制冷與低溫技術(shù)原理

1、 制冷與低溫技術(shù)原理一、制冷的基本概念和方法1、制冷：從低于環(huán)境溫度的空間或物體吸取熱量，并將其轉(zhuǎn)移給環(huán)境介質(zhì)的過程。低溫：制冷和低溫是以制取低溫的溫度來區(qū)分的。通常，從環(huán)境溫度到120K的范圍為制冷，從120K以下到絕對(duì)零度0K（-273）的范圍屬于低溫。（T=t+273）2、制冷和低溫技術(shù)的應(yīng)用：家用冰箱和空調(diào)，對(duì)易腐食品進(jìn)行冷加工、冷藏及冷藏運(yùn)輸（冷庫、冷藏列車、冷藏集裝箱），降溫和空氣調(diào)節(jié)，工業(yè)生產(chǎn)中（對(duì)鋼的低溫處理、冷凍除濕送風(fēng)、石油裂解、天然氣液化、貯運(yùn)），核工業(yè)（用來控制原子能反應(yīng)堆的反應(yīng)速度，吸收核反應(yīng)過程放熱），建筑業(yè)（凍土法挖掘土方），農(nóng)業(yè)（種子低溫處理），醫(yī)藥衛(wèi)生（冷凍手

2、術(shù)、保存疫苗、器官），微電子技術(shù)、光纖通信、能源、宇宙開發(fā)、生物工程技術(shù)等。3、常見制冷方法：物質(zhì)相變制冷：利用液體在低溫下的蒸發(fā)過程或固體在低溫下融化或升華過程從被冷卻的物體吸取熱量以制取冷量。氣體絕熱膨脹制冷：高壓氣體經(jīng)絕熱膨脹即可達(dá)到較低溫度，令低壓氣體復(fù)熱即可制取冷量。氣體渦流制冷：高壓氣體經(jīng)渦流管膨脹后即可分離為熱、冷兩股氣流，利用冷氣流的復(fù)熱過程制冷。固體吸附制冷：某些固體物質(zhì)在一定溫度及壓力下，能吸附某種氣體或水蒸氣，在另一溫度及壓力下，又能將它釋放出來。這種吸附與解吸的過程引起的壓力變化相當(dāng)于制冷壓縮機(jī)的作用。常用的吸附劑有硅膠、活性氧化鋁、沸石分子篩。熱電制冷，電、磁、聲制冷

3、，絕熱放氣制冷等。二、蒸氣壓縮式制冷1、可逆制冷循環(huán)：（所有的制冷和熱泵循環(huán)都是逆向循環(huán)）2、單級(jí)蒸氣壓縮式制冷的理論循環(huán)和實(shí)際循環(huán)：單級(jí)壓縮蒸氣制冷機(jī)指將制冷劑經(jīng)過一級(jí)壓縮從蒸發(fā)壓力壓縮到冷凝壓力的制冷機(jī)。理論循環(huán)：(假設(shè)a壓縮過程為等熵過程，不存在不可逆損失，b在冷凝器和蒸發(fā)器中，制冷劑的冷凝溫度等于冷卻介質(zhì)的溫度，蒸發(fā)溫度等于被冷卻介質(zhì)的溫度，且都是定值，c離開蒸發(fā)器和進(jìn)入壓縮機(jī)的制冷劑蒸氣為蒸發(fā)壓力下的飽和蒸氣，離開冷凝器和進(jìn)入膨脹閥的液體為冷凝壓力下的飽和液體，d制冷劑在關(guān)內(nèi)流動(dòng)沒有阻力損失，制冷劑與管外介質(zhì)沒有熱交換，e制冷劑流過節(jié)流裝置時(shí)流速變化小，與外界環(huán)境沒有熱交換。) q=

