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制冷原理与设备
qzvq v1 0h1v 1h4 kJ/m3
3
pk, TK 2’ 2
po, To
4
1
0
理论循环p-h图
h
式中： v1—压缩机入口处状态点1的比体积。
制冷剂的质量流量：
qmqvv1h kg/s 式中： qvh—压缩机的理论输气量，m3/s。
（2）压缩过程和比功
p
理论比功：
与制冷剂的种类和 工作条件有关
节流过程特点 ➢ 节流过程是不可逆过程。。 ➢ 节流时绝热膨胀，对外不作功。。
p
3
pk, TK 2’ 2
po, To
4
1
0
理论循环p-h图
h
➢ 节流前后焓值不变；但节流过程非等焓过程。 h4h3
➢ 整个循环比功与压缩机的理论比功相等。
（5）制冷系数： q0 h1h4
w h2h1
p
3
pk, TK 2’ 2
制冷系数： 制冷循环的重要参数是制冷系数，工程上也称之为制冷装置的工作性能系数，用符号COP表示
。在一定的环境温度下，冷库温度越低，制冷系数就越小。（因此为取得良好的经济效益，没有必 要把冷库的温度定得超乎寻常的低。这也是一切实际制冷循环遵循的原则。）
人工制冷的分类
制冷循环包括压缩式制冷循环、吸收式制冷循环、吸附式制冷循环、蒸气喷射制冷循环及半 导体制冷等。压缩式制冷循环又可分为压缩气体制冷循环和压缩蒸气制冷循环。目前世界上运行 的制冷装置绝大部分是压缩气体制冷循环。以往，制冷循环应用的制冷剂多半为商品名为氟利昂 的氯氟烃物质CFC、含氢氯氟烃HCFC和氨等。但由于日益严重的环境问题，CFC、HCFC正逐渐 被对环境友善的新型制冷剂替代。
临界点K右边的粗实线为饱和蒸气线，线上任何 一点代表一个饱和蒸气状态，干度 x=1。
3
pk, TK 2’ 2
po, To
4
1
0
理论循环p-h图
h
式中： v1—压缩机入口处状态点1的比体积。
制冷剂的质量流量：
qmqvv1h kg/s 式中： qvh—压缩机的理论输气量，m3/s。
（2）压缩过程和比功
p
理论比功：
与制冷剂的种类和 工作条件有关
节流过程特点 ➢ 节流过程是不可逆过程。。 ➢ 节流时绝热膨胀，对外不作功。。
p
3
pk, TK 2’ 2
po, To
4
1
0
理论循环p-h图
h
➢ 节流前后焓值不变；但节流过程非等焓过程。 h4h3
➢ 整个循环比功与压缩机的理论比功相等。
（5）制冷系数： q0 h1h4
w h2h1
p
3
pk, TK 2’ 2
制冷系数： 制冷循环的重要参数是制冷系数，工程上也称之为制冷装置的工作性能系数，用符号COP表示
。在一定的环境温度下，冷库温度越低，制冷系数就越小。（因此为取得良好的经济效益，没有必 要把冷库的温度定得超乎寻常的低。这也是一切实际制冷循环遵循的原则。）
人工制冷的分类
制冷循环包括压缩式制冷循环、吸收式制冷循环、吸附式制冷循环、蒸气喷射制冷循环及半 导体制冷等。压缩式制冷循环又可分为压缩气体制冷循环和压缩蒸气制冷循环。目前世界上运行 的制冷装置绝大部分是压缩气体制冷循环。以往，制冷循环应用的制冷剂多半为商品名为氟利昂 的氯氟烃物质CFC、含氢氯氟烃HCFC和氨等。但由于日益严重的环境问题，CFC、HCFC正逐渐 被对环境友善的新型制冷剂替代。
临界点K右边的粗实线为饱和蒸气线，线上任何 一点代表一个饱和蒸气状态，干度 x=1。
制冷原理培训教材(PPT44页)
工质膨胀推动活塞做功过程 活塞面积A
术
移动距离L
推动功只有在工质移动位置时才起作用
1.2 热力学第一定律
1.2.2 热力学第一定律的基本能量方程式
制
冷
进入系统的能量-离开系统的能量=系统中储存能量的增加
原
理
与
任何系统，任何过程均可据此原则建立能量平衡式
技
术
1.2 热力学第一定律
1.2.3 能量方程式的应用
1.1.3 气体状态变化过程方程
气体状态的变化，主要表现为压力和温度的变化，而压力的变化是由比
制
体积的变化得来的（压缩式循环中），或者是由温度变化得来的（在吸 收式循环中）。
冷
• 过程方程 ： p n 定值
原
∆ 绝热过程：指数n=k，称为绝热过程指数 k c p cv
理
∆ 等温过程：n=1
与
∆ 多变过程：介于两者间有热量交换的过程，1<n<k
制 冷 原 理 与 技 术
1.5.1 循环特点
• 热源温度不变的逆向可逆循环
• 具有两个可逆的等温过程和 两个等熵过程组成。
• 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。
CARNOT REFRIGERANTION CYCLE
T0
4
3
Absolute Temp.
