00第一章制冷方法.ppt
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吸附式制冷的工作原理及其制冷循环的p-T-s图
Qh
吸附器
Qg
lnp
100%
Xconc Xdil
Pk
5
2
3
Qk
Qg
Qc1
Qh
Qc2
Po 6 Qo
1 Qa
4
蒸发器
Qo
节流阀
冷凝器
QK
O To
TkTa2
Tg1Ta1 Tg2
1 T
23
1-2过程：吸附床定容加热过程，吸收的显热用Qh表示。
2-3过程：吸附床定压脱附过程，点3表示脱附终了吸附床的
3
* 制冷技术研究的内容 ①研究获得低温的方法、有关机理以及与此相应的制 冷循环，并对制冷循环进行热力学的分析和计算； ②研究制冷剂的性质； ③研究实现制冷循环所必须的各种机械和技术设备。
*制冷技术的主要理论基础是什么？ 热力学——热能与其它形式能量之间相互转换的
规律以及热力系的内、外条件对能量转换的影响。 *制冷技术的应用
一、制冷原理 二、制冷设备
2
绪论
* 什么叫制冷？ 制冷作为一门科学是指用人工的方法在一定时间
和一定空间内将物体冷却，使其温度降到环境温度以 下，并保持这个低温。 * 制冷技术领域是如何划分的？
按照制冷所得到的低温范围，制冷技术划分为： 120K以上，普通制冷； I20~20K，深度制冷； 20~0.3K，低温制冷； 0.3K以下，超低温制冷。
蒸气压缩式制冷系统主要由制冷压缩机、冷凝器、 膨胀阀和蒸发器四个主要设备组成，并用管道相连接， 构成一个封闭的循环系统。
制冷工质在系统内通过吸热、放热发生相变过程， 完成将热量自低温热源送往高温热源的重要使命。
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蒸气压缩式制冷循环工作原理
8
活塞式冷水机组
9
螺杆式冷水机组
10
离心式冷水机组
11
状态，解吸态吸附率用Xdil表示，脱附过程吸收的热量用Qg表
示。
2-5过程：自吸附床解吸出来的制冷剂在冷凝器中定压冷凝
过程，此过程可以认为与2-3过程同时发生，冷凝过程放出的
热量用Qk表示。
5-6过程：冷凝液体经节流阀降压、降温过程，释放出的显
热用Qc1表示。
6-1过程：制冷剂液体在蒸发器中定压蒸发过程，蒸发过程
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蒸气喷射式制冷工作原理
17
蒸气喷射式制冷循环热力过程
18
蒸气喷射式制冷循环 热力过程
1-2：工作蒸气在喷嘴中的等熵膨胀过程； 2-4和3-4 ：等压混合过程； 4-5：混合蒸气在扩压室等熵压缩过程；
5-6：冷凝器中冷凝过程，放热量Qk
6-7：节流过程；
7-3：蒸发器中吸热过程，制冷量Q0 6-9-1：加热器中加热气化过程，吸热量Qg
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蒸气喷射式制冷循环 热力计算
加热器热负荷
20
蒸气喷射式制冷循环 热力计算
冷凝器热负荷 循环热平衡 喷射系数
21
1.1.4 吸附式制冷
吸附式制冷系统也是以热能为动力的能量转换系统。 其原理是固体吸附剂对某种制冷剂气体具有吸附作 用，吸附能力随吸附剂温度的不同而不同。周期性地冷 却和加热吸附剂，使之交替吸附和解吸。解吸时，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。 按吸附机理可分为物理吸附与化学吸附。
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第一章 制冷方法
制冷的方法很多，常见的有 液体汽化制冷； 气体膨胀制冷； 涡流管制冷； 热电制冷。 其中液体汽化制冷的应用最为广泛，它是利用液体
汽化时的吸热效应而实现制冷的。压缩式、吸收式、蒸 气喷射式和吸附式制冷都属于液体汽化制冷方式。
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1.1 各种制冷方法
1.1.1蒸气压缩式制冷
蒸气压缩式制冷是电力驱动的以消耗机械能作为 补偿，利用液体气化的吸热效应实现制冷的。
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目前常用的吸收式制冷装置有两种，一种是氨吸收式 制冷机，工质对是氨-水溶液，氨为制冷剂，水为吸收 剂。这种制冷机的制冷温度在1～-45℃范围之内，多 用来制取-15℃以下的盐水。
另一种是溴化锂吸收式制冷机，其工质对是溴化锂水溶液，水为制冷剂，溴化锂为吸收剂。溴化锂 （LiBr）是一种具有强烈的吸水能力的无色粒状结晶 物，其化学性质与食盐相似，性质稳定，在大气中不 会变质分解或挥发，沸点为1265℃。溴化锂吸收式制 冷机的制冷温度在0℃以上，多用来制取空调用冷水或 为其它生产工艺过程提供冷却水。
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吸收式制冷循环工作原理
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吸收式制冷机
