制冷空调原理培训教程资料
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制冷与空调技术与维修培训[1]
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技术融合
将不同领域的先进技术进行融合，创新制冷空调 技术，提高制冷效率和环保性能。
06
安全操作规范及事故应急处理
安全操作规范及注意事项
严格遵守安全操作规程
在进行制冷与空调设备维修时，必须按照安全操作规程进 行，确保操作过程的安全性。
使用合格的工具和设备
使用符合标准、质量可靠的专用工具和设备进行维修操作 ，避免因工具问题引发事故。
清洗冷凝器和蒸发器表面污垢，检查冷媒流动情况，确保热交换效 率。
制冷系统检漏与充注
使用专业仪器检测制冷系统泄漏，及时补充冷媒，确保系统制冷效 果。
空调设备维护保养
风机与电机维护
清洗风机叶片，检查电机 运行状况，更换磨损部件 ，确保空气循环畅通。
空气过滤器更换
定期更换空气过滤器，保 证空气质量，减少设备内 部污染。
制冷设备维护与保养
了解制冷设备的日常维护、保养方法 和注意事项。
空调设备维修技能
空调系统组成与工作原理
掌握空调系统的基本组成、工作原理及主要部件的功能。
空调设备维护与保养
了解空调设备的日常维护、保养方法和注意事项。
空调设备检修与更换
熟悉空调设备常见故障的检修流程，能够更换损坏的部件。
制冷与空调设备故障诊断与排除Байду номын сангаас
熟悉制冷与空调系统的验 收标准，如设备运行稳定 性、系统能效比、室内环 境参数等。
问题处理
掌握在试运行过程中出现 问题的处理方法，如设备 故障排查、系统参数调整 等。
04
制冷与空调设备维护保养
制冷设备维护保养
压缩机维护
定期检查压缩机运行状态，清洗散热片，更换润滑油，确保压缩 机正常运行。
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。
制冷空调系列讲座(第一讲)
第一讲/共七讲
• 传热现象应用：在制冷装置中的许 传热现象应用：
多热交换器都涉及到各种传热过程 。例如冷凝器中的制冷剂蒸气在管 内凝结放热，冷却介质在管外吸热 ，蒸气凝结时放出的潜热穿过管壁 传递到冷却介质中去。
• 热流密度：又称“热流速率”或“ 热流密度：
热通量”。单位时间内通过单位面 积的热量。常用q表示，单位为 W/m2
•
熔化： 固态→液态 【吸热】 凝固： 液态→固态 【放热】 汽化： 液态→气态 【吸热】 液化： 气态→液态 【放热】 升华： 固态→气态 【吸热】 凝华： 气态→固态 【放热】
第一讲/共七讲
• 能量 能量是物理学中描写一个系统或一个过程的
一个量。一个系统到底有多少能量在物理中 并不是一个确定的值，它随着对这个系统的 描写而变换。 人体在生命活动过程中，一切 生命活动都需要能量，如物质代谢的合成反 应、肌肉收缩、腺体分泌等等。
• 相平衡：系统中各相之间的相互转变达到 • 力平衡：系统中各部分的相互作用力等于
零，不产生任何宏观位移时所达到的平衡 称“力平衡”
第一讲/共七讲
• 熵 (entropy):是表示任何一种能量在空
间中分布的均匀程度。能量分布越均匀 ，熵就越大。熵是混乱和无序的度量。
• 焓（enthalpy):是湿空气的一个重要参
第一讲/共七讲
• 内能是一种与热运动有关的能量， 内能
把物体内所有分子作无规则运动的 动能和分子势能的总和叫做物体的 内能(internal energy)。内能的 单位是焦。
• 一切物体都具有内能。内能是态函
数。真实气体的内能是温度和体积 的函数。理想气体的分子间无相互 作用，其内能只是温度的函数。
第一讲/共七讲
第一讲/共七讲
• 传热现象应用：在制冷装置中的许 传热现象应用：
多热交换器都涉及到各种传热过程 。例如冷凝器中的制冷剂蒸气在管 内凝结放热，冷却介质在管外吸热 ，蒸气凝结时放出的潜热穿过管壁 传递到冷却介质中去。
• 热流密度：又称“热流速率”或“ 热流密度：
热通量”。单位时间内通过单位面 积的热量。常用q表示，单位为 W/m2
•
熔化： 固态→液态 【吸热】 凝固： 液态→固态 【放热】 汽化： 液态→气态 【吸热】 液化： 气态→液态 【放热】 升华： 固态→气态 【吸热】 凝华： 气态→固态 【放热】
