1 制冷的热力学基础
第一章-制冷技术基础
第一章 制冷技术基础
第三节 制冷的基本原理
三、半导体式制冷原理
图1-5 半导体制冷器电偶对的工作原理ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
第一章 制冷技术基础
第一章 制冷技术基础
第一节 热力学基本参数
图1-1 真空联程压力表
第一章 制冷技术基础
第二节 传热学基础
一、 物质的相变 二、描述物态相变的物理量 三、热能、热量、制冷量 四、热力学定律 五、显热和潜热 六、热传递 七、热力循环与节流 八、制冷循环的状态术语
第一章 制冷技术基础
第二节 传热学基础
一、 物质的相变
图1-2 物质状态的变化
第一章 制冷技术基础
第二节 传热学基础
二、描述物态相变的物理量
(1)汽化和液化 物质由液态转化为气态的过程叫做汽化；从气态转 化为液态的过程叫做液化。
(2)熔解和凝固 物质从固态变为液态的过程叫做熔解；从液态变为 固态的过程叫做凝固。 (3)升华和凝华 固体不经过液体而直接变成气体的过程叫做升华； 反之，由气体直接变为固体的过程叫做凝华。
第一章 制冷技术基础
第一节 热力学基本参数
(3)热力学温标 把物质中的分子全部停止运动时的温度定为绝对零 度(绝对零度相当于-273.15℃)，以绝对零度为起点的温标叫做热力 学温标。 (4)三种温标间的换算关系：
2.压力
(1)压力的单位
第一章 制冷技术基础
第一节 热力学基本参数
1)国际单位制：国际上规定：当1m2面积上所受到的作用力是1N时， 此时的压力为1Pa，1Pa＝1N／m2。 2)标准大气压：标准大气压是指0℃时，在纬度为45°的海平面上， 空气对海平面的平均压力。 3)工程制单位：工程制单位是工程上常用的单位，一般采用千克力／ 厘米2(kgf／cm2)作单位。 4)液柱高单位：空调技术中常用液柱高度作为单位，如毫米汞柱(mmH g)、毫米水柱(mmH2O)。
制冷与空调技术基础知识..
先以水蒸气的形成过程为例解释几个概念。图1–3所示的开口容器中装有 25℃的水，水面上有一个能上下自由移动，却又起密封作用的活塞，活塞的重 量略去不计，即水面有一个大气压的作用。若将水加热到饱和温度100℃时，这 时称为饱和水。25℃的水显然比100℃的饱和温度低，这种比饱和温度低的水称 为过冷水。饱和温度与过冷温度之差为过冷度。其中过冷水的过冷度为 100℃﹣25℃＝75℃。若将饱和水继续加热，水温将保持100℃不变，而水不断 汽化为水蒸气。这时容器中是饱和水和饱和蒸汽的混合物，称为湿蒸汽。再继 续加热时，水全部汽化为蒸汽而温度保持100℃不变，此时的蒸汽称为干蒸汽。 若再继续加热，干蒸汽继续加热升温，温度超过饱和温度100℃，此时的蒸汽称 为过热蒸汽。过热蒸汽的温度与饱和温度之差称为过热度。
2. 工质 在热力工程中，把可以实现能量转换和物态改变的物质称为工质。在制冷技 术中工质又称为制冷剂或制冷工质，例如家用冰箱、空调器过去常用的制冷剂氟 利昂12、氟利昂22等。
3. 介质 在制冷技术中，凡可用来转移热量和冷量的物质，称为介质。一般常用的介质 是水和空气。
1.1.12 热传递与热平衡
对流传热是基本的传热方式。热对流的传热流量由对流速度、传热面积及对流的 物质决定。热对流的基本计算公式为：
Φ aAt （W）
式（1–6）
式中：α —— 传热系数，单位为W／(m2·K)； Δt —— 流体与壁面间的温度差，单位为K ； A —— 换热面积，单位为m2。
1 称为传热热阻，单位为m2·K／W ，与导热热阻相对应。
1.1.7 压力和真空度
1. 压力 工程上常把单位面积上受到的垂直作用力叫做压力，压力的法定单位是Pa（帕）。 2. 绝对压力和表压力 测量气体压力时，由于测量压力的基准不同，因此压力有绝对压力和表压力 两种表示方法。绝对压力是指作用在单位面积上的压力的绝对值，而表压力是指 压力表上的读数。
项目一 制冷技术的基础知识
（2） 冷凝 1）物质的集态从气态变成液态叫冷凝，又称 为液化。冷凝过程会放出热量。 2） 气体液化的条件 是降低温度和增大压力。 有效的方法是提高压力。电冰箱制冷系统是采 用压缩机和毛细管来提高冷凝压力的。
