制冷技术基础知识介绍
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供电机电部机电车间
一、基本参数
• 1.温度 温度是表征物体冷、热程度的物理量，是物体冷热程度的量度。
所有的气体、液体、固体都具有热。热度的数量表示叫做温度。为 了使温度的测量一致，需要有衡量温度的标尺（称作温标）规定测 量温度的基点和单位。目前，在日常生活和制冷技术中常用的是热 力学温标T( K )、和摄氏温标（℃）两种。
• 对于空调效果要求较高的房间，冷负荷应取来自百度文库60－180 W/m2。
• 这里再提一下瓦（W）过去用制冷量单位千卡/小时 （kcal/h）之 间的关系： 1W=0.86kcal/h； 1kcal/h=1.16W。
• 二、基本理论
• 1、物质三态变化。物质具有质量和占有空间。它以固态、液态和 气态三种状态中的任何一态存在于自然界中，随着外部条件的不 同，三态之间可以相互转化，如图所示。
•
1bar=1.02 kgf/cm2
• 2)绝对压力。
• 以绝对零压力线（绝对真空）为测量基点测得的压力即为绝对压力。用符号Pa表示。 • 3)表压力(相对压力)。
•
以一个大气压为测量基点测得的压力即为表压力。也就是压力表所指示的压力值，
用符号Pg表示。
• 如果以Pam表示大气压，则
•
Pa = Pam + Pg
• 举例：一个16平方米的卧室或客厅，需配多大冷量的 空调器？
• 普通房间冷负荷的推荐值为115－145W/m2，取中间值 130 W/m2为计算依据，则冷负荷=130×16=2080W。 由于空调器的实际制冷量比名义值低8%，因此所选空 调器的名义制冷量必须大于2080÷0.92=2260W。选用 空调器的名义制冷量应该为2300 W左右。
能量守恒定律，系统由初态Ⅰ经过任意过程到达终态 Ⅱ后，内能的增量ΔU应等于在此过程中外界对系统传 递的热量Q和系统对外界作功W之差，即UⅡ－UⅠ＝ ΔU＝Q－W或Q＝ΔU＋W这就是热力学第一定律的
• 1)热。热是物质热能的表达形式，可以表示物质吸热或放热的多 少，用Q表示，单位为焦［耳］，用J表示。在工程应用中常以103 倍的焦作单位，即千焦，符号为kJ。制冷系统的制冷量也是热的形 式，因此符号及单位与热一样，常用Q0表示,。
• 2)比热容。1千克（kg）的物质温度升高或降低1摄氏度（℃）时 所吸收或放出的热，常用C表示，单位为千焦［耳］每千克开［尔 文］(kJ／kg·K)。
• 蒸发：是指在任何温度下液体表面发生的汽化现象。
• 沸腾：是指在一定压力下液体的温度升高到某一温度时，液体内 部和四壁上涌现大量气泡，整个液体剧烈汽化，在液体表面和内 部同时进行的汽化现象，相应的温度称为沸点
• 2)液化。液化与汽化过程恰恰相反，当蒸汽在一定压力下冷却到 一定温度时，就会由蒸汽状态转为液体状态，这种冷却过程称为液
• 两种温标制之间的换算关系如下：
• T=（273+t ）（K） t =(T-273) (℃) • 测量温度的温度计的种类很多，制冷工程中常用的温度计有玻
璃温度计、热电偶式温度计、电接点式温度计、电阻式温度计和 半导体式温度计等。
• 2 .压力 • 压力是指单位面积上所受到的垂直作用力，物理
3、比容与比重 1）比容（比体积）
物质单位质量所占有的空间体积，用符号v表示 v=V/G （V立方米，G千克） 2）比重（密度） 单位体积工质所具有的重量，用符号ρ表示 3） 比容与密度的关系 ρ=1/v 压力一定，温度越高，比容越大，比重就小，温度越低，
比容越小，比重就大（热胀冷缩）
• 4.热量和比热容
学中称为压强（P），在热力工程上称为压力。压力单 位是帕［斯卡］（Pa），1 Pa= 1 N/m2。在工程应用时， 帕的值太小，而是以它的106倍作常用单位，称为 “兆 帕”，用“MPa”表示。1 Mpa=106Pa。 • 其它常用单位：
• 工程大气压（非法定计量单位）：Kgf/CM2
• 1kgf/cm2=98.0665*103pa=98.0665kpa≈0.1MPa