第一讲/共七讲
• 能量 能量是物理学中描写一个系统或一个过程的
一个量。一个系统到底有多少能量在物理中 并不是一个确定的值，它随着对这个系统的 描写而变换。 人体在生命活动过程中，一切 生命活动都需要能量，如物质代谢的合成反 应、肌肉收缩、腺体分泌等等。
• 相平衡：系统中各相之间的相互转变达到 • 力平衡：系统中各部分的相互作用力等于
零，不产生任何宏观位移时所达到的平衡 称“力平衡”
第一讲/共七讲
• 熵 (entropy):是表示任何一种能量在空
间中分布的均匀程度。能量分布越均匀 ，熵就越大。熵是混乱和无序的度量。
• 焓（enthalpy):是湿空气的一个重要参
第一讲/共七讲
• 内能是一种与热运动有关的能量， 内能
把物体内所有分子作无规则运动的 动能和分子势能的总和叫做物体的 内能(internal energy)。内能的 单位是焦。
• 一切物体都具有内能。内能是态函
数。真实气体的内能是温度和体积 的函数。理想气体的分子间无相互 作用，其内能只是温度的函数。
第一讲/共七讲
第一讲/共七讲
制冷系统原理培训---建大痞子
冷媒量（g）
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谢谢！
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2.2基本概念
显热 显热即指引起物质温度变化的热量 如果加热某种物质，使其温度升高，则加入的热量称为显热。 同样如果冷却某种物质，使其温度降低，则释放的热量 也称 为显热。 显热可以通过温度的变化测量出来。
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潜热 使物质状态发生改变，而不改变温度的热量称为潜热。
这种物质“状态的改变”可以是固态和液态之间的转变，也 可以是液态和气态之间的转变。
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饱和
液体蒸发时，液体内部平均动能较大的分子不断逸出液 面成为蒸气，但同时蒸气中也有分子回到液体内。当在同 一时间内，逸出液面的分子数和回入液体的分子数相等时， 液面上方的蒸气密度不再增大，此时的状态称为饱和状 态 。在饱和状态下的液体称为饱和液体，其对应的蒸气 是饱和蒸气 。
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过冷
将制冷剂冷却到冷凝温度以下，使制冷剂处于一种完全液态 的 状 态，我们称该制冷剂处于过冷状态。 过冷度：指某种液体温度低于其饱和温度，低于饱和温度的 值即是过冷度。
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2、等压过程
P＝常量 在等压过程中，理想气体吸收的热量一部分用来增加气体的 内能，另一部分使气体对外做功。如图：
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3、等容过程
V=常量 在等容过程中，由于气体的体积保持不变，气体不对 外作功 ，这表明在等容过程中气体吸收的热量全部用来 增加气体的内能。如图：
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4、绝热过程
在气体状态发生变化的过程中，如果它与外界之间没有热量 传递，这种过程称为绝热过程，实际上，绝对的绝热过程 是没有的，但在过程中，如果系统和外界之间传递的热量 很小，以致可以忽略不计。 绝热过程的曲线图如右图：
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5.1.3、毛细管的变化对系统的影响
制冷培训资料-A10
2023《制冷培训资料-a10》•制冷原理介绍•制冷剂与载冷剂•制冷压缩机与冷凝器•制冷系统的控制元件目•制冷系统的管道与阀门•制冷系统的安全保护装置录01制冷原理介绍1制冷的基本概念23利用制冷技术使制冷介质在低温下保持其固态或液态，以达到制冷效果。
制冷用于制冷技术的介质，通常为氟利昂、氨、二氧化碳等。
