(完整版)空调系统冷热源
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❖ 最早的制冷剂（1830～1930）
乙乙醚醚 （1805）
二二乙乙醚醚（（1813843）4） 蒸蒸气气压压缩缩式式制制冷冷循循环环
橡胶馏化物
制冷剂的筛选由易获得性转向了安全性和性能参数
二氯乙烷异构体 （R1130）
第一台离心压缩机
混合物 （1885）
1.制冷剂
（4）制冷剂的发展历程
❖ CFC和HCFC（1930～1990）
制冷装置：将物体温降至环境温度之下，并维 持此温度的装置，成为制冷装置。
制冷循环：制冷装置中的工质循环。
分类：压缩制冷循环、吸收式制冷循环、 蒸汽喷射制冷循环以及半导体制冷等。
1. 卡诺循环
热力学第一定律：
进入系统的能量-离开系统的能量=系统中储存能量的增加 热力学第二定律：
不可能制造出从单一热源吸热，使之全部转化成为功而不留下其他 任何变化的热力发动机。
CFC(R12)与1931年开始商业化； 成为20世纪制冷剂的主流 CFC11(R12)于1932年也被商业化
❖ HFC和天然制冷剂（1990年以后）
1.制冷剂
（5）制冷剂的替代路线
目前制冷剂存在的问题：对臭氧层的破坏作用及温 室效应。
替代路线：
氟代烃 自然工质 氟袋醚
第二节 制冷理论循环
1.制冷剂
混合物制冷工质
➢ 共沸混合制冷工质（呈现单一制冷工质的特性，起单一 制冷工质的性质的作用）
表达方法：以5开头的三位数 如R500，R502 ➢ 非共沸混合制冷工质（混合制冷工质还保持组分物质的
某些特性） 表达方法：以4开头的三位数 如：R410A R407C
1.制冷剂
（4）制冷剂的发展历程
1. 卡若循环
从卡诺循环热效率可得出结论：
（1）卡若循环的热效率只决定于高温热源和低温热源的温度，可采用 增大高、低温差来提高热效率。
（2）卡诺循环的热效率总是小于1，不可能等于1。 （3）当T1=T2时，即只有一个热源，则热效率等于0。即指单一热源
的热发动机是不可能存在的，必须存在温差。 （4）卡诺循环的热效率与工质的性质无关。
冷凝器
高
压 （压缩）
压
蒸
液
气
蒸发器
体
节流装置
低压液体
（节流降压）
冷冻水系统
中央空调制冷系统
中央空调器制冷循环系统（三个）：
制冷剂循环系统 冷冻水循环系统 冷却水循环系统
制冷设备有：压缩机、冷凝器、蒸发器、节流阀及一些 辅助设备。
空调系统冷热源
冷热源指根据条件需要能够提供大量冷量、热量 的机械设备。
（2）2—3等温过程
从低温热源中吸取热量为q2，循环所消耗的功为w，熵增加了 q2/T2;
根据热力学第一定律：q1=q2+w，整个循环可逆，总熵不变， 则 有：q1/T1=q2/T2=(q1+W)/T2
1.制冷剂（Refrigeration）
（2）对制冷剂的要求和选用原则： 理想制冷剂应具备：价格低廉，易得，安全，可
靠。
1.制冷剂
（2）对制冷剂的具体要求和选用原则：
a.临界温度较高，在常温或普通温度下能够液化； b.蒸发压力不能低于大气压力，避免空气漏入制冷系统，冷凝压力不能太高，
避免压缩机和冷凝设备系统庞大； c.凝固温度低，以免制冷剂在蒸发温度下凝固； d.黏度和密度要小，以减小制冷剂在系统中的流动损失； e.热导率高，以提高系统中各个换热器制冷剂侧的传热系数； f.等熵指数小，以减小压缩过程中的耗功； g.液体比热小，使节流过程损失减小； h.不燃烧，不爆炸，无毒，对金属不起腐蚀作用，与润滑油不起化学作用，
氟利昂通式： CmHnFxClyBrz
两者的符号可表示为：R(m-1)(n+1)(x)B(z)
如：二氟二氯甲烷(CF2Cl2)
R12
五氟乙烷（C2HF5）
R125
➢无机物表达方法：编号首位为7，7后面的数 字是
该无机物的分子量。
如：R717
NH3 R744
CO2
注：600系列制定用于一些有机制冷工质。如R600指丁烷，R600a指的是异丁烷
卡诺循环是一种理想的可逆循环。在实际过程中，无法实现没有温差 下的等温传热过程，也不可能实现没有摩擦损失的等熵过程。
可逆状态下的卡诺循环发动机是无法实现的。
1. 卡诺循环
1.2 逆卡诺循环
1. 卡诺循环
