制冷技术基础知识

露水
• 露水是夜晚或清晨近地面的水气遇冷凝华成小冰 晶然后再熔化于物体上的水珠。 • 温度降低，空气含水汽的能力减小，大气低层的 水汽就附在草上、树叶上等，并凝成细小的水珠， 即露水。 • 露点温度指空气在水汽含量和气压都不改变的条 件下，冷却到饱和时的温度。露点所处的温度是 对应于蒸汽分压力的饱和温度。
3、华氏温度 在1个标准大气压（760mmHg）下，以水 的冰点为32度，沸点为212度，其间分180 等分，每一等分即为华氏1度，记为1℉。 三者关系为： F=（1.8t+32）℉ t=(F-32)/1.8℃ T=(273+t)k t=(T-273)℃ 热力学计算都是按照T来计算！ 四、热能 物质所具有的热能即指该物质的分子所具有 的动能和位能之总和，也即是内能。 动能是分子无规则运动产生。 热位能是由物质分子间的相对位置决定。
P表=P绝—B（当地大气压力） P真空度=B—P绝 Mpa(g)+当地大气压B =Mpa(a) 三、温度 温度是表示物体冷热程度的物理量。 1、摄氏温度（℃） 在1个标准大气压（760mmHg）下，以水的冰点 为0℃，沸点为100℃，其间分100等分，每一等分 为摄氏1度，摄氏温度以符号t表示。 2、热力学温度（K） 在1个标准大气压（760mmHg）下，以水的冰点为 273K，沸点为373K，其间也分100等分，每一等分 为1K，用T表示。 可探测的最低温度？绝对零度？
热
放热
热
放热
热
热
热
室内的热量通过制冷循环中的冷媒传到室外
应用：家用空调制冷
制冷是在 蒸发器实现的
空调把室内的热 量通过室外机传 给外界空气
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、 R134a和R600a等。 介质：在制冷技术中，凡是可以传递热量和冷量 的物质称为介质，如空气和水。
十四、节流 在流体通道中，若流通截面积突然缩小，流体流 过此处时，由于局部阻力会使液体压力降低，称为节 流。 在制冷系统中设置节流阀（毛细管、膨胀阀）。 冷却塔管道中压力变化也主要是节流原因！ 在冷却塔相关计算中将计算管道助力计算。 十五、焓和熵 ◆焓：在热力学中将工质的内能与压势能之和定义 为焓，用H或I表示。 单位为千卡/千克，是一个状态参数。 ◆熵：也是物质状态参数，用S表示。 比焓h（在冷却塔通风量计算中讲解湿空气时具体讲） 基本定义：指1Kg干空气的比焓和d/1000Kg水蒸 气的比焓的总和，单位KJ/Kg干空气，取0℃时空气 的焓值为零，则 ： h=1.005t+(2501+1.86t)d/1000
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霜是水汽（也就是气态的水）在温度很低时， 一种凝华现象，跟雪很类似。严寒的冬天清晨，户 外植物上通常会结霜，这是因为夜间植物散热的慢、 地表的温度又特别低、水汽散发不快，还聚集在植 物表面时就结冻了，因此形成霜。科学上，霜是由 冰晶组成，和露的出现过程是雷同的，都是空气中 的相对湿度到达100%时，水分从空气中析出的现象， 它们的差别只在于露点（水汽液化成露的温度）高 于冰点，而霜点（水汽凝华成霜的温度）低于冰点， 因此只有近地表的温度低于摄氏零度时，才会结霜。
含湿量d 湿空气中包含的水蒸气质量mv与干空气质量 ma之比值称为含湿量，用符号d 表示。含湿量表示 单位质量的干空气中所携带的水蒸气质量，其单位 为kg / kg (A)或g/kg（A），其中kg (A)表示每千克干 空气。
水蒸气质量mv 含湿量d ＝ 干空气质量ma 1m³ 的空气有多重？ 密度和比容的区别？ 冷却塔风量对应的空气质量？
• 5、影响蒸发速度的因素是：液体的表面积，液 体的温度，液体表面附近的空气流速；影响沸 点的因素是：液体表面上的气压，液体的纯净 程度。 影响沸腾速度的因素：液体体积和原先 的温度 • 6、沸腾时有气泡产生，而蒸发时则无气泡产生。 • 7、蒸发的微观本质为：由于分子的热运动，使 液体表面的分子离开液体，进入空气中。 • 8、蒸发在任何温度都会进行，只是温度越高越 快，反之越慢。而沸腾必须温度在沸点，且继 续吸热。 • 在冷却塔上的体现？冬季不利于蒸发。 • 9、沸腾的微观本质为：由于汽化剧烈产生了气 泡，不仅液体表面的分子要离开液体，液体内 部气泡壁上的分子也要离开液体，进入空气中。 沸腾现象中包含了蒸发现象，但蒸发现象却不 包括沸腾现象。
