制冷的基本知识

17.03 -33.33 -77.7
132.3
11.33
R-744 二氧化碳
CO2
44.01 -78.40 -56.6
31.0
7.38
2017-9-22
29
制冷的温度范 围是从环境温 度开始，一直 可达接近绝 对零度即0Ｋ
2017-9-22
低温温度范围
30
三、制冷技术分类
普通制冷（普冷）
低于环境温度至～-100℃(173K)
2017-9-22
20
4. 吸附式制冷
图中示出一个利用太阳能驱动的沸石-水吸附制冷系统原 理。它包括吸附床、冷凝器和蒸发器，用管道连接成一 个封闭的系统。吸附床是充装了吸附剂（沸石）的金属 盒；制冷剂液体（水）贮集在蒸发器中。白天，吸附床 受到日照加热，沸石温度升高，产生解吸作用。从沸石 中脱附出水蒸气，系统内的水蒸气压力上升，达到与环 境温度对应的饱和压力时，水蒸气在冷凝器中凝结，同 时放出潜热，凝水贮存在蒸发器中。夜间，吸附床冷下 来，沸石温度逐渐降低，它吸附水蒸气的能力逐步提高， 造成系统内气体压力降低，同时，蒸发器中的水不断蒸 发出来，用以补充沸石对水蒸气的吸附。蒸发过程吸热， 达到制冷的目的。
2017-9-22
6
1. 相变制冷
实质： 利用物相变化过程中热量的转移来实现制冷 可供利用的物相变化： 固体转变为液体
液体转变为气体 固体转变为气体
2017-9-22
7
1. 相变制冷
1） 融化制冷
2） 气化制冷
蒸气压缩式制冷 吸收式制冷 蒸气喷射式制冷
3） 升华制冷 干冰制冷常被用在人工降雨和医疗中
实现： 节流效应
过程描述： 将高压气体做绝热膨胀，使其压力、温
度下降，利用降温后的气体来吸取被冷 却物体的热量从而制冷。
2017-9-22
15
2. 气体绝热膨胀制冷
JT >0 节流时温度降低
冷效应
JT =0 节流时温度不变
零效应
JT <0 节流时温度升高
热效应
2017-9-22 实际气体的等焓节流膨胀
4.14
R-22
二氟一氯甲烷 CHF2Cl
86.47 -40.81 -157.4
96.1
4.99
R-134a 四氟乙烷
CF3CH2F 102.03 -26.07 -103.3 101.1
4.06
R-600a 异丁烷
C4H10
58.12 -11.67 -159.6 134.7
3.64
R-717 氨
NH3
第2章 制冷的基本知识——本章问题
o 制冷的方法和技术分类包括哪些？ o 同温限间制冷系数最大的循环是什么？ o 空调工程中制冷的基本理论循环是什么？ o 理论循环与实际循环的主要差异是什么？
o 蒸气压缩式制冷循环压缩比过大的影响及解决 措施？
o 较低的蒸发温度如何达到？
2017-9-22
1
第2章 制冷的基本知识
低到低于周围环境的温度，并使之维持在这一 低温的过程。
实质： 热量的转移过程
理论基础： 工程热力学理论——
研究各种形式能量之间的转换规律。
2017-9-22
4
一、基本概念
2. 制冷机： 实现人工制冷的设备组合。 特点： 耗能——
电能、热能、太阳能、或其它形式能。
3. 制冷剂： 制冷机中把热量从被冷却介质传给环境
2017-9-22
8
2017-9-22
9
2017-9-22
10
2017-9-22
11
2017-9-22
12
2017-9-22
13
1－喷射器（α－喷嘴 b－扩压器 c－吸入室） 2－冷凝器 3－蒸发器 4－节流阀 5 、6－泵
2017-9-22
14
2. 气体绝热膨胀制冷
理论基础： 焦耳——汤姆逊效应
26
三、制冷技术分类
原 则： 不同的制冷类型，可制取不同的温 度范围，所采取的制冷方法、制冷 剂、制冷设备也不相同。
2017-9-22
28
编号
名称
分子式 分子量 标准沸 凝固温度 临界温度 临界压力
M
点℃
℃
℃
MPa
R-12
二氟二氯甲烷 CF2Cl2
120.91 -29.75 -157.1 112.0
介质的内部循环流动的工作介质。
4. 制冷循环：在制冷机中，制冷剂周而复始吸热、放
热的流动循环。
5. 工况：
设备在一定条件下的工作状况，即各个 参数之间的相互关系。
2017-9-22
5
二、制冷方法（物理方法和化学方法）
1. 相变制冷 2. 气体绝热膨胀制冷 3. 热电制冷（半导体制冷） 4. 吸附式制冷
16
2. 气体绝热膨胀制冷
气体 最高转化温度(K) 气体 最高转化温度(K)
He4
45
CO
652
H2 Ne N2 空气
205 250 621 603
Ar O2 CH4 CO2 NH3
794 761 939 1500 1994
2017-9-22
部分气体的最高转化温度
17
3. 热电制冷（半导体制冷）
2017-9-22
珀尔帖效应：
两种不同金属组成 的闭合电路中接上 一个直流电源，发 现在一个接合点变 冷(吸热)，另一个 接合点变热(放热)。
18
3. 热电制冷（半导体制冷）
2017-9-22
19
4. 吸附式制冷
原理： 一定的固体吸附剂对某种制冷剂气体具有吸附
作用。吸附能力随吸附温度的不同而不同。周 期性地冷却和加热吸附剂，使之交替吸附和解 析。解析时，释放出制冷剂气体，并使之凝为 液体；吸附时，制冷剂液体蒸发，产生制冷作 用。
2017-9-22
22
4. 吸附式制冷
特点： 制冷剂蒸发百度文库
吸收热量制冷
气体制冷剂回复液体状 态利用吸收或吸附方式
2017-9-22
24
4. 吸附式制冷
介质： Ø 吸收式制冷循环 Ø 吸附式制冷循环
2017-9-22
双组分工质对 固—液工质对
25
4. 吸附式制冷
2017-9-22
比较成熟的工质对及其使用范围
p 2.1 概述 p 2.2 理想制冷循环 p 2.3 蒸气压缩式制冷的理论循环 p 2.4 蒸气压缩制冷的实际循环 p 2.5 两级压缩制冷循环 p 2.6 复叠式压缩制冷循环
2017-9-22
2
2.1 概述
o 基本概念 o 制冷方法 o 制冷技术分类
2017-9-22
3
一、基本概念
1. 制冷：通过人工的方法，把某物体或某空间的温度降
制
深度制冷（深冷）
冷
-100(173K) ～-200℃(73K)
温
度
低温制冷（低温）
-200(73K) ～-268.95℃(4.2K)
2017-9-22
极低温制冷
低于4.2K
冷库制冷技术 空调用制冷技术
空气分离的工 艺用制冷技术