chapter2—第一章 空氣調(diào)節(jié)與制冷原理基礎(chǔ)知識

1、2022-3-61本課程主要內(nèi)容n緒論緒論n第一章第一章 空氣調(diào)節(jié)與制冷原理基礎(chǔ)知識空氣調(diào)節(jié)與制冷原理基礎(chǔ)知識n第二章第二章 制冷壓縮機(jī)制冷壓縮機(jī)n第三章第三章 制冷換熱器及其輔助設(shè)備制冷換熱器及其輔助設(shè)備n第四章空氣通風(fēng)系統(tǒng)第四章空氣通風(fēng)系統(tǒng)n第五章第五章 供熱及加濕系統(tǒng)供熱及加濕系統(tǒng)n第六章第六章 典型動車組空調(diào)系統(tǒng)典型動車組空調(diào)系統(tǒng)n第七章第七章 制冷系統(tǒng)的保養(yǎng)與維護(hù)制冷系統(tǒng)的保養(yǎng)與維護(hù)n第一節(jié)常用名詞及概念第一節(jié)常用名詞及概念n第二節(jié)第二節(jié) 蒸汽壓縮式制冷原理蒸汽壓縮式制冷原理n第三節(jié)第三節(jié) 制冷劑制冷劑n第四節(jié)第四節(jié) 潤滑油潤滑油第一章 空氣調(diào)節(jié)與制冷原理基礎(chǔ)知識制冷與空調(diào)的區(qū)別和聯(lián)

2、系n1、什么是制冷？n用一定的方法使某物體或空間的溫度低于周圍環(huán)境介質(zhì)的溫度，并使其維持在某一低溫范圍內(nèi)，這個(gè)過程稱為“制冷”n完成上述過程的技術(shù)稱為“制冷技術(shù)”，實(shí)現(xiàn)上述過程的設(shè)備稱為“制冷機(jī)”，制冷機(jī)中使用的工作介質(zhì)稱為“制冷劑”。n制冷不同與冷卻！n冷卻可以自發(fā)的進(jìn)行，但制冷是非自發(fā)過程一般需要物體或空間的溫度環(huán)境溫度，即需要將物體或空間的熱量轉(zhuǎn)移到環(huán)境中。n要把物體或空間熱量轉(zhuǎn)移到環(huán)境中，這就需要負(fù)出代價(jià)即消耗功n制冷的實(shí)質(zhì)：就是熱量轉(zhuǎn)移，且將熱量由低溫物體向高溫物體轉(zhuǎn)移！n2、什么是空調(diào) n空調(diào)就是把經(jīng)過一定處理后的空氣，以一定方式送入室內(nèi)使室內(nèi)空氣的溫度，相對濕度，氣流速度，潔凈度

3、等控制在適當(dāng)范圍內(nèi)的專門技術(shù)和裝置。n由定義：空調(diào)需要有冷卻、加熱、除濕、通風(fēng)、潔凈、控制系統(tǒng)、加氧。空調(diào)應(yīng)具備空調(diào)應(yīng)具備“四度四度”調(diào)節(jié)：調(diào)節(jié)：空氣的溫度，相對濕度，氣流速度，潔凈空氣的溫度，相對濕度，氣流速度，潔凈度度 冷氣開放，暖氣開放是空調(diào)嗎？冷氣開放，暖氣開放是空調(diào)嗎？ 都不能與空調(diào)等同，只是空調(diào)中都不能與空調(diào)等同，只是空調(diào)中一部分 按照服務(wù)對象，空調(diào)有工藝性和舒適性兩大類型n工藝性空調(diào)工藝性空調(diào)n工藝性空調(diào)是為了滿足生產(chǎn)工藝過程要求，確保生產(chǎn)順利進(jìn)行和獲得合格產(chǎn)品n空調(diào)室內(nèi)參數(shù)主要由生產(chǎn)工藝過程的需要確定n通常用溫度、濕度基數(shù)和允許波動范圍兩組指標(biāo)n例如：某空調(diào)房間指標(biāo)為t=20

4、1,=50 5%表示溫度基數(shù)是20 、濕度基數(shù)是50%；溫度允許波動范圍是1、濕度允許波動范圍是5%n舒適性空調(diào)舒適性空調(diào)n舒適性空調(diào)是為了保證室內(nèi)人員處于舒適狀態(tài)，提供良好的工作和生活條件3、制冷與空調(diào)的區(qū)別和聯(lián)系 區(qū)別 制冷 空調(diào)研究對象不同溫度范圍不同 聯(lián)系：空調(diào)利用制冷技術(shù)處理空氣溫度空氣溫度 常溫低溫（10至-40度）（16至30度）n制冷制冷：用：用人工的方法人工的方法在在一定時(shí)間和空間一定時(shí)間和空間內(nèi)將某物體內(nèi)將某物體或流體冷卻，或流體冷卻，使其溫度低于周圍環(huán)境介質(zhì)的溫度使其溫度低于周圍環(huán)境介質(zhì)的溫度，并并保持這個(gè)低溫的過程保持這個(gè)低溫的過程。n制冷機(jī)制冷機(jī)：機(jī)械制冷中所需要的機(jī)

5、械和設(shè)備的總和。：機(jī)械制冷中所需要的機(jī)械和設(shè)備的總和。n制冷劑制冷劑：制冷機(jī)中所使用的工作介質(zhì)。：制冷機(jī)中所使用的工作介質(zhì)。制冷循環(huán)過制冷循環(huán)過程中傳遞能量的載體。程中傳遞能量的載體。n空氣調(diào)節(jié)空氣調(diào)節(jié)：把經(jīng)過一定處理后的空氣，以一定的方：把經(jīng)過一定處理后的空氣，以一定的方式送入室內(nèi)，使室內(nèi)空氣的溫度、相對濕度、氣流式送入室內(nèi)，使室內(nèi)空氣的溫度、相對濕度、氣流速度和潔凈度等控制在適當(dāng)范圍內(nèi)的速度和潔凈度等控制在適當(dāng)范圍內(nèi)的專門技術(shù)專門技術(shù)。n空調(diào)器空調(diào)器：實(shí)現(xiàn)空氣調(diào)節(jié)的：實(shí)現(xiàn)空氣調(diào)節(jié)的裝置裝置?；靖拍罨靖拍?制冷形式（制冷形式（Q1Q1） 冷藏：使物體的溫度低于常溫保存。冷藏：使物體的溫度

6、低于常溫保存。冷凍：從物體吸走熱量，使物體水分冷凍：從物體吸走熱量，使物體水分 成為凍結(jié)狀態(tài)。成為凍結(jié)狀態(tài)。 制冷的形式制冷的形式(1)(1)連續(xù)向制冷設(shè)備供給容易揮發(fā)連續(xù)向制冷設(shè)備供給容易揮發(fā)的制冷劑。的制冷劑。(2)(2)及時(shí)放掉制冷劑吸得的熱量。及時(shí)放掉制冷劑吸得的熱量。(3)(3)有效地利用制冷劑的蒸發(fā)熱。有效地利用制冷劑的蒸發(fā)熱。 (4)(4)選擇安全而又有良好特性的制選擇安全而又有良好特性的制冷劑。冷劑。 實(shí)現(xiàn)連續(xù)制冷的條件實(shí)現(xiàn)連續(xù)制冷的條件實(shí)現(xiàn)連續(xù)制冷的條件實(shí)現(xiàn)連續(xù)制冷的條件(Q1)冰鹽混合物制冷冰鹽混合物制冷干冰制冷干冰制冷液氮制冷液氮制冷半導(dǎo)體制冷半導(dǎo)體制冷空氣制冷空氣制冷蒸

7、氣壓縮制冷蒸氣壓縮制冷鐵路運(yùn)輸常見的制冷方法鐵路運(yùn)輸常見的制冷方法(Q2) （一）冰鹽混合物制冷（一）冰鹽混合物制冷n（1)1)制冷原理：利用冰融化時(shí)要吸收熔制冷原理：利用冰融化時(shí)要吸收熔化熱來制冷?；療醽碇评?。冰的融化溫度為冰的融化溫度為00，單純利用冰融化吸熱這，單純利用冰融化吸熱這一特性，只能得到一特性，只能得到00以上的溫度。以上的溫度。n(2)(2)為了得到較低的溫度，可采用冰鹽混合為了得到較低的溫度，可采用冰鹽混合物（氯化鈉）。物（氯化鈉）。 n冰鹽混合物熔化時(shí)，有兩種吸熱反應(yīng)：冰鹽混合物熔化時(shí)，有兩種吸熱反應(yīng)： 冰融解，吸收熔化熱；冰融解，吸收熔化熱； 鹽溶于水，吸收溶解熱。鹽溶