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1.1.3 蒸气喷射式制冷
蒸气喷射式制冷与蒸气压缩式及吸收式制冷完全相同， 也是依靠液体汽化来实现制冷的。不同的是怎样从蒸发器 中抽取蒸气，并提高其压力。
蒸气喷射式制冷系统由喷射器、冷凝器、蒸发器、节 流阀以及泵等组成。喷射器又由喷嘴、吸入室、扩压器三 个部分组成。
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吸热量用Qo表示。
3-4过程：吸附床定容冷却过程，冷却吸附床带走的热量用
Qc2表示。
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连续回热循环
两个吸附器交 替运行时，其中一 台吸附器在吸附时 可通过冷却水将一 部分显热和吸附热 传给另一台正在解 吸的吸附器以实现 回热，从而提高循 环效率。
①商业民用——食品冷冻冷藏和舒适性空调； ②工业农牧业——工艺性空调以及育苗、育种； ③建筑业——冻土法开采土方以及隧道降温； ④科学实验研究——模拟极端环境； ⑤医疗卫生——冷冻疗法。
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*制冷工业在技术上的新进展和面临的挑战 （1）制冷领域的节能减排 ① 新颖高效机器设备的开发 ② 可再生能源的利用 ③ 采用冷热电三联供的分布式能量系统 （2）制冷剂替代 （3）微电子和计算机技术在制冷上的应用 （4）新材料在制冷产品上的应用
1.1.2 蒸气吸收式制冷
吸收式制冷与蒸气压缩式制冷一样，都是利用液 体在汽化时要吸收热量这一物理特性来实现制冷的， 不同的是蒸气压缩式制冷是以消耗机械能作为补偿， 而吸收式制冷是消耗热能作为补偿，完成热量从低温 热源转移到高温热源这一过程的。
与蒸气压缩式制冷不同，吸收式制冷的工质是两 种沸点相差较大的物质组成的二元溶液，其中沸点低 的物质为制冷剂，沸点高的物质为吸收剂，通常称为 “工质对”。
制冷原理及设备
主编 吴业正教授 主讲 郑爱平教授
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制冷原理及设备课程内容
1. 制冷方法 2. 单级蒸气压缩式制冷循环 3. 制冷剂 4. 两级压缩和复叠式制冷循环 5. 液体吸收式制冷机 6. 固体吸附式制冷 7. 热电制冷 8. 制冷压缩机 9. 制冷机的热交换设备 10. 制冷机的其它辅助设备及管道 11. 小型制冷装置 12. 制冷站工艺设计
吸附式制冷的工作原理及其制冷循环的p-T-s图
Qh
吸附器
Qg
lnp
100%
Xconc Xdil
Pk
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3
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Po 6 Qo
1 Qa
4
蒸发器
Qo
节流阀
冷凝器
QK
O To
TkTa2
Tg1Ta1 Tg2
1 T
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1-2过程：吸附床定容加热过程，吸收的显热用Qh表示。
2-3过程：吸附床定压脱附过程，点3表示脱附终了吸附床的
3
* 制冷技术研究的内容 ①研究获得低温的方法、有关机理以及与此相应的制 冷循环，并对制冷循环进行热力学的分析和计算； ②研究制冷剂的性质； ③研究实现制冷循环所必须的各种机械和技术设备。
*制冷技术的主要理论基础是什么？ 热力学——热能与其它形式能量之间相互转换的
规律以及热力系的内、外条件对能量转换的影响。 *制冷技术的应用
一、制冷原理 二、制冷设备
2
绪论
* 什么叫制冷？ 制冷作为一门科学是指用人工的方法在一定时间
和一定空间内将物体冷却，使其温度降到环境温度以 下，并保持这个低温。 * 制冷技术领域是如何划分的？
按照制冷所得到的低温范围，制冷技术划分为： 120K以上，普通制冷； I20~20K，深度制冷； 20~0.3K，低温制冷； 0.3K以下，超低温制冷。
蒸气压缩式制冷系统主要由制冷压缩机、冷凝器、 膨胀阀和蒸发器四个主要设备组成，并用管道相连接， 构成一个封闭的循环系统。
制冷工质在系统内通过吸热、放热发生相变过程， 完成将热量自低温热源送往高温热源的重要使命。
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蒸气压缩式制冷循环工作原理
8
活塞式冷水机组
9
螺杆式冷水机组
10
离心式冷水机组
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状态，解吸态吸附率用Xdil表示，脱附过程吸收的热量用Qg表
示。
2-5过程：自吸附床解吸出来的制冷剂在冷凝器中定压冷凝
过程，此过程可以认为与2-3过程同时发生，冷凝过程放出的
热量用Qk表示。
5-6过程：冷凝液体经节流阀降压、降温过程，释放出的显
热用Qc1表示。