制冷剂制冷过程中，制冷剂在蒸发器、压缩机、冷凝器、膨胀阀等部件之间循环流动的过程。
制冷循环制冷系统的组成将制冷剂压缩成高压气体，提供动力。
制冷压缩机冷凝器膨胀阀蒸发器将高温高压的制冷剂气体冷却成液体。
控制制冷剂的流量，使制冷剂在蒸发器中充分蒸发。
使制冷剂在低温下蒸发，吸收热量，达到制冷效果。
制冷技术的发展利用冰块、天然冰雪等作为冷却剂，主要用于食品保鲜和冷藏。
早期制冷技术利用压缩机制冷剂，实现制冷循环，具有较高的制冷效率。
压缩式制冷技术利用热能驱动制冷剂吸收剂，实现制冷循环，主要用于大型制冷设备和特殊场合。
吸收式制冷技术利用蒸汽压缩式制冷循环，具有较高的制冷效率和可靠性，是目前应用最广泛的制冷技术之一。
蒸汽压缩式制冷技术02制冷剂与载冷剂按性质分为单一制冷剂和混合制冷剂。
按照成分分为无机化合物、有机化合物、混合物及共沸物。
按氟氯烃含量分为氟利昂、低氟利昂和无氟利昂。
制冷剂的类型化学性质稳定，无毒，但会破坏臭氧层。
R12制冷剂对大气臭氧层有破坏作用，不宜长期使用。
R22制冷剂环保型制冷剂，具有较低的全球变暖潜能值（GWP）。
R134a制冷剂环保型制冷剂，具有较低的GWP。
R600a制冷剂常用制冷剂的特性载冷剂的种类与特性具有高热容量、无毒、不易燃、价格低廉等优点。
水盐水乙二醇水溶液氟化物具有较低的凝固点，但腐蚀性较强。
凝固点低，传热效果好，但腐蚀性较强。
凝固点低，化学性质稳定，但价格较高。
03制冷压缩机与冷凝器类型制冷压缩机主要有活塞式、螺杆式、离心式等类型。
工作原理活塞式制冷压缩机的工作原理是通过活塞在气缸内往复运动来压缩气体；螺杆式制冷压缩机的工作原理是利用螺杆的旋转运动来压缩气体；离心式制冷压缩机的工作原理是利用叶轮的旋转运动来压缩气体。
制冷与空调设备运行操作作业培训教程
采用高效压缩机是制冷设备节能 减排的重要手段之一。通过改进 压缩机设计、优化运行参数等方 式，可以提高压缩机的效率，减
少能源消耗。
热回收技术
在制冷过程中，利用热回收技术 将产生的热量进行回收利用，可 以减少对外部环境的热量排放，
从而达到节能减排的效果。
智能化控制技术
采用智能化控制技术，根据制冷 设备的运行状态和外部环境条件 ，自动调节压缩机的运行参数，
启动前检查
在启动制冷设备前，应检查设备周围环境，确保没有杂物阻碍设备运 行，同时检查设备各部件是否正常，如发现异常应及时处理。
安全防护装置
操作制冷设备时，应确保设备的安全防护装置正常工作，如安全阀、 压力表、温度计等，定期检查并保持其准确性和可靠性。
操作规程
操作制冷设备时应按照规定的操作规程进行，避免因操作不当导致设 备损坏或人员伤亡。
技术发展历程
节能减排技术在制冷与空调设备领域的发展经历了多个阶段，从最初的 简单节能技术到现在的智能化、综合化节能技术，技术水平不断提高。
03
技术应用现状
目前，节能减排技术在制冷与空调设备领域的应用已经非常广泛，不仅
在商业和工业领域得到广泛应用，也在家庭领域得到普及。
制冷设备节能减排技术
高效压缩机技术
风量调节
调节空调风量时应根据实际需要选择合适的风量 ，避免过大或过小影响室内空气质量和能源消耗 。
定期清洗
空调设备应定期进行清洗和维护，包括清洗滤网 、冷凝器等部件，确保设备正常运行和室内空气 质量。
紧急情况处理与预防措施
紧急停机
在遇到紧急情况时，应立即按下紧急停机按钮，停止设备运行，并采取相应的 紧急处理措施。
目的。
制冷剂
制冷剂是制冷循环中的工作介质， 通过吸热和放热实现制冷效果。常 用的制冷剂有氟利昂、氨等。
少能源消耗。
热回收技术
在制冷过程中，利用热回收技术 将产生的热量进行回收利用，可 以减少对外部环境的热量排放，
从而达到节能减排的效果。
智能化控制技术
采用智能化控制技术，根据制冷 设备的运行状态和外部环境条件 ，自动调节压缩机的运行参数，
启动前检查
在启动制冷设备前，应检查设备周围环境，确保没有杂物阻碍设备运 行，同时检查设备各部件是否正常，如发现异常应及时处理。
安全防护装置
操作制冷设备时，应确保设备的安全防护装置正常工作，如安全阀、 压力表、温度计等，定期检查并保持其准确性和可靠性。
操作规程
操作制冷设备时应按照规定的操作规程进行，避免因操作不当导致设 备损坏或人员伤亡。
技术发展历程