8、于水，吸收溶解熱。熔化最低溫度熔化最低溫度-21.2-21.2：m m鹽鹽/m/m冰冰=29/100=29/100概念：概念：共晶溶液共晶溶液：各種鹽水溶液都有一個(gè)共晶濃度，當(dāng)鹽水：各種鹽水溶液都有一個(gè)共晶濃度，當(dāng)鹽水溶液的含鹽濃度達(dá)到它的共晶濃度時(shí)，稱為溶液的含鹽濃度達(dá)到它的共晶濃度時(shí)，稱為共晶溶液共晶溶液；低融混合冰：用共晶溶液凍結(jié)成的冰。低融混合冰：用共晶溶液凍結(jié)成的冰。 采用低融混合冰制冷，一般是將共晶溶液采用低融混合冰制冷，一般是將共晶溶液裝在板狀的金屬容器內(nèi)，先在專門的冷凍設(shè)備裝在板狀的金屬容器內(nèi)，先在專門的冷凍設(shè)備中使其凍結(jié)，然后再將這種預(yù)制的裝有低融混中使其凍結(jié)，然后再將這種預(yù)

9、制的裝有低融混合冰的板狀容器（即冷板）安置在需要制冷的合冰的板狀容器（即冷板）安置在需要制冷的場所。場所。n(3).(3).應(yīng)用：冷藏車（加冰鐵路冷藏車、應(yīng)用：冷藏車（加冰鐵路冷藏車、鐵路冷凍板冷藏車）鐵路冷凍板冷藏車）n加冰鐵路冷藏車特點(diǎn)加冰鐵路冷藏車特點(diǎn)：n制冷系統(tǒng)簡單，使用方便，制冷系統(tǒng)制冷系統(tǒng)簡單，使用方便，制冷系統(tǒng)工作連續(xù)可靠；工作連續(xù)可靠；n車內(nèi)溫度車內(nèi)溫度-8 -8 ；（；（-8 -8 4 4 ）n排出的鹽水腐蝕鋼軌和車輛。排出的鹽水腐蝕鋼軌和車輛。加冰冷藏車制冷系統(tǒng)加冰冷藏車制冷系統(tǒng)n加冰冷藏車加冰冷藏車n主要車型：主要車型：B6B6、 B7B7、B11B11具有一般鐵路棚車相

10、似的車體結(jié)構(gòu)，但設(shè)有具有一般鐵路棚車相似的車體結(jié)構(gòu)，但設(shè)有車壁、車頂和地板隔熱、防潮結(jié)構(gòu)，裝有車壁、車頂和地板隔熱、防潮結(jié)構(gòu)，裝有氣密性好的車門。氣密性好的車門。原理：在隔熱車廂內(nèi)存儲一定數(shù)量的冰或冰鹽混原理：在隔熱車廂內(nèi)存儲一定數(shù)量的冰或冰鹽混合物，利用冰或冰鹽混合物的熔化潛熱來吸收合物，利用冰或冰鹽混合物的熔化潛熱來吸收車廂內(nèi)的熱量。為了使車廂內(nèi)的溫度能降到車廂內(nèi)的熱量。為了使車廂內(nèi)的溫度能降到00以下，常采用冰鹽混合物以下，常采用冰鹽混合物。n車廂有較的保溫隔熱效果，車廂內(nèi)設(shè)有存放冰塊的容器，車廂有較的保溫隔熱效果，車廂內(nèi)設(shè)有存放冰塊的容器，同時(shí)設(shè)有排水、循環(huán)通風(fēng)及溫度檢測等設(shè)備。溫度的

11、控同時(shí)設(shè)有排水、循環(huán)通風(fēng)及溫度檢測等設(shè)備。溫度的控制是靠冰融化時(shí)吸收車內(nèi)果蔬釋放出的呼吸熱來降溫的，制是靠冰融化時(shí)吸收車內(nèi)果蔬釋放出的呼吸熱來降溫的，為了獲得更的溫度，可向冰塊中加入一定比例的食鹽，為了獲得更的溫度，可向冰塊中加入一定比例的食鹽，加鹽的比例主要根據(jù)所運(yùn)果蔬對溫度的要求而定。采用加鹽的比例主要根據(jù)所運(yùn)果蔬對溫度的要求而定。采用該車運(yùn)輸果蔬效果要比普通棚車效果好得多。該車運(yùn)輸果蔬效果要比普通棚車效果好得多。n缺點(diǎn)：在運(yùn)輸途中，需在鐵路沿線定點(diǎn)設(shè)置制冰、加冰場站，缺點(diǎn)：在運(yùn)輸途中，需在鐵路沿線定點(diǎn)設(shè)置制冰、加冰場站，（350km600km設(shè)一加冰站為宜，但隨列車提速可適當(dāng)加設(shè)一加冰站

12、為宜，但隨列車提速可適當(dāng)加大距離）使車廂能夠及時(shí)補(bǔ)加冰塊，從而始終維持穩(wěn)定的低大距離）使車廂能夠及時(shí)補(bǔ)加冰塊，從而始終維持穩(wěn)定的低溫。同時(shí)，融化后的鹽水對車體及鐵路設(shè)施有一定腐蝕作用；溫。同時(shí)，融化后的鹽水對車體及鐵路設(shè)施有一定腐蝕作用；車內(nèi)的溫度不能靈活控制；沿線加補(bǔ)冰塊也減慢了運(yùn)輸速度。車內(nèi)的溫度不能靈活控制；沿線加補(bǔ)冰塊也減慢了運(yùn)輸速度。端框式端框式結(jié)構(gòu)類型：結(jié)構(gòu)類型： 端框式和頂箱式（端框式和頂箱式（B6B6、B7B7、B11B11）冰箱冰箱頂箱式頂箱式冰箱冰箱空氣循環(huán)擋板空氣循環(huán)擋板離水格子離水格子一般在車頂裝有一般在車頂裝有67個(gè)馬鞍形貯冰箱，個(gè)馬鞍形貯冰箱，23個(gè)為一組。個(gè)為一組

13、。B6AB6A加冰冷藏車加冰冷藏車n該車適合運(yùn)輸易腐貨物，系車頂冰箱該車適合運(yùn)輸易腐貨物，系車頂冰箱式加冰冷藏車，在環(huán)境溫度為式加冰冷藏車，在環(huán)境溫度為+35 +35 時(shí)，車內(nèi)溫度可保持在時(shí)，車內(nèi)溫度可保持在 -7-7-8-8。 鐵路冷凍板冷藏車鐵路冷凍板冷藏車n鐵路冷凍板冷藏車是在加冰車的基礎(chǔ)鐵路冷凍板冷藏車是在加冰車的基礎(chǔ)上研制生產(chǎn)的，同加冰車?yán)洳剀囅啾龋涎兄粕a(chǎn)的，同加冰車?yán)洳剀囅啾?，它具有一些明顯的優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，它具有一些明顯的優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，車輛造價(jià)較機(jī)械冷藏車低；無鹽水腐車輛造價(jià)較機(jī)械冷藏車低；無鹽水腐蝕，使用壽命長；一次充冷可保持箱蝕，使用壽命長；一次充冷可保持箱內(nèi)溫度恒定達(dá)

14、內(nèi)溫度恒定達(dá)120h120h左右。左右。冷凍板冷藏車是在一輛隔熱車體內(nèi)安裝冷凍板，冷冷凍板冷藏車是在一輛隔熱車體內(nèi)安裝冷凍板，冷凍板內(nèi)充注一定量的凍板內(nèi)充注一定量的低溫共晶溶液，低溫共晶溶液，當(dāng)共晶溶液充當(dāng)共晶溶液充冷凍結(jié)后，即貯存冷量冷凍結(jié)后，即貯存冷量鐵路冷凍板車的鐵路冷凍板車的冷凍板裝在車頂或車墻壁冷凍板裝在車頂或車墻壁充冷時(shí)可以地面充冷，也可以自帶制冷機(jī)充冷充冷時(shí)可以地面充冷，也可以自帶制冷機(jī)充冷低溫共晶溶液可以在冷凍板內(nèi)反復(fù)凍結(jié)、融化循環(huán)低溫共晶溶液可以在冷凍板內(nèi)反復(fù)凍結(jié)、融化循環(huán)使用使用Ps：冷凍板冷藏車制造成本低，運(yùn)行費(fèi)用也小，目前我冷凍板冷藏車制造成本低，運(yùn)行費(fèi)用也小，目前我國

15、鐵路部門正對其進(jìn)行開發(fā)研究。國鐵路部門正對其進(jìn)行開發(fā)研究。 冷凍板冷藏車?yán)鋬霭謇洳剀噉車型：車型：BsyBsyn工作原理：同加冰冷藏車工作原理：同加冰冷藏車共晶溶液：共晶溶液：37%37%的硝酸鈉溶液的硝酸鈉溶液共晶溫度：共晶溫度：-18.5-18.5熔解熱：熔解熱：67kJ/kg67kJ/kg。技術(shù)參數(shù)：技術(shù)參數(shù)：溫度調(diào)節(jié)范圍溫度調(diào)節(jié)范圍:-10:-1088；冷板充冷時(shí)間：冷板充冷時(shí)間：18h18h。結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)：冷凍板，溫度調(diào)節(jié)板，冷凍板，溫度調(diào)節(jié)板，5252個(gè)溫度調(diào)節(jié)孔個(gè)溫度調(diào)節(jié)孔車內(nèi)冷凍板和調(diào)溫隔板示意圖車內(nèi)冷凍板和調(diào)溫隔板示意圖n冷板式冷藏車?yán)浒迨嚼洳剀噉原理原理：利用低融混合冰的融化