制冷原理培训教材(PPT44页)
制 冷 原 理 与 技 术
制冷原理培训教材(PPT44页)
制冷原理培训
2008.03
目录
制
一. 热工基础
冷
原
二. 蒸汽压缩式制冷
理
与
制冷原理与设备课件、资料
活塞式、离心式 活塞式、离心式、回转式 活塞式、离心式、回转式 离心式 离心式、回转式、活塞式 活塞式、离心式 活塞式、离心式
R50 R503 R290 R1270
-60℃以下 -90～-70 -60～-40
活塞式、离心式 活塞式 活塞式、离心式
Department of Power Engineering
Department of Power Engineering
3.3 常用制冷剂的性质 3.3.3 R22
R22分子式为CHClF2，化学名称为氯二氟甲烷，也是较常 用的中温制冷剂。广泛应用于冷藏、空调及低温设备中。 R22 无色、无味、不燃烧、不爆炸，毒性比 R12 略大，但 仍属于安全的制冷剂。为防止制冷系统冰堵，需装设干燥 器。 R22对金属的作用与R12相同，比R12有更强的渗透性和泄 漏性。 R22对大气臭氧层有微弱的破坏作用，属于过渡性替代制 冷剂。其臭氧层潜在破坏效应指数（ODP）值为0.05，全 球温室潜在效应指数（GWP）值为0.35（？）左右，混合 制冷剂R23/R152a有可能替代R22。它是典型的非共沸混合 物，两个组分均为无氯卤代烃（HFC）类物质。
图3-1 间接式制冷系统
Department of Power Engineering
3.4 载冷剂
中央空调系统图
节 机盘管 系统
风机
蒸 发 器
冷 凝 器
冷冻水泵
冷却水泵
Department of Power Engineering
3.4 载冷剂
Department of Power Engineering
Department of Power Engineering
3.3 常用制冷剂的性质 3.3.4 R134a R134a分子式为CH2FCF3，属于中温制冷剂，现 被广泛应用于汽车空调、电冰箱及部分离心式制 冷压缩机中。 R134a被认为最有可能代替R12的新制冷剂，其臭 氧层潜在破坏效应指数（ODP）值为0，全球温室 潜在效应指数（GWP）值为0.24~0.29。 R134a与金属有良好的相溶性，与铜、铁和铅等金 属材料不发生作用。 R134a合成工艺复杂，目前生产成本较高。
制冷原理与设备课件4.5、4.6
Department of Power Engineering
4.6 空调装置
4.6.3 全分散式空调系统
全分散式空调系统也称为局部式空调系统。 组成：制冷机、冷热交换器、通风机、空气过滤 器、电加热器等。 分类：按结构型式分为整体式与分体式，其中整 体 式中又包括窗式、穿墙式、移动式等，分体式 中按室内机分类为吊顶式、挂壁式、落地式、天 井式、嵌入式等。 特点：房间空气调节器是典型的全分散式空调系 统。它采用空气冷却冷凝器、全封闭型电动压缩 机，制冷量在14kW以下，电源为220V、50Hz。 结构紧凑，安装方便，使用灵活。
Department of Power Engineering
4.6 空调装置 4.6.2 半集中式空调系统 半集中式空调系统除了有集中的空气处理室外， 还在空调房间内设有二次空气处理设备。 这种对空气的集中处理和局部处理相结合的空调 方式，克服了集中式空调系统空气处理量大，设 备、风道断面积大等缺点。 同时具有局部式空调系统便于独立调节的优点。 半集中式空调系统目前应用较多的是风机盘管系 统。
4.5.2 陈列柜 由于速冻食品的迅速发展，商业销售网点 必须既保证食品的品质和卫生，又能展示 食品的品种和款式, 冷陈商品陈列柜就应运 而生。 冷冻商品陈列橱柜有二种基本型式，一类 是立式，另一类是柜台式。而它们又分为 遮蔽式与敞开式两种。
Department of Power Engineering
第二篇 能力篇
模块四 单级制冷循环系统原理与应用 （4）
Department of Power Engineering
4.1食品冷藏装置
4.5 食品冷藏装置
4.5.1 家用电冰箱 1．电冰箱的分类
电冰箱是最常见的小型制冷装置，家用电冰箱的代 号为B。专业上按箱内温度分为：
4.6 空调装置
4.6.3 全分散式空调系统
全分散式空调系统也称为局部式空调系统。 组成：制冷机、冷热交换器、通风机、空气过滤 器、电加热器等。 分类：按结构型式分为整体式与分体式，其中整 体 式中又包括窗式、穿墙式、移动式等，分体式 中按室内机分类为吊顶式、挂壁式、落地式、天 井式、嵌入式等。 特点：房间空气调节器是典型的全分散式空调系 统。它采用空气冷却冷凝器、全封闭型电动压缩 机，制冷量在14kW以下，电源为220V、50Hz。 结构紧凑，安装方便，使用灵活。
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4.6 空调装置 4.6.2 半集中式空调系统 半集中式空调系统除了有集中的空气处理室外， 还在空调房间内设有二次空气处理设备。 这种对空气的集中处理和局部处理相结合的空调 方式，克服了集中式空调系统空气处理量大，设 备、风道断面积大等缺点。 同时具有局部式空调系统便于独立调节的优点。 半集中式空调系统目前应用较多的是风机盘管系 统。
4.5.2 陈列柜 由于速冻食品的迅速发展，商业销售网点 必须既保证食品的品质和卫生，又能展示 食品的品种和款式, 冷陈商品陈列柜就应运 而生。 冷冻商品陈列橱柜有二种基本型式，一类 是立式，另一类是柜台式。而它们又分为 遮蔽式与敞开式两种。
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第二篇 能力篇
模块四 单级制冷循环系统原理与应用 （4）
Department of Power Engineering
4.1食品冷藏装置
