制冷技术与空调原理教材-1-PPT课件

总则 制冷技术与空调原理
第一节 基本概念
1、制冷：就是把某一物体或空间（包括空间内的物 体）的温度降低到低于环境介质的温度，并保持这 一低温状态的过程。 2、冷却：冷却是可以自发地进行，但高温物体的温 度不可能降低到低于环境介质的温度。 3、制冷机：为了达到和保持某一物体或空间（包括 空间内的物体）的温度的目的，不断地将该物体或 空间的热量以及由外界传入的热量转移到外界环境 中去，这一非自发的过程，需要消耗外界能量来进 行补偿，实现这一过程所需要的设备称为制冷机。
二、有温差传热的逆卡诺循环
论点要点：面积不能无限大；温度只能接近；
无温差传热的逆卡诺循环
T T
有温差传热的逆卡诺循环
T 3’ 2 2 T’ T T2’ 2’
3
3 4
4’ 5 绝热压缩 6 1 1’
T2
4
1
T2
绝热 膨胀
5 可逆等温 压缩
6
s 可逆等温 膨胀
s
第三节 具有变温热源的理想制冷循环 ——劳伦兹循环
8、天然冷源：如深井水、冬天贮冰，但它受 到季节、地域、贮存条件等限制。 9、人工制冷的方法：相变制冷、气体膨胀制 冷、热电制冷等。 10、相变制冷：利用物质由液态变为气相时 的吸热效应来获取冷量的方法。 此方法在实际应用中占绝大多数，具体应 用的有蒸汽压缩式、吸收式、蒸汽喷射式、 吸附式等四种制冷方式。 11、气体膨胀制冷：将高压气体作绝热膨胀， 使其压力、温度下降，利用降温后气体来吸 取被冷却物体的热量，从而达到制冷目的。
12、热电制冷：又称为温差电制冷或半导体 制冷。它是建立在珀尔帖效应的原理上的一 种新型的制冷应用。基本模型是：将两种不 同的材料的一端彼此连接起来，另一端接上 电源。，则在一端将会产生吸热（制冷）效 应，，另一端产生放热效应。
第二节 制冷技术的应用范围
1、食品的冷加工、冷藏及冷藏运输； 2、空气调节； 3、工业生产； 4、产品性能试验； 5、医疗、制药、生物工程； 6、建筑工业等。
4、制冷剂：就是制冷机中使用的工作介质。 制冷剂在制冷机循环流动。 5、空气调节（简称空调）：就是通过对室内 空间的空气参数——温度、湿度、流动速度、 清洁度等的调节，将室内空气参数控制在一 定技术要求范围内，以满足生产工艺或人们 对舒适环境的需求。 6、制冷与空调的关系：制冷与空调是两个密 切相关的学科。空调是制冷技术的重要应用 之一。 7、制冷方法：分为天然冷源和人工制冷两大 类。
等压线—— 水平线 p 等焓线——垂直线 等温线——液态区垂直线 两相区水平线 过热区右下方弯曲线 等熵线——向右上方倾斜实线 等容线——向右上方倾斜点化线 等干线——只存在于两相区 其方向视干度大小定
t K s
ν
χ=0
χ
χ p χ=1
h
二、单级蒸汽压缩式制冷理想循环
冷凝器 p 3 2’ 2
膨胀阀
劳伦兹循环：如果热源的热容量有限，在与制冷剂进行热交 换的过程中，热源的温度也将发生变化，即被冷却物体 （冷源）的温度将由T1逐渐下降到T4，环境介质（热源） 的温度将由T3逐渐升高到T2。
T T2 Tm T3 T1 Tom T4 4 3 3’ 2 2’
1 4’
6
5循环
第一节 单级蒸汽压缩式制冷的工作原理 一、压—焓图（p-h图） p
2、稳定流动能量方程式 Q+N=G（h2-h1）
Q——单位时间内加给系统的热量（kW） N——单位时间内加给系统的功（kW） G——流进或流出该系统的质量流量（m3/h） h1——流体流入系统时的比焓（kJ/kg） h2——流体流出系统时的比焓（kJ/kg）
二、热力学第二定律（简称开尔文定律） 1、热力学第二定律：不可能从单一热源取热 使之完全变为功而不引起其他变化；不可能 把热从低温物体传到高温物体而不引起其他 变化。
第一章 热力学原理
第一节 热力学基本定律
一、热力学第一定律及稳定流动能量方程式 1、热力学第一定律（简称能量守恒定律）： 是能量守恒和转换定律在具有热现象的能量 转换中的应用。它指出：自然界一切物质都 具有能量，物质从一种形式转换为另一种形 式，从一个物体传递给另一个物体，在转换 和传递过程中能量的数量不变。
压缩机
4 1
蒸发器
h
三、单级蒸汽压缩式制冷实际循环
p
3’ 3 2 2’
4’
4
1
1’
h
第三章 制冷剂及载冷剂
第一节 对制冷剂的要求及制冷剂分类
一、对制冷剂的要求 制冷剂应具有较好的热力性质和物理、化学性质，具体要求如下： 1、临界温度不太低，以便在常温下及普通低温下能够液化 2、工作温度范围内具有适宜的饱和蒸汽压力 3、单位制冷量大 4、粘度和密度小，以减少流动阻力 5、热导率高，以减少换热设备的传热面积 6、不燃烧、不爆炸、无毒，对金属材料不腐蚀、与润滑油不发生化学作 用、高温下不分解 7、绝热指数小，可降低排气温度 8、凝固温度低 9、应具有良好的电绝缘性能 10、价格低廉 11、对人类生态环境无破坏作用 12、单位容积压缩功率小
2、热力学第二定律揭示了热力过程的方向性。确定 了人工制冷可行性。 3、制冷模型的建立：在人工制冷过程中，由于消耗 了外界一定的能量（机械或热能）作为补偿，就 能完成将热量从低温物体（被冷却介质）传向高 温物体（环境介质）的过程，从而实现制取冷量 的目的。
第二节逆卡诺循环
一、无温差传热的逆卡诺循环——由两个可逆变的 等温过程和两个可逆绝热过程组成，循环沿逆时 针方向进行。它是工作在一个恒温热源和一个恒 温冷源之间的理想循环。
第三节 制冷技术发展史
一、制冷技术发展史 1、1834年美国人试制成功第一台乙醚闭式循 环蒸汽压缩式制冷机； 2、1844年美国医生高里建立了第一座空调室； 3、1875年林德提出氨蒸汽压缩式制冷机； 4、1918年美国工程师COPELAND发明了世界上 第一台家用冰箱；
5、1930年密其来首次发现氟利昂，给制冷技 术带来新的变革，使氟利昂制冷机得到飞跃 发展； 6、氟利昂制冷机带来问题： A、大气臭氧层空洞； B、全球变暖； C、原因所在：部分氟利昂工质（CFCs） 7、解决办法： A、禁止使用氟利昂工质CFCs； B、开发无污染工质； C、利用太阳能；