16、過程制冷。：利用低融混合冰的融化過程制冷。得到較低而穩(wěn)定的溫度。得到較低而穩(wěn)定的溫度。n例如：例如：22.4%22.4%的鹽水溶液的低融混合冰，的鹽水溶液的低融混合冰，融化溫度融化溫度-21.2-21.2。n冷板冷藏車特點(diǎn)冷板冷藏車特點(diǎn)：n鹽溶液不排掉，可反復(fù)充冷，從而減少鋼軌鹽溶液不排掉，可反復(fù)充冷，從而減少鋼軌腐蝕和鹽的使用量。腐蝕和鹽的使用量。目前，低融混合冰的目前，低融混合冰的“冷板冷板”制冷亦廣泛用于冷藏汽車和冷藏集制冷亦廣泛用于冷藏汽車和冷藏集裝箱中。裝箱中。關(guān)鍵詞：冷藏車，加冰冷藏車，冰板，寫出關(guān)于冷藏車的新發(fā)展，新技術(shù)的小文章。（二）干冰制冷（二）干冰制冷n原理：利用干冰的升華

17、，當(dāng)壓力原理：利用干冰的升華，當(dāng)壓力5.185.18* *10105 5PaPa時(shí)，時(shí)，干冰吸熱升華，使環(huán)境溫度降低實(shí)現(xiàn)制冷。干冰吸熱升華，使環(huán)境溫度降低實(shí)現(xiàn)制冷。n標(biāo)準(zhǔn)大氣壓：升華溫度標(biāo)準(zhǔn)大氣壓：升華溫度-78.9-78.9， 升華熱升華熱574kJ/kg574kJ/kg。n很低的升華溫度和很高的升華熱很低的升華溫度和很高的升華熱應(yīng)用：冷藏車應(yīng)用：冷藏車n特點(diǎn)：取得較低的車內(nèi)溫度；獲得較大的制冷特點(diǎn)：取得較低的車內(nèi)溫度；獲得較大的制冷量。量。n分類：接觸式干冰制冷和非接觸式干冰制冷。分類：接觸式干冰制冷和非接觸式干冰制冷。n接觸式干冰制冷：升華后的接觸式干冰制冷：升華后的COCO2 2氣體直

18、接與氣體直接與貨物接觸；（含量貨物接觸；（含量10%10%時(shí)，對人體和貨物時(shí)，對人體和貨物有害。）有害。）n非接觸式干冰制冷：升華后的非接觸式干冰制冷：升華后的COCO2 2氣體由密氣體由密閉的干冰箱直接排出車外。閉的干冰箱直接排出車外。n為了便于調(diào)節(jié)車內(nèi)溫度，也可以用干冰使易揮發(fā)為了便于調(diào)節(jié)車內(nèi)溫度，也可以用干冰使易揮發(fā)的液體（的液體（R22）的蒸氣凝結(jié)，凝結(jié)后的液體經(jīng)流量）的蒸氣凝結(jié)，凝結(jié)后的液體經(jīng)流量調(diào)節(jié)閥在送到位于車頂?shù)睦鋮s盤管中去，液體在調(diào)節(jié)閥在送到位于車頂?shù)睦鋮s盤管中去，液體在冷卻盤管中蒸發(fā)吸熱使車內(nèi)溫度降低。冷卻盤管中蒸發(fā)吸熱使車內(nèi)溫度降低。n特點(diǎn)：特點(diǎn)：n制冷溫度：制冷溫度：-

19、20-20甚至更低；甚至更低；n對金屬無腐蝕；對金屬無腐蝕；n成本高，干冰的儲運(yùn)損耗大。成本高，干冰的儲運(yùn)損耗大。 國外現(xiàn)有的干冰冷藏車多屬試驗(yàn)型的，國外現(xiàn)有的干冰冷藏車多屬試驗(yàn)型的，我國對干冰冷藏車的研究剛剛起步。我國對干冰冷藏車的研究剛剛起步。（三）液氮制（三）液氮制冷冷n（1 1）原理：利用液氮蒸發(fā)時(shí)能獲得較）原理：利用液氮蒸發(fā)時(shí)能獲得較低溫度，快速凍結(jié)易腐貨物，保持食低溫度，快速凍結(jié)易腐貨物，保持食品的色、香、味和營養(yǎng)。（一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)品的色、香、味和營養(yǎng)。（一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，蒸發(fā)溫度是大氣壓，蒸發(fā)溫度是-195-195）n（2 2）應(yīng)用于冷藏車）應(yīng)用于冷藏車n利用液氮將易腐貨物預(yù)冷；利用液氮

20、將易腐貨物預(yù)冷；n利用液氮利用液氮連續(xù)連續(xù)或或周期性周期性的蒸發(fā)來的蒸發(fā)來抵消有車外傳入車內(nèi)的熱量和車抵消有車外傳入車內(nèi)的熱量和車內(nèi)貨物的發(fā)熱。內(nèi)貨物的發(fā)熱。n（1 1） 液氮預(yù)冷液氮預(yù)冷n預(yù)冷溫度：預(yù)冷溫度：-80-80-100 -100 ；n地點(diǎn)：冷庫內(nèi)或裝貨車；地點(diǎn)：冷庫內(nèi)或裝貨車；n運(yùn)輸過程制冷：貨物或車輛的蓄運(yùn)輸過程制冷：貨物或車輛的蓄冷量；冷量；n應(yīng)用：隔熱車。應(yīng)用：隔熱車。n（2) 2) 液氮制冷液氮制冷n接觸式：車頂部帶孔的分配管向車內(nèi)直接接觸式：車頂部帶孔的分配管向車內(nèi)直接噴射；噴射；n缺氧的運(yùn)輸條件，保持蔬菜水果新鮮；缺氧的運(yùn)輸條件，保持蔬菜水果新鮮；n工作人員注意安全，防

21、止工作人員窒息。工作人員注意安全，防止工作人員窒息。n非接觸式：通過空氣冷卻器來冷卻車內(nèi)貨非接觸式：通過空氣冷卻器來冷卻車內(nèi)貨物，氮?dú)夂拓浳锊恢苯咏佑|。物，氮?dú)夂拓浳锊恢苯咏佑|。n(3) (3) 特點(diǎn)：特點(diǎn)：n制冷設(shè)備簡單；制冷設(shè)備簡單；n工作可靠；工作可靠；n液氮成本高：高壓壓縮而成液體，液氮成本高：高壓壓縮而成液體，能量消耗比較大。能量消耗比較大。 液氮冷藏車兼有制冷與空調(diào)的作用，能較液氮冷藏車兼有制冷與空調(diào)的作用，能較好地保持易腐蝕食品的品質(zhì)，在國外已有較大好地保持易腐蝕食品的品質(zhì)，在國外已有較大的發(fā)展，我國也已著手研制。的發(fā)展，我國也已著手研制。半導(dǎo)體制冷半導(dǎo)體制冷n半導(dǎo)體制冷：借助半

22、導(dǎo)體元件的溫差電效應(yīng)，利半導(dǎo)體制冷：借助半導(dǎo)體元件的溫差電效應(yīng)，利用電能直接來制冷的方法。用電能直接來制冷的方法。n半導(dǎo)體制冷半導(dǎo)體制冷 ( (亦名熱電制冷、溫差電制冷、半導(dǎo)體亦名熱電制冷、溫差電制冷、半導(dǎo)體制冷或電子制冷制冷或電子制冷) )是以是以溫差電現(xiàn)象溫差電現(xiàn)象為基礎(chǔ)的制冷方為基礎(chǔ)的制冷方法，它是利用法，它是利用“塞貝克塞貝克”效應(yīng)效應(yīng)的逆反應(yīng)的逆反應(yīng)珀?duì)栫隊(duì)柼?yīng)帖效應(yīng)的原理達(dá)到制冷目的。的原理達(dá)到制冷目的。n溫差電效應(yīng)：當(dāng)直流電流流過半導(dǎo)體熱元件時(shí)，溫差電效應(yīng)：當(dāng)直流電流流過半導(dǎo)體熱元件時(shí)，在半導(dǎo)體元件的一端會產(chǎn)生在半導(dǎo)體元件的一端會產(chǎn)生吸熱現(xiàn)象吸熱現(xiàn)象，另一端產(chǎn)，另一端產(chǎn)生放熱現(xiàn)

23、象。生放熱現(xiàn)象。塞貝克效應(yīng)塞貝克效應(yīng)就是在兩種不同金屬組成的閉合線就是在兩種不同金屬組成的閉合線路中，如果保持兩接觸點(diǎn)的溫度不同，就會路中，如果保持兩接觸點(diǎn)的溫度不同，就會在兩接觸點(diǎn)間產(chǎn)生一個(gè)電勢差在兩接觸點(diǎn)間產(chǎn)生一個(gè)電勢差接觸電動接觸電動勢。同時(shí)閉合線路中就有電流流過，稱為溫勢。同時(shí)閉合線路中就有電流流過，稱為溫差電流。差電流。反之，在兩種不同金屬組成的閉合線路中，若反之，在兩種不同金屬組成的閉合線路中，若通以直流電，就會使一個(gè)接點(diǎn)通以直流電，就會使一個(gè)接點(diǎn)變冷變冷，產(chǎn)生吸，產(chǎn)生吸熱現(xiàn)象，另一個(gè)接點(diǎn)變熱，產(chǎn)生放熱現(xiàn)象，熱現(xiàn)象，另一個(gè)接點(diǎn)變熱，產(chǎn)生放熱現(xiàn)象，這稱為這稱為珀?duì)栙N效應(yīng)珀?duì)栙N效應(yīng)，亦

