制冷电子教案

在人工制冷开始发展以前，人们已经利用天然冰雪在简易的设备中保持低温条件，即利用天然冷源。中国约在3000年前就已经使用天然冰来保藏食品了。公元前七世纪《诗经》中就有关于采集、贮存和利用天然冰冷藏食品的诗句。直到现代人们仍然在应用着冰、雪和地下水等天然冷源。

1 制冷机的发展和应用

制冷机是将具有较低温度的被冷却物体的热量转移给环境介质从而获得冷量的机器。从较低温度物体转移的热量习惯上称为冷量。制冷机内参与热力过程变化（能量转换和热量转移）的工质称为制冷剂。制冷的温度范围通常在120K以上，120K以下属深低温技术范围。制冷机广泛应用于工农业生产和日常生活中。

1834年，美国的J.珀金斯试制成功人力转动的用乙醚为工质的可以连续工作的制冷机。1844年，美国的J.戈里试制了用空气为工质的制冷机，用在医院中制冰和冷却空气。

1872～1874年，D.贝尔和C.von林德分别在美国和德国发明了氨压缩机，并制成了氨蒸气压缩式制冷机，这是现代压缩式制冷机的发端。

19世纪50年代，法国的卡雷兄弟先后研制成功以硫酸和水为工质的吸收式制冷机和氨水吸收式制冷机。

1910年出现了蒸汽喷射式制冷机。

1930年出现了氟利昂制冷剂，促进了压缩式制冷机的迅速发展。

1945年，美国研制成功溴化银吸收式制冷机。

压缩式制冷机。是依靠压缩机的作用提高制冷剂的压力以实现制冷循环，按制冷剂种类又可分为蒸气压缩式制冷机（以液压蒸发制冷为基础，制冷剂要发生周期性的气-液相变）和气体压缩式制冷机（以高压气体膨胀制冷为基础，制冷剂始终处于气体状态）两种。

吸收式制冷机。是依靠吸收器-发生器组（热化学压缩器）的作用完成制冷循环，又可分为氨水吸收式、溴化锂吸收式和吸收扩散式3种。

蒸汽喷射式制冷机。是依靠蒸汽喷射器（喷射式压缩器）的作用完成制冷循环。

半导体制冷器。是利用半导体的热-电效应制取冷量。

制冷机的主要性能指标有：工作温度（对蒸气压缩式制冷机为蒸发温度和冷凝温度，对气体压缩式制冷机和半导体制冷器为被冷物体的温度和冷却介质的温度）；制冷量（制冷机单位时间内从被冷却物体移去的热量）；功率或耗热量；制冷系数（衡量压缩式制冷机经济性的指标，指消耗单位功所能得到的冷量）以及热力系数（衡量吸收式和蒸汽喷射式制冷机经济性的指标，指消耗单位热量所能得到的冷量）等。

2. 空调的发明和应用

被称为制冷之父的英国发明家威利斯·哈维兰德·卡里尔（有的地方译作开利）于1902年设计并安装了第一部空调系统。

美国纽约的一个印刷商发现温度的变化能够造成纸的变形，从而导致有色墨水失调，该空调系统就是为他设计的。卡里尔的专利1906年得到注册。1902年7月17日，在“水牛公司”工作时，发明了冷气机。水牛公司的一个客户—纽约市的沙克特威廉印刷厂，他们的印刷机由于空气温度及湿度的变化，使纸张扩张及收缩不定，油墨对位不准，无法生产清晰的彩色印刷品。于是求助于水牛公司。开利心想既然可以利用空气通过充满蒸气的线圈来保暖，何不利用空气经过充满冷水的线圈来降温？空气中的水会凝结于线圈上，如此一来，工厂里的空气将会既凉爽又干燥。

1902年7月17日，空调的时代就由这印刷厂首次使用冷气机而开始。很快，其他的行业如纺织业、化工业、制药业、食品甚至军火业等，亦因空调的引进而使产品质量大大提高。

1907年，第一台出口的空调，买家是日本的一家丝绸厂。

1915年，开利成立了一家公司，至今他仍是世界最大的空调设备生产厂商之一，目前我国进口的大型冷水机组，开利的产品占有相当大的市场。但空调发明后的20年，都在为生产设备服务而不是人。

直到1924年，底特律的一家商场，常因天气闷热而有不少人晕倒，而首先安装了三台中央空调，此举大大成功，凉快的环境使得人们的消费意欲大增，自此，空调成为商家吸引顾客的有力工具，空调为人们服务的时代才正式来临。

说到空调得以普及，主要是通过电影院的影响。大多数美国人是在电影院第一次接触到空调的。20世纪20年代的电影院利用空调技术，承诺能为观众提供凉爽的空气，使空调变得和电影本身一样吸引人，而夏季也取代了冬季成为看电影的高峰季节。随后出现了大量全年开放的室内娱乐场所，如室内运动场和商场，这些都得归功于空调的出现。

现代制冷机以蒸气压缩式制冷机应用最广；吸收式制冷机多用于大型企业。

在本课程中，我们就介绍蒸气压缩式制冷机和吸收式制冷机，大型的压缩式、吸收式冷水机组是应用于大型空调系统的主要冷源设备。

第1章制冷原理与工作系统