4、h-w（1） 壓縮過程：1-2為等熵壓縮過程。q=0，則h=w=h2-h1。w稱為單位理論功。T-s圖上為1-2-3-4-c-b-5-1的面積表示，壓焓圖上位1和2之間的長度表示。（2） 冷凝過程：2-3-4為制冷劑在冷凝器中冷卻和冷凝的過程，過程中壓力保持不變，為冷凝溫度Tk下飽和蒸汽的壓力Pk 。w=0，則qk=h=h2-h4。qk為單位冷凝熱，在T-s圖上用a-2-3-4-c-a的面積表示，在壓焓圖上用2和4之間的長度表示。（3） 節(jié)流過程：4-5是節(jié)流過程，壓力和溫度都降低，但焓值不變，并且進(jìn)入兩相區(qū)。（4） 蒸發(fā)過程：5-1是制冷劑在蒸發(fā)器中的蒸發(fā)過程，這時(shí)被冷卻物體的熱量被制冷劑帶

5、走。w=0，q0=h=h1-h5=h1-h4。q0為單位制冷量。在T-s圖上用1-5-b-a-1的面積表示，在壓焓圖上用1和5之間的長度表示。性能指標(biāo)：單級(jí)壓縮蒸氣制冷機(jī)理論循環(huán)的性能（1） 單位制冷量q0 : 壓縮機(jī)每輸送1kg制冷劑經(jīng)循環(huán)后從低溫?zé)嵩此〉臒崃?，單位為kJ/kg。q0=h=h1-h5=h1-h4 =r0（1-x5）（2） 單位容積制冷量qv :壓縮機(jī)每輸送1m3吸氣狀態(tài)的制冷劑蒸氣經(jīng)循環(huán)從低溫?zé)嵩此盏臒崃?。qv = = 。v1是制冷劑蒸氣比體積。（3） 理論比功w0：壓縮機(jī)每輸送1kg制冷劑所消耗的功。w0 = h2-h1 。（4） 單位冷凝熱qk :即單位（1kg）

6、制冷劑在冷凝器放出的熱量。qk=（h2-h3）+（h3-h4）=h2-h4 則qk = q0 +w0 （5） 制冷系數(shù)0：消耗單位功所獲得的制冷量。0 = = 。0 越大，經(jīng)濟(jì)性越好。冷凝溫度越高，蒸發(fā)溫度越低，制冷系數(shù)越小。（6） 熱力完善度：=。c 是指T0 與Tk之間工作的逆卡諾循環(huán)的制冷系數(shù)。熱力完善度越大，說明該循環(huán)接近可逆循環(huán)的程度越大。也是評(píng)價(jià)經(jīng)濟(jì)性能的指標(biāo)。制冷系數(shù)隨循環(huán)的工作溫度而變，只能評(píng)價(jià)相同熱源溫度下循環(huán)的經(jīng)濟(jì)性，熱力完善度用力評(píng)價(jià)不同溫度下工作的循環(huán)經(jīng)濟(jì)性。液體過冷、吸氣過熱和回?zé)嵫h(huán)：液體過冷：將節(jié)流前的制冷劑液體冷卻到低于冷凝溫度的狀態(tài)。采用液體過冷有利于提高制冷

7、量和制冷系數(shù)。 增加的制冷量為q0 =h5-h5= h4 -h4，T為過冷度。T越大，制冷系數(shù)提高的越多。吸氣過熱：壓縮機(jī)吸入前的制冷劑蒸氣的溫度高于吸氣壓力下的制冷劑的飽和溫度。 若過熱吸收的熱量來自被冷卻的空間，為有效過熱，會(huì)增加單位制冷量q0 =h1-h1，循環(huán)理論功w0也增大了，耗功量也增加。w0= (h2-h1)-(h2 -h1)。若大于0 則為過熱有利，否則過熱不利。若過熱吸收的熱量來自被冷卻空間以外的環(huán)境空氣，則為無效過熱（有害過熱）。一般為無效過熱，且蒸發(fā)溫度越低，影響越大，為減輕效過熱，吸氣管需包絕熱材料。過熱將引起壓縮機(jī)排氣溫度t2增加。回?zé)嵫h(huán)：節(jié)流前的高壓制冷劑液體與壓