6-1过程：制冷剂液体在蒸发器中定压蒸发过程，蒸发过程
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蒸气喷射式制冷工作原理
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蒸气喷射式制冷循环热力过程
18
蒸气喷射式制冷循环 热力过程
1-2：工作蒸气在喷嘴中的等熵膨胀过程； 2-4和3-4 ：等压混合过程； 4-5：混合蒸气在扩压室等熵压缩过程；
5-6：冷凝器中冷凝过程，放热量Qk
6-7：节流过程；
7-3：蒸发器中吸热过程，制冷量Q0 6-9-1：加热器中加热气化过程，吸热量Qg
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蒸气喷射式制冷循环 热力计算
加热器热负荷
20
蒸气喷射式制冷循环 热力计算
冷凝器热负荷 循环热平衡 喷射系数
21
1.1.4 吸附式制冷
吸附式制冷系统也是以热能为动力的能量转换系统。 其原理是固体吸附剂对某种制冷剂气体具有吸附作 用，吸附能力随吸附剂温度的不同而不同。周期性地冷 却和加热吸附剂，使之交替吸附和解吸。解吸时，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。 按吸附机理可分为物理吸附与化学吸附。
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第一章 制冷方法
制冷的方法很多，常见的有 液体汽化制冷； 气体膨胀制冷； 涡流管制冷； 热电制冷。 其中液体汽化制冷的应用最为广泛，它是利用液体
汽化时的吸热效应而实现制冷的。压缩式、吸收式、蒸 气喷射式和吸附式制冷都属于液体汽化制冷方式。
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1.1 各种制冷方法
1.1.1蒸气压缩式制冷
蒸气压缩式制冷是电力驱动的以消耗机械能作为 补偿，利用液体气化的吸热效应实现制冷的。
12
目前常用的吸收式制冷装置有两种，一种是氨吸收式 制冷机，工质对是氨-水溶液，氨为制冷剂，水为吸收 剂。这种制冷机的制冷温度在1～-45℃范围之内，多 用来制取-15℃以下的盐水。
另一种是溴化锂吸收式制冷机，其工质对是溴化锂水溶液，水为制冷剂，溴化锂为吸收剂。溴化锂 （LiBr）是一种具有强烈的吸水能力的无色粒状结晶 物，其化学性质与食盐相似，性质稳定，在大气中不 会变质分解或挥发，沸点为1265℃。溴化锂吸收式制 冷机的制冷温度在0℃以上，多用来制取空调用冷水或 为其它生产工艺过程提供冷却水。
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吸收式制冷循环工作原理
14
吸收式制冷机
15
1.1.3 蒸气喷射式制冷
蒸气喷射式制冷与蒸气压缩式及吸收式制冷完全相同， 也是依靠液体汽化来实现制冷的。不同的是怎样从蒸发器 中抽取蒸气，并提高其压力。
蒸气喷射式制冷系统由喷射器、冷凝器、蒸发器、节 流阀以及泵等组成。喷射器又由喷嘴、吸入室、扩压器三 个部分组成。
Biblioteka Baidu
吸热量用Qo表示。
3-4过程：吸附床定容冷却过程，冷却吸附床带走的热量用
Qc2表示。
24
连续回热循环
两个吸附器交 替运行时，其中一 台吸附器在吸附时 可通过冷却水将一 部分显热和吸附热 传给另一台正在解 吸的吸附器以实现 回热，从而提高循 环效率。
①商业民用——食品冷冻冷藏和舒适性空调； ②工业农牧业——工艺性空调以及育苗、育种； ③建筑业——冻土法开采土方以及隧道降温； ④科学实验研究——模拟极端环境； ⑤医疗卫生——冷冻疗法。
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*制冷工业在技术上的新进展和面临的挑战 （1）制冷领域的节能减排 ① 新颖高效机器设备的开发 ② 可再生能源的利用 ③ 采用冷热电三联供的分布式能量系统 （2）制冷剂替代 （3）微电子和计算机技术在制冷上的应用 （4）新材料在制冷产品上的应用
1.1.2 蒸气吸收式制冷
吸收式制冷与蒸气压缩式制冷一样，都是利用液 体在汽化时要吸收热量这一物理特性来实现制冷的， 不同的是蒸气压缩式制冷是以消耗机械能作为补偿， 而吸收式制冷是消耗热能作为补偿，完成热量从低温 热源转移到高温热源这一过程的。
与蒸气压缩式制冷不同，吸收式制冷的工质是两 种沸点相差较大的物质组成的二元溶液，其中沸点低 的物质为制冷剂，沸点高的物质为吸收剂，通常称为 “工质对”。
制冷原理及设备
主编 吴业正教授 主讲 郑爱平教授
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制冷原理及设备课程内容
1. 制冷方法 2. 单级蒸气压缩式制冷循环 3. 制冷剂 4. 两级压缩和复叠式制冷循环 5. 液体吸收式制冷机 6. 固体吸附式制冷 7. 热电制冷 8. 制冷压缩机 9. 制冷机的热交换设备 10. 制冷机的其它辅助设备及管道 11. 小型制冷装置 12. 制冷站工艺设计