1.2 逆卡诺循环的热力过程分析： （1）4—1定温压缩过程
工质在定温压缩过程中向高温热源放出热量为q1,同时熵减少 了q1/T1;
高温热源T1
揭示了热机循环热效率不 能达到100%和实现低温物
Q1 W0 E
Q2
体向高温物体转移热量必 Q2 须以耗功为其补偿。
低温热源T2
热效率最高只能达 到多少？怎样提高 热效率？
1. 卡诺循环
卡诺循环是在一定温限范围内热效率最高的循环。 有两个等温过程和两个等熵（绝热）过程组成的循环系统。
1.1 正向卡诺循环
例如：大型建筑中 冷源指：冷水机组供冷 热源指：锅炉供热
空调冷热源工程
提纲
一、冷源设备 二、热源设备 三、冷热水机组 四、冷热源辅助设备 五、空调冷热源的选择与评价
一、冷源设备
1.制冷剂：
（1）制冷剂：是制冷系统中的制冷工质，在 制冷系统中，在低温下蒸发吸收热量，在高 温下经过冷凝放出热量，将热量不断地从被 冷却物体中取出并转移到周围环境中去，制 冷剂是在一个封闭的制冷系统中不断循环流 动。
高温下不分解，对人体无害； i.价格便宜，便于获得； j.对人类生态环境无破坏作用
1.制冷剂
（3）制冷剂的种类及表示方法 单一制冷工质
➢ 氟利昂和烷烃类 ➢ 无机物
混合物制冷工质
➢ 共沸混合物制冷工质 ➢ 非共沸混合物制冷工质
1.制冷剂
•单一制冷工质的表达方法
➢烷烃类表达通式：CmH2m+2
1. 卡诺循环
正卡诺循环的热力过程分析：
（1）3—4 等温过程
工质由状态3等温压缩，并向恒温热源T2放出热量Q2而到状态4；
（2）绝热过程
绝热过程，工质由状态4通过绝热压缩达到状态1；
（3）等温膨胀
工质从状态1，在等温下由恒温热源T1吸取热量q1变化到状态2；
（4）绝热膨胀
工质由状态2进行绝热膨胀恢复到原来状态3
空调系统冷热源
什么是空调冷热源
1.家用空调系统
家用空调制冷原理
wk.baidu.com制冷循环系统：
外界空气
低
压缩机
高温高压蒸气（高温高压蒸气）
冷凝器
高
压 （压缩）
压
蒸
液
气
蒸发器
体
节流装置
低压液体
（节流降压）
室内空气
2.中央空调制冷系统
中央空调制冷系统
中央空调制冷系统
冷却水系统
低
压缩机
高温高压蒸气（高温高压蒸气）
乙乙醚醚 （1805）
二二乙乙醚醚（（1813843）4） 蒸蒸气气压压缩缩式式制制冷冷循循环环
橡胶馏化物
制冷剂的筛选由易获得性转向了安全性和性能参数
二氯乙烷异构体 （R1130）
第一台离心压缩机
混合物 （1885）
1.制冷剂
（4）制冷剂的发展历程
❖ CFC和HCFC（1930～1990）
制冷装置：将物体温降至环境温度之下，并维 持此温度的装置，成为制冷装置。
制冷循环：制冷装置中的工质循环。
分类：压缩制冷循环、吸收式制冷循环、 蒸汽喷射制冷循环以及半导体制冷等。
1. 卡诺循环
热力学第一定律：
进入系统的能量-离开系统的能量=系统中储存能量的增加 热力学第二定律：
不可能制造出从单一热源吸热，使之全部转化成为功而不留下其他 任何变化的热力发动机。
CFC(R12)与1931年开始商业化； 成为20世纪制冷剂的主流 CFC11(R12)于1932年也被商业化
❖ HFC和天然制冷剂（1990年以后）
1.制冷剂
（5）制冷剂的替代路线
目前制冷剂存在的问题：对臭氧层的破坏作用及温 室效应。
替代路线：
氟代烃 自然工质 氟袋醚
第二节 制冷理论循环
1.制冷剂
混合物制冷工质
➢ 共沸混合制冷工质（呈现单一制冷工质的特性，起单一 制冷工质的性质的作用）
表达方法：以5开头的三位数 如R500，R502 ➢ 非共沸混合制冷工质（混合制冷工质还保持组分物质的
某些特性） 表达方法：以4开头的三位数 如：R410A R407C
1.制冷剂
（4）制冷剂的发展历程
1. 卡若循环
从卡诺循环热效率可得出结论：
（1）卡若循环的热效率只决定于高温热源和低温热源的温度，可采用 增大高、低温差来提高热效率。
（2）卡诺循环的热效率总是小于1，不可能等于1。 （3）当T1=T2时，即只有一个热源，则热效率等于0。即指单一热源
的热发动机是不可能存在的，必须存在温差。 （4）卡诺循环的热效率与工质的性质无关。
冷凝器
高
压 （压缩）
压
蒸
液
气
蒸发器
体
节流装置
