制冷基礎(chǔ)知識(shí)及發(fā)展史

1、2012.制冷基礎(chǔ)知識(shí)制冷基礎(chǔ)知識(shí) 及發(fā)展史及發(fā)展史第一章：制冷發(fā)展史第二章：制冷基礎(chǔ)知識(shí)第一章：制冷發(fā)展史一、制冷發(fā)展簡(jiǎn)史：一、制冷發(fā)展簡(jiǎn)史： 人類最早的制冷方法是利用自然界存在的冷物質(zhì)冰、深井水等。我國(guó)早在周朝就有了用冰的歷史。到了秦漢，冰的使用就更進(jìn)了一步，據(jù)藝文志記載：大秦國(guó)有五宮殿，以水晶為柱拱，稱水晶宮，內(nèi)實(shí)以冰，遇夏開(kāi)發(fā)?！边@實(shí)質(zhì)是我國(guó)最早的空調(diào)房間。到了唐朝已生產(chǎn)冰鎮(zhèn)飲料并已有了冰商。冰酪、奶冰也發(fā)源于中國(guó)，是冰淇淋的雛形，在元朝時(shí)由意大利著名旅行家馬可波羅帶到了歐洲。 第一章：制冷發(fā)展史中國(guó)古代儲(chǔ)藏冰的容器中國(guó)古代儲(chǔ)藏冰的建筑第一章：制冷發(fā)展史 人工制冷至今在世界上才有100

2、多年的歷史。舊中國(guó)制冷工業(yè)基本上是空白，解放前上海只有幾家很小的“冰箱廠”且只搞維修業(yè)務(wù)，全國(guó)冷庫(kù)也僅有幾座。解放后，制冷工業(yè)得到飛速發(fā)展，特別是八十年代通過(guò)引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)，使我國(guó)的制冷、空調(diào)產(chǎn)品打入了國(guó)際市場(chǎng)。第一章：制冷發(fā)展史二、制冷技術(shù)的應(yīng)用：二、制冷技術(shù)的應(yīng)用： 隨著制冷工業(yè)的發(fā)展，制冷技術(shù)的應(yīng)用也日益廣泛，隨著制冷工業(yè)的發(fā)展，制冷技術(shù)的應(yīng)用也日益廣泛，現(xiàn)已滲透到人們生活和生產(chǎn)活動(dòng)的各個(gè)領(lǐng)域，從日常的衣、現(xiàn)已滲透到人們生活和生產(chǎn)活動(dòng)的各個(gè)領(lǐng)域，從日常的衣、食、住、行，到尖端科學(xué)技術(shù)都離不開(kāi)制冷技術(shù)。食、住、行，到尖端科學(xué)技術(shù)都離不開(kāi)制冷技術(shù)。 .空調(diào)工程空調(diào)工程 空調(diào)工程是制冷技術(shù)應(yīng)

3、用的一個(gè)廣闊領(lǐng)域?？照{(diào)工程是制冷技術(shù)應(yīng)用的一個(gè)廣闊領(lǐng)域。光學(xué)儀器儀表、精密計(jì)量量具、紡織等生產(chǎn)車間及計(jì)算機(jī)光學(xué)儀器儀表、精密計(jì)量量具、紡織等生產(chǎn)車間及計(jì)算機(jī)房等，都要求對(duì)環(huán)境的溫度、濕度、潔凈度進(jìn)行不同程度房等，都要求對(duì)環(huán)境的溫度、濕度、潔凈度進(jìn)行不同程度的控制；體育館、大會(huì)堂、賓館等公共建筑和小汽車、飛的控制；體育館、大會(huì)堂、賓館等公共建筑和小汽車、飛機(jī)、大型客車等交通工具也都需有舒適的空調(diào)系統(tǒng)。機(jī)、大型客車等交通工具也都需有舒適的空調(diào)系統(tǒng)。 第一章：制冷發(fā)展史精密空調(diào)汽車空調(diào)飛機(jī)空調(diào)第一章：制冷發(fā)展史.食品工程食品工程 易腐食品從采易腐食品從采購(gòu)或捕撈、加工、貯藏、購(gòu)或捕撈、加工、貯藏、運(yùn)