2．湿蒸气 （1）湿蒸气 饱和蒸气与饱和液体的混合物，称为湿蒸气。制冷剂在蒸发器和 冷凝器中，进行的气液集态转变过程中，饱和液体与饱和蒸气是 同时存在的。 （2）干蒸气：完全不含饱和液体的饱和蒸气称为干蒸气。 （3）干度：湿蒸气中饱和蒸气的含量，用湿蒸气的干度X表示。 用mv和mw分别代表湿蒸气中所含饱和蒸气与饱和液体的质量， 则湿蒸气的干度值
五、 气液集态变化
1. 物质的状态 在自然中，物质的状态通常是固态、液态和气态。在一定的条件下， 这3种物态之间可以相互转化，此转化过程叫做相变。物质从固态 变成液态叫融解（熔解），融解过程要吸收热量；而物质从液态变 成固态叫凝固，凝固过程会放出热量。物质从固态变成气态叫升华， 升华过程要吸收热量；而从气态变成固态叫凝华，凝华过程会放出 热量。 （1）汽化。物质的集态从液态转变成气态叫汽化，汽化过程要吸 收热量；汽化有蒸发和沸腾两种形式。 1）蒸发 蒸发是只在液体表面进行的汽化现象，它可以在任何温度 和压强下进行。 2）沸腾 是在一定压力下温度达到一定值时，在液体表面和内部都 剧烈进行的汽化现象。
项目一
制冷技术的基础知识
项目学习目标
知识目标
1. 正确认识和应用热力学基本概念。 2. 掌握物质的集态变化，了解湿蒸气、干蒸气、干度、过热蒸气、
过冷液体。 3.掌握热、显热和潜热的概念、热力学第一定律和第二定律在制冷
上的应用。了解焓和熵、制冷量、名义制冷量和能效比的概念。 4.掌握液体汽化法制冷常用制冷的种类、性质和要求，了解制冷剂
制冷技术基础知识
然对流是由于温度不均匀而引起的。强制对流 是由于外界因素对流的影响而形成的。
直冷式电冰箱箱内的低温是箱内空气自然
制
对流的结果；而间冷式电冰箱内的低温主要是
冷 通过强迫箱内空气对流来获得的。
原
理
与
技
术
十七 压焓图
制冷剂的压焓图
定义:压焓图的结构如图下图所示。 以压力的对数值 为纵坐标，以焓值为横坐标所构成。
二、工质与介质
工质：就是工作的物质，在制冷技术中工质也
称为制冷剂，氟利昂R12、氟利昂R22、
制
R134a和R600a等。
冷
介质：在制冷技术中，凡是可以传递热量和冷量
原 理
的物质称为介质，如空气和水。
三、压力
与
压力：垂直作用于物质表面的力称为压力。 压强：物体单位面积上所受到的压力称为压强。
技
术
在工程上将压强称为压力。用P表示。 P=F/S
整个系统包括两个系统中使用的工作流体是制冷剂和吸收剂，
冷
我们称它为吸收是制冷的工质对。吸收剂使
原
液体，它对制冷剂有很强的吸收能力。吸收 剂吸收了制冷剂气体后形成溶液。溶液加热
理 与
又能放出制冷剂气体。因此，我么可以用溶 液回路取代压缩机的作用，构成蒸汽吸收式 制冷循环。
制
冷
原
十、凝结 与汽化相反，当蒸气在一定压力下冷却一
理
定温度时，它就会由蒸气状态转变化为液
与
体状态，称这一过程为凝固。
技
电冰箱中R12在冷凝器中的变化过程就
术
是凝固过程。
十二、过热和过冷
1、过冷水：比饱和温度低的水称为过水。
2、湿蒸气：饱和水和饱和蒸气的混合物。
制冷与低温的热力学基础
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。
术
能量守恒与转换定律是自然界基本规律之一。
热力学能和总能
热力学能
制
用符号U表示，单位是焦耳 （J）
冷
比热力学能
原
1kg物质的热力学能称比热力学能
理
用符号u表示，单位是焦耳/千克 （J／kg）
与
技
热力状态的单值函数。
术
热力学能 状态参数，与路径无关。
缸时推动活塞移动距离 l，作功pA l=pV=mpv。m表示
进入气缸的工质质量，这一份功叫做推动功。
1kg工质的推动功等于pv如图中矩形面积所示。
制
冷
原
理
与
技
图1-1b所示考察开口系统和外界之间功的交换。 取一开口系统，1kg工质从截面1-1流入该热力系，
术 工质带入系统的推动功p1v1，作膨胀功由状态1到2，再
对可逆制冷机
热力系数
制
0q q h 0(T 0T R T R)T (hT hT 0)cT hT hT 0 (1-45)
冷
原 1.1.2 制冷与低温的获得方法
理 1.焦耳汤姆逊效应
，因阀中存在摩擦阻力
术
损耗，所以它是个不可逆过程，节流后熵必
术
JT
( T )h P
(1-46)
焦耳－汤姆
逊系数就是
图上等焓线
的斜率
制 冷 原
转化曲线上
JT 0
理 与
节流后升温
JT < 0
节流后降温
技
图1-12 实际气体的等焓节流膨胀
JT > 0
术
零效应的连线称为转化曲线，如图上虚线所示。
中央空调介绍-Basic
