分为传导、对流、辐射三种形式进行。 这三种传热方式时常交错发生，有

7、的方式伴随另一种方式进行。 (1) .传导也称为传热，是温度不同的2种物体之间直接接触产生的热交换。 (2) .所谓对流对流，是指在流动的物体中，通过部分质点的流动而移动的热，热的对流多伴随热传导。 空调和冷冻技术面临的传热问题，通常是以传热和对流为主的传热。 (3) .辐射辐射是指物体的热能在转换为辐射线的同时，向周围的空间传播。 高温物体具有这样的性能。 七、传热学基础知识，第一定律：无论发生什么，在能量转换的热过程中，转换前后的能量总量都保持一定。 第二定律：在自然条件下，热只能从高温物体传递到低温物体，不能从低温传递到高温，与所有热现象相关的宏观是可逆的，要反转传热方式，只需消耗能量或

8、工作即可实现。 第三法则：绝对零度(0K237.15 )不能达到，只能无限接近。 给出了热力学定律、(重要性)温度的定义和温度的测定方法。 八、基本概念名词，2 .物质的热能、热量、焓、熵、显热、潜热、1 .温度和温度、3 .制冷量、4 .蒸发和沸腾、1 .温度和温度，温度表示冷热物体冷热程度的温度反映物体内部分子运动的平均动能，是物体状态的基本残奥仪之一物体的温度是通过温度修正来测定的，为了表示温度的高低，规定了测定温度高低的尺度，称为温标。 又称摄氏温标t、国标百度温标、单位。 在标准大气压下，纯水的冰点为0，沸点为100，两定点之间均分为100等分，分别称为摄氏一次。 华氏温度坐标f，单

9、位f。这是指标准大气压下纯水的冰点下为32F，沸点为212F，在两个定点之间180等分，分别称为华氏1度。 热力学温度坐标t，单位k。 以纯水的三相点为基点(固液气体)，为了容易记住纯水在标准大气压下的冰点为273K、沸点为373K、两定点间100等分，分别称为开氏一次的国际制温标。 3种温度坐标模式图1-水的沸点2-水的冰点，1 .温度和温度坐标，3种温度坐标的换算： f=(1.8t 32 ) ft=(f-32 )/1.8 t=(273 t ) k (1) .热能是物质能的表现形式，表示物质分子的运动的激烈，表示物质分子的动能焓：焓是热力学系统的特性，其修正公式是系统内部能量加上系统内气体压

10、力和容积的乘积。 物理意义：单位质量增加或移动的热量是物质焓的变化量。 那个符号是“h”。 即，h=E pV (h=焓E=内部能量p=压力V=容积)焓的单位千焦- kJ/kg英国热量单位/磅-BTU/lb，2 .物质的热能、热量、焓。 (4) .熵：不工作而向物质转移能量，可以加强物质的混乱程度。 这叫做物质的熵。混乱程度越高，熵就越大。 不加工作时，这种混乱状态是不可逆的(即不能按照原来的顺序进行)。 S=Q/T (Q=吸收的热量T=温度)熵的单位千焦点/千克开度- kJ/kg.K英国热量单位/磅。 克温度刻度。 - BTU/lb.R，2 .物质的热能、热、焓、熵、显热、潜热、(5)显热：物

11、质吸收或释放热量，在不发生状态变化的情况下使物体的温度上升或下降， 其中的物质吸收或2300W以下小1P 2400W2500W正1P 2600W2800W大1P 3200W小1.5P 3500W3600W正1.5P 4500W4600W小2P 4800W5000W正2P 5100W5200W大2 p 6000 w 6100 w2.5p 700 w 液体在某个压力下达到与该压力对应的饱和温度时吸热，其表面和内部发生激烈的气化现象。 4 .蒸发和沸腾，1 .无机化合物，如水、氨、二氧化碳、二氧化硫2、氟利昂：饱和烃化合物的氟、氯、溴衍生物的总称。 例如，R12、R22、R134a、R152a 3、