空气的相对湿度增大，当ψ=100%对应的温度就称 为空气的露点。结露在空调中的应用
在空调技术中，利用结露这一现象，使被处理的空气流过低于 其露点温度的表面冷却器，或用低于其露点温度的冷水去喷淋被处 理空气，从而可获得使被处理空气冷却减湿的处理效果。
湿球温度：是指同等焓值空气状态下， 空气中水蒸汽达到饱和时的空气温度， 在空气焓湿图上是由空气状态点沿等 焓线下降至100%相对湿度线上，对应 点的干球温度。 干球温度：是空气的真实温度，可直 接用普通温度计测出， 称这种真实的温度为 干球温度，简称温度。
在制冷技术中，氟里昂制冷剂在制冷系 统蒸发器中所进行的汽化是沸腾过程而不是 蒸发 过程。习惯上称为蒸发。 十、冷凝 与汽化相反，当蒸气在一定压力下冷却一 定温度时，它就会由蒸气状态转变化为液 体状态，称这一过程为冷凝。 电冰箱的壳体里面的冷凝器发生冷凝过程。 空调室外机是冷凝器发生冷凝过程。 IDC机房，冷却塔的水冷却的是冷凝器里冷 凝发生的热量。吸收制冷剂冷凝的热量。
三、压力
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。 在工程上将压强称为压力。用P表示。 P=F/S P——气体压力（即压强），单位是帕（帕 斯卡）（Pa）
F——气体对内壁的压力，牛顿（N） S——压力F的作用面积，平方米（M2） 帕斯卡Pa是我国压力的法定计量单位 还有公斤/厘米2(Kgf/CM2)、标准大气压、工程大气压 和毫米水银柱（mmHg） 它们的关系转换： 1kgf/cm2=98.0665*103pa=98.0665kpa≈0.1MPa 1atm（标准大气压）=101.325kpa=760mmHg 1at(工程大气压)=1Kgf/cm2=735.6mmHg 1、表压力 是用压力表测出来的压力读数，用P表表示。 Mpa(g) 2、绝对压力 是指容器中的气体对于容器内壁的实际压力，用 P绝表示。 Mpa(a)
七、显热 当物体吸热（放热），仅是使物体温度升 高（降低）没有改变物质的形态，那么吸 收（放出）的热称为显热。
八、潜热 当物体吸热（放热），仅是使物质状态发生 改变，而其温度不变，那么它所吸收或放出 的热就称为潜热。 九、液体汽化 物质由液态转变为蒸汽的过程称为汽化。 汽化的方式：蒸发和沸腾。 1、蒸发：是指在任何温度下液体表面发生的 汽化现象。（喷淋水量过大不利于蒸发！） 2、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。
十六、热的传递方式
■热传导：热量从物体的高温部分传到低温部分。 ■热对流：借助液体或气体的对流流动而进行的热传 递。 对流可分为自然对流和强制对流两种。自然对流是 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。 冷却塔的盘管散热是热传导过程 包括水---管内壁水膜----管内壁---管---管外壁水膜 ---管外水—湿空气 这个在冷却塔传热学应用计算里面讲解他们的 计算过程。
冷却塔白烟
云
• 云是指停留大气层上的水滴或冰晶胶 体的集合体。云是地球上庞大的水循 环的有形的结果。太阳照在地球的表 面，水蒸发形成水蒸气，一旦水汽过 饱和，水分子就会聚集在空气中的微 尘（凝结核）周围，由此产生的水滴 或冰晶将阳光散射到各个方向，这就 产生了云的外观。
雾
在水气充足、微风及大气层稳定的情况下， 如果接近地面的空气冷却至某程度时，空气中 的水气便会凝结成细微的水滴悬浮于空中，使 地面水平的能见度下降，这种天气现象称为雾。 雾的出现以春季二至四月间较多。 凡是大气中 因悬浮的水汽凝结，能见度低于1千米时，气象 学称这种天气现象为雾。 雾形成的条件： 一是 冷却，二是加湿，增加水汽含量。它和云都是 由于温度下降而造成的，雾实际上也可以说是 靠近地面的云。