4.5 食品冷藏装置
4.5.1 家用电冰箱 1．电冰箱的分类
电冰箱是最常见的小型制冷装置，家用电冰箱的代 号为B。专业上按箱内温度分为：
制冷原理与设备课件4.1
4.1 单级蒸气压缩式制冷理论循环
1、单位质量制冷量
制冷压缩机每输送1kg制冷剂从被冷却介质中制取 的冷量 ，q 0
q0 h1 h4 r 0(1 x4)
q0
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4.1 单级蒸气压缩式制冷理论循环
2、单位容积制冷量
制冷压缩机每吸入1m³ 制冷剂蒸气（按吸气状态计） 经循环从被冷却介质中制取的冷量 ， qv
单位质量制冷量与理论比功之比，ε0
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4.1 单级蒸气压缩式制冷理论循环
6、热力完善度β
β=ε0/εc εc=TL/（TH- TL）= T0/（Tk- T0）
Department of Power Engineering
4.1 单级蒸气压缩式制冷理论循环
图4-2 理论循环在T-s图和lgp-h图上的表示
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4.1 单级蒸气压缩式制冷理论循环
4.1.2 理论循环的性能指标及其计算 1、单位质量制冷量 2、单位容积制冷量 3、理论比功 4、单位冷凝热负荷 5、制冷系数
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4.1 单级蒸气压缩式制冷理论循环
4.1.1 单级蒸气压缩式制冷理论循环组成及工作过程
压缩机（Compressor）
低温、低压蒸气→ 高压、过热蒸气
冷凝器（Condenser）
高压、过热蒸气→高压液体
节流元件（Expansion/Throttle valve）
高压液体→低温、低压两相流体
4、单位冷凝热负荷
制冷原理与设备课件3.1、3.2
Department of Power Engineering
3.1 制冷剂概述
制冷剂替代步伐刻不容缓
以德国及北欧一些国家为 代表，主要采用天然工质 为替代物。美、日为代表，支持来自开发氢氟烃（HFCs） 类替代物
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3.1 制冷剂概述 氟利昂类制冷剂
第一篇 基础篇
模块三 制冷剂与载冷剂（1）
Department of Power Engineering
3.1 制冷剂概述
3.1 制冷剂概述
3.1.1 制冷剂的发展与应用 制冷剂（Refrigerant）又称制冷工质，是制冷循环 的工作介质，利用制冷剂的相变来传递热量，即 制冷剂在蒸发器中汽化时吸热，在冷凝器中凝结 时放热。 多数制冷剂在大气压力和环境温度下呈气态。
3.1 制冷剂概述
表3-2 饱和碳氢化合物制冷剂
制冷剂代号 化学名称 R50 R170 R290 甲烷 乙烷 丙烷 化学分子式 制冷剂代号 化学名称 CH4 CH3CH3 CH3CH2CH3 R600a R600 异丁烷 丁烷 化学分子式 CH(CH3)3 CH3CH2CH2 CH3
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五氯氟乙烷 CCl 3CCl 2F CCl 3CF3
1,1,2-三氯 1,2,2三氟乙 CCl 2FCClF2 烷 2,2-二氯 1,1,1-三氟乙 CHCl 2CF3 烷 1,1, -二氯乙 CH3CHCl 2 烷
R123
R134a R152a
CH2FCF3 CH3CHF2
R150a
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制冷原理与制冷设备
第一章 人工制冷的基本方法制冷是指用人工的方法使某一物体或某一空间达到并保持低温。
按其所能达到的温度范围，可分为：普冷（>120K ），深冷（120K----20K ）和低温制冷（<20K ）。
在普通制冷范围内，有许多人工制冷方法，即利用吸热效用的物质在相变过程中获得低温，利用气体的节流效应和等墒膨胀获得低温，涡流冷却效用和半导体温差效应。
一、相变制冷的概述(一) 工程热力学基础自然界中大多数纯物质都以三种聚集态存在：固相、液相和气相。
例如水、制冷剂中的氨、氟里昂、2CO 等。
三项点的概念（有图）如图所示，可分为三个区，即固态区、液态区和气态区。
其中A 点是固液气三态共存的状态，成为三相态。
三相态是气液共存曲线的最低点，也称为三相点。
每种物质的三相点压力和温度都为定值。
如 水 a A P P 2.611= 01.0=A t ℃ 2H a A P P 4.719= 4.259-=A t ℃ 2O a A PP 12534= 210-=A t ℃ 。
气化潜热是指将1kg 饱和液体转变成同温度的干饱和蒸汽所需要的热量 用r 表示。
。
饱和蒸汽和饱和水的混合物称为湿饱和蒸汽，简称湿蒸汽，不含饱和水的饱和蒸汽称为干饱和蒸汽。
。
干度：在湿饱和蒸汽区，湿蒸汽成分用干度表示，即湿蒸汽的总质量量湿蒸汽中含干蒸汽的质=x 。
临界点：在液体的P-V 图上，随着饱和压力和饱和温度的提高，液体的预热过程拉长，汽化过程缩短，直到某一压力时，汽化过程线缩为一点，这一点称为临界点。
临界点参数称为临界参数，各种物质的临界参数是不同的。
（二）相变制冷的概述物质有三种集态，即气态、固态、液态。
物质集合的改变称为相变。
在相变过程中，由于物质分子的重新排列和分子运动速度的改变而吸收或放出热量。
这种热量称作潜热。
物质从质密态到质稀态将吸收潜热。
反之。
当它发生由质稀态向质密态相变时将放出潜热。
物质相变制冷是利用液体在低温下的蒸发过程及固体的融化和升华过程向被冷却物体吸收热量——即制冷量。
制冷原理与设备教材(PDF 136页)
