制冷技术原理与应ppt课件

SO2和CO2在历史上曾经是比较重要的制冷剂。 SO2毒性大，但作为重要制冷剂曾有60年历史。
CO2在使用温度范围内压力特高，致使机器极为笨重，但 它无毒使用安全。曾在船用冷藏装置中作制冷剂达50年
之久，1955年才被氟精里品课昂件所取代。
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制冷剂种类
1.无机化合物
氨、水等
命名：R7＋分子量
2.氟利昂－－饱和碳氢化合物的卤族衍生 物
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2.热力学第二定律
➢热不能自发地、不付代价地从低温物体传到高 温物体 ➢研究与热现象相关的各种过程进行的方向、条 件及限度的定律
1.制冷循环的热力学分析
正向循环 热力学循环
逆向循环
热能转化为机械功 消耗功
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制冷技术中的常用术语
1、汽化与冷凝 物质由液态转变为汽态的过程称为汽化。汽 化有两种方式：
氨与水混溶在制冷系统中不会结冰但会腐蚀铜 与铜合金，磷青铜除外；
氨难溶于润滑油，在系统中容易与其分离，但 油会积存在换热表面，影响传热；
氨有强烈的刺激性臭味，浓度达0.5％即产生 中毒，可燃，遇明火会爆炸
氨的绝热指数高，故压缩机的排气温度较高。
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氟利昂的主要特性
氟利昂的性能随其所含的氟、氯、氢的原子数变化， 氢的含量少其可燃性减少，氯增加与明火会产生有
蒸发 — 液体表面发生的汽化现象 沸腾 — 液体内部和表面同时发生汽化
的现象 无论是蒸发还是沸腾，都是吸热过程，吸收
的热量叫汽化潜热。
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制冷剂与载冷剂
制冷剂－－制冷工质，在制冷系统中完成制 冷循环的工作介质，
制冷循环中通过制冷剂液体在蒸发器中吸热蒸 发，在冷凝器中放热冷凝进行制冷循环
载冷剂—又称为冷媒，起到输送冷量的作用。 有载冷剂的系统称为间接制冷系统，没有载 冷剂的系统称为直接蒸发制冷系统。
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制冷剂
制冷剂的基本要求
1.制冷剂压力适中：低压不低于大气压；高压不 太高。
2.单位容积制冷量大，使机组尺寸小 3.临界温度高，凝固温度低
4.粘度、密度小，减少流动阻力
5.导热系数大。提高传热效率，减少传热面积
6.对材料无腐蚀，与润滑油不起化学作用
7.对人体无害，无爆炸和燃烧 价格便宜，易得。
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制冷剂的发展、应用与选用原则
只有在工作温度范围内能够汽化和凝结的物质才有 可能作为制冷剂使用。
乙醚是最早使用的制冷剂。
1866年 威德豪森(Windhausen)提出使用CO2作制冷剂。 1870年 卡尔·林德(Cart Linde)用NH3作制冷剂。 1874年 拉乌尔·皮克特(Raul Pictel)采用SO2作制冷 剂。
R502：是由48.8%的R22和51.2％的R115组 成。与R22相比制冷量提高13%。单级压缩
制冷时，蒸发温度可达－55℃。压缩后的 排气温度较低。
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常用的氟利昂制冷剂
R22(CHF2Cl1)
性能与氨接近，蒸发温度－40.8℃，与油有 限溶解，排气温度低于氨，常用于空气调节、 冷藏系统
氟利昂d的化学分子式：CmHnFxClyBrz 命名：R( m-1 )(n +1)x
3.共沸溶液－－由两种或以上不同制冷剂 按比例混合，显示出单一化合物的特性， 具有一定的蒸发温度，R500－R506
4.碳氢化合物－－甲精品烷课件、乙烷等
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常用制冷剂的性质
氨的主要特性
氨：具有良好的热力性质，压力适中，单位容 积制冷量大常压下的蒸发压力为－33.4℃，常 用于冷库系统。
1Mpa＝106Pa
1bar＝105Pa
1atm（标准大气压）＝1.01325bar
0.1Mpa=1公斤压力
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2、温度
温度是表示物体冷热程度的参数。
测量温度的标尺称为温标。常用的温标有三种：
摄氏温标：用符号t表示，单位为℃ 绝对温标：用符号T表示，单位为K 华氏温标：用符号tF表示，单位为℉
R134a（CH2FCF3）四氟乙烷。是R12的替代物。 （东京会议提出由于其GWP较高，也不是十
分理想的替代物）其物性与R12相近，标准
蒸发温度－26.2℃但是单位容积制冷量下降，
绝对温度与摄氏温度间的换算关系是：
T＝t＋273.15（K）
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热力学第一定律
➢ 自然界中的一切物质都具有能量，能量不可能被创造， 也不可能被消灭；但能量可以从一种形态转变为另一种 形态，且在能量的转化过程中能量的总量保持不变。
➢ 能量守恒与转换定律是自然界基本规律之一。
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毒的光气(COCl2)氟增加对人体无害，对金属的腐 蚀减少。
氟利昂很难与水混溶，因此在制冷系统中会结冰堵 塞管道，含水后对金属有腐蚀，还产生镀铜现象；
氟利昂可分为难溶于润滑油（R13，R14，R115）， 部分溶解（R22、R152、R502）和完全溶解（R11、
R12、 R500 ）；
氟利昂是良好的有机溶剂，对高分子化合物会使其 变软、起泡，注意选材。
食品冷冻与冷冻干燥 根据对食品处理方式不同，食品低温处理工艺 可分三类：
(1) 食品的冷藏与冷却 (2) 食品的冻结与冻藏
(3) 冷冻干燥
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1、压力
1、压力是指单位面积上所承受的垂直作用力，又称压强，以P表示
2、压力单位
国际单位制中，压力单位以N/m2计算，称帕斯卡（Pa）
常用兆帕（MPa）、千帕（KPa）作为实用单位，并以巴（bar）和物理大 气压（atm）为暂时并用单位。其换算关系为：
氟利昂的绝热指数较低，故压缩机的排气温度较低，
适用于离心式制冷机，无毒不燃烧，分子量大，极
易泄漏，不易被发现，精价品课格件 较贵。
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共沸溶液
共沸溶液是指由二种或以上的制冷剂混合 而成的化合物，无法分离，具有同一个蒸 发温度，对外表现出单质的性质。
R500：是由73.8%的R12和26.2％的R152组 成。与R12相比制冷量提高18%。
制冷技术原理与应用
1.基础理论 2.家用 3.冷库
4.工业制冷
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制冷与低温技术的学科交叉领域举例
1. 空气调节
2. 人工环境
3. 食品冷冻与冷冻干燥
4. 低温生物医学技术
5. 低温电子技术
6. 机械设计
7. 红外遥感技术
8. 加工过程
9. 材料回收
10. 火箭推力系精统品课与件 高能物理
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