水泵在中央空调系统的作用 是为冷却水及冷冻水的流动提供动力，并可以调节水系
统的换热效果
19
第二章 中央空调系统组成
常用的叶片式水泵类型
按 流 体 流 动 情 况
20
第二章 中央空调系统组成 离心式水泵
流量、压头较大 适用范围广 结构简单
体积小、重量轻 操作简单、维护方便 流体温度不宜过高 安装位置不宜高出吸液面太多
21
第二章 中央空调系统组成
离心式水泵基本结构
22
第二章 中央空调系统组成 离心式水泵的叶轮
开
半
开
式
式
闭 式
23
第二章 中央空调系统组成
离心式水泵的工作过程
5
6
1－底阀
4
78
2－吸入管路
3－吸入室
3
4－蜗壳
2
5－阀门
6－排出管路
1
7－叶轮
8－电机
24
第二章 中央空调系统组成 常用空调设备
空气处理机组的作用是调节 室内空气参数；这一过程是通过空气与机组内各功
空调房间
空气处理机组
空调房间 冷冻水回水管 冷冻水出水管 冷却水回水管 冷却水出水管 空调风管
7
第二章 中央空调系统组成 中央空调系统常用冷水机组形式
冷水机组在中央空调系统的作用 是制造空调用低温水(一般为7℃～12℃)，这一过程 是通过制冷剂在机组中作制冷循环并进行热交换而
实现的
8
第二章 中央空调系统组成
允许的风 速及噪声
建筑物特点 及内部装修
工艺布置及 设备散热
31
第三章 中央空调系统工作流程
冷却塔
制冷知识基础
制冷知识基础制冷是指将物体的温度降低到低于周围环境温度的过程。
制冷技术广泛应用于家庭、商业和工业领域，为人们提供舒适的环境和保鲜的食品。
本文将从制冷原理、制冷剂、制冷循环和制冷设备等方面介绍制冷知识的基础内容。
一、制冷原理制冷原理基于热力学的第一和第二定律。
第一定律表明能量守恒，热量会从高温物体传递到低温物体，使得高温物体温度降低，低温物体温度升高。
而第二定律则说明热量自然向低温传递的趋势，即热量不会自发地从低温物体传递到高温物体。
利用这些原理，制冷系统可以将热量从室内或食品中移除，使其温度降低。
二、制冷剂制冷剂是制冷系统中用于传递热量的介质。
常见的制冷剂有氨、氟利昂、丙烷等。
制冷剂具有低沸点和高蒸发潜热的特性，可以在低温下蒸发吸收热量，然后在高温下冷凝释放热量。
制冷剂在制冷循环中循环流动，起到传递热量的作用。
三、制冷循环制冷循环是制冷系统中的核心部分，通过循环流动的制冷剂实现热量的传递。
常见的制冷循环有蒸发冷凝循环和吸收制冷循环。
蒸发冷凝循环由压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器组成，通过制冷剂的蒸发和冷凝来实现热量的传递。
吸收制冷循环则利用制冷剂和吸收剂的吸收和析出来实现热量的传递。
四、制冷设备制冷设备是实现制冷过程的关键装置。
常见的制冷设备包括冰箱、空调和冷库等。
冰箱利用制冷循环原理，将室内的热量传递到冷凝器外，使冷藏室内温度降低。
空调则通过循环流动的制冷剂将室内的热量带走，实现室内温度的调节。
冷库则利用制冷设备将空间内的温度降低到低于周围环境温度，用于食品的储存和保鲜。
五、制冷效率制冷效率是衡量制冷设备性能的重要指标。
制冷效率通常用COP （Coefficient of Performance）来表示，即单位制冷量所需的功率。
COP越高，表示制冷设备的能效越高。
提高制冷效率可以通过优化制冷循环、选择高效制冷剂和改进设备设计等方式来实现。
六、制冷系统的应用制冷技术在日常生活中得到广泛应用。
家用制冷设备如冰箱、空调等为人们提供了舒适的居住环境和新鲜的食品。
制冷工作原理
制冷工作原理制冷技术是现代社会中非常重要的一项技术，在日常生活中有很多应用场景，例如家用空调、商业冷柜、医药冷链等。
制冷技术基于热力学原理，通过传递热量来实现物体的冷却，本文将详细介绍制冷工作原理。
1. 热力学基础热力学是现代物理学中一个重要的分支，它研究的是热量和能量之间的转换，以及这些过程中的热力学性质。
在制冷过程中，热力学原理是至关重要的，在这里我们简要介绍一些重要的概念：热力学系统是指处于一定压力、温度和物质组成下的物体。
在制冷系统中，通常将制冷剂和空气视为两个不同的热力学系统。
1.2 热平衡热平衡是指热力学系统之间达到温度平衡的状态。
在制冷系统中，通常通过传导、对流和辐射等方式来实现热平衡。
在热力学中，系统的运行状态可以通过相应的参数来描述，例如压力、温度、物质量等。