24、稱溫差電現(xiàn)象。，亦稱溫差電現(xiàn)象。n半導(dǎo)體制冷器的冷端溫度是由所要制取的溫度來決定的，因此對提高制冷系數(shù)來說，如何提高熱端的散熱冷卻效果以降低冷、熱端的溫差是很重要的。n為此，半導(dǎo)體制冷器的熱端一般都裝有水冷或風(fēng)冷的散熱器。 半導(dǎo)體材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，決定了它產(chǎn)半導(dǎo)體材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，決定了它產(chǎn)生的溫差電現(xiàn)象比其他金屬要顯著得多，所以生的溫差電現(xiàn)象比其他金屬要顯著得多，所以熱電制冷都采用半導(dǎo)體材料，亦稱熱電制冷都采用半導(dǎo)體材料，亦稱半導(dǎo)體制冷半導(dǎo)體制冷當(dāng)電偶通以直流電流時(shí)，當(dāng)電偶通以直流電流時(shí)，P P型半導(dǎo)體內(nèi)載流型半導(dǎo)體內(nèi)載流子子( (空穴空穴) )和和N N型半導(dǎo)體內(nèi)載流子型半導(dǎo)體內(nèi)載流子

25、( (電子電子) )在外電在外電場作用下產(chǎn)生運(yùn)動，并在金屬片與半導(dǎo)體接頭場作用下產(chǎn)生運(yùn)動，并在金屬片與半導(dǎo)體接頭處發(fā)生能量的傳遞及轉(zhuǎn)換。處發(fā)生能量的傳遞及轉(zhuǎn)換。 如果將電源極性互換，則電偶對的制冷端如果將電源極性互換，則電偶對的制冷端與發(fā)熱端也隨之互換。與發(fā)熱端也隨之互換。特點(diǎn)特點(diǎn)n不用制冷劑：無制冷劑泄漏；不用制冷劑：無制冷劑泄漏；n無機(jī)械部件：無磨耗、無振動、無噪音、工作可靠，維護(hù)無機(jī)械部件：無磨耗、無振動、無噪音、工作可靠，維護(hù)使用方便，壽命長；使用方便，壽命長；n冷卻速度和制冷溫度可任意調(diào)節(jié)；冷卻速度和制冷溫度可任意調(diào)節(jié)；n可將冷熱端互換；（如變換電流方向，制冷就變成制熱了）可將冷熱端

26、互換；（如變換電流方向，制冷就變成制熱了）n體積和功率都可做得很?。惑w積和功率都可做得很?。籲制冷效率低；制冷效率低；n成本高，制冷量小，適用于小型制冷裝置。例如：小型冰成本高，制冷量小，適用于小型制冷裝置。例如：小型冰箱、飲水機(jī)以及儀器儀表的冷卻。箱、飲水機(jī)以及儀器儀表的冷卻。n國外，手提式冰箱，美國芝加哥Thermopol公司生產(chǎn)的M-50B軍用冷藏箱。n醫(yī)用：用多級半導(dǎo)體制冷制成的小型低溫冰箱，可供醫(yī)院冷藏貨物、菌苗、血漿等；用半導(dǎo)體制成的低溫醫(yī)療器具，用于治療各種皮膚病及切除白內(nèi)障，療效顯著；冷帽（醒腦帽）用于高燒病人的降溫。n另外，客車上已出現(xiàn)了試驗(yàn)型的半導(dǎo)體冷飲水裝置和空調(diào)器。歷史

27、上第一次實(shí)現(xiàn)的氣體制冷機(jī)是以歷史上第一次實(shí)現(xiàn)的氣體制冷機(jī)是以空氣空氣作為工質(zhì)的，稱為空氣制冷機(jī)作為工質(zhì)的，稱為空氣制冷機(jī), ,18501850年制成。年制成。原理：原理：高壓氣體絕熱膨脹時(shí)，氣體對膨脹高壓氣體絕熱膨脹時(shí)，氣體對膨脹機(jī)做功，同時(shí)氣體的溫度降低，從而用這機(jī)做功，同時(shí)氣體的溫度降低，從而用這種方法可以獲得低溫。與蒸汽壓縮式制冷種方法可以獲得低溫。與蒸汽壓縮式制冷相比，空氣膨脹制冷是一種沒有相變的制相比，空氣膨脹制冷是一種沒有相變的制冷方式，所采用的工質(zhì)主要是空氣。冷方式，所采用的工質(zhì)主要是空氣?？諝庵评淇諝庵评渑c蒸氣壓縮制冷比較：吸收顯熱而不是潛熱。與蒸氣壓縮制冷比較：吸收顯熱而不是

28、潛熱。特點(diǎn)：制冷量小。特點(diǎn)：制冷量小。壓縮式空氣制冷機(jī)的工作過程也是包括等壓縮式空氣制冷機(jī)的工作過程也是包括等熵壓縮，等壓冷卻，等熵膨脹及等壓吸熱熵壓縮，等壓冷卻，等熵膨脹及等壓吸熱四個(gè)過程四個(gè)過程 這與蒸汽壓縮式制冷機(jī)的四個(gè)工作過程相這與蒸汽壓縮式制冷機(jī)的四個(gè)工作過程相近，其區(qū)別在于工質(zhì)在循環(huán)過程中不發(fā)生近，其區(qū)別在于工質(zhì)在循環(huán)過程中不發(fā)生相態(tài)改變相態(tài)改變 空氣制冷空氣制冷n制冷劑：空氣制冷劑：空氣n組成：冷庫、壓縮機(jī)、膨脹機(jī)、組成：冷庫、壓縮機(jī)、膨脹機(jī)、空氣冷卻器?？諝饫鋮s器?？諝鈮嚎s式制冷系統(tǒng)空氣壓縮式制冷系統(tǒng)n工作原理：利用高壓氣體絕熱膨脹工作原理：利用高壓氣體絕熱膨脹或絕熱放氣使氣體

29、溫度降低?；蚪^熱放氣使氣體溫度降低。n與蒸氣壓縮制冷比較：吸收與蒸氣壓縮制冷比較：吸收顯熱顯熱而而不是不是潛熱潛熱。n特點(diǎn)：制冷量小。特點(diǎn)：制冷量小。應(yīng)用：德國應(yīng)用：德國ICEICE高速列車高速列車n優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：n采用空氣作為制冷工質(zhì)，容易獲得，安采用空氣作為制冷工質(zhì)，容易獲得，安全無害，對環(huán)境無污染；全無害，對環(huán)境無污染；n不會產(chǎn)生溫室效應(yīng)和破壞臭氧層。不會產(chǎn)生溫室效應(yīng)和破壞臭氧層。n缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：n制冷量小，體積大；制冷量小，體積大；n噪聲大，跟噴氣式飛機(jī)相似；噪聲大，跟噴氣式飛機(jī)相似；n成本高，現(xiàn)有系統(tǒng)的成本高，現(xiàn)有系統(tǒng)的1.51.5倍。倍。第一章 空氣調(diào)節(jié)與制冷原理基礎(chǔ)知識第二節(jié)蒸氣壓縮

30、式制冷原理第二節(jié)蒸氣壓縮式制冷原理一、蒸氣壓縮式制冷的工作原理一、蒸氣壓縮式制冷的工作原理 由于一些物質(zhì)在由于一些物質(zhì)在常壓常壓下的下的飽和溫度飽和溫度很低，工程上常很低，工程上常利用其汽化時(shí)吸熱的特性來制冷。利用其汽化時(shí)吸熱的特性來制冷。 例如例如R12R12在一個(gè)大氣壓下的在一個(gè)大氣壓下的飽和溫度飽和溫度是是-29.8-29.8，所，所以若將裝有以若將裝有R12R12液體的容器敞開口，放在密閉的被冷卻空液體的容器敞開口，放在密閉的被冷卻空間內(nèi)，間內(nèi)，由于被冷卻空間內(nèi)空氣的溫度高于由于被冷卻空間內(nèi)空氣的溫度高于R12R12的沸點(diǎn)的沸點(diǎn)，所，所以以R12R12液體將液體將吸熱汽化吸熱汽化，使被

31、冷卻空間內(nèi)空氣溫度逐漸下，使被冷卻空間內(nèi)空氣溫度逐漸下降，這個(gè)降溫過程直到容器內(nèi)的降，這個(gè)降溫過程直到容器內(nèi)的R12R12液體汽化完為止。液體汽化完為止。 n制冷即需要吸熱，水在常壓下沸點(diǎn)很高，它只能吸收溫度大于100的熱，因此我們找沸點(diǎn)低的物質(zhì)n如R12二氟二氯甲烷（HF2Cl2），它在1個(gè)大氣壓下的沸點(diǎn)是-29.8,氣化熱為167.3k/kg；nR22二氟一氯甲烷（HF2Cl） 在1大氣壓下沸點(diǎn)是-40.8，氣化熱為233.8k/kg。我們將裝有R12或R22液體的鋼瓶，放在室內(nèi)打開蓋，則其會蒸發(fā)。每氣化1kgR22可產(chǎn)生233.8KJ的冷量，由于其氣化溫度為-40.8，它會繼續(xù)吸熱，顯然