8、縮機(jī)吸入前的制冷劑蒸氣進(jìn)行熱交換，使液體過冷，蒸氣過熱稱為回?zé)帷２挥?jì)回?zé)崞髋c外界環(huán)境之間的熱交換，則液體過冷的熱量=使蒸氣過熱的熱量，即h4-h4=h1-h1 ?；?zé)岬男阅苤笜?biāo)：增加的制冷量q0= h4-h4=h1-h1 =cp0tR單位制冷量q0= h1 -h4= h1-h1 = q0+cp0tR 單位功w= h2-h1 w0=w-w0= (h2-h1)-(h2 -h1)單位容積制冷量qv= 制冷系數(shù)= 回?zé)嵫h(huán)的單位容積制冷量qv和制冷系數(shù)與無回?zé)嵫h(huán)一樣。實(shí)際循環(huán)：（1）流動(dòng)阻力損失 （2）漏熱的影響實(shí)際循環(huán)熱力計(jì)算的簡化：（1）壓縮進(jìn)出口壓力分別為蒸發(fā)壓力和冷凝壓力，冷凝溫度和蒸發(fā)溫度

9、為定值（2）節(jié)流前后焓值不變單位制冷量q0=h1-h5 ，單位容積制冷量qv=，單位功理論w0=h2s-h1單位冷凝熱qk =h2-h4 h2= 為壓縮機(jī)的指示效率，即等熵壓縮過程耗功量與實(shí)際壓縮過程耗功量之比。質(zhì)量流量qm= Q0為制冷量壓縮機(jī)理論功率P0=qm w0 指示功率Pi=制冷系數(shù)s = 冷凝器熱負(fù)荷Qk= qm qk總制冷量：制冷系統(tǒng)的蒸發(fā)器和低壓管道在單位時(shí)間內(nèi)從所有熱源移去的總熱量制冷系統(tǒng)的制冷量：制冷劑在蒸發(fā)器進(jìn)出口總焓差凈制冷量：單位時(shí)間內(nèi)，制冷劑從被冷卻物體或載冷劑中移去的熱量3、制冷劑：（1） 發(fā)展：乙醚二甲基乙醚CO2NH3SO2氟利昂（2） 物性：工作溫度范圍內(nèi)有

10、合適的壓力和壓力比，蒸發(fā)壓力不低于大氣壓，冷凝壓力不要過搞。單位制冷量和單位容積制冷量比較大，這樣可以減少制冷劑的循環(huán)量和減小壓縮機(jī)的輸氣量以縮小壓縮機(jī)尺寸。比功w和wv小以提高循環(huán)效率，壓縮終了溫度t2不宜太高。粘度密度盡量小，減少流動(dòng)阻力和制冷劑充注量。熱導(dǎo)率大以提高傳熱系數(shù)。無毒不燃燒不爆炸使用安全，化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性好，對(duì)大氣環(huán)境無污染。來源充足，制造簡單，價(jià)格便宜。（3） 制冷劑符號(hào)的表示方法：無機(jī)物：CO2、NH3、 H2等，為R7（），括號(hào)里是該無機(jī)物分子量的整數(shù)部分。 鹵代烴和其他烷烴類：鹵代烴分子通式為CmHnFxClyBrz，（n+x+y+z=2m+2），烷烴類化合物分子

11、通式為CmH2m+2，它們的簡寫符合規(guī)定為 R（m-1）（n+1）（x）B（z）。同分異構(gòu)體最后加小寫字母。 非共沸制冷劑：為R4（），括號(hào)里的數(shù)字代表該制冷劑命名的先后順序號(hào)，從00開始。若構(gòu)成非共沸制冷劑的純物質(zhì)種類相同而成分不同，則分別在最后加上大寫字母以示區(qū)別。共沸制冷劑：為R5（），括號(hào)里數(shù)字代表該制冷劑命名的先后順序號(hào)，從00開始。環(huán)烷烴、鏈烯烴以及它們的鹵代物：環(huán)烷烴及其鹵代物用RC開頭，鏈烯烴及其鹵代物用R1開頭，數(shù)字規(guī)則與氟利昂及烷烴類一樣。 （4） 制冷劑的使用對(duì)環(huán)境的影響：氟利昂類制冷劑中，凡分子含有氯或溴原子的制冷劑對(duì)大氣臭氧層有潛在消耗能力。用ODP值表示對(duì)臭氧層消耗