热力学过程是指在这些参数变化的过程中系统的状态发生的变化。
2. 制冷循环过程在制冷循环过程中，制冷剂从液态变成气态的过程称为蒸发。
蒸发的过程需要吸收热量，从而使室内空气冷却下来。
2.2 压缩制冷剂在蒸发后，会以气态进入压缩机，在压缩机内被压缩成高温高压的气体。
压缩的过程会产生大量的热量，该热量需要通过冷凝器散发出去。
2.3 冷凝在压缩机之后，制冷剂会被输入到冷凝器中，该过程是使制冷剂从气态变为液态的过程。
在这个过程中，制冷剂会释放出大量的热量，冷凝器会将这些热量散发到空气中，使空气变得更加炎热。
2.4 膨胀在冷凝器之后，制冷剂将以液态再次进入膨胀阀中，这是制冷循环中最重要的步骤之一。
在膨胀阀中，制冷剂会扩散并降低温度和压力，最终流回蒸发器中，从而完成制冷循环过程中的一个完整循环。
3. 制冷系统中的关键部件制冷系统包括多个功能块，其中最基本的是蒸发器、压缩机、冷凝器和膨胀阀。
下面分别介绍这些关键部件的作用。
3.1 蒸发器蒸发器是制冷系统中最重要的组成部分，该部件是制冷循环过程中制冷剂从液态变为气态的地方。
蒸发器通常由许多小管组成，这使得蒸发器表面积增大，使空气更好地与制冷剂接触，从而提高了制冷效果。
制冷技术的热力学基础
制冷技术的热力学基础制冷技术的热力学基础在制冷循环中,工质不断地进行着热力状态变化。
描述工质所处热力状态的物理量称为工质的热力状态参数,简称状态参数。
一定的状态，其状态参数有确定的数值.工质状态变化时，初、终状态参数之间的差值，仅与初、终状态有关，而与状态变化的过程无关。
制冷技术中常见的状态参数有：温度、压力、比容、内能、焓与熵等。
这些参数对于进行制冷循环的分析和热力计算，都是非常重要的。
一、温度温度是描述热力系统冷热状态的物理量,是标志物体冷热程度的参数。
物体的温度可采用测温仪表来测定。
为了使温度的测量准确一致，就要有一个衡量温度的标尺，简称温标，工程上常用的温标有：二、摄氏温标又叫国际百度温标,常用符号t表示，单位为℃。
2。
绝对温标常用符号T表示，单位为开尔文（代号为K）。
绝对温标与摄氏温标仅是起点不同而已（t=0℃时，T=273.16K），它们每度的温度间隔确是一致的。
在工程上其关系可表示为:T=273+t（K）二、压力压力是单位面积上所承受的垂直作用力，常用符号P表示。
压力可用压力表来测定。
在国际单位制中，压力单位为帕斯卡（Pa），实际应用时也可用兆帕斯卡（MPa)或巴（bar）表示，1MPa=106Pa而1bar=105 Pa。
压力的标记有绝对压力、表压力和真空度三种情况.绝对压力是指容器中气体的实际压力，用符号P表示;表压力（PB)是指压力表(或真空表）所指示的压力；而当气体的绝对压力比大气压力（B）还低时，容器内的绝对压力比大气压力低的数值,称为真空度(PK).三者之间的关系是:P=PB表压力+B大气压力或 P=B大气压力-PK真空度，作为工质的状态参数应该是绝对压力,而不是表压力或真空度。
三、比容比容是指单位质量工质所占有的容积，用符号υ表示。
比容是说明工质分子之间密集程度的一个物理量。
比容的倒数为工质的密度,即单位容积工质所具有的质量，用符号ρ表示。
比容和密度之间互为倒数关系。
制冷技术 制冷热力学原理
制冷原理
利用某种物质状态变化，从较低温度的热源吸取一 定的热量，通过一个消耗功（或热量）的补偿过程， 向较高温度的热源放出热量。 为了实现上述能量转换，首先 必须有使制冷机能达到比低温 热源更低温度的过程，并连续 不断地从被冷却物体吸取热量。
可逆循环和不可逆循环
循环由过程构成 可逆
过程
不可逆
可逆循环 循环
不可逆循环
➢不可逆过程可分成两类：内部不可逆和外部 不可逆。 ➢制冷剂在其流动或状态变化过程中因摩擦、 扰动及内部不平衡而引起的损失，都属于内部 不可逆； ➢蒸发器、冷凝器及其他换热器中有温差时的 传热损失，属于外部不可逆。
逆循环
逆循环：逆时针方向（消耗功把热量由低温
p 热1源送至高温热源）T
2
2
V
净效应：对内作功
1
S
净效应：放热
动力循环与制冷（热泵)循环
• 动力Power循环—正循环 输入热,通过循环输出功
• 制冷Refrigeration循环—逆循环 输入功量（或其他代价），从低温热源取热
• 热泵Heat Pump循环—逆循环 输入功量（或其他代价），向高温热用户供热
自然界自发过程都具有方向性
自发过程的方向性
功量 功量
摩擦生热
100% 发电厂 40%