32、會產(chǎn)生制冷作用，通過管路將熱量帶到室外即可實(shí)現(xiàn)對室內(nèi)制冷液態(tài)R12氣態(tài)R12室內(nèi)壓縮制冷原理第一章 空氣調(diào)節(jié)與制冷原理基礎(chǔ)知識 為了將汽化的為了將汽化的R12R12蒸氣回收使用蒸氣回收使用，需要將它再，需要將它再冷凝冷凝成液體成液體，如用環(huán)境介質(zhì)（如大氣或水）來冷凝，蒸氣，如用環(huán)境介質(zhì)（如大氣或水）來冷凝，蒸氣的的冷凝溫度就要比環(huán)境介質(zhì)的溫度稍高冷凝溫度就要比環(huán)境介質(zhì)的溫度稍高一些。一些。 壓力較高的蒸氣其冷凝溫度也較高壓力較高的蒸氣其冷凝溫度也較高，因此只要將，因此只要將R12R12蒸氣用壓縮機(jī)壓縮到所需要的冷凝溫度相對應(yīng)的飽蒸氣用壓縮機(jī)壓縮到所需要的冷凝溫度相對應(yīng)的飽和壓力，就能用環(huán)境介質(zhì)

33、來冷凝它，使在被冷卻空間和壓力，就能用環(huán)境介質(zhì)來冷凝它，使在被冷卻空間吸熱汽化的吸熱汽化的R12R12蒸氣重新冷凝成液體。蒸氣重新冷凝成液體。 液態(tài)R12氣態(tài)R12室內(nèi)第一章 空氣調(diào)節(jié)與制冷原理基礎(chǔ)知識 由于冷凝后制冷劑液體的溫度高于被冷卻由于冷凝后制冷劑液體的溫度高于被冷卻空間空氣的溫度，空間空氣的溫度，因此必須讓冷凝后的制冷劑因此必須讓冷凝后的制冷劑液體降壓降溫，液體降壓降溫，使其溫度低于被冷卻空間的溫使其溫度低于被冷卻空間的溫度，這樣降壓降溫后的制冷劑液體就可以在被度，這樣降壓降溫后的制冷劑液體就可以在被冷卻空間內(nèi)重新冷卻空間內(nèi)重新吸熱汽化吸熱汽化。 第一章 空氣調(diào)節(jié)與制冷原理基礎(chǔ)知識

34、制冷劑在一個(gè)封閉的系統(tǒng)中，只消耗制冷劑在一個(gè)封閉的系統(tǒng)中，只消耗壓縮機(jī)的功壓縮機(jī)的功就就能反復(fù)地實(shí)現(xiàn)制冷劑由液體變蒸氣，再由蒸氣變液體的相能反復(fù)地實(shí)現(xiàn)制冷劑由液體變蒸氣，再由蒸氣變液體的相態(tài)變化，并通過這種相變將低溫處的熱量轉(zhuǎn)移到高溫處去。態(tài)變化，并通過這種相變將低溫處的熱量轉(zhuǎn)移到高溫處去。這就是這就是蒸氣壓縮式制冷的工作原理蒸氣壓縮式制冷的工作原理。按照制冷機(jī)蒸汽被壓。按照制冷機(jī)蒸汽被壓縮機(jī)壓縮的次數(shù)分為單級蒸汽壓縮式制冷和多級蒸汽壓縮縮機(jī)壓縮的次數(shù)分為單級蒸汽壓縮式制冷和多級蒸汽壓縮式制冷。（式制冷。（Q3）利用制冷劑液體在利用制冷劑液體在氣化氣化時(shí)（蒸發(fā)時(shí)）產(chǎn)生的時(shí)（蒸發(fā)時(shí)）產(chǎn)生的吸熱效

35、吸熱效應(yīng)應(yīng)，達(dá)到制冷目的。，達(dá)到制冷目的。制冷物質(zhì)如何循環(huán)使用？n1）我們用到一個(gè)熱力學(xué)概念：物質(zhì)相變溫度隨壓力升高而升高！n1個(gè)大氣壓下，R22相變溫度是-40.8，如果我們升高氣體壓力，如到1.94MPa則其相變溫度為50，這時(shí)不但可以用常溫的水吸熱將R22冷卻成液體，即使是35的空氣也可以使R22從氣態(tài)變成液態(tài)而放出冷凝熱。n我們制冷首先需要一臺我們制冷首先需要一臺“壓縮機(jī)壓縮機(jī)”n2）我們需要制冷劑發(fā)生氣化吸熱的裝置nR22沸騰吸熱的器皿，稱沸騰吸熱的器皿，稱“蒸發(fā)器蒸發(fā)器”n3）我們還需要制冷劑發(fā)生冷凝放熱的裝置n把把R22從蒸氣放熱變成液體的裝置稱為從蒸氣放熱變成液體的裝置稱為“冷

36、凝器冷凝器”n4）為了循環(huán)使用，還需要降低制冷劑的壓力 “節(jié)流裝置節(jié)流裝置”第一章 空氣調(diào)節(jié)與制冷原理基礎(chǔ)知識 蒸氣壓縮式制蒸氣壓縮式制冷機(jī)主要有冷機(jī)主要有壓縮機(jī)壓縮機(jī)、冷凝器、節(jié)流裝置冷凝器、節(jié)流裝置和蒸發(fā)器和蒸發(fā)器四部分組四部分組成，并用管道連接成，并用管道連接成一個(gè)封閉的循環(huán)成一個(gè)封閉的循環(huán)系統(tǒng)，如圖所示。系統(tǒng)，如圖所示。其工作過程如下：其工作過程如下： 蒸氣壓縮式制冷機(jī)原理圖蒸氣壓縮式制冷機(jī)原理圖放熱到環(huán)境放熱到環(huán)境從制冷對象從制冷對象中吸熱中吸熱Q0W0Qc外掛機(jī)外掛機(jī)壓縮機(jī)冷凝器節(jié)流裝置蒸發(fā)器制冷機(jī)原理外界做功升壓氣化吸熱冷凝放熱降壓對外做功第一章 空氣調(diào)節(jié)與制冷原理基礎(chǔ)知識 （1

37、 1）低溫低壓低溫低壓的制冷劑液體在蒸發(fā)器中吸收被冷卻的制冷劑液體在蒸發(fā)器中吸收被冷卻空間的熱量而汽化成低溫低壓的蒸氣后被壓縮機(jī)吸入。空間的熱量而汽化成低溫低壓的蒸氣后被壓縮機(jī)吸入。 （2 2）壓縮機(jī)消耗一定的機(jī)械功將制冷劑）壓縮機(jī)消耗一定的機(jī)械功將制冷劑壓縮壓縮成壓力、成壓力、溫度較高的蒸氣并排入冷凝器。溫度較高的蒸氣并排入冷凝器。 （3 3）高壓、高溫的制冷劑蒸氣在冷凝器內(nèi)被環(huán)境空）高壓、高溫的制冷劑蒸氣在冷凝器內(nèi)被環(huán)境空氣或水冷卻，制冷劑蒸氣放出熱量而被氣或水冷卻，制冷劑蒸氣放出熱量而被冷凝冷凝成液體。成液體。 （4 4）高溫、高壓的制冷劑液體經(jīng)過節(jié)流裝置節(jié)流降）高溫、高壓的制冷劑液體經(jīng)

38、過節(jié)流裝置節(jié)流降壓，同時(shí)壓，同時(shí)溫度也降低溫度也降低，然后再進(jìn)入蒸發(fā)器。，然后再進(jìn)入蒸發(fā)器。第一章 空氣調(diào)節(jié)與制冷原理基礎(chǔ)知識 （5 5）在蒸發(fā)器中，低壓、低溫的制冷劑液體）在蒸發(fā)器中，低壓、低溫的制冷劑液體又吸收冷卻空間的熱量，蒸發(fā)成低壓、低溫的蒸又吸收冷卻空間的熱量，蒸發(fā)成低壓、低溫的蒸氣，再被壓縮機(jī)吸入，如此周而復(fù)始地循環(huán)。氣，再被壓縮機(jī)吸入，如此周而復(fù)始地循環(huán)。 制冷劑在封閉的制冷系統(tǒng)中經(jīng)歷制冷劑在封閉的制冷系統(tǒng)中經(jīng)歷壓縮壓縮、冷凝冷凝、節(jié)流節(jié)流和和蒸發(fā)蒸發(fā)這四個(gè)過程就完成一次制冷循環(huán)。這四個(gè)過程就完成一次制冷循環(huán)。（Q3Q3）制冷劑制冷劑 制冷劑在變?yōu)檎魵庵?，需要對它制冷劑在變?yōu)檎?/p>