3.制冷的分类
按照制冷所得到的低温范围，制冷技术划分为以 下4个领域：
普通制冷 120K以上 深度制冷 120K~20K 低温制冷 20K~0.3K 低温制冷 超低温制冷 0.3K以下 本课程主要讲普通制冷。
4.制冷技术的研究内容及理论基础
制冷技术主要研究以下三个方面： (1)研究获得低温的方法和有关的机理以及与此相应的制冷循环，并 对制冷循环进行热力学的分析和计算。（比如压缩式制冷） (2)研究制冷剂的性质，从而为制冷机提供性能满意的工作介质。 (3)研究实现制冷循环所必需的各种机械和技术设备，包括他们的工 作原理、性能分析、结构设计，以及制冷装置的流程组织、系统配 套设计。此外，还有热绝缘问题、制冷装置的自动化问题等等。
制冷与低温技术的应用领域举例 1. 空气调节
制冷和空调
的关系相互
联系又独立
图1-26 制冷与空调的关系
制冷在空调中的作用 (1)干式冷却
(2)减湿冷却
(3)减湿与干式冷却混合方式
2.人工环境
用人工方法构成各种人们所希望达到的环境条件，包 括地面的各种气候变化和高空宇宙及其它特殊的要求。
与制冷有关的人工环境试验有以下几种 (1) 低温环境试验 (2) 湿热试验 (3) 盐雾试验 (4) 多种气候试验 (5) 空间模拟试验
制冷技术的理论基础主要为热工的三大基础课程，即《工程热 力学》、《工程流体力学》、《传热学》。尤其是《工程热力 学》，学习和从事质量工作的人员应主要在这三门课程方面打好坚 实的理论基础。
5.制冷技术的发展历史
制冷技术的发展概括起来可分为两个阶段：
（1）天然冷源的应用阶段
是从古代~18世纪中期。 采水。
制冷原理与设备
热能教研室
制冷原理与设备课件4.3、4.4
[例4-5] 有R134a单级蒸气压缩式制冷回热循 环，已知冷凝温度 35℃，蒸发温度 -15℃， 制冷压缩机吸气温度 15℃，过冷温度 30℃。 制冷系统制冷量为 210kJ ／ h(55.56kW) ，并 已知蒸发器内R134a有过热，不考虑蒸发器 至制冷压缩机的回气管道及回热器的冷量 损失，试进行热力循环分析计算。
类别 高温 工况序号 1（1A） 2 （3A） 3 （3B） 7 23（23.3） 23 7（6.7） 49（48.9） 18 （18.3） 蒸发温度/℃ 7（7.2） 7 冷凝温度/℃ 55（54.4） 43 吸气温度/℃ 18（18.3） 18 （4.4） 44（48.9） 液体温度/℃ 50（46.1） 38 机组型式 所有型式 （全封 闭） （半封 闭） （开启 式）
9）冷凝器负荷
QK 263.68 1.318 Qo 200
Department of Power Engineering
Qk qm qk qm (h2' h3 ) 0.1821 (2087 639)kW 263.68kW
4.4 单级蒸气压缩式制冷循环的特性分析
表1-4 容积式和离心式冷水机组的名义工况
使用侧/℃ 类别 工况序号 冷温水 水冷 热源侧或放热侧/℃ 风冷 蒸发冷凝
进口
出口
进口
出口
干球
湿球
进风湿球
制冷
1（1A） 2
12（12.4） 40
7（6.7） 45
32（29.4） 12
37（35） 7
35 7
24（23.9） 6
24（23.9）
热泵
注：工况1和（1A）风冷冷凝器不采用蒸发凝结水冷却时，湿球温度不作规定
制冷原理与设备教材
类型：根据冷却方式的不同，冷凝器可分为水冷式和风冷式两种
作用：在制冷系统中，冷凝器将制冷剂压缩后产生的热量传递给外界，使制冷剂液化
单击此处添加标题
单击此处添加标题
单击此处添加标题
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膨胀阀的作用：节流降压
膨胀阀的种类：内平衡式膨胀阀和外平衡式膨胀阀
膨胀阀的工作原理：制冷剂在膨胀阀中经过节流作用，压力降低，温度也随之降低
安装位置的选择：根据设备的要求选择合适的安装位置，确保设备能够正常运行。
安装过程：按照设备说明书的要求进行安装，注意设备的固定和连接方式。
运行前的检查：确认设备正常运行，检查制冷效果、系统压力等参数
运行中的维护：定期检查、维护设备，确保正常运行和延长使用寿命
调试前的准备工作：检查设备、准备工具、熟悉操作流程等
添加标题
制冷技术的发展趋势：未来，制冷技术将更加注重环保、节能、智能化等方面的发展。例如，采用新型的制冷剂、提高制冷效率、开发智能化的制冷系统等。
添加标题
制冷技术的前景展望：随着科技的不断发展，制冷技术将会有更多的创新和应用。例如，在新能源汽车领域，制冷技术将为电池的冷却和保温提供更好的解决方案；在医疗领域，制冷技术将为医疗设备的冷却和灭菌提供更加可靠的技术支持。
压缩机的作用：压缩制冷剂，使其压力升高，从而制冷剂能够循环制冷
压缩机的维护与保养：定期检查、清洗、更换零部件，保证正常运行
压缩机的组成：电动机、压缩机壳、冷凝器、调节阀等
压缩机的种类：活塞式、螺杆式、离心式等
定义：冷凝器是一种将气体或蒸汽转化为液体的设备
工作原理：冷凝器利用冷却水或空气将热量带走，使制冷剂在冷凝器内放热并液化
膨胀阀故障：膨胀阀内部堵塞、损坏等原因导致制冷剂流量异常，影响制冷效果。
制冷原理与设备课件(1.2、1.3)
Department of Power Engineering
1.3 制冷循环的热力学特性分析 热力学第二定律表明：由两个等温过程与两个等 熵过程所组成的逆卡诺循环最经济，其制冷系数 也最大，任何实际制冷循环的制冷系数都小于逆 卡诺循环的制冷系数（？）。
逆卡诺循环从理论上指出了提高制冷装置经济性 的重要方向（？），还可以用作评价实际制冷循 环完善程度的标准。
1.3 制冷循环的热力学特性分析
1.3 制冷循环的热力学特性分析
正循环：动力循环 热力循环
逆循环：制冷循环 可逆循环 热力循环 内部不可逆
不可逆循环
外部不可逆
Department of Power Engineering