热量 热量
放热
自发过程具有方向性、条件、限度
热力学第二定律的表述与实质
热二律的表述有 60-70 种
热功转换
传热
1851年 开尔文－普朗克表述
热功转换的角度
机柜空调技术（PDFX页）
第二部分 制冷基本原理
制冷剂的特性 1.安全性 无毒性、 不易燃烧和不爆炸 2.热稳定性 高温时不能出现分解 氨在超过250℃时分解成氮和氢； R12在与铁、铜等金属接触时，在410～430 ℃时分解生成氢、 氟和光气； R22在与铁接触时550 ℃开始分解。 3.对材料的作用 与金属应无腐蚀作用
• 有效输入功率指在单位时间内输入空调器内的平均功率。其中包括： • 1.压缩机运行的输入功率和除霜输入功率； • 2.所有控制和安全装置的输入功率； • 3.热交换传输装置的输入功率（风扇、加热丝）。
第一部分 制冷热力学基础
额定电压
额定制冷量 额定换热量 额定功率 额定电流 压力允许范围 工作环境温度 制冷剂
法国物理学家卡诺（Nicolas Leonard Sadi Carnot,1796～1832）生于巴黎
• 能量既不能创造，也不能消亡，而只能从一 个物体转移到另一个物体，或从一种形式转 变成另一种形式。
• 在任何发生能量转换的热力过程中，转换前 后能量的总量维持恒定。
• 热能和机械能是可以相互转换的。
卡：在标准大气压下，将1g纯水加热或冷却，使其温 度
升高或降低1℃时，所吸进或放出的热量即为1卡，用 Cal表示，因卡的单位太小，工程上常用千卡即大卡表 示，其符号为kcal。
焦耳：作用着1N力的作用点在力的方向上移动1m所 做的功，叫1焦耳，焦耳用“J”表示。
在国际单位制中，将热量单位与功的单位统一为“焦 耳”。
机柜空调器技术培训
目录
Ⅰ.制冷热力学基础 Ⅱ . 制冷基本原理 Ⅲ .空调 关键部件 Ⅳ.昆拓常见机型介绍 Ⅴ.空调选型
2
制冷芯片的工作原理
制冷芯片的工作原理一、引言制冷芯片是一种能够将热量从一个物体中移走并将其排放到另一个物体中的装置。
制冷芯片广泛应用于各种领域，包括电子设备、空调、冰箱等。
本文将介绍制冷芯片的工作原理。
二、热力学基础在了解制冷芯片的工作原理之前，我们需要先了解一些热力学基础知识。
1. 热力学第一定律热力学第一定律指出，能量守恒。
即能量不能被创造或消灭，只能从一种形式转化为另一种形式。
2. 热力学第二定律热力学第二定律指出，在任何封闭系统中，熵的总和不断增加。
简单来说，这意味着热量总是自高温区流向低温区。
3. 催化剂和反应速率催化剂可以加速化学反应速率，并降低活化能。
活化能是使反应发生所需的最小能量。
在催化剂存在的情况下，反应所需的最小能量减少，因此反应速率增加。
三、制冷芯片的基本原理制冷芯片的基本原理是利用热力学第二定律，将热量从一个物体中移走并将其排放到另一个物体中。
制冷芯片通常由两个部分组成：压缩机和蒸发器。
1. 压缩机压缩机是制冷芯片的核心部件。
它通过压缩制冷剂来提高其温度和压力。
在压缩过程中，制冷剂的温度升高，并且变成了高温高压气体。
2. 蒸发器蒸发器是另一个重要的组成部分。
它通过吸收热量来冷却制冷剂，并将其转化为低温低压气体。
在蒸发过程中，制冷剂从液态状态转化为气态状态，从而吸收周围环境的热量。
3. 制冷循环在制冷循环中，高温高压气体从压缩机流入蒸发器。
在蒸发器中，它会吸收周围环境的热量并变成低温低压气体。
然后，低温低压气体再次进入压缩机进行再次压缩。
这个过程不断循环，从而实现制冷的目的。
四、制冷芯片的不同类型制冷芯片有多种不同类型，包括吸收式、压缩式和热电式。
1. 吸收式制冷芯片吸收式制冷芯片是一种利用化学反应来实现制冷的装置。
它通常由两个部分组成：吸收器和发生器。
在吸收器中，制冷剂会与溶剂混合并形成混合物。
然后，混合物会流入发生器中，在那里它会分离成纯制冷剂和溶剂。
这个过程会释放出热量，并将其从周围环境中移走。
制冷专业必学知识点总结
制冷专业必学知识点总结第一部分：热力学基础1. 热力学基础概念热力学是研究热能和其转化的科学，制冷工程基础是在热力学基础上建立的。
温度、压力、热量、热容量等基本概念是制冷工程的基础理论。
2. 热传导、热对流和热辐射制冷系统中热量的传递主要通过热传导、热对流和热辐射来实现。
掌握热传导原理和传热计算方法对于设计和优化制冷系统至关重要。
3. 热工作界限和效率热机和热泵的工作效率受到热工作界限的制约。