39、氣之后，需要對它進(jìn)行壓縮、冷凝、繼而進(jìn)行再次汽化進(jìn)行壓縮、冷凝、繼而進(jìn)行再次汽化吸熱。對制冷劑蒸氣只進(jìn)行一次壓縮，吸熱。對制冷劑蒸氣只進(jìn)行一次壓縮，稱為蒸氣單級壓縮。稱為蒸氣單級壓縮。 利用制冷劑由液體狀態(tài)汽化利用制冷劑由液體狀態(tài)汽化為蒸氣狀態(tài)過程中吸收熱量，為蒸氣狀態(tài)過程中吸收熱量，被冷卻介質(zhì)因失去熱量而降低被冷卻介質(zhì)因失去熱量而降低溫度，達(dá)到制冷的目的。溫度，達(dá)到制冷的目的。n制冷循環(huán)系統(tǒng)的基本組成制冷循環(huán)系統(tǒng)的基本組成n制冷循環(huán)系統(tǒng)制冷循環(huán)系統(tǒng) :n根據(jù)蒸氣壓縮式制冷原理構(gòu)成的單級蒸氣壓縮式根據(jù)蒸氣壓縮式制冷原理構(gòu)成的單級蒸氣壓縮式制冷循環(huán)系統(tǒng)，是由不同直徑的管道和在其中制制冷循環(huán)系統(tǒng)，

40、是由不同直徑的管道和在其中制冷劑會發(fā)生不同狀態(tài)變化的部件組成，串接成一冷劑會發(fā)生不同狀態(tài)變化的部件組成，串接成一個(gè)封閉的循環(huán)回路，在系統(tǒng)回路中裝入制冷劑，個(gè)封閉的循環(huán)回路，在系統(tǒng)回路中裝入制冷劑，制冷劑在這個(gè)循環(huán)回路中能夠不停地循環(huán)流動。制冷劑在這個(gè)循環(huán)回路中能夠不停地循環(huán)流動。 n蒸氣壓縮式制冷循環(huán)系統(tǒng)蒸氣壓縮式制冷循環(huán)系統(tǒng)2 2 制冷循環(huán)過程制冷循環(huán)過程l制冷劑蒸氣壓縮、冷凝成液體，放出熱量制冷劑蒸氣壓縮、冷凝成液體，放出熱量單級蒸氣壓縮式制冷循環(huán)的基本工作原理單級蒸氣壓縮式制冷循環(huán)的基本工作原理2 2 制冷循環(huán)過程制冷循環(huán)過程冷凝后的制冷劑液體流經(jīng)節(jié)流元件進(jìn)入蒸發(fā)器。從入口端的高壓冷凝后

41、的制冷劑液體流經(jīng)節(jié)流元件進(jìn)入蒸發(fā)器。從入口端的高壓Pk降低到降低到低壓低壓p0，從高溫，從高溫tk降低到降低到t0，并出現(xiàn)少量液體汽化變?yōu)檎魵狻?，并出現(xiàn)少量液體汽化變?yōu)檎魵狻? 2 制冷循環(huán)過程制冷循環(huán)過程制冷劑蒸汽回到壓縮機(jī)中壓縮制冷劑蒸汽回到壓縮機(jī)中壓縮單級蒸氣壓縮式制冷循環(huán)的基本工作原理單級蒸氣壓縮式制冷循環(huán)的基本工作原理3 3 制冷系統(tǒng)各部件的主要用途制冷系統(tǒng)各部件的主要用途壓縮制冷劑蒸氣，提高壓力和溫度放熱，使高壓高溫制冷劑蒸氣冷卻、冷凝成高壓常溫的制冷劑液體 得到低溫低壓制冷劑制冷劑液體吸熱、蒸發(fā)、制冷n單級蒸汽壓縮式制冷系統(tǒng)組成：單級蒸汽壓縮式制冷系統(tǒng)組成：n制冷壓縮機(jī)制冷系統(tǒng)的

42、心臟 n冷凝器 n節(jié)流器 n蒸發(fā)器n單級蒸氣壓縮式制冷循環(huán)，是指制冷劑在一次循環(huán)中單級蒸氣壓縮式制冷循環(huán)，是指制冷劑在一次循環(huán)中只經(jīng)過一次壓縮，最低蒸發(fā)溫度可達(dá)只經(jīng)過一次壓縮，最低蒸發(fā)溫度可達(dá)-40-40-30-30。單。單級蒸氣壓縮式制冷廣泛用于制冷、冷藏、工業(yè)生產(chǎn)過級蒸氣壓縮式制冷廣泛用于制冷、冷藏、工業(yè)生產(chǎn)過程的冷卻，以及空氣調(diào)節(jié)等各種低溫要求不太高的制程的冷卻，以及空氣調(diào)節(jié)等各種低溫要求不太高的制冷工程。冷工程。 n制冷劑在制冷壓縮機(jī)中的變化制冷劑在制冷壓縮機(jī)中的變化 n制冷劑蒸氣由制冷劑蒸氣由蒸發(fā)器蒸發(fā)器的末端進(jìn)入的末端進(jìn)入壓縮機(jī)吸氣口時(shí)，壓力越高溫度壓縮機(jī)吸氣口時(shí)，壓力越高溫度越高

43、，壓力越低溫度越低。越高，壓力越低溫度越低。n制冷劑蒸氣在制冷劑蒸氣在壓縮機(jī)壓縮機(jī)中被壓縮成中被壓縮成過熱蒸氣，壓力由蒸發(fā)壓力過熱蒸氣，壓力由蒸發(fā)壓力p p0 0升升高到冷凝壓力高到冷凝壓力p pk k。為絕熱壓縮過。為絕熱壓縮過程。外界的能量對制冷劑做功，程。外界的能量對制冷劑做功，使得制冷劑蒸氣的溫度再進(jìn)一步使得制冷劑蒸氣的溫度再進(jìn)一步升高，壓縮機(jī)排出的蒸氣溫度高升高，壓縮機(jī)排出的蒸氣溫度高于冷凝溫度。于冷凝溫度。n4 制冷劑的變化過程制冷劑的變化過程F制冷劑在冷凝器中的變化制冷劑在冷凝器中的變化 n過熱蒸氣進(jìn)入過熱蒸氣進(jìn)入冷凝器冷凝器后，在壓力不后，在壓力不變的條件下，先是散發(fā)出一部分熱

44、變的條件下，先是散發(fā)出一部分熱量，使制冷劑過熱蒸氣冷卻成飽和量，使制冷劑過熱蒸氣冷卻成飽和蒸氣。蒸氣。n飽和蒸氣在等溫條件下，繼續(xù)放出飽和蒸氣在等溫條件下，繼續(xù)放出熱量而冷凝產(chǎn)生了飽和液體。熱量而冷凝產(chǎn)生了飽和液體。F制冷劑在制冷劑在節(jié)流元件節(jié)流元件中的變化中的變化 n飽和液體制冷劑經(jīng)過節(jié)流元件，由飽和液體制冷劑經(jīng)過節(jié)流元件，由冷凝壓力冷凝壓力p pk k降至蒸發(fā)壓力降至蒸發(fā)壓力p p0 0，溫度，溫度由由t tk k降至降至t t0 0。為絕熱膨脹過程。為絕熱膨脹過程。 n4 制冷劑的變化過程制冷劑的變化過程F制冷劑在制冷劑在蒸發(fā)器蒸發(fā)器中的變化中的變化 n以液體為主的的制冷劑，流入蒸發(fā)器不

45、斷汽化，全以液體為主的的制冷劑，流入蒸發(fā)器不斷汽化，全部汽化變時(shí)，又重新流回到壓縮機(jī)的吸氣口，再次部汽化變時(shí)，又重新流回到壓縮機(jī)的吸氣口，再次被壓縮機(jī)吸入、壓縮、排出，進(jìn)入下一次循環(huán)。被壓縮機(jī)吸入、壓縮、排出，進(jìn)入下一次循環(huán)。 n4 制冷劑的變化過程制冷劑的變化過程制冷劑的變化過程制冷劑的變化過程二、二、蒸氣壓縮式制冷系統(tǒng)的構(gòu)成（蒸氣壓縮式制冷系統(tǒng)的構(gòu)成（Q4Q4）壓縮機(jī)壓縮機(jī)熱交換設(shè)備熱交換設(shè)備節(jié)流機(jī)構(gòu)節(jié)流機(jī)構(gòu)管道管道各種控制閥各種控制閥輔助部件輔助部件蒸氣壓縮式制蒸氣壓縮式制冷系統(tǒng)的構(gòu)成冷系統(tǒng)的構(gòu)成壓縮式制冷系統(tǒng)的心臟壓縮式制冷系統(tǒng)的心臟主機(jī)主機(jī)壓縮機(jī)壓縮機(jī)稱為稱為（一）壓縮機(jī)（一）壓縮機(jī)