低压液体
（节流降压）
冷冻水系统
中央空调制冷系统
中央空调器制冷循环系统（三个）：
制冷剂循环系统 冷冻水循环系统 冷却水循环系统
制冷设备有：压缩机、冷凝器、蒸发器、节流阀及一些 辅助设备。
空调系统冷热源
冷热源指根据条件需要能够提供大量冷量、热量 的机械设备。
（2）2—3等温过程
从低温热源中吸取热量为q2，循环所消耗的功为w，熵增加了 q2/T2;
根据热力学第一定律：q1=q2+w，整个循环可逆，总熵不变， 则 有：q1/T1=q2/T2=(q1+W)/T2
1.制冷剂（Refrigeration）
（2）对制冷剂的要求和选用原则： 理想制冷剂应具备：价格低廉，易得，安全，可
靠。
1.制冷剂
（2）对制冷剂的具体要求和选用原则：
a.临界温度较高，在常温或普通温度下能够液化； b.蒸发压力不能低于大气压力，避免空气漏入制冷系统，冷凝压力不能太高，
避免压缩机和冷凝设备系统庞大； c.凝固温度低，以免制冷剂在蒸发温度下凝固； d.黏度和密度要小，以减小制冷剂在系统中的流动损失； e.热导率高，以提高系统中各个换热器制冷剂侧的传热系数； f.等熵指数小，以减小压缩过程中的耗功； g.液体比热小，使节流过程损失减小； h.不燃烧，不爆炸，无毒，对金属不起腐蚀作用，与润滑油不起化学作用，
氟利昂通式： CmHnFxClyBrz
两者的符号可表示为：R(m-1)(n+1)(x)B(z)
如：二氟二氯甲烷(CF2Cl2)
R12
五氟乙烷（C2HF5）
R125
➢无机物表达方法：编号首位为7，7后面的数 字是
该无机物的分子量。
如：R717
NH3 R744
CO2
注：600系列制定用于一些有机制冷工质。如R600指丁烷，R600a指的是异丁烷
卡诺循环是一种理想的可逆循环。在实际过程中，无法实现没有温差 下的等温传热过程，也不可能实现没有摩擦损失的等熵过程。
可逆状态下的卡诺循环发动机是无法实现的。
1. 卡诺循环
1.2 逆卡诺循环
1. 卡诺循环
1.2 逆卡诺循环的热力过程分析： （1）4—1定温压缩过程
工质在定温压缩过程中向高温热源放出热量为q1,同时熵减少 了q1/T1;
高温热源T1
揭示了热机循环热效率不 能达到100%和实现低温物
Q1 W0 E
Q2
体向高温物体转移热量必 Q2 须以耗功为其补偿。
低温热源T2
热效率最高只能达 到多少？怎样提高 热效率？
1. 卡诺循环
卡诺循环是在一定温限范围内热效率最高的循环。 有两个等温过程和两个等熵（绝热）过程组成的循环系统。
1.1 正向卡诺循环
例如：大型建筑中 冷源指：冷水机组供冷 热源指：锅炉供热
空调冷热源工程
提纲
一、冷源设备 二、热源设备 三、冷热水机组 四、冷热源辅助设备 五、空调冷热源的选择与评价
一、冷源设备
1.制冷剂：
（1）制冷剂：是制冷系统中的制冷工质，在 制冷系统中，在低温下蒸发吸收热量，在高 温下经过冷凝放出热量，将热量不断地从被 冷却物体中取出并转移到周围环境中去，制 冷剂是在一个封闭的制冷系统中不断循环流 动。
高温下不分解，对人体无害； i.价格便宜，便于获得； j.对人类生态环境无破坏作用
1.制冷剂
（3）制冷剂的种类及表示方法 单一制冷工质
➢ 氟利昂和烷烃类 ➢ 无机物
混合物制冷工质
➢ 共沸混合物制冷工质 ➢ 非共沸混合物制冷工质
1.制冷剂
•单一制冷工质的表达方法
➢烷烃类表达通式：CmH2m+2
1. 卡诺循环
正卡诺循环的热力过程分析：
（1）3—4 等温过程
工质由状态3等温压缩，并向恒温热源T2放出热量Q2而到状态4；
（2）绝热过程
绝热过程，工质由状态4通过绝热压缩达到状态1；
（3）等温膨胀
工质从状态1，在等温下由恒温热源T1吸取热量q1变化到状态2；
（4）绝热膨胀
工质由状态2进行绝热膨胀恢复到原来状态3
空调系统冷热源
什么是空调冷热源
1.家用空调系统
家用空调制冷原理
wk.baidu.com制冷循环系统：
外界空气
低
压缩机
高温高压蒸气（高温高压蒸气）
冷凝器
高
压 （压缩）
压
蒸
液
气
蒸发器
体
节流装置
低压液体
（节流降压）
室内空气
2.中央空调制冷系统
中央空调制冷系统
中央空调制冷系统
冷却水系统
低
压缩机
高温高压蒸气（高温高压蒸气）