1.3 制冷循环的热力学特性分析 1.3.1 热源温度不变的逆向可逆循环-----逆卡诺循环 热力学中，逆卡诺循环是工作在一个恒温热源和 一个恒温冷源之间的理想逆向循环，由两个等熵 过程和两个等温过程组成。
气相区
•
三区：
– – –
两相区
•
八线：
– – – – – – – –
作用：确定状态参数（？）表示热力过程 分析能量变化
Department of Power Engineering
1.2 制冷剂的压焓图和温熵图
Department of Power Engineering
Department of Power Engineering
1.3 制冷循环的热力学特性分析
作业
2．画出制冷剂压焓图中各等值线的走向。 3．制冷系数的大小与哪些因素有关？ 4．什么是热力完善度？它和制冷系数有什么 不同？
Department of Power Engineering
1.3 制冷循环的热力学特性分析 热力学第二定律表明：由两个等温过程与两个等 熵过程所组成的逆卡诺循环最经济，其制冷系数 也最大，任何实际制冷循环的制冷系数都小于逆 卡诺循环的制冷系数（？）。
逆卡诺循环从理论上指出了提高制冷装置经济性 的重要方向（？），还可以用作评价实际制冷循 环完善程度的标准。
1.3 制冷循环的热力学特性分析
1.3 制冷循环的热力学特性分析
正循环：动力循环 热力循环
逆循环：制冷循环 可逆循环 热力循环 内部不可逆
不可逆循环
外部不可逆
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1.3 制冷循环的热力学特性分析 1.3.1 热源温度不变的逆向可逆循环-----逆卡诺循环 热力学中，逆卡诺循环是工作在一个恒温热源和 一个恒温冷源之间的理想逆向循环，由两个等熵 过程和两个等温过程组成。
气相区
•
三区：
– – –
两相区
•
八线：
– – – – – – – –
作用：确定状态参数（？）表示热力过程 分析能量变化
Department of Power Engineering
1.2 制冷剂的压焓图和温熵图
Department of Power Engineering
Department of Power Engineering
1.3 制冷循环的热力学特性分析
作业
2．画出制冷剂压焓图中各等值线的走向。 3．制冷系数的大小与哪些因素有关？ 4．什么是热力完善度？它和制冷系数有什么 不同？
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制冷原理与设备教材
路漫漫其悠远
第4章 其它制冷方法
2.双效溴化锂吸收式制冷机工作过程 1）蒸汽型
图4-4 双效溴化锂吸收式制冷机并联系统流程 1－高压发生器泵 2－高温换热器 3－吸收器 4－蒸发器 5－高压发生器 6－冷凝器 7－低压发生器 8、12－引射器
9－冷剂水泵 10－凝水换热器 11－低温换热器 13－溶液泵 路漫漫其悠远
2）并联流程，溶液分别同时进入高、低压发生器，然后分别流回吸收器。 3）串并联流程，溶液分别同时进入高、低发生器，高压发生器流出的溶液先
进入低压发生器，然后和低压发生器的溶液一起流回吸收器。
5．按机组结构分类
1）单筒型，机）双筒型，机组的主要换热器布置在二个筒体内。 3）三筒或多筒型，机组的主要换热器布置在三个或多个筒体内。
第4章 其它制冷方法
4.1.1 吸收式制冷工作原理
1．吸收式制冷工作原理
路漫漫其悠远
图4-1 吸收式和蒸汽压缩式制冷机工作原理 a）吸收式制冷机 b）蒸汽压缩式制冷机
E 一蒸发器 C 一冷凝器 EV 一膨胀阀 CO 一压缩机 G 一发生器 A 一吸收器 P 一溶液泵
第4章 其它制冷方法
1.吸收式制冷
路漫漫其悠远
第4章 其它制冷方法
4.1.3．3 溴化锂吸收式制冷机工作过程
1.单效溴化锂吸收式制冷机工作过程
单效蒸汽型溴化锂吸收式冷水机组的应用系统。
路漫漫其悠远
溶液回路 冷剂水回路 冷水回路 冷却水回路 热源回路
第4章 其它制冷方法
4.1.3．3 溴化锂吸收式制冷机工作过程
1.单效溴化锂吸收式制冷机工作过程
液两种
路漫漫其悠远
第4章 其它制冷方法
4.1.2.3 常用吸收式制冷循环工质对性质
第4章 其它制冷方法
2.双效溴化锂吸收式制冷机工作过程 1）蒸汽型
图4-4 双效溴化锂吸收式制冷机并联系统流程 1－高压发生器泵 2－高温换热器 3－吸收器 4－蒸发器 5－高压发生器 6－冷凝器 7－低压发生器 8、12－引射器
9－冷剂水泵 10－凝水换热器 11－低温换热器 13－溶液泵 路漫漫其悠远
2）并联流程，溶液分别同时进入高、低压发生器，然后分别流回吸收器。 3）串并联流程，溶液分别同时进入高、低发生器，高压发生器流出的溶液先
进入低压发生器，然后和低压发生器的溶液一起流回吸收器。
5．按机组结构分类
1）单筒型，机）双筒型，机组的主要换热器布置在二个筒体内。 3）三筒或多筒型，机组的主要换热器布置在三个或多个筒体内。
第4章 其它制冷方法
4.1.1 吸收式制冷工作原理
1．吸收式制冷工作原理
路漫漫其悠远
图4-1 吸收式和蒸汽压缩式制冷机工作原理 a）吸收式制冷机 b）蒸汽压缩式制冷机
E 一蒸发器 C 一冷凝器 EV 一膨胀阀 CO 一压缩机 G 一发生器 A 一吸收器 P 一溶液泵
第4章 其它制冷方法
1.吸收式制冷
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第4章 其它制冷方法
4.1.3．3 溴化锂吸收式制冷机工作过程
1.单效溴化锂吸收式制冷机工作过程
单效蒸汽型溴化锂吸收式冷水机组的应用系统。
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溶液回路 冷剂水回路 冷水回路 冷却水回路 热源回路