12、的潛能值，以R11作為基準(zhǔn)值，規(guī)定為1.0。用GWP表示全球變暖潛能，以二氧化碳作為基準(zhǔn)，若以R11為基準(zhǔn)則為HGWP，換算關(guān)系后者是前者的3500倍。用TEWI表示總等效溫室效應(yīng)，不僅包括總排放總量的影響，還有裝置用能效率。氯氟烴CFCs 對(duì)大氣臭氧層破壞最大。R11，R12的ODP和GWP都高，要被禁用。R134aODP=0，但GWP高。R600a，R717，R290等是友好制冷劑。4、多級(jí)蒸氣壓縮制冷和復(fù)疊式制冷循環(huán)：（1）在冷凝溫度一定的條件下，蒸發(fā)溫度越低，循環(huán)壓力比越大，壓縮機(jī)輸氣系數(shù)越小，制冷量也越小。一般單級(jí)壓縮蒸氣制冷循環(huán)壓比不超過810，常用中溫制冷劑只能獲得-20-40的

13、低溫。又采用低溫制冷劑的單級(jí)壓縮無法運(yùn)行，因此要獲得-60以上的低溫，采用中溫制冷劑的兩級(jí)壓縮制冷循環(huán)。要獲取-60以下的低溫時(shí)，采用中溫制冷劑與低溫制冷劑復(fù)疊的制冷循環(huán)。常見的用于兩級(jí)壓縮中溫制冷劑有R717，R22，R502；用于復(fù)疊式高溫級(jí)的中溫制冷劑有R717，R22，R502，R134a，R407c，R410A；用于低溫級(jí)的低溫制冷劑有R13，R14，R23，乙烷和乙烯等。（2）兩級(jí)壓縮分為一級(jí)節(jié)流和兩級(jí)節(jié)流。 復(fù)疊式也分為兩個(gè)單級(jí)循環(huán)復(fù)疊，兩級(jí)壓縮循環(huán)復(fù)疊，三個(gè)單級(jí)循環(huán)復(fù)疊。（3）兩級(jí)壓縮一級(jí)節(jié)流中間不完全冷卻循環(huán)：從冷凝器出來的高壓液體分為兩部分，一部分進(jìn)入中冷盤管，一部分經(jīng)中冷

14、的節(jié)流閥至中間壓力，在中冷內(nèi)蒸發(fā)，該部分制冷劑蒸氣與盤管內(nèi)的高壓液體進(jìn)行熱交換，使高壓液體過冷。這部分高壓液體進(jìn)入回?zé)崞鬟M(jìn)一步過冷，經(jīng)節(jié)流閥降到蒸發(fā)壓力，進(jìn)入蒸發(fā)器制冷。由蒸發(fā)器出來的飽和制冷劑蒸氣經(jīng)回?zé)崞鲝?fù)熱，送至低壓級(jí)壓縮機(jī)并被壓縮至中間壓力，與從中冷出來的飽和蒸氣一起進(jìn)入高壓級(jí)壓縮機(jī)，被壓縮至冷凝壓力，進(jìn)入冷凝器被冷凝成高壓液體，再次循環(huán)。 1-2，3-4分別是低壓級(jí)和高壓級(jí)的壓縮過程。2-3表示低壓級(jí)排氣在管道內(nèi)的冷卻過程。3點(diǎn)為低壓級(jí)排氣與中冷出來的蒸氣混合的狀態(tài)點(diǎn)，即高壓級(jí)的吸氣狀態(tài)。4-5為冷凝器的冷凝過程，5-6為出冷凝器的部分高壓液體在中冷的過冷過程。6-7為出中冷的高壓液體