制冷专业人员需要了解热机效率和制冷效率的原理，以便在实际工程中选择合适的技术和设备。
第二部分：制冷循环1. 制冷循环基本原理制冷循环是在制冷剂的作用下，通过一定的热力学循环过程实现热量的转移和降温。
常见的制冷循环包括蒸发冷凝循环、压缩-膨胀循环等，制冷工程师需要了解这些循环的原理和特点。
2. 制冷剂的选择和应用制冷剂是制冷循环中的重要组成部分，不同的制冷剂具有不同的性能和适用范围。
制冷工程师需要了解不同制冷剂的性质和应用，以及环保和安全方面的考虑。
3. 压缩机和膨胀阀压缩机是制冷循环中的核心设备，膨胀阀则用于控制制冷剂的流量和温度。
制冷工程师需要了解不同类型的压缩机和膨胀阀的工作原理和选用方法。
第三部分：制冷系统设计1. 制冷负荷计算制冷负荷计算是制冷系统设计的基础，它涉及到室内外环境、建筑结构和使用要求等多个方面的因素。
制冷工程师需要掌握负荷计算的方法和工具，以及如何根据负荷计算结果选择合适的制冷设备。
2. 制冷系统布局和管道设计制冷系统的布局和管道设计对系统的运行效率和稳定性产生重要影响。
制冷工程师需要了解不同布局和管道设计方案的特点和适用范围，以及在实际设计中如何避免常见问题和优化系统性能。
3. 控制系统和自动化控制系统是制冷系统中的关键组成部分，它涉及到温度、压力、流量等参数的监测和调节。
制冷工程师需要掌握不同类型的控制系统和自动化设备，以及如何设计和调试一个稳定可靠的控制系统。
第四部分：制冷设备维护与管理1. 制冷设备的安装和调试制冷设备的正确安装和调试对于系统的长期稳定运行至关重要。
热力学基础知识
热力学与制冷基础知识一、常用物理量及其概念要理解制冷原理需要一些基础的物理知识。
在本节中，我们将讲解一些常用物理量并举一些简单的应用例子。
所涉及到的内容不能代替物理课程，但足够我们用了。
对于有较好的物理学基础的人来说，这一节可以作为复习，甚至可以省略。
（一）质量、力和重量物体的质量是它所包含的物质的量。
国际单位用千克。
力是一个物体施加于另一个物体的推力或拉力。
力的国际单位为牛顿。
物体的重量是地球引力施加在物体上的力。
也就是说，重量是一种力而不是质量。
然而，在生活中，重量常用来表示物体的质量，因此质量和重量常发生混淆。
但是，当我们用千克力为单位表示重量时，在数值上与质量是相同的，因此在计算中应该不会发生错误。
在任何情况下，问题的本质通常会显示出究竟我们考虑的是质量还是重量。
（二）密度、比容和比重密度（d ）是某种物质单位体积的质量（m ），比容（v ）是密度的倒数。
即：V m d =mV v = 式中V 为体积。
物质的密度和比容会随着温度和压力的变化而变化，尤其是液体和气体。
液体的比重定义为它的密度与相同体积的4℃的水的密度的比值。
4℃的水的密度为1000kg/m 3，所以比重为 1000d d d r w ==式中d ：物质的密度，kg/m 3； d w 是4℃的水的密度，kg/m 3。
质量、密度和比容都是物质的物理特性。
对于制冷过程来说还有其它一些重要的物理性质的量，即：压力、温度、焓和比热。
（三）压力、绝对压力、表压、真空压力、液柱压力和水汽分压压力定义为施加在单位面积上的力。
用公式的形式来表达就是： AF p ==面积力 如果力的单位为牛顿，面积的单位用平方米，则压力的单位为牛/米2（N/m 2）。
在国际单位制中，压力的单位为帕斯卡（Pa ），1帕斯卡（Pa ）=1牛/米2（N/m 2）。
然而在制冷工作中还经常会用到许多其它的压力单位，如毫米汞柱、巴（bar ）和大气压，附录中列出了这些单位之间的相互转化。
制冷原理及基础知识
制冷原理及基础知识制冷技术是指通过降低物体的温度，使其保持在较低的温度范围内的一种技术。
制冷原理主要基于热力学、流体力学和传热学等基础知识。
下面我们将详细介绍制冷原理及相关的基础知识。
热力学基础知识：制冷技术的基础是热力学的第一和第二定律。
其中，热力学第一定律是能量守恒定律，即能量不会自行消失或产生；热力学第二定律是熵的增加原理，指出自然界中的热量只能从高温物体传递到低温物体，不可能反过来，因此需要外界的工作或能源来实现低温物体的冷却。
流体力学基础知识：制冷技术中经常用到的流体是气体或液体。
流体力学是研究流体运动的力学学科。
制冷系统中最常用的气体是制冷剂，它经过压缩和膨胀的循环可以实现物体的制冷。
流体力学的基本方程式包括质量守恒方程、动量守恒方程和能量守恒方程，对于制冷过程的分析非常重要。