第4章 其它制冷方法
4.1.3．3 溴化锂吸收式制冷机工作过程
1.单效溴化锂吸收式制冷机工作过程
液两种
路漫漫其悠远
第4章 其它制冷方法
4.1.2.3 常用吸收式制冷循环工质对性质
制冷原理与设备PDF
主编李晓东电子制作齐向阳完整的蒸汽压缩式制冷系统中除压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器四个主件外为了保证系统正常、经济和安全的运行还需设置一定数量的其它辅助设备。
辅助设备的种类很多按照它们的作用基本上可以分为两大类1维持制冷循环正常工作的设备如两级压缩的中间冷却器等2改善运行指标及运行条件的设备如油分离器、集油器、氨液分离器、空气分离器以及各种贮液桶或器等。
在制冷系统中还配有用以调节、控制与保证安全运行所需的器件、仪表和连接管道的附件等。
概述10.1 制冷系统流程框图10.1.1 热泵型冷水机组热泵型冷水机组又称为冷暖型冷水机组多用于风冷式机组和小型空调机组冷暖型机组可在夏季向空调系统提供冷冻水源而在冬季可向空调系统提供空调热水水源或直接向室内提供冷风和热风。
制冷回路流程制热回路流程1风扇2翅片式换热器3套管式换热器4水泵5膨胀阀6视镜7干燥过滤器8贮液罐9气液分离器10压缩机11四通换向阀12单向阀1 13单向阀2 14单向阀3 15单向阀4 16低压接口17高压接口热泵型风冷式冷水机组原理图10.1.2 小型冷库水冷式小型氟利昂冷库制冷系统流程图1蒸发器2分液头3热力膨胀阀4低压表5压力控制器6压缩机7高压表8油分离器9热气冲霜管10截止阀11冷却塔12冷却水泵13冷却水量调节阀14冷凝器15干燥过滤器16回热器17电磁阀分液头使制冷剂均匀地分配到蒸发器的各路管组中。
压力控制器压缩机工作时的安全保护控制装置。
油分离器把润滑油分离出来并返回到曲轴箱去。
热气冲霜管定期加热蒸发器而除霜。
冷却塔利用空气使冷却水降温循环使用节约用水。
冷却水泵冷却水循环的输送设备干燥过滤器除去冷凝器中的水份和杂质防止膨胀阀冰堵或堵塞。
回热器过冷液体制冷剂提高低压蒸汽温度消除压缩机的液击。
电磁阀压缩机停机后自动切断输液管路起保护压缩机的作用。
10.1.2 小型冷库10.2 中间冷却器10.2.1中间冷却器的作用中间冷却器是用以冷却两个压缩级之间被压缩的气体或蒸气的设备。
制冷原理与设备课件(0、1.1)
绪论
制冷体系的划分
• 根据制冷温度的不同
普通制冷 T＞120K
低温制冷 T=4.2~120K
超低温制冷 T ＜ 4.2K
空调用制冷技术属于普通制冷
Department of Power Engineering
绪论
制冷的发展简史 • 天然冷源制冷
• 人工制冷
制冷剂的发展 制冷方法的发展 我国制冷行业的发展
UV－B或UV－C 主要为CCL3F 或CCL2F2
CL
• （2）CL与O3作用生成O2 CL＋ O3 CLO＋O ＋ O平流层中，每一 个游离氯原子在移 O ＋CLO CL＋O2 出之前可以与数千 个臭氧分子反应！ O ＋ O3 O2
Department of Power Engineering
绪论
绪论
Department of Power Engineering
1.1热力学定律在制冷技术中的应用
1.1 热力学定律在制冷技术中的应用
1.1.1 热力学定律 热力学第一定律 能量守恒定律 热力学第二定律 揭示了能量交换和转换的条件、深度和方向
Department of Power Engineering
Department of Power Engineering
绪论
评价节能的唯一标准 ——能效比
EER=Energy Efficiency Ratio
• 能效比是指制冷(热)量与输入功率的比值。能效比越 大，表明空调越节能。
• 若两台空调耗电相同，则能效比更高的空调，能产 生更多的冷(热)量。
Department of Power Engineering
绪论
长沙市湘雅附二医院幼儿园大班的张亦驰在家中的烛光下学习
制冷原理与设备 第3版课件5-5
5.5 活塞式制冷压缩机的运行
3.内置电动机的保护
（1）过热； （2）缺相； （3）相间不平衡。
4.温度保护（指排气温度和壳体温度） （1）排气温度保护
若排气温度过高由热气旁通引起，则不应采用停 机的方法，应采用喷液冷却。
（2）机壳温度保护
5.5 活塞式制冷压缩机的运行
思考题与练习题 1. 制冷压缩机是如何分类的？ 2. 如何区分开启式、半封闭式、全封闭式制冷压缩机？ 3. 活塞式制冷压缩机的实际工作循环包括哪些过程？ 4. 活塞式制冷压缩机有何优缺点？ 5. 简述活塞式制冷压缩机的分类。 6. 活塞式制冷压缩机和机组的型号是怎样表示的？ 7. 活塞式制冷压缩机有哪些主要零部件？ 8. 活塞式制冷压缩机中的易损件有哪些？ 9. 机体有何作用？为什么要在机体上安装气缸套？ 10. 曲轴有哪几种？各有何特点？ 11. 连杆组件由哪些零件组成？ 12. 试述气环和油环的工作原理。 13. 气阀的作用是什么？主要由哪些零部组成，是如何工作的？
5.5 活塞式制冷压缩机的运行
▪ 离心供油机构形式： ①偏心油道
②对立轴式压缩机
电机在压缩机之上的，一般具有偏 心油道的离心供油机构。对电机在 压缩机之下的，需设延伸油管。
③对卧轴式压缩机
利用在曲轴的非功率输入端，
设置甩油转盘和集油杯，然
后利用油道在离心力作用下
供油。
13
5.5 活塞式制冷压缩机的运行
（1）飞溅润滑 用连杆大头端的击 油勺飞溅油到各润滑 摩擦副，结构简单， 但冷却效果差，无法 控制油量，用于小型 压缩机。
5.5 活塞式制冷压缩机的运行
（2）压力润滑——齿轮油泵供油
油 压 控 制
润滑
输气量调节
油泵为内 啮合转子 液压泵
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超导量子干涉器即SQUIDs,被用在相当灵敏的 数字式磁力计和伏安表上。