46、活塞式壓縮機(jī)活塞式壓縮機(jī) 渦旋式壓縮機(jī)渦旋式壓縮機(jī) 制冷系統(tǒng)的熱交換設(shè)備主要是制冷系統(tǒng)的熱交換設(shè)備主要是冷冷凝器凝器和和蒸發(fā)器蒸發(fā)器，它們是制冷劑與外部，它們是制冷劑與外部熱源介質(zhì)之間發(fā)生熱交換的設(shè)備。熱源介質(zhì)之間發(fā)生熱交換的設(shè)備。 1.1.蒸發(fā)器蒸發(fā)器 蒸發(fā)器是制冷機(jī)中的冷量輸出設(shè)備。制冷劑蒸發(fā)器是制冷機(jī)中的冷量輸出設(shè)備。制冷劑在蒸發(fā)器中蒸發(fā)，吸收低溫?zé)嵩唇橘|(zhì)（水或空氣）在蒸發(fā)器中蒸發(fā)，吸收低溫?zé)嵩唇橘|(zhì)（水或空氣）的熱量，達(dá)到制冷的目的。的熱量，達(dá)到制冷的目的。 用冷凝器將制冷劑從低溫?zé)嵩次盏臒崃坑美淠鲗⒅评鋭牡蜏責(zé)嵩次盏臒崃考皦嚎s后增加的熱焓排放到高溫?zé)嵩础＜皦嚎s后增加的熱焓排放到

47、高溫?zé)嵩础?.2.冷凝器冷凝器（三）（三） 節(jié)流機(jī)構(gòu)節(jié)流機(jī)構(gòu) 節(jié)流機(jī)構(gòu)的作用節(jié)流機(jī)構(gòu)的作用 節(jié)流機(jī)構(gòu)是制冷系統(tǒng)不可缺少的四個(gè)主要過程之一。節(jié)流機(jī)構(gòu)是制冷系統(tǒng)不可缺少的四個(gè)主要過程之一。節(jié)流機(jī)構(gòu)的作用有兩點(diǎn)：節(jié)流機(jī)構(gòu)的作用有兩點(diǎn)：n一是一是高溫高壓高溫高壓的液態(tài)制冷劑經(jīng)過膨脹閥的節(jié)流孔節(jié)流的液態(tài)制冷劑經(jīng)過膨脹閥的節(jié)流孔節(jié)流后，成為后，成為低溫低壓低溫低壓的霧狀的液壓制冷劑，為制冷劑的的霧狀的液壓制冷劑，為制冷劑的蒸發(fā)創(chuàng)造條件；蒸發(fā)創(chuàng)造條件；n二是根據(jù)系統(tǒng)負(fù)荷變化，控制制冷劑的流量：進(jìn)入蒸二是根據(jù)系統(tǒng)負(fù)荷變化，控制制冷劑的流量：進(jìn)入蒸發(fā)器的液態(tài)制冷劑，經(jīng)過蒸發(fā)器后，制冷劑由液態(tài)蒸發(fā)器的液態(tài)制冷劑，

48、經(jīng)過蒸發(fā)器后，制冷劑由液態(tài)蒸發(fā)為氣態(tài)，吸收熱量，降低車內(nèi)的溫度。膨脹閥控制發(fā)為氣態(tài)，吸收熱量，降低車內(nèi)的溫度。膨脹閥控制制冷劑的流量，保證蒸發(fā)器的出口完全為氣態(tài)制冷劑，制冷劑的流量，保證蒸發(fā)器的出口完全為氣態(tài)制冷劑，若流量過大，出口含有液態(tài)制冷劑，可能進(jìn)入壓縮機(jī)若流量過大，出口含有液態(tài)制冷劑，可能進(jìn)入壓縮機(jī)產(chǎn)生液擊；若制冷劑流量過小，提前蒸發(fā)完畢，造成產(chǎn)生液擊；若制冷劑流量過小，提前蒸發(fā)完畢，造成制冷不足。制冷不足。針對節(jié)流機(jī)構(gòu)有控制進(jìn)入蒸發(fā)器的液態(tài)制冷劑質(zhì)量流針對節(jié)流機(jī)構(gòu)有控制進(jìn)入蒸發(fā)器的液態(tài)制冷劑質(zhì)量流量的功能，所以有時(shí)也叫流量控制機(jī)構(gòu)。還有，它量的功能，所以有時(shí)也叫流量控制機(jī)構(gòu)。還有，它

49、使高壓液態(tài)制冷劑節(jié)流降壓，使制冷劑一出閥孔就使高壓液態(tài)制冷劑節(jié)流降壓，使制冷劑一出閥孔就沸騰膨脹成濕蒸氣，因此也叫節(jié)流閥或膨脹閥。常沸騰膨脹成濕蒸氣，因此也叫節(jié)流閥或膨脹閥。常用的節(jié)流機(jī)構(gòu)有用的節(jié)流機(jī)構(gòu)有熱力膨脹閥、阻流式膨脹閥熱力膨脹閥、阻流式膨脹閥( (毛細(xì)毛細(xì)管管) )以及手動膨脹閥、浮球式膨脹閥等。以及手動膨脹閥、浮球式膨脹閥等。節(jié)流結(jié)構(gòu)的基本原理節(jié)流結(jié)構(gòu)的基本原理 都是使高壓液態(tài)制冷劑受迫流過一個(gè)小過流截都是使高壓液態(tài)制冷劑受迫流過一個(gè)小過流截面，產(chǎn)生合適的局部阻力損失面，產(chǎn)生合適的局部阻力損失( (或沿程損失或沿程損失) )，使制，使制冷劑壓力驟降，與此同時(shí)一部分液態(tài)制冷劑汽化，冷

50、劑壓力驟降，與此同時(shí)一部分液態(tài)制冷劑汽化，吸收潛熱，使節(jié)流后的制冷劑成為低壓低溫狀態(tài)。吸收潛熱，使節(jié)流后的制冷劑成為低壓低溫狀態(tài)。節(jié)流機(jī)構(gòu)的分類節(jié)流機(jī)構(gòu)的分類（四）其它設(shè)備（四）其它設(shè)備（Q4）四個(gè)主要部件四個(gè)主要部件壓縮機(jī)壓縮機(jī)冷凝器冷凝器節(jié)流件節(jié)流件蒸發(fā)器蒸發(fā)器不可缺少不可缺少管道管道附加設(shè)備附加設(shè)備凈化凈化貯集貯集分離設(shè)備分離設(shè)備過濾器過濾器 干燥器干燥器貯液器貯液器 集油器集油器 油分離器油分離器空氣分離器空氣分離器附加設(shè)備附加設(shè)備（四）其它設(shè)備（四）其它設(shè)備（Q4） 用管道將制冷機(jī)各組成部件連接成一用管道將制冷機(jī)各組成部件連接成一個(gè)完整的制冷系統(tǒng)，使制冷劑在封閉的系個(gè)完整的制冷系統(tǒng)，

51、使制冷劑在封閉的系統(tǒng)中循環(huán)。統(tǒng)中循環(huán)。排氣管（排氣管（壓縮機(jī)出口壓縮機(jī)出口）高壓液管高壓液管低壓液管低壓液管吸氣管吸氣管（壓縮機(jī)入口）（壓縮機(jī)入口）制冷劑管道制冷劑管道(1)(1)商業(yè)及人民生活商業(yè)及人民生活 食品冷凍冷藏和舒適性空氣調(diào)節(jié)。食品冷凍冷藏和舒適性空氣調(diào)節(jié)。(2)(2)工業(yè)生產(chǎn)及農(nóng)牧業(yè)工業(yè)生產(chǎn)及農(nóng)牧業(yè) 用制冷提供一套生產(chǎn)性空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)。用制冷提供一套生產(chǎn)性空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)。 (3)(3)建筑工程與隧道交通建筑工程與隧道交通 利用制冷實(shí)現(xiàn)凍土法開采土方。利用制冷實(shí)現(xiàn)凍土法開采土方。 (4)(4)科學(xué)實(shí)驗(yàn)研究科學(xué)實(shí)驗(yàn)研究 用制冷創(chuàng)造人工環(huán)境為科學(xué)研究和生產(chǎn)服務(wù)用制冷創(chuàng)造人工環(huán)境為科學(xué)研究和

52、生產(chǎn)服務(wù)。 (5)(5)醫(yī)療衛(wèi)生醫(yī)療衛(wèi)生 制冷在衛(wèi)生方面發(fā)揮日益重要的作用。制冷在衛(wèi)生方面發(fā)揮日益重要的作用。 蒸汽壓縮式制冷應(yīng)用領(lǐng)域蒸汽壓縮式制冷應(yīng)用領(lǐng)域 n小結(jié)小結(jié)F單級蒸汽壓縮式制冷理論循環(huán)組成：制冷壓縮機(jī)單級蒸汽壓縮式制冷理論循環(huán)組成：制冷壓縮機(jī) 冷凝器冷凝器 節(jié)流器節(jié)流器 蒸發(fā)器蒸發(fā)器 F壓縮過程（壓縮機(jī)中進(jìn)行）壓縮過程（壓縮機(jī)中進(jìn)行）n通過壓縮使制冷劑由低溫低壓的蒸汽變?yōu)楦邷赝ㄟ^壓縮使制冷劑由低溫低壓的蒸汽變?yōu)楦邷馗邏簹怏w。高壓氣體。F冷卻冷凝過程（冷凝器中進(jìn)行）冷卻冷凝過程（冷凝器中進(jìn)行）n在冷凝器中冷卻冷凝成制冷劑液體。在冷凝器中冷卻冷凝成制冷劑液體。F節(jié)流過程（節(jié)流閥中進(jìn)行）