十三、湿度与露点 ★湿度：是表征空气中含有水蒸气多少的物理量， 分为绝对湿度和相对湿度。 ★绝对湿度：是指1m3湿空气中所含水蒸汽的重量， 单位：Kg/m3。 ★相对湿度：是指某湿空气中所含水蒸汽的重量与 同一温度饱和空气中所含水蒸汽的重量之比， 用百分数表示。 ψ=40—70较为人感到舒适。
★露点温度：在一定压力下，降低空气的温度，
3、沸腾 液体沸腾的温度叫沸点。不同液体的沸点 不同。即使同一液体，它的沸点也要随外界的大 气压强的改变而改变。 • 沸腾的条件：（1）达到沸点（2）能继续从外界 吸热。 4、蒸发（不同学科的定义） • 定义1：物质从液态转化为气态的相变过程。 • 定义2：水由液态或固态转化为气态的相变过程。 • 定义3：发生在液体表面的汽化。 • 定义4：液态水转化为气态水，逸入大气的过程。 • 定义5：温度低于沸点时，从水面、冰面或其他含 水物质表面逸出水汽的过程。
蒸气压指的是在液体（或者固体）的表面存 在着该物质的蒸气，这些蒸气对液体表面 产生的压强就是该液体的蒸气压。 这个在水蒸气冷凝系统中经常用到。
大气压力地球表面单位面积上的空气压力称 为大气压力。大气压力通常用P和B表示，单 位为帕或千帕。大气压力不是一个定植，它 随着各地区海拔高度不同而存在差异，还随 着季节的变化稍有变化。 标准大气压？ 水蒸气分压力 是空气中，水蒸气本身的压力。 湿空气是指含有水蒸气的空气。 完全不含水蒸气的空气称为干空气。
五、热量 热量Q是物质的热能转移多少的度量。 单位：卡路里，简称为卡Cal。 1Cal=4.2焦耳(J) kW为国际标准制冷量新单位 1kW =3600kJ/h=1kJ/s=238Cal/s = 857KCal/h 100万大卡=1000000KCal/h ≈ 1167kW 六、比热 使1公斤的某种物质温度升高（或降低） 1℃所吸收（或放出）的热量称为该物质的 比热。
十二、过热和过冷 1、过冷水：比饱和温度低的水称为过冷。 2、湿蒸气：饱和水和饱和蒸气的混合物。 3、干蒸汽：水全部汽化为蒸气，而温度保持 100℃不变，此时的蒸汽。 4、过热蒸汽：干蒸汽继续加热，温度超过饱和温 度100℃，此时的蒸汽。
• 5、过热：蒸汽压力一定，而温度高于 该压力下相对应的饱和温度时就称为过 热蒸汽。 • 当温度一定，而压力低于该温度相对应 的饱和压力时，也称为过热蒸汽。 • 电冰箱制冷系统中，压缩机的吸气管 和排气管中流过的R12都属于过热蒸气。 • 6、过冷：在压力一定时，温度低于该 压力下相对应的饱和温度就称为过冷。
制冷技术与应用
主讲：秦玉阳
第一部分 制冷基本知识
第一节 热力学基础知识 一、什么是制冷： 制冷就是用人工的方法制取低于周围环境的温 度，并保持这个低温。
高位容器
水 水泵 水 低位容器 外界功
ຫໍສະໝຸດ Baidu
高温物体 热量 制冷机 热量 低温物体 外界功
热
热 热 热 热 热 热 热 热 热 热 热 热
热 热 热 热
• 气泡？ 白气？
• 沸腾时会产生气泡。实际上，沸腾前，加热到一定温度时 （非沸点），液体中也会产生气泡。 • 沸腾前液体中的气泡，并非液体汽化后的蒸气，而是 原本溶解在液体中的空气。由于温度越高，气体在液体中 的溶解能力就越弱，使部分原本溶解在液体中的空气在加 热后无法溶解，而溢出液体。 • 所以鱼缸里养鱼不能用烧过的水！ • 沸腾前的气泡，越到液体上面，就越小。原因是对液 体加热时，液体上层温度比下层低，液体上层对气体的溶 解能力也就比下层强。气泡中，部分在下层无法溶解在液 体中的气体浮到了温度较低的上层，又溶解在了液体里， 使气泡变小。沸腾前产生的气泡，绝大多数未到达液体表 面就已变小消失。 • 而沸腾时的气泡，是液体汽化后的蒸气，这种气泡越 到液体上层越大。这是因为下层的气泡在上浮的过程中， 又与其它气泡混合，使气泡越来越大。沸腾时产生的气泡 会到液体表面后破裂。破裂后与周围沸腾的水形成水蒸气 离开后遇冷液化成小水珠，即我们看到的“白气”。