在MHD系统、线性加速器和托克马克装置中，超 导磁体被用来产生强磁场。
6. 机械设计
运用与超导电性有关的Meissner效应,用磁场 代替油或空气作润滑剂,可以制成无磨擦轴承。
在船用推进系统中,无电力损失的超导电机已 获得应用。
制冷技术的理论基础主要为热工的三大基础课程，即《工程热 力学》、《工程流体力学》、《传热学》。尤其是《工程热力 学》，学习和从事质量工作的人员应主要在这三门课程方面打好坚 实的理论基础。
5.制冷技术的发展历史
制冷技术的发展概括起来可分为两个阶段：
（1）天然冷源的应用阶段
是从古代~18世纪中期。 采用的天然冷源主要是指冬季储存的天然冰和夏季 使用的深井水。
低温生物医学 ➢低温生物学和低温医学的统称。
典型应用例子 (1)细胞组织程序冷却的低温保存
(2)超快速的玻璃化低温保存方法
(3)利用低温器械使病灶细胞和组织低温损伤 而坏死的低温外科。
5. 低温电子技术
微波激射器必须冷到液氮或液氦温度,以使放大 器元素原子的热振荡不至于严重干扰微波的吸 收与发射。
制冷的应用几乎渗透到各个生产技术、科学领域以 及人们生活的各个方面中，概括起来主要有以下几个 领域：
(1)商业及人民生活 比如人工冰厂、空调、冰箱、冷柜以及食品的冷冻冷藏、保鲜、
冷藏运输等。 (2)工业生产及农牧业
比如制药、啤酒、精密仪器车间等； 农作物的种子进行低温处理，人工气候育秧室、蔬菜水果的保 鲜等。 (3)建筑工程 比如挖掘隧道、建筑河堤时采用的“冻土法”。 (4)科学实验研究 如各种环境模拟装置中创造的人工环境。 (5)医疗卫生 如药品、疫苗及人体器官的冷藏保存，手术中采用低温麻醉等。 (6)尖端科学领域等 如微电子技术、能源、新型材料、宇宙开发等。
70-120K的低温，往往通 过斯特林制冷机、脉冲管 制冷机、辐射制冷器来实 现。
空间远红外观测则需 要2K以下的温度，往往通 过超流氦的冷却技术来实 现。
8. 加工过程
炼钢时氧起到某些重要的作用。
制取氨时也用到低温系统。
压力容器加工时,将预成形的圆柱体放在冷却到液 氮温度的模具中,在容器中充入高压氮气,让其扩胀 15%,然后容器被从模具中移开并恢复到室温。使用 这个方法,材料的屈服强度能增加4至5倍。
制冷与低温技术的应用领域举例 1. 空气调节
制冷和空调
的关系相互
联系又独立
图1-26 制冷与空调的关系
制冷在空调中的作用 (1)干式冷却
(2)减湿冷却
(3)减湿与干式冷却混合方式
2.人工环境
➢用人工方法构成各种人们所希望达到的环境条件，包 括地面的各种气候变化和高空宇宙及其它特殊的要求。
与制冷有关的人工环境试验有以下几种 (1) 低温环境试验 (2) 湿热试验 (3) 盐雾试验 (4) 多种气候试验 (5) 空间模拟试验
制冷原理与设备
热能教研室
学时安排
章数
绪论
第一章 制冷方法 第二章 蒸气压缩式制冷 第三章 制冷剂及载冷剂 第四章 蒸发器和冷凝器 第五章 节流机构和辅助设备 第七章 多级蒸气压缩制冷及复叠式制冷 实验
总计
学时 2 3 8 4 6 4 3 2 32
第一章 绪论
1. 制冷的定义 作为一门科学，制冷是பைடு நூலகம்采油人工的方法在一定时间
（2）机械制冷阶段
18世纪中期~今。 1755年是人工制冷史的起点。 现代制冷技术作为一门科学是由19世纪中后期发展起 来的，到20世纪具有更大的发展。
6.制冷技术的产生背景及应用
制冷是为适应人们对低温条件的需要而产生和发展 起来的，是人们社会实践的结晶，并随着现代技术的 发展以及人们生活水平的提高，制冷在工业、农业、 建筑、航天等国民经济各个部门的作用和地位日益重 要。
和一定空间内将某舞厅或流体冷却，使其温度降到环境 温度以下，并保持这个低温。
因此，制冷不同于自然冷却。 2. 明确以下概念 (1)制冷剂：在制冷机中使用的工质称为制冷剂。 (2)制冷机：机械制冷中所需机器和设备的总合称为制冷机。 (3)制冷装置：将生产冷量的制冷机械和消耗冷量的设备结
合在一起的装置。
3. 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
4. 低温生物医学技术
低温生物学 ➢研究低温对生物体产生的影响及应用的学科。
低温医学 ➢研究温度降低对人类生命过程的影响，以及 低温技术在人类同疾病作斗争中的应用的学科。
偏差极小的超导陀螺也已经被研制出来。
时速500km/h的低温超导磁悬浮列车已经在日 本投入试验运行。
7. 红外遥感技术
采用红外光学镜头可 以拍摄热源外形，并可以对 热源进行跟踪。一些红外材 料往往工作在120K以下的低 温下，使得热源遥感信号更 为清晰，为了拍摄高灵敏度
的信号往往需要更低的温度。 一般红外卫星需要
9. 材料回收
目前低温技术是回收钢结构轮胎中橡胶的唯一 有效的方法，这种方法采用了低温粉碎技术。
低温粉碎技术 ➢利用材料在低温状态下的冷脆性能，对物料 进行粉粹。
材料温度降低到一定程度，材料内部原子间距显 著减小，结合紧密的原子无退让余地，吸收外力 使其变形的能力很差，失去弹性而显示脆性。
10. 火箭推力系统与高能物理 所有大型的发射的飞行器均使用液氧作氧化剂。
3.制冷的分类
按照制冷所得到的低温范围，制冷技术划分为以 下4个领域：
普通制冷 120K以上 深度制冷 120K~20K 低温制冷 20K~0.3K 低温制冷 超低温制冷 0.3K以下 本课程主要讲普通制冷。
4.制冷技术的研究内容及理论基础
制冷技术主要研究以下三个方面： (1)研究获得低温的方法和有关的机理以及与此相应的制冷循环，并 对制冷循环进行热力学的分析和计算。（比如压缩式制冷） (2)研究制冷剂的性质，从而为制冷机提供性能满意的工作介质。 (3)研究实现制冷循环所必需的各种机械和技术设备，包括他们的工 作原理、性能分析、结构设计，以及制冷装置的流程组织、系统配 套设计。此外，还有热绝缘问题、制冷装置的自动化问题等等。