节能减排技术在制冷与空调设备领域的发展经历了多个阶段，从最初的 简单节能技术到现在的智能化、综合化节能技术，技术水平不断提高。
03
技术应用现状
目前，节能减排技术在制冷与空调设备领域的应用已经非常广泛，不仅
在商业和工业领域得到广泛应用，也在家庭领域得到普及。
制冷设备节能减排技术
高效压缩机技术
风量调节
调节空调风量时应根据实际需要选择合适的风量 ，避免过大或过小影响室内空气质量和能源消耗 。
定期清洗
空调设备应定期进行清洗和维护，包括清洗滤网 、冷凝器等部件，确保设备正常运行和室内空气 质量。
紧急情况处理与预防措施
紧急停机
在遇到紧急情况时，应立即按下紧急停机按钮，停止设备运行，并采取相应的 紧急处理措施。
目的。
制冷剂
制冷剂是制冷循环中的工作介质， 通过吸热和放热实现制冷效果。常 用的制冷剂有氟利昂、氨等。
空调制冷基础培训ppt课件
–43.56 (–46.40)
饱和蒸汽压力（液体在25°C (77°F)）
kPa (psia)
1174 (170.29)
液体密度（在25°C (77°F)）
kg/m3 (lb/ft3 )
1134 (70.8)
饱和蒸汽密度（在25°C (77°F)）
kg/m3 (lb/ft3 )
41.98 (2.62)
第六部分 空调机组的维护与保养
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一 空调机组的维护与保养准则
由于空调设备的专业性和特殊性，其维修准 则应尽可能采用专业维修和操作人员维护相结合的 方式，明确维护与维修并重，并以维护为基础，预 防为主的原则，大力加强日常维护与保养工作。
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二 维护与保养的基本内容
1.重在落实： 建立健全各项必要而简明的规章制度
和蒸发器的压力可以自动达到平衡，减轻了再次启
动时电动机的负荷；但对制冷剂流量的调节能力很
低。
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八 过滤器
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九、视液镜
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十、电磁阀
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第四部分 风道系统
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1. 电动机
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2. 风机
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2.重在预防： 建立设备预修计划制度
3.重在实践： 加强常规测试手段
4.重在学习： 开展技术培训及技术革新
5.重在坚持： 操作维护人员保持相对的稳定
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三 压缩机的检修内容
1.检查压缩机运转声音，检测运转时的机身温度。 2.检测压缩机绕组阻值、工作电流、压缩机绝缘性能。 3.检查吸排气压力，检测高、低压维修阀等易损部件。 4.校验高低压保护、过温保护装置。 5.检查压缩机接触器等电器部件。 6.检查压缩机有无过冷过热现象，检测吸、排气压力是否正
制冷培训一--制冷原理
双级压缩制冷循环是将压缩过程分为两个阶段进行。来自蒸发器的低压气体（压力为P0）先经过低 压级压缩机压缩至中间压力（Pm），经过中间冷却器冷却后再进入高压级压缩机，压缩到冷凝压力（Pk） 排入到冷凝器中。采用双级压缩要比单级压缩多一台压缩机、一个中间冷却器、一只节流阀，投资成本 增加。因此，只有在低蒸发温度时采用双级压缩才较为合理。
强烈的刺激性气味会引起窒息，但有利于发现泄漏；氨与水结合显碱性，可用石蕊（变蓝）或酚酞 （变红）试纸检漏，但不要用肥皂水检漏。