15、在回?zé)崞鞯倪^冷過程。7-8為出回?zé)崞鞯倪^冷制冷劑液體的節(jié)流過程。8-0為制冷劑在蒸發(fā)器中的蒸發(fā)（制冷）過程。0-1為出蒸發(fā)器的制冷劑蒸氣在回?zé)崞髦械膹?fù)熱過程。9-10為中冷內(nèi)制冷劑的蒸發(fā)過程。性能指標(biāo)計(jì)算：a) 蒸發(fā)器中的單位制冷量q0= h0- h8b) 低壓級(jí)壓縮機(jī)單位理論功wd=h2- h1低壓級(jí)壓縮機(jī)流量qmd= Q0為設(shè)計(jì)冷量 容積流量qvd=qmd v1 低壓級(jí)壓縮機(jī)所需實(shí)際功率Ped= d為低壓級(jí)壓縮機(jī)絕熱效率，d=id md id為低壓級(jí)壓縮機(jī)指示效率 md 為低壓級(jí)壓縮機(jī)機(jī)械效率 低壓級(jí)理論排氣量Vhd=3600 d是低壓級(jí)壓縮機(jī)輸氣系數(shù)c) 中冷的熱平衡關(guān)系：（qmg -q

16、md）h5+qmd （h5-h6）=（qmg -qmd）h10由此求得qmg =qmd 確定h6時(shí)，取t6比中間壓力下的飽和溫度高35又高壓級(jí)壓縮機(jī)吸氣狀態(tài)與中冷出來的蒸氣和低壓級(jí)壓縮機(jī)排氣混合過程的熱平衡關(guān)系：（qmg -qmd）h10+qmd h2=qmg h3 ，由此求得h3 d) 高壓級(jí)壓縮機(jī)單位理論功wg=h4- h3 高壓級(jí)壓縮機(jī)所需實(shí)際功率Peg= 高壓級(jí)理論排氣量Vhg=3600= 3600 v3是高壓級(jí)壓縮機(jī)吸氣狀態(tài)蒸氣比體積e) 循環(huán)冷凝熱負(fù)荷Qk= qmg（h4- h5）f) 理論制冷系數(shù)a =實(shí)際制冷系數(shù)pr =（4）兩級(jí)壓縮一級(jí)節(jié)流中間完全冷卻循環(huán)：出蒸發(fā)器的制冷劑蒸

17、氣進(jìn)入低壓級(jí)壓縮機(jī)，壓縮至中間壓力，進(jìn)入中冷與中冷內(nèi)的中壓液體進(jìn)行熱交換，使制冷劑蒸氣溫度降低到中間壓力對(duì)應(yīng)的飽和溫度，成為飽和蒸氣。然后送入高壓級(jí)壓縮機(jī)，經(jīng)壓縮至冷凝壓力之后進(jìn)入冷凝器。出冷凝器的制冷劑高壓液體，一部分進(jìn)入中冷盤管進(jìn)行過冷，然后經(jīng)過節(jié)流閥，進(jìn)入蒸發(fā)器制冷。另一部分經(jīng)過中冷的節(jié)流閥降到中間壓力，在中冷中蒸發(fā)，為低壓級(jí)壓縮機(jī)排出的過熱蒸汽和盤管內(nèi)的制冷劑液體提供冷量，這樣所產(chǎn)生的飽和蒸汽進(jìn)入高壓級(jí)壓縮機(jī)。 1-2，3-4分別是低壓級(jí)和高壓級(jí)的壓縮過程。2-3表示低壓級(jí)排氣在中冷內(nèi)的冷卻過程。4-5為高壓級(jí)壓縮機(jī)排氣在冷凝器中的冷卻和冷凝過程。5-7為中冷節(jié)流閥的節(jié)流過程。7-3為