在MHD系统、线性加速器和托克马克装置中，超 导磁体被用来产生强磁场。
6. 机械设计
运用与超导电性有关的Meissner效应,用磁场 代替油或空气作润滑剂,可以制成无磨擦轴承。
在船用推进系统中,无电力损失的超导电机已 获得应用。
制冷技术的理论基础主要为热工的三大基础课程，即《工程热 力学》、《工程流体力学》、《传热学》。尤其是《工程热力 学》，学习和从事质量工作的人员应主要在这三门课程方面打好坚 实的理论基础。
5.制冷技术的发展历史
制冷技术的发展概括起来可分为两个阶段：
（1）天然冷源的应用阶段
是从古代~18世纪中期。 采用的天然冷源主要是指冬季储存的天然冰和夏季 使用的深井水。
低温生物医学 ➢低温生物学和低温医学的统称。
典型应用例子 (1)细胞组织程序冷却的低温保存
(2)超快速的玻璃化低温保存方法
(3)利用低温器械使病灶细胞和组织低温损伤 而坏死的低温外科。
5. 低温电子技术
微波激射器必须冷到液氮或液氦温度,以使放大 器元素原子的热振荡不至于严重干扰微波的吸 收与发射。
制冷的应用几乎渗透到各个生产技术、科学领域以 及人们生活的各个方面中，概括起来主要有以下几个 领域：
(1)商业及人民生活 比如人工冰厂、空调、冰箱、冷柜以及食品的冷冻冷藏、保鲜、
冷藏运输等。 (2)工业生产及农牧业
比如制药、啤酒、精密仪器车间等； 农作物的种子进行低温处理，人工气候育秧室、蔬菜水果的保 鲜等。 (3)建筑工程 比如挖掘隧道、建筑河堤时采用的“冻土法”。 (4)科学实验研究 如各种环境模拟装置中创造的人工环境。 (5)医疗卫生 如药品、疫苗及人体器官的冷藏保存，手术中采用低温麻醉等。 (6)尖端科学领域等 如微电子技术、能源、新型材料、宇宙开发等。
70-120K的低温，往往通 过斯特林制冷机、脉冲管 制冷机、辐射制冷器来实 现。
空间远红外观测则需 要2K以下的温度，往往通 过超流氦的冷却技术来实 现。
8. 加工过程
炼钢时氧起到某些重要的作用。
制取氨时也用到低温系统。
压力容器加工时,将预成形的圆柱体放在冷却到液 氮温度的模具中,在容器中充入高压氮气,让其扩胀 15%,然后容器被从模具中移开并恢复到室温。使用 这个方法,材料的屈服强度能增加4至5倍。
制冷与低温技术的应用领域举例 1. 空气调节
制冷和空调
的关系相互
联系又独立
图1-26 制冷与空调的关系
制冷在空调中的作用 (1)干式冷却
(2)减湿冷却
(3)减湿与干式冷却混合方式
2.人工环境
➢用人工方法构成各种人们所希望达到的环境条件，包 括地面的各种气候变化和高空宇宙及其它特殊的要求。
与制冷有关的人工环境试验有以下几种 (1) 低温环境试验 (2) 湿热试验 (3) 盐雾试验 (4) 多种气候试验 (5) 空间模拟试验
制冷原理与设备
热能教研室
学时安排
章数
绪论
第一章 制冷方法 第二章 蒸气压缩式制冷 第三章 制冷剂及载冷剂 第四章 蒸发器和冷凝器 第五章 节流机构和辅助设备 第七章 多级蒸气压缩制冷及复叠式制冷 实验
总计
学时 2 3 8 4 6 4 3 2 32
第一章 绪论
1. 制冷的定义 作为一门科学，制冷是பைடு நூலகம்采油人工的方法在一定时间
（2）机械制冷阶段
18世纪中期~今。 1755年是人工制冷史的起点。 现代制冷技术作为一门科学是由19世纪中后期发展起 来的，到20世纪具有更大的发展。
6.制冷技术的产生背景及应用
制冷是为适应人们对低温条件的需要而产生和发展 起来的，是人们社会实践的结晶，并随着现代技术的 发展以及人们生活水平的提高，制冷在工业、农业、 建筑、航天等国民经济各个部门的作用和地位日益重 要。
和一定空间内将某舞厅或流体冷却，使其温度降到环境 温度以下，并保持这个低温。
因此，制冷不同于自然冷却。 2. 明确以下概念 (1)制冷剂：在制冷机中使用的工质称为制冷剂。 (2)制冷机：机械制冷中所需机器和设备的总合称为制冷机。 (3)制冷装置：将生产冷量的制冷机械和消耗冷量的设备结
合在一起的装置。
3. 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
4. 低温生物医学技术
低温生物学 ➢研究低温对生物体产生的影响及应用的学科。
低温医学 ➢研究温度降低对人类生命过程的影响，以及 低温技术在人类同疾病作斗争中的应用的学科。
偏差极小的超导陀螺也已经被研制出来。
时速500km/h的低温超导磁悬浮列车已经在日 本投入试验运行。
7. 红外遥感技术
采用红外光学镜头可 以拍摄热源外形，并可以对 热源进行跟踪。一些红外材 料往往工作在120K以下的低 温下，使得热源遥感信号更 为清晰，为了拍摄高灵敏度
的信号往往需要更低的温度。 一般红外卫星需要
9. 材料回收
目前低温技术是回收钢结构轮胎中橡胶的唯一 有效的方法，这种方法采用了低温粉碎技术。
低温粉碎技术 ➢利用材料在低温状态下的冷脆性能，对物料 进行粉粹。
材料温度降低到一定程度，材料内部原子间距显 著减小，结合紧密的原子无退让余地，吸收外力 使其变形的能力很差，失去弹性而显示脆性。
10. 火箭推力系统与高能物理 所有大型的发射的飞行器均使用液氧作氧化剂。
3.制冷的分类
按照制冷所得到的低温范围，制冷技术划分为以 下4个领域：
普通制冷 120K以上 深度制冷 120K~20K 低温制冷 20K~0.3K 低温制冷 超低温制冷 0.3K以下 本课程主要讲普通制冷。
4.制冷技术的研究内容及理论基础
制冷技术主要研究以下三个方面： (1)研究获得低温的方法和有关的机理以及与此相应的制冷循环，并 对制冷循环进行热力学的分析和计算。（比如压缩式制冷） (2)研究制冷剂的性质，从而为制冷机提供性能满意的工作介质。 (3)研究实现制冷循环所必需的各种机械和技术设备，包括他们的工 作原理、性能分析、结构设计，以及制冷装置的流程组织、系统配 套设计。此外，还有热绝缘问题、制冷装置的自动化问题等等。