２）氟利昂 氟利昂是碳氢化合物的卤（氟、氯、溴）代物的总称。 不含氢的卤代烃称为氯氟化碳，简写成CFC；例如：R12。 含氢的卤代烃称为氢氯氟化碳，简写成HCFC；例如：R22。 不含氯的卤代烃称为氢氟化碳，简写成HFC；例如：R134a。
2022/2/19
制冷原理
4）节流阀：将从冷凝器冷凝的制冷剂液体节流降压（降到蒸发压力）后进入蒸发器，同时控制和调节 制冷剂的流量，并将系统分为高压侧和低压侧两部分。
在实际的制冷系统中，为了提高运行的经济性、可靠性和安全性，还设有一些辅助设备，如气液分 离器、油分离器、油冷却器、空气分离器、贮液器、集油器、过滤器以及安全附件、阀门等。两级（双 级）压缩蒸汽式制冷循环： 双级压缩制冷循环的原理：
在氨系统中，氨与油几乎互不相溶，并且油比氨重，沉积在氨的下面，可以很方便地从设备的底 部将油放出。放油必须使用集油器放油，严禁从带有压力的设备中直接向外放油。
在氟利昂系统中：在冷凝器、贮液器等高温设备中，氟利昂与油互溶，对换热影响不大。 在蒸发器等低温设备中，随着氟利昂蒸发以及温度的降低，油会分离出来，附着在换热器表面， 影响热交换。 4、冷冻机油使用过程中应注意的事项： 采购、使用符合标准的冷冻机油。 按制冷机组使用说明书的规定，选用冷冻机油牌号。 充灌过程中防止混进水分和杂质。 在油的循环使用过程中要对油进行冷却、过滤。 定期更换（油的粘度如果下降15%需要更换新油）。 初次使用的机器，要经常检查、清洗过滤器，并根据油的污染情况决定是否更换新油。
强烈的刺激性气味会引起窒息，但有利于发现泄漏；氨与水结合显碱性，可用石蕊（变蓝）或酚酞 （变红）试纸检漏，但不要用肥皂水检漏。
２）氟利昂 氟利昂是碳氢化合物的卤（氟、氯、溴）代物的总称。 不含氢的卤代烃称为氯氟化碳，简写成CFC；例如：R12。 含氢的卤代烃称为氢氯氟化碳，简写成HCFC；例如：R22。 不含氯的卤代烃称为氢氟化碳，简写成HFC；例如：R134a。
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制冷原理
4）节流阀：将从冷凝器冷凝的制冷剂液体节流降压（降到蒸发压力）后进入蒸发器，同时控制和调节 制冷剂的流量，并将系统分为高压侧和低压侧两部分。
在实际的制冷系统中，为了提高运行的经济性、可靠性和安全性，还设有一些辅助设备，如气液分 离器、油分离器、油冷却器、空气分离器、贮液器、集油器、过滤器以及安全附件、阀门等。两级（双 级）压缩蒸汽式制冷循环： 双级压缩制冷循环的原理：
在氨系统中，氨与油几乎互不相溶，并且油比氨重，沉积在氨的下面，可以很方便地从设备的底 部将油放出。放油必须使用集油器放油，严禁从带有压力的设备中直接向外放油。
在氟利昂系统中：在冷凝器、贮液器等高温设备中，氟利昂与油互溶，对换热影响不大。 在蒸发器等低温设备中，随着氟利昂蒸发以及温度的降低，油会分离出来，附着在换热器表面， 影响热交换。 4、冷冻机油使用过程中应注意的事项： 采购、使用符合标准的冷冻机油。 按制冷机组使用说明书的规定，选用冷冻机油牌号。 充灌过程中防止混进水分和杂质。 在油的循环使用过程中要对油进行冷却、过滤。 定期更换（油的粘度如果下降15%需要更换新油）。 初次使用的机器，要经常检查、清洗过滤器，并根据油的污染情况决定是否更换新油。
制冷技术实用培训教程(doc 109页)
制冷技术实用培训教程(doc 109页)第一章制冷技术基本知识§1-1 概述一、何谓制冷日常生活中常说的“热”或“冷”是人体对温度高低感觉的反应。
在制冷技术中所说的冷，是指某空间内物体的温度低于周围环境介质（如水或空气）温度而言。
因此“制冷”就是使某一空间内物体的温度低于周围环境介质的温度，并连续维持这样一个温度的过程。
二、何谓人工制冷我们都知道，热量传递终是从高温物体传向低温物体，直至二者温度相等。
热量决不可能自发地从低温物体传向高温物体，这是自然界的可观规律。
然而，现代人类的生活与生产经常需要某个物体或空间的温度低于环境温度，甚至低得很多。
例如，储藏食品需要把食品冷却到０℃左右或－15℃左右，甚至更低。
而这种低温要求天然冷却是达不到的，要实现这一要求必须有另外的补偿过程（如消耗一定的功作为补偿过程）进行制冷。
这种借助于一种专门装置，消耗一定的外界能量，迫使热量从温度较低的被冷却物体或空间转移到温度较高的周围环境中去，得到人们所需要的各种低温，称谓人工制冷。