传热学基础知识：制冷技术中的传热过程是指热量的传递。
传热学是研究热量传递的基础学科。
传热的方式主要有导热、对流和辐射三种。
在制冷领域，常用的传热方式是对流传热，即通过流体的运动来传递热量。
理解传热学的基本规律可以帮助优化制冷过程。
制冷循环：制冷循环是制冷系统的基本工作原理。
常见的制冷循环有蒸发-压缩循环和吸收-压缩循环。
蒸发-压缩循环主要包括四个过程：蒸发、压缩、冷凝和膨胀。
在蒸发过程中，制冷剂从液体态变为气体态，吸收周围物体的热量；在压缩过程中，制冷剂被压缩成高温高压气体；在冷凝过程中，高温高压气体散热，降低温度，变为高压液体；在膨胀过程中，高压液体流入低压容器中，形成低温、低压的制冷效果。
吸收-压缩循环则是利用制冷剂和吸收剂之间的化学作用来实现制冷效果。
制冷剂：制冷剂是制冷循环中的介质，它能够在较低温度下吸收和释放热量。
制冷剂应具有适当的熔点、沸点和热容量，能够在制冷循环中不断循环使用。
常见的制冷剂有氨、氟利昂和氢氟碳化物等。
制冷设备：制冷设备包括压缩机、冷凝器、蒸发器和膨胀阀等。
压缩机是制冷系统的核心部件，将制冷剂压缩成高温高压气体；冷凝器用于散热，将高温高压气体冷凝成高压液体；蒸发器用于吸收热量，将制冷剂由液体态转变为气体态；膨胀阀用于调节制冷剂流量，控制制冷效果。
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
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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
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绪论
绪论
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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
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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。
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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
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得到低温低压制冷剂
制冷剂液体吸热、蒸发、制冷
单级蒸汽压缩式制冷理论循环组成：制冷压缩机 冷凝器 节流器 蒸发器 压缩过程（压缩机中进行） 通过压缩使制冷剂由低温低压的蒸汽变为高温高压气 体。 冷却冷凝过程（冷凝器中进行） 在冷凝器中冷却冷凝成制冷剂液体。 节流过程（节流阀中进行） 压力、温度降低，焓值不变 蒸发过程（蒸发器中进行） 吸热蒸发，变成低温低压制冷剂气
蒸气压缩式制冷循环系统图
制冷循环过程
制冷剂蒸气压缩、冷凝成液体，放出热量
冷凝后的制冷剂流经节流元件进入蒸发器。从入口端的高压pk降低到 低压p0，从高温tk降低到t0，并出现少量液体汽化变为蒸气。
制冷剂蒸汽回到压缩机中压缩
制冷系统各部件的主要用途
放热，使高压高温制冷剂蒸气冷却、 冷凝成高压常温的制冷剂液体
制冷工质向高温热源放热量 制冷工质从低温热源吸热量 系统所消耗的功 逆卡诺制冷系数
qi T0 s12
q0 TR s12
wnet qi q0 (T0 TR )s12
q0 q0 TR c wnet qi q0 T0 TR
式中，T0—高温热源温度； TＲ—低温热源温度
第一节 相变制冷
物质有三种集态：气态、液态、固态。物质集 态的改变称为相变。 物质发生从质密态到质稀态的相变时，将吸收 潜热；反之，放出潜热。 相变制冷是利用前者的吸热效应而实现。利用 液体相变的，是液体蒸发制冷；利用固体相变 的，是固体融化或升华冷却。
一、物质的相变特性
1、液体气化 液体气化：物质从液态变为气态的过程。 气化热：定压下，单位质量液体气化时所吸收的 热量（单位J/kg）。 r h h T s s