18、部分制冷劑在中冷內(nèi)的蒸發(fā)過程。其中，點(diǎn)3為中冷內(nèi)的蒸氣和低壓級(jí)壓縮機(jī)排出的過熱蒸氣進(jìn)行熱交換后的混合狀態(tài)。5-8為另一部分制冷劑液體在中冷盤管內(nèi)過冷的過程。8-9為過冷液體節(jié)流過程。9-0為制冷劑液體在蒸發(fā)器內(nèi)的蒸發(fā)過程。0-1為制冷劑蒸氣在低壓級(jí)壓縮機(jī)吸氣管中的過熱過程。性能指標(biāo)計(jì)算：a）中冷的熱平衡關(guān)系：qmd h2pr+qmd（h5-h8）+（qmg -qmd）h5= qmg h3由此求得qmg =qmd h2pr 為低壓級(jí)壓縮機(jī)實(shí)際排氣比焓，h2pr=h1+b）高壓級(jí)壓縮機(jī)所需實(shí)際功率Peg= 高壓級(jí)理論排氣量Vhg=3600= 3600 v3是高壓級(jí)壓縮機(jī)吸氣狀態(tài)蒸氣比體積C）循環(huán)冷

19、凝熱負(fù)荷Qk= qmg（h4pr- h5） h4pr=h4+對(duì)于不完全冷卻循環(huán)，高壓級(jí)壓縮機(jī)吸入的是過熱蒸汽，其高壓級(jí)排氣溫度不會(huì)很高。而完全冷卻循環(huán)高壓級(jí)壓縮機(jī)吸入的是飽和蒸氣，是將低壓級(jí)壓縮機(jī)的排氣引入中冷，引起中冷內(nèi)中壓液體制冷劑的蒸發(fā)而使排氣放出過熱量，變成飽和蒸氣。（5）中間壓力的確定：利用熱力圖表pm=，計(jì)算法，經(jīng)驗(yàn)法（6）復(fù)疊式制冷循環(huán)：使用兩種及兩種以上的制冷劑，由兩個(gè)或兩個(gè)以上的制冷循環(huán)組成。一般獲取-60-120的低溫。常用的兩級(jí)復(fù)疊制冷循環(huán)裝置由高溫級(jí)和低溫級(jí)組成，高溫級(jí)用中溫制冷劑，低溫級(jí)用低溫制冷劑，形成兩個(gè)單級(jí)壓縮制冷系統(tǒng)復(fù)疊工作的循環(huán)。兩個(gè)系統(tǒng)由一個(gè)冷凝蒸發(fā)器銜接

20、。高溫級(jí)的中溫制冷劑在其中蒸發(fā)制冷，低溫級(jí)的低溫制冷劑與中溫制冷劑蒸氣進(jìn)行熱交換，在其中放熱，被冷凝為液體。出冷凝蒸發(fā)器的中溫制冷劑蒸氣經(jīng)過高溫級(jí)循環(huán)將熱量傳給環(huán)境介質(zhì)；而出冷凝蒸發(fā)器的低溫制冷劑經(jīng)低溫級(jí)節(jié)流閥降壓后，進(jìn)入蒸發(fā)器吸取被冷卻物的熱量而制冷。其優(yōu)點(diǎn)是蒸發(fā)溫度調(diào)節(jié)范圍比較寬。注意：在高溫級(jí)和低溫級(jí)制冷劑循環(huán)量的計(jì)算中應(yīng)考慮換熱器及其連接管道的冷損失Q0d和Q0g造成的影響，則有qmd=，qmg=，有Q0g=Qkd 。5、CO2跨臨界制冷循環(huán)：由于當(dāng)時(shí)采用CO2 亞臨界循環(huán)制冷效率低，當(dāng)環(huán)境溫度稍高，CO2 的制冷能力急劇下降且功耗增大。今年來由于制冷劑對(duì)臭氧層的破壞和溫室效應(yīng)，提出C