而这种装置就称谓制冷装置或制冷机。
三、人工制冷的方法人工制冷的方法主要有相变制冷、气体绝热膨胀制冷和半导体制冷三种。
１.相变制冷即利用物质相变的吸热效应实现制冷。
如冰融化时要吸取80 kcal/kg的熔解热；氨在１标准大气压下气化时要吸取327kcal/kg的气化潜热；干冰在１标准大气压下升华要吸取137kcal/kg的热量，其升华温度为－78.9℃。
２.气体绝热膨胀制冷：利用气体通过节流阀或膨胀机绝热膨胀时，对外输出膨胀功，同时温度降低，达到制冷的目的。
３.半导体制冷：珀尔帖效应告诉我们：两种不同金属组成的闭合电路中接上一个直流电源时，则一个接合点变冷，另一个接合点变热。
但是纯金属的珀尔帖效应很弱，且热量通过导线对冷热端有相互干扰，而用两种半导体（Ｎ型和Ｐ型）组成的直流闭合电路，则有明显的珀尔帖效应且冷热端无相互干扰。
因此，半导体制冷就是利用半导体的温差电效应实现制冷地。
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（二）热交换设备
制冷系统的热交换设备主要是冷凝 器和蒸发器，它们是制冷剂与外部热源 介质之间发生热交换的设备。
⒈ 冷凝器
用冷凝器将制冷剂从低温热源吸收的热量及 压缩后增加的热焓排放到高温热源。 空气冷却式 冷凝器按冷却方式
水冷式
蒸发冷却式 自然对流空气冷 却式冷凝器 强制对流空气冷 却式冷凝器
空气冷却式冷凝器中 根据管外空气流动方式
图2-31 蒸发式冷凝器结构原理
⒉ 蒸发器
蒸发器是制冷机中的冷量输出 设备。制冷剂在蒸发器中蒸发， 吸收低温热源介质（水或空气） 的热量，达到制冷的目的。
空气自然对流时 多采用光盘管结构
冷却空气的蒸发器
空气强制对流时 采用翅片管结构 冷却液体（水或其它液 体载冷剂）的蒸发器 壳管式 沉没式
图2-32 卧式满液式蒸发器结构
图2-27 自然对流空气冷却式冷凝器
1-肋片 2-传热管 3-上封板 4-左端板 5-进气集管 6-弯头 7-出液集管 8-下封板 9-前封板 10-通风机 11-装配螺钉
图2-28 空气强制对流冷凝器
图2-29 氨卧式壳管式冷凝器
图2-30 氟利昂套管式冷凝器
1-通风机 2-挡水栅 3-传热管组 4-水泵 5-滤网 6-补水阀 7-喷水嘴
热力学第二定律涉及的温度为热力学温度(K) T=273.16+t (1-29) 熵是热力学状态参数，是判别实际过程的方 向，提供过程能否实现、是否可逆的-30)
qrev是可逆过程的换热量，T为热源温度
可逆过程1-2的熵增
s s 2 s1 ds
（一）简单单级蒸气压缩式制冷 的理论循环计算
单级理论循环是建立在以下一些假设的基 础上的： （1）压缩过程为等熵过程，即在压缩 过程中不存在任何不可逆损失
（2）在冷凝器和蒸发器中，制冷剂 的冷凝温度等于冷却介质的温度，蒸发 温度等于被冷却介质的温度，且冷凝温 度和蒸发温度都是定值
（3）离开蒸发器和进入压缩机的制冷 剂蒸气为蒸发压力下的饱和蒸气，离开冷 凝器和进入膨胀阀的液体为冷凝压力下的 饱和液体 （4）制冷剂在管道内流动时，没有 流动阻力损失，忽略动能变化，除了蒸 发器和冷凝器内的管子外，制冷剂与管 外介质之间没有热交换 （5）制冷剂在流过节流装置时，流速 变化很小，可以忽略不计，且与外界环境 没有热交换
3．焓 焓 用符号H表示，单位是焦耳 （J） H= U+pV （内能+推动功） (1-5)
比焓 用符号h表示，单位是焦耳/千克 （J／kg） h u pv (1-6) 焓是一个状态参数。
焓也可以表示成另外两个独立状态参数的函数。 如：h=f(T,v) 或 h=f(p,T); h=f(p,v) 2 (1-9) h h dh h h
(1-3)
比总能
eu
1 2 c f gz 2
(1-4)
力学参数cf和z只取决于工质在参考系中的速度和高度
2.能量的传递和转化 能量从一个物体传递到另一个物体有两种方式 作功 借作功来传递能量总和物体宏观位移有关。 传热 借传热来传递能量无需物体的宏观移动。 推动功 因工质在开口系统中流动而传递的功 对开口系统进行功的计算时需要考虑这种功。 推动功只有在工质移动位置时才起作用。
内部储存能和外部储存能的和，即热力学能与宏观 运动动能及位能的总和 。 E－总能， Ek －动能 Ep －位能 E=U+Ek+Ep (1-2)