• 如果把一杯开水(100℃)放在空气中冷却，不断地放出热量，温度也不 断地下降，但其形态仍然是水，这种放热称为显热放热。同样，把一杯水 放入电冰箱中，它的温度会逐渐下降，在冷却到0℃之前放出的热量也是 显热。
• 表征热力学系统能量的是内能。通过作功和传热， 系统与外界交换能量，使内能有所变化。根据普遍的
• 毫米汞柱
• 毫米汞柱（非法定计量单位）是指1mm高的汞（水银）柱所产生的 压力，单位符号是mmHg，它与帕斯卡的换算关系是：
•
1mmHg=133.3Pa
•
1Pa=7.5×10-3 mmHg
•巴
• 巴（非法定计量单位）为压力单位，单位符号是bar。它与帕斯卡 的换算关系是：
•
1bar=105Pa
• 3)热方程。热方程是用来计算一定质量的物质，在温度变化过程中所吸收 或放出热量的数学表达式，其形式为：
• Q＝C mΔt
• 式中： Q ——吸收或放出的热量（kJ）；
•
C ——物质比热容（kJ／kg·K）；
•
m ——物质质量（kg）；
•
Δt ——温度升高或降低的幅度值（K）。
• 例如水的比热容是 4200焦/千克摄氏度，就是每千克的水提升1度需要 吸热4200焦 那10千克的水从25度加热到40度吸收的热量= 4200 * 10 *（40-25）
化过程或称凝结过程。
• 3、显热和潜热
• 在加热（或冷却）过程中，物质的温度、状态将 发生改变（即相变）。物质温度与状态随时间变化的 曲线如图所示
• 1)显热。
• 物体在加热(或冷却)过程中，温度升高(或降低)所需吸收(或放出)的热 量，称为显热，它能使人们有明显的冷热变化感觉。通常可以用温度计测 量物体的温度变化。
• 5、制冷量
• 制冷量是指空调进行制冷运行时，单位时间内从密闭 空间、房间或区域内去除的热量总和。
• 家用空调的制冷量单位是“匹”，1匹=2324W；工业 用的空调的制冷量一般都比较大，单位是“kW”。
• 选择制冷量的原则是：空调器的制冷量应略大于房间 的冷负荷，房间的热负荷应考虑到房间的朝向，墙壁 和屋顶的隔热情况，以及室内热源包括人员的多少。
一、基本参数
• 1.温度 温度是表征物体冷、热程度的物理量，是物体冷热程度的量度。
所有的气体、液体、固体都具有热。热度的数量表示叫做温度。为 了使温度的测量一致，需要有衡量温度的标尺（称作温标）规定测 量温度的基点和单位。目前，在日常生活和制冷技术中常用的是热 力学温标T( K )、和摄氏温标（℃）两种。
• 对于空调效果要求较高的房间，冷负荷应取来自百度文库60－180 W/m2。
• 这里再提一下瓦（W）过去用制冷量单位千卡/小时 （kcal/h）之 间的关系： 1W=0.86kcal/h； 1kcal/h=1.16W。
• 二、基本理论
• 1、物质三态变化。物质具有质量和占有空间。它以固态、液态和 气态三种状态中的任何一态存在于自然界中，随着外部条件的不 同，三态之间可以相互转化，如图所示。
•
1bar=1.02 kgf/cm2
• 2)绝对压力。
• 以绝对零压力线（绝对真空）为测量基点测得的压力即为绝对压力。用符号Pa表示。 • 3)表压力(相对压力)。
•
以一个大气压为测量基点测得的压力即为表压力。也就是压力表所指示的压力值，
用符号Pg表示。
• 如果以Pam表示大气压，则
•
Pa = Pam + Pg
• 举例：一个16平方米的卧室或客厅，需配多大冷量的 空调器？
• 普通房间冷负荷的推荐值为115－145W/m2，取中间值 130 W/m2为计算依据，则冷负荷=130×16=2080W。 由于空调器的实际制冷量比名义值低8%，因此所选空 调器的名义制冷量必须大于2080÷0.92=2260W。选用 空调器的名义制冷量应该为2300 W左右。
能量守恒定律，系统由初态Ⅰ经过任意过程到达终态 Ⅱ后，内能的增量ΔU应等于在此过程中外界对系统传 递的热量Q和系统对外界作功W之差，即UⅡ－UⅠ＝ ΔU＝Q－W或Q＝ΔU＋W这就是热力学第一定律的