12、 R600、R600a、r170等烃化合物、混合制冷剂混合制冷剂是由两种以上的氟利昂构成的混合物。 (1)共沸制冷剂例： R500(R12/R152a )、R502(R22/R115) (2)非共沸制冷剂例： R404A(R125/R143a/134a主要的热性质与R12相似，是比较理想的R12代替制冷剂。 (2)R134a对金属的腐蚀作用较小，稳定性好，不溶于水。 (3)R134a对臭氧层没有破坏作用，温室效应小于R22，是HFC系制冷剂，可以在现在的国际协定中长期使用。 1、R22 (1)R22沸点为40.8，微溶于水。 (2)水在2)r22中的溶解度小，另外随着温度下降，水的溶解度变小。

13、 (3)R22可与矿物油部分溶解，其溶解度与润滑油的种类和温度有关。 (4)R22不燃、不爆炸、毒性小。 (5)R22在臭氧层中仍有破坏替代物。 3、R718 R718是水，相同的水也是最理想的制冷剂，水作为制冷剂适用于蒸汽喷射式制冷机和溴化锂吸收式制冷机。 4、R410A (1).R410A制冷剂是二成分的非共沸制冷剂，是R32和R125 (各50%混合而成)。 (2) .制冷量大，具有良好的传递性。说到制冷，不得不说是作为冷冻系统的4个部件的压缩机、冷凝器、节流机构、蒸发器。 每个零件都非常不可思议而且很有趣。 各有各的功能，各有各的不可思议之处。 在此详细介绍。 十、冷冻部件和功能，空调

14、压缩机在空调制冷剂回路中起到压缩驱动制冷剂的作用。 空调压缩机的工作回路分为蒸发区(低压区)和冷凝区(高压区)。 空调的室内机和室外机分别属于高压或低压区域(因工作状态而异)。 空调压缩机一般安装在室外机上。 压缩机是制冷系统的心脏，无论空调、冷库、化工制冷技术等情况，都要保障压缩机这一重要环节。 1、压缩机、作用：压缩运输冷冻蒸汽，引起蒸发器中的低压、冷凝器中的高压，是整个系统的心脏。 压缩机的分类、容积型、速度型(离心式)、活塞式、转子式、转子式、涡旋式、滑动式、螺旋式、螺旋式、单轴、双轴、离心式压缩机、转子式压缩机、涡旋式压缩机、滑动式压缩机， 作为螺旋式压缩机冷凝器的室外热交换器在制冷

15、时，系统的高压设备(冷暖热泵型在制热状态下为低压设备)设置在压缩机的排气口和节流装置(毛细管或电子膨胀阀)之间，从空调压缩机排出的高温高压气体进入冷凝器，由铜管或铝箔片散热冷却2 .冷凝器，作用：输出热量的设备，制冷剂将蒸发器吸收的热量和压缩机的消耗功变换后的热量排放到冷却介质中。 冷凝器、水冷式、空冷式、卧式管壳式、立式管壳式、自然对流(冰箱)、强制对流(空调)、节流的工作原理是冷冻工程流过阀门时流动截面急剧收缩，流体流速加快，压力下降， 此外，达到向外部吸热目的，调节流量：节流阀通过感温袋感测蒸发器出口的制冷剂过热度的变化来控制开度，调节进入蒸发器的制冷剂流量， 使其流量符合蒸发器的热负荷，减少制冷剂流量。3 )、过热度的控制：节流机构具有控制蒸发器出口制冷剂的过热度的功能，在维持蒸发器传热面积的活用的同时，防止吸气带液破损压缩机的事故的发生。4 )、控制蒸发液位的节流机构具有控制蒸发器液位的功能， 保持蒸发器传热面积的有效利用，同时防止吸气带液降低吸气过热度的蒸发器是制冷四个部件中的重要部件，低温的冷凝“液”体通过蒸发器，与外界的空气进行热交换，“气化吸热”，达到制冷的效果。 空调蒸发器的作用是利用液态低温制冷剂在低压下容易蒸发，