若工质质量m，速度cf，重力场中高度z
宏观动能
Ek 1 mc 2 f 2 E U
重力位能
1 mc 2 f mgz 2
E p mgz
工质的总能
Q W U U 2 U1
Q U W
(1-11)
图1-5 换热器能量平衡
图1-6 喷管能量转换
工质流经换热器时和外 界有热量交换而无功的 交换，动能差和位能差 也可忽略不计 1kg的工质吸热量
工质流经喷管和扩压 管时不对设备作功 ， 热量交换可忽略不计 1kg工质动能的增加 1 2 (c f 2 c 2 f 1 ) h1 h2 2
1 2 2
q rev
T
1
克劳修斯积分
q rev
T
=0 ＜0 ＞0
可逆循环 不可逆循环 不可能实行的循环
p、T状态下的比熵定义为
s p、T s p0、T0
p、T
q
T
p0、T0
(1-33)
2.热源温度不变时的逆向可逆循环 ——逆卡诺循环 当高温热源和低温热源随着过程的进行温度 不变时，具有两个可逆的等温过程和两个等 熵过程组成的逆向循环。 在相同温度范围内，它是消耗功最小的循 环，即热力学效率最高的制冷循环，因为它 没有任何不可逆损失。
1a 2 1b2
1
2
1
4．热力学第一定律的基本能量方程式
进入系统的能量-离开系统的能量=系统中储存能量的增加 (1-10)
4.1
闭口系统的能量平衡
工质从外界吸热Q后从状态1变化到2，对外作功 W。若工质宏观动能和位能的变化忽略不计，则 工质储存能的增加即为热力学能的增加Δ U
热力学第一定律的解析式
热力学能和总能
热力学能 用符号U表示，单位是焦耳 （J） 比热力学能 1kg物质的热力学能称比热力学能 用符号u表示，单位是焦耳/千克 （J／kg） 热力状态的单值函数。
热力学能
状态参数，与路径无关。 两个独立状态参数的函数 。
内部储存能 总能 外部储存能
热力学能 动 能 位 能
工质的总储存能
q h2 h1
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
热力学循环 正向循环 逆向循环 热能转化为机械功 消耗功
理想循环 循环除了一二个不可避免的不可逆过程外其 余均为可逆过程。可逆循环是理想循环。
图2-33 干式壳管蒸发器
图2-34 空气强制对流的蒸发器及其肋片管型式 a) 蒸发器 b) 绕片管 c) 套片管 1-传热管 2-肋片 3-挡板 4-通风机 5-集气管 6-分液器
第一节 制冷与低温原理的热工基础
1.1.1 制冷与低温原理的热力学基础
1.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。
制冷系统的热交换设备主要是冷凝 器和蒸发器，它们是制冷剂与外部热源 介质之间发生热交换的设备。
⒈ 冷凝器
用冷凝器将制冷剂从低温热源吸收的热量及 压缩后增加的热焓排放到高温热源。 空气冷却式 冷凝器按冷却方式
水冷式
蒸发冷却式 自然对流空气冷 却式冷凝器 强制对流空气冷 却式冷凝器
空气冷却式冷凝器中 根据管外空气流动方式
图2-31 蒸发式冷凝器结构原理
⒉ 蒸发器
蒸发器是制冷机中的冷量输出 设备。制冷剂在蒸发器中蒸发， 吸收低温热源介质（水或空气） 的热量，达到制冷的目的。
空气自然对流时 多采用光盘管结构
冷却空气的蒸发器
空气强制对流时 采用翅片管结构 冷却液体（水或其它液 体载冷剂）的蒸发器 壳管式 沉没式
图2-32 卧式满液式蒸发器结构
图2-27 自然对流空气冷却式冷凝器
1-肋片 2-传热管 3-上封板 4-左端板 5-进气集管 6-弯头 7-出液集管 8-下封板 9-前封板 10-通风机 11-装配螺钉
图2-28 空气强制对流冷凝器
图2-29 氨卧式壳管式冷凝器
图2-30 氟利昂套管式冷凝器
1-通风机 2-挡水栅 3-传热管组 4-水泵 5-滤网 6-补水阀 7-喷水嘴
热力学第二定律涉及的温度为热力学温度(K) T=273.16+t (1-29) 熵是热力学状态参数，是判别实际过程的方 向，提供过程能否实现、是否可逆的-30)
qrev是可逆过程的换热量，T为热源温度
可逆过程1-2的熵增
s s 2 s1 ds
（一）简单单级蒸气压缩式制冷 的理论循环计算