• 1)热。热是物质热能的表达形式，可以表示物质吸热或放热的多 少，用Q表示，单位为焦［耳］，用J表示。在工程应用中常以103 倍的焦作单位，即千焦，符号为kJ。制冷系统的制冷量也是热的形 式，因此符号及单位与热一样，常用Q0表示,。
• 2)比热容。1千克（kg）的物质温度升高或降低1摄氏度（℃）时 所吸收或放出的热，常用C表示，单位为千焦［耳］每千克开［尔 文］(kJ／kg·K)。
• 蒸发：是指在任何温度下液体表面发生的汽化现象。
• 沸腾：是指在一定压力下液体的温度升高到某一温度时，液体内 部和四壁上涌现大量气泡，整个液体剧烈汽化，在液体表面和内 部同时进行的汽化现象，相应的温度称为沸点
• 2)液化。液化与汽化过程恰恰相反，当蒸汽在一定压力下冷却到 一定温度时，就会由蒸汽状态转为液体状态，这种冷却过程称为液
• 两种温标制之间的换算关系如下：
• T=（273+t ）（K） t =(T-273) (℃) • 测量温度的温度计的种类很多，制冷工程中常用的温度计有玻
璃温度计、热电偶式温度计、电接点式温度计、电阻式温度计和 半导体式温度计等。
• 2 .压力 • 压力是指单位面积上所受到的垂直作用力，物理
3、比容与比重 1）比容（比体积）
物质单位质量所占有的空间体积，用符号v表示 v=V/G （V立方米，G千克） 2）比重（密度） 单位体积工质所具有的重量，用符号ρ表示 3） 比容与密度的关系 ρ=1/v 压力一定，温度越高，比容越大，比重就小，温度越低，
比容越小，比重就大（热胀冷缩）
• 4.热量和比热容
学中称为压强（P），在热力工程上称为压力。压力单 位是帕［斯卡］（Pa），1 Pa= 1 N/m2。在工程应用时， 帕的值太小，而是以它的106倍作常用单位，称为 “兆 帕”，用“MPa”表示。1 Mpa=106Pa。 • 其它常用单位：
• 工程大气压（非法定计量单位）：Kgf/CM2
• 1kgf/cm2=98.0665*103pa=98.0665kpa≈0.1MPa
• 如果把一杯开水(100℃)放在空气中冷却，不断地放出热量，温度也不 断地下降，但其形态仍然是水，这种放热称为显热放热。同样，把一杯水 放入电冰箱中，它的温度会逐渐下降，在冷却到0℃之前放出的热量也是 显热。
• 表征热力学系统能量的是内能。通过作功和传热， 系统与外界交换能量，使内能有所变化。根据普遍的
• 毫米汞柱
• 毫米汞柱（非法定计量单位）是指1mm高的汞（水银）柱所产生的 压力，单位符号是mmHg，它与帕斯卡的换算关系是：
•
1mmHg=133.3Pa
•
1Pa=7.5×10-3 mmHg
•巴
• 巴（非法定计量单位）为压力单位，单位符号是bar。它与帕斯卡 的换算关系是：
•
1bar=105Pa
• 3)热方程。热方程是用来计算一定质量的物质，在温度变化过程中所吸收 或放出热量的数学表达式，其形式为：
• Q＝C mΔt
• 式中： Q ——吸收或放出的热量（kJ）；
•
C ——物质比热容（kJ／kg·K）；
•
m ——物质质量（kg）；
•
Δt ——温度升高或降低的幅度值（K）。
• 例如水的比热容是 4200焦/千克摄氏度，就是每千克的水提升1度需要 吸热4200焦 那10千克的水从25度加热到40度吸收的热量= 4200 * 10 *（40-25）
化过程或称凝结过程。
• 3、显热和潜热
• 在加热（或冷却）过程中，物质的温度、状态将 发生改变（即相变）。物质温度与状态随时间变化的 曲线如图所示
• 1)显热。
• 物体在加热(或冷却)过程中，温度升高(或降低)所需吸收(或放出)的热 量，称为显热，它能使人们有明显的冷热变化感觉。通常可以用温度计测 量物体的温度变化。
• 5、制冷量
• 制冷量是指空调进行制冷运行时，单位时间内从密闭 空间、房间或区域内去除的热量总和。
• 家用空调的制冷量单位是“匹”，1匹=2324W；工业 用的空调的制冷量一般都比较大，单位是“kW”。
• 选择制冷量的原则是：空调器的制冷量应略大于房间 的冷负荷，房间的热负荷应考虑到房间的朝向，墙壁 和屋顶的隔热情况，以及室内热源包括人员的多少。