21、O2跨臨街制冷循環(huán)。優(yōu)點(diǎn)：1.良好的安全性和化學(xué)穩(wěn)定性 2.具有與制冷循環(huán)和設(shè)備相適應(yīng)的熱物理性質(zhì)3.優(yōu)良的流動(dòng)性和傳熱性4.壓縮比低5.對(duì)人體健康與居住環(huán)境無短、中、長之害外，故不需回收或再外理6.不可燃 、不爆炸，熱力性能好 7.GWP=1 ODP=0缺點(diǎn)：運(yùn)行壓力高，循環(huán)效率低該循環(huán)系統(tǒng)的最大特點(diǎn)就是工質(zhì)的吸、放熱過程分別在亞臨界區(qū)和超臨界區(qū)進(jìn)行。壓縮機(jī)的吸氣壓力低于臨界壓力， 蒸發(fā)溫度也低于臨界溫度，循環(huán)的吸熱過程仍在亞臨界條件下進(jìn)行，換熱過程主要是依靠潛熱來完成。但是壓縮機(jī)的排氣壓力高于臨界壓力，工質(zhì)的冷凝過程與在亞臨界狀態(tài)下完全不同，換熱過程依靠顯熱來完成。原理：跨臨界系統(tǒng)由壓縮機(jī)

22、C，氣體冷凝器G，內(nèi)部換熱器I，節(jié)流裝置V，蒸發(fā)器E與儲(chǔ)存器A組成封閉回路，以CO2為工作介質(zhì)。氣體工質(zhì)在壓縮機(jī)中升壓至超臨界壓力P2，在T-S圖上為過程1-2，然后進(jìn)入氣體冷卻器G中被冷卻介質(zhì)（空氣或水）所冷卻。為了提高系統(tǒng)COP，出氣體冷卻器的高壓氣體在內(nèi)部換熱器內(nèi)進(jìn)一步冷卻，即3-4過程。這是用了回?zé)嵩?。然后利用?jié)流閥（可用膨脹機(jī)）減壓。經(jīng)節(jié)流后的氣體被冷卻且部分液化。濕蒸汽再進(jìn)入蒸發(fā)器汽化吸熱，即輸出冷量。濕蒸汽并不完全汽化，這是為了提高傳熱效率，故氣液分離器是必要的。三、吸收式制冷1、 溶液基本定律：拉烏爾定律：理想溶液在一固定溫度下，其內(nèi)每一組元的蒸氣分壓與溶液內(nèi)各該組元的摩爾分

23、數(shù)成正比，其比例系數(shù)等于各該組元在純態(tài)下的蒸氣壓?？抵Z瓦羅夫定律：理想溶液中液相與氣相中的成分是不同的。如果不同蒸氣壓的純液體在給定溫度下混合成二元溶液，則氣相里的成分和液相里的成分并不相同，對(duì)于較高蒸氣壓的組分，它在氣相里的成分 大于它在液相里的成分。吉布斯定律：吉布斯相律描述非均勻復(fù)相系處于平衡時(shí)的性質(zhì)：一個(gè)復(fù)相系在完全平衡時(shí)的自由度數(shù)NF與其獨(dú)立組份數(shù)NC和相數(shù)NP存在如下關(guān)系： NF=NC-NP22、溶液的基本熱力過程：3、氨水溶液和溴化鋰水溶液的h-w圖：4、吸收式制冷：（1）吸收式制冷機(jī)是利用工質(zhì)（溶液）相變過程伴隨的吸放熱的特性完成的工作循環(huán)，而獲得冷量的制冷裝置。蒸汽壓縮式以消