53、節(jié)流過程（節(jié)流閥中進(jìn)行）n壓力、溫度降低，焓值不變壓力、溫度降低，焓值不變F蒸發(fā)過程（蒸發(fā)器中進(jìn)行）蒸發(fā)過程（蒸發(fā)器中進(jìn)行）n吸熱蒸發(fā)，變成低溫低壓制冷劑氣吸熱蒸發(fā)，變成低溫低壓制冷劑氣單級蒸氣壓縮式制冷循環(huán)的基本工作原理單級蒸氣壓縮式制冷循環(huán)的基本工作原理第一章 空氣調(diào)節(jié)與制冷原理基礎(chǔ)知識第三節(jié)第三節(jié) 制冷劑制冷劑 制冷劑是制冷機(jī)中的工作流體，它在制冷系統(tǒng)中制冷劑是制冷機(jī)中的工作流體，它在制冷系統(tǒng)中循環(huán)流動，通過自身的熱力狀態(tài)的循環(huán)變化不斷與外循環(huán)流動，通過自身的熱力狀態(tài)的循環(huán)變化不斷與外界發(fā)生能量交換達(dá)到制冷目的。習(xí)慣上又稱制冷劑為界發(fā)生能量交換達(dá)到制冷目的。習(xí)慣上又稱制冷劑為制冷工作介質(zhì)

54、或簡稱為制冷工作介質(zhì)或簡稱為工質(zhì)工質(zhì)。 制冷劑分為制冷劑分為單一制冷劑單一制冷劑和和混合制冷劑混合制冷劑。第一章 空氣調(diào)節(jié)與制冷原理基礎(chǔ)知識 混合制冷劑是將兩種或兩種以上的單一制混合制冷劑是將兩種或兩種以上的單一制冷劑互相混合溶解而形成的制冷劑。冷劑互相混合溶解而形成的制冷劑。 它的熱力性質(zhì)與組成它的原工質(zhì)熱力性質(zhì)它的熱力性質(zhì)與組成它的原工質(zhì)熱力性質(zhì)不同。因此我們可以通過改變組成工質(zhì)及組成不同。因此我們可以通過改變組成工質(zhì)及組成工質(zhì)的比例來改善制冷劑的特性。工質(zhì)的比例來改善制冷劑的特性。第一章 空氣調(diào)節(jié)與制冷原理基礎(chǔ)知識第三節(jié)第三節(jié) 制冷劑制冷劑（一）對制冷劑的要求（一）對制冷劑的要求 在制冷

55、系統(tǒng)中，將被冷卻介質(zhì)的熱量轉(zhuǎn)移到環(huán)境在制冷系統(tǒng)中，將被冷卻介質(zhì)的熱量轉(zhuǎn)移到環(huán)境介質(zhì)（空氣或水）中去的工作物質(zhì)稱為制冷劑。如在介質(zhì)（空氣或水）中去的工作物質(zhì)稱為制冷劑。如在蒸氣壓縮式制冷裝置中，是通過制冷劑在蒸發(fā)器中吸蒸氣壓縮式制冷裝置中，是通過制冷劑在蒸發(fā)器中吸收被冷卻介質(zhì)的熱量而汽化，然后在冷凝器中向環(huán)境收被冷卻介質(zhì)的熱量而汽化，然后在冷凝器中向環(huán)境介質(zhì)放出熱量而冷凝的相態(tài)變化過程來實(shí)現(xiàn)制冷的。介質(zhì)放出熱量而冷凝的相態(tài)變化過程來實(shí)現(xiàn)制冷的。 對制冷劑的要求具體如下：對制冷劑的要求具體如下：（1 1）對人類生態(tài)環(huán)境無破壞作用，即不破壞大）對人類生態(tài)環(huán)境無破壞作用，即不破壞大氣臭氧層，不產(chǎn)生溫室

56、效應(yīng)。氣臭氧層，不產(chǎn)生溫室效應(yīng)。（2 2）常溫下具有較低的冷凝壓力就能液化。）常溫下具有較低的冷凝壓力就能液化。第一章 空氣調(diào)節(jié)與制冷原理基礎(chǔ)知識第一章 空氣調(diào)節(jié)與制冷原理基礎(chǔ)知識（3 3）在工作溫度范圍內(nèi)，具有適宜的飽和蒸氣壓力，即蒸）在工作溫度范圍內(nèi)，具有適宜的飽和蒸氣壓力，即蒸發(fā)壓力發(fā)壓力不宜低于不宜低于大氣壓力，以免外部空氣滲入制冷機(jī)系大氣壓力，以免外部空氣滲入制冷機(jī)系統(tǒng)；冷凝溫度不宜過高，否則會引起壓縮機(jī)耗功增加，統(tǒng)；冷凝溫度不宜過高，否則會引起壓縮機(jī)耗功增加，要求設(shè)備具有承壓能力，使設(shè)備過分笨重，增加金屬材要求設(shè)備具有承壓能力，使設(shè)備過分笨重，增加金屬材料消耗量。料消耗量。（4 4

57、）單位容積制冷量大。對制取一定的制冷量而言，它可）單位容積制冷量大。對制取一定的制冷量而言，它可以減少壓縮機(jī)的輸氣量，即可減少壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)尺寸。以減少壓縮機(jī)的輸氣量，即可減少壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)尺寸。第一章 空氣調(diào)節(jié)與制冷原理基礎(chǔ)知識（5 5）粘度和密度小，以減少制冷劑在系統(tǒng)中的流動阻力）粘度和密度小，以減少制冷劑在系統(tǒng)中的流動阻力損失。損失。（6 6）熱導(dǎo)率高。它可提高換熱器的傳熱系數(shù)，減少換熱）熱導(dǎo)率高。它可提高換熱器的傳熱系數(shù)，減少換熱設(shè)備的傳熱面積和金屬材料消耗量。設(shè)備的傳熱面積和金屬材料消耗量。（7 7）不燃燒、不爆炸、無毒、對金屬材料不腐蝕、對潤）不燃燒、不爆炸、無毒、對金屬材料不腐蝕、對

58、潤滑油不發(fā)生化學(xué)作用，高溫下不分解?；筒话l(fā)生化學(xué)作用，高溫下不分解。（8 8）等熵指數(shù)小?？山档团艢鉁囟龋瑴p少壓縮過程耗功，）等熵指數(shù)小?？山档团艢鉁囟?，減少壓縮過程耗功，有利于機(jī)器的安全運(yùn)行和壽命的提高。有利于機(jī)器的安全運(yùn)行和壽命的提高。第一章 空氣調(diào)節(jié)與制冷原理基礎(chǔ)知識（9 9）凝固溫度低。以免制冷劑在蒸發(fā)溫度下凝固。）凝固溫度低。以免制冷劑在蒸發(fā)溫度下凝固。（1010）具有良好的電絕緣性能。這對封閉式壓縮機(jī)尤為）具有良好的電絕緣性能。這對封閉式壓縮機(jī)尤為重要。重要。（1111）價(jià)格低廉、易于獲得。）價(jià)格低廉、易于獲得。（1212）單位容積壓縮功小。）單位容積壓縮功小。第一章 空氣調(diào)節(jié)與

59、制冷原理基礎(chǔ)知識（二）制冷劑的種類及分類（二）制冷劑的種類及分類（Q5Q5） 可作為制冷劑的物質(zhì)較多，其種類如下：可作為制冷劑的物質(zhì)較多，其種類如下：（1 1）無機(jī)化合物。如水、氨、二氧化碳等無機(jī)化合物。如水、氨、二氧化碳等。（2 2）飽和碳?xì)浠衔锏姆⒙?、溴衍生物，俗稱氟利昂。）飽和碳?xì)浠衔锏姆⒙?、溴衍生物，俗稱氟利昂。主要是甲烷和乙烷的衍生物，如主要是甲烷和乙烷的衍生物，如R12R12、R22R22、R134aR134a等。等。（3 3）飽和碳?xì)浠衔?，如丙烷、異丁烷等。）飽和碳?xì)浠衔?，如丙烷、異丁烷等。? 4）不飽和碳?xì)浠衔?，如乙烯、丙烯等。）不飽和碳?xì)浠衔铮缫蚁?、丙烯?/p>

60、。（5 5）共沸混合制冷劑，如）共沸混合制冷劑，如R502R502等。等。（6 6）非共沸混合制冷劑，如）非共沸混合制冷劑，如R407CR407C等。等。 Refrigerant（三）、制冷劑編號（三）、制冷劑編號1 1、無機(jī)化合物、無機(jī)化合物nR7( )( ),第一個(gè)括弧內(nèi)數(shù)字為分子量，第一個(gè)括弧內(nèi)數(shù)字為分子量，第二個(gè)括弧用以區(qū)分分子量相同的制第二個(gè)括弧用以區(qū)分分子量相同的制冷劑。冷劑。n例如：例如：NH3: R717 CO CO2 2：R744 NR744 N2 2O:R744aO:R744a H H2 2O O：R718R718n2 2、烷烴，鹵代烷烴（、烷烴，鹵代烷烴（氟里昂氟里昂）