压降为一有限数值时，节流所产生 的温度变化叫做积分节流效应：
第三节
制冷的热力学特性分析
正循环：把热量转化成机械功的循环。 逆循环：是一种消耗功的循环。（制冷机和热泵） 不可逆循环：在构成循环的过程中，只要包含有 不可逆过程，则称为不可逆循环。
研究逆向可逆循环的目的：寻找热力学上最完善 的制冷循环，作为评价实际循环效率高低的标准。
制冷系数：
制冷量：
Q0 q0 W w
Q0 qmq0 qvV
q0 单位容积制冷量： qv v1
五、热泵循环
热泵与制冷机的区别： １、两者的目的不同； ２、两者的工作温区不同。 热泵系数：用于表示热泵效率的指标。
QH 1 W
式中，QH为热泵向高温热源的输送热量；W为热泵机组消耗的外功。
一、有外功输出的膨胀过程
有外功输出的膨胀过程：高压气体绝热可逆膨胀过程， 称为等熵膨胀。有功输出，同时气体的 温度降低，产 生冷效应。 微分等熵效应： 对于理想气体，膨胀前后的温度关系是：
膨胀过程的温差：
二、节流膨胀过程
节流膨胀过程：没有外功输出；节流前后的比 焓值不变。 焦耳－汤姆逊效应：实际气体节流前后的温度 变化。
三、热能驱动的制冷循环
以卡诺循环作为比较依据，第一类循环就是卡诺循环制冷机， 而第二类循环则是理想的热源驱动逆向可逆循环——三热源循 环。
对可逆制冷机
热力系数
q0 Th T0 Th T0 TR 0 ( )( ) c qh T0 TR Th Th
四、压缩蒸气制冷循环
作业
1-1 蒸气压缩制冷循环系统主要由哪些部件组 成，各有何作用？ 1-2 蒸发器内制冷剂的汽化过程是蒸发吗？
一、热源温度不变时的逆向可逆循环
——逆卡诺循环
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。
过程1－2 工质放热至热源， 维持制冷剂温度恒定 过程2－3 工质从热源温度可逆绝热 膨胀到冷源温度 过程3－4 热量从冷源转移到工质中 过程4－1 制冷剂从冷源温度可逆 绝热压缩到热源温度
单级蒸气压缩式制冷系统由压缩机，冷凝器，膨胀 阀和蒸发器组成。
制冷循环系统 :
根据蒸气压缩式制冷原理构成的单级蒸气压缩式 制冷循环系统，是由不同直径的管道和在其中制 冷剂会发生不同状态变化的部件组成，串接成一 个封闭的循环回路，在系统回路中装入制冷剂， 制冷剂在这个循环回路中能够不停地循环流动
溶液冰：由共晶溶液冻成的冰。 干冰升华：固态CO2俗称干冰。 CO2的三相点参数为：温度－56.6 ℃，压力 0.52 MPa 。常压下干冰的升华温度为 -78.5 ℃，升 华潜热为573.6 kJ/kg。 干冰是良好的制冷剂，它化学性质稳定，对人 体无害。
二、压焓图
第二节 绝热膨胀制冷
第一章 制冷的热力学基础
制冷的基本方法
相变制冷：利用液体在低温下的蒸发过程或固体在低 温下的融化或升华过程从被冷却物体吸取热量以制取 冷量。 气体绝热膨胀制冷：高压气体经绝热膨胀即可达到较 低温度，令低压气体复热即可制取冷量。 气体涡流制冷：高压气体经涡流管膨胀后即可分离为 热、冷两股气流，利用冷气流的复热过程即可制冷。 热电制冷：令直流电通过半导体热电堆，即可在一端 产生冷效应，在另一端产生热效应。
实际循环中存在传热温差时，制冷系数为：
Tc Th Tc
式中，Th—制冷剂向高温热源放热时的温度；
Tc—制冷剂向低温热源吸热时的温度。
热力完善度
1
c
二、变温热源的逆向可逆循环 —洛伦兹循环
洛伦兹循环工作 在二个变温热源 间。 与卡诺循环不同 之处主要是蒸发 吸热和冷却放热 均为变温过程
单位制冷量：对于1kg制冷剂，若用x表示闪发后 的干度，则当其余液体全部转变为饱和蒸气时吸 收的热量。
q0 r 1 x
液体蒸发制冷
பைடு நூலகம்
2、固体制冷
固体制冷：应用纯水冰或溶液冰的融化及干冰的升华 制冷。 冰冷却：冰的融化潜热为335 kJ/kg。能够满足0 ℃ 以 上的制冷要求。 冰盐冷却：冰盐是指冰与盐类的混合物。用冰盐作制 冷剂可以获得更低的温度。冰盐冷却是利用冰盐融化 过程的吸热（包括冰融化吸热和盐溶解吸热）。
日常生活中我们都有这样的疑问:怎样才能制冷制热呢?
利用制冷剂由液体状态汽化为 蒸气状态过程中吸收热量，被冷却 介质因失去热量而降低温度，达到 制冷的目的。
制冷剂 制冷剂在变为蒸气之后，需要对它进 行压缩、冷凝、继而进行再次汽化吸 热。对制冷剂蒸气只进行一次压缩， 称为蒸气单级压缩。 单级蒸气压缩式制冷