24、耗機(jī)械功為代價(jià)，吸收式以熱能為動(dòng)力。工作原理：吸收式制冷機(jī)由發(fā)生器、吸收器、冷凝器、蒸發(fā)器、節(jié)流閥和溶液泵等設(shè)備組成。利用熱源（水蒸氣、熱水或油、天然氣的燃燒）在發(fā)生器中加熱具有一定濃度的溶液，使其中作為制冷劑的低沸點(diǎn)組份部分被蒸發(fā)出來。然后送人冷凝器冷凝成為液體，通過節(jié)流閥降壓到蒸發(fā)壓力，在蒸發(fā)器中蒸發(fā)制冷。出蒸發(fā)器的制冷劑蒸氣被發(fā)生器中完成發(fā)生過程后剩下的溶液吸收，使溶液重新恢復(fù)到原有濃度，再由溶液泵送到發(fā)生器中循環(huán)。工質(zhì)對(duì)：工質(zhì)對(duì)沸點(diǎn)相差大；吸收劑熱導(dǎo)率大，密度粘度比熱大，強(qiáng)烈的吸收制冷劑的能力。工質(zhì)對(duì)有四種：以醇為制冷劑的；以氟利昂為制冷劑的；以水為制冷劑的：溴化鋰水溶液，溴化鋰穩(wěn)定不

25、揮發(fā)，不分解變質(zhì)，極易溶于水，無色無臭咸苦味。飽和溶液隨溫度降低溶解度減小，濃度一般不超過65%，對(duì)金屬的腐蝕較NaCl和CaCl2小，但仍有較強(qiáng)腐蝕性。以氨為制冷劑的：氨-水溶液，氨有極大的溶水性，其中氨與水的沸點(diǎn)相差不大，有部分水會(huì)隨氨一起蒸發(fā)，必須采用精餾設(shè)備。（2）溴化鋰吸收式制冷機(jī)：整個(gè)裝置要在一定的真空度下轉(zhuǎn)，防止腐蝕。從工作循環(huán)看，分為單效、兩效、兩級(jí)吸收等溴化鋰吸收式制冷機(jī)；從熱源供給方式看，有蒸氣型（或熱水型）、直燃型（燃?xì)庑突蛉加托停C(jī)組及吸收式熱泵。a)單效溴化鋰吸收式制冷劑：以0.030.15MPa飽和蒸汽或85150的熱水為熱源。（3）氨吸收式制冷機(jī)：四、熱交換過程及

26、換熱器制冷機(jī)換熱設(shè)備的傳熱過程及傳熱計(jì)算方法；蒸發(fā)器和冷凝器的種類及計(jì)算；蒸發(fā)器供液量的自動(dòng)調(diào)節(jié)；制冷系統(tǒng)的傳熱強(qiáng)化與削弱。五、載冷與蓄冷:1、傳統(tǒng)載冷劑與蓄冷劑；2、新型載冷技術(shù)；3、蓄冷技術(shù)。六、液態(tài)低溫工質(zhì)的制取1、低溫工質(zhì)的性質(zhì)：2、氣體液化循環(huán)及熱力計(jì)算。七、氣體的低溫分離1、氣體的組成及氣液相平衡：2、氣體的精餾。八、制冷設(shè)備（主要設(shè)備：四大件和冷凝-蒸發(fā)器，中冷。輔助設(shè)備：各種分離器、貯液器、回?zé)崞?、過熱器以及膨脹容器。）1、 蒸發(fā)器和冷凝器的工作原理、主要結(jié)構(gòu)型式。蒸發(fā)器：（1） 根據(jù)冷卻介質(zhì)的不同分為冷卻液體載冷劑的蒸發(fā)器和冷卻空氣的蒸發(fā)器。根據(jù)供液方式的不同分為滿液式、干式、循環(huán)式和噴淋式。滿液式按結(jié)構(gòu)可分為臥式殼管式、立管式、螺旋管式三種型式。（2） 工作原理：蒸發(fā)器主要由加熱室和蒸發(fā)室兩部分組成。加熱室向制冷劑液體提供蒸發(fā)所需要的熱量，促使液體沸騰汽化；蒸發(fā)室使氣液兩相完全分離。加熱室中產(chǎn)生的蒸氣帶有大量液沫，到了較大空間的蒸發(fā)室后，這些液體借自身凝聚或除沫器等的作用得以與蒸氣分離。即讓制冷劑在其中汽化，吸收被冷卻