单级理论循环是建立在以下一些假设的基 础上的： （1）压缩过程为等熵过程，即在压缩 过程中不存在任何不可逆损失
（2）在冷凝器和蒸发器中，制冷剂 的冷凝温度等于冷却介质的温度，蒸发 温度等于被冷却介质的温度，且冷凝温 度和蒸发温度都是定值
（3）离开蒸发器和进入压缩机的制冷 剂蒸气为蒸发压力下的饱和蒸气，离开冷 凝器和进入膨胀阀的液体为冷凝压力下的 饱和液体 （4）制冷剂在管道内流动时，没有 流动阻力损失，忽略动能变化，除了蒸 发器和冷凝器内的管子外，制冷剂与管 外介质之间没有热交换 （5）制冷剂在流过节流装置时，流速 变化很小，可以忽略不计，且与外界环境 没有热交换
3．焓 焓 用符号H表示，单位是焦耳 （J） H= U+pV （内能+推动功） (1-5)
比焓 用符号h表示，单位是焦耳/千克 （J／kg） h u pv (1-6) 焓是一个状态参数。
焓也可以表示成另外两个独立状态参数的函数。 如：h=f(T,v) 或 h=f(p,T); h=f(p,v) 2 (1-9) h h dh h h
(1-3)
比总能
eu
1 2 c f gz 2
(1-4)
力学参数cf和z只取决于工质在参考系中的速度和高度
2.能量的传递和转化 能量从一个物体传递到另一个物体有两种方式 作功 借作功来传递能量总和物体宏观位移有关。 传热 借传热来传递能量无需物体的宏观移动。 推动功 因工质在开口系统中流动而传递的功 对开口系统进行功的计算时需要考虑这种功。 推动功只有在工质移动位置时才起作用。
内部储存能和外部储存能的和，即热力学能与宏观 运动动能及位能的总和 。 E－总能， Ek －动能 Ep －位能 E=U+Ek+Ep (1-2)
若工质质量m，速度cf，重力场中高度z
宏观动能
Ek 1 mc 2 f 2 E U
重力位能
1 mc 2 f mgz 2
E p mgz
工质的总能
Q W U U 2 U1
Q U W
(1-11)
图1-5 换热器能量平衡
图1-6 喷管能量转换
工质流经换热器时和外 界有热量交换而无功的 交换，动能差和位能差 也可忽略不计 1kg的工质吸热量
工质流经喷管和扩压 管时不对设备作功 ， 热量交换可忽略不计 1kg工质动能的增加 1 2 (c f 2 c 2 f 1 ) h1 h2 2
1 2 2
q rev
T
1
克劳修斯积分
q rev
T
=0 ＜0 ＞0
可逆循环 不可逆循环 不可能实行的循环
p、T状态下的比熵定义为
s p、T s p0、T0
p、T
q
T
p0、T0
(1-33)
2.热源温度不变时的逆向可逆循环 ——逆卡诺循环 当高温热源和低温热源随着过程的进行温度 不变时，具有两个可逆的等温过程和两个等 熵过程组成的逆向循环。 在相同温度范围内，它是消耗功最小的循 环，即热力学效率最高的制冷循环，因为它 没有任何不可逆损失。
1a 2 1b2
1
2
1
4．热力学第一定律的基本能量方程式
进入系统的能量-离开系统的能量=系统中储存能量的增加 (1-10)
4.1
闭口系统的能量平衡
工质从外界吸热Q后从状态1变化到2，对外作功 W。若工质宏观动能和位能的变化忽略不计，则 工质储存能的增加即为热力学能的增加Δ U
热力学第一定律的解析式
热力学能和总能
热力学能 用符号U表示，单位是焦耳 （J） 比热力学能 1kg物质的热力学能称比热力学能 用符号u表示，单位是焦耳/千克 （J／kg） 热力状态的单值函数。
热力学能
状态参数，与路径无关。 两个独立状态参数的函数 。
内部储存能 总能 外部储存能
热力学能 动 能 位 能
工质的总储存能
q h2 h1
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
热力学循环 正向循环 逆向循环 热能转化为机械功 消耗功
理想循环 循环除了一二个不可避免的不可逆过程外其 余均为可逆过程。可逆循环是理想循环。
图2-33 干式壳管蒸发器
图2-34 空气强制对流的蒸发器及其肋片管型式 a) 蒸发器 b) 绕片管 c) 套片管 1-传热管 2-肋片 3-挡板 4-通风机 5-集气管 6-分液器
第一节 制冷与低温原理的热工基础
1.1.1 制冷与低温原理的热力学基础
1.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。