4、輸?shù)戒N售的全部流通過(guò)運(yùn)輸?shù)戒N售的全部流通過(guò)程中，都必須保持穩(wěn)定的程中，都必須保持穩(wěn)定的低溫環(huán)境，才能延長(zhǎng)和提低溫環(huán)境，才能延長(zhǎng)和提高食品的質(zhì)量、經(jīng)濟(jì)壽命高食品的質(zhì)量、經(jīng)濟(jì)壽命與價(jià)值。這就需有各種制與價(jià)值。這就需有各種制冷設(shè)施，如冷加工設(shè)備、冷設(shè)施，如冷加工設(shè)備、冷凍冷藏庫(kù)、冷藏運(yùn)輸車?yán)鋬隼洳貛?kù)、冷藏運(yùn)輸車或船、冷藏售貨柜臺(tái)等?；虼?、冷藏售貨柜臺(tái)等。冷藏運(yùn)輸車?yán)洳厥圬浌衽_(tái)第一章：制冷發(fā)展史.機(jī)械與電子工業(yè)機(jī)械與電子工業(yè) 精密機(jī)精密機(jī)床油壓系統(tǒng)利用制冷來(lái)控床油壓系統(tǒng)利用制冷來(lái)控制油溫，可穩(wěn)定油膜剛度，制油溫，可穩(wěn)定油膜剛度，使機(jī)床能正常工作。對(duì)鋼使機(jī)床能正常工作。對(duì)鋼進(jìn)行低溫處理可改善鋼的進(jìn)行低溫

5、處理可改善鋼的性能，提高鋼的硬度和強(qiáng)性能，提高鋼的硬度和強(qiáng)度，延長(zhǎng)工件的使用壽命。度，延長(zhǎng)工件的使用壽命。多路通訊、雷達(dá)、衛(wèi)星地多路通訊、雷達(dá)、衛(wèi)星地面站等電子設(shè)備也都需要面站等電子設(shè)備也都需要在低溫下工作。在低溫下工作。飛機(jī)模擬機(jī)油壓系統(tǒng)飛機(jī)模擬機(jī)油壓系統(tǒng)第一章：制冷發(fā)展史 .醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè) 血漿、疫苗及某些特殊藥品需要低血漿、疫苗及某些特殊藥品需要低溫保存。低溫麻醉、低溫手術(shù)及高燒患者的冷敷降溫保存。低溫麻醉、低溫手術(shù)及高燒患者的冷敷降溫等也需制冷技術(shù)。溫等也需制冷技術(shù)。低溫麻醉低溫麻醉冷藏貯存疫苗、血漿冷藏貯存疫苗、血漿第一章：制冷發(fā)展史.國(guó)防工業(yè)和現(xiàn)代科學(xué)國(guó)防工業(yè)和現(xiàn)代科學(xué)

6、在高寒地區(qū)使用的發(fā)動(dòng)機(jī)、汽車、在高寒地區(qū)使用的發(fā)動(dòng)機(jī)、汽車、坦克、大炮等常規(guī)武器的性能需要作環(huán)境模擬試驗(yàn)，火箭、坦克、大炮等常規(guī)武器的性能需要作環(huán)境模擬試驗(yàn)，火箭、航天器也需要在模擬高空條件下進(jìn)行試驗(yàn)，這些都需要人航天器也需要在模擬高空條件下進(jìn)行試驗(yàn)，這些都需要人工制冷技術(shù)。人工降雨也需要制冷。工制冷技術(shù)。人工降雨也需要制冷。人工降雨人工降雨航天器模擬高空環(huán)境航天器模擬高空環(huán)境第一章：制冷發(fā)展史.家用冰箱及空調(diào)等家用冰箱及空調(diào)等日常生活方面也是日常生活方面也是制冷技術(shù)的應(yīng)用。制冷技術(shù)的應(yīng)用。總之，制冷技術(shù)的總之，制冷技術(shù)的應(yīng)用是很廣泛的，應(yīng)用是很廣泛的，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，科學(xué)

7、技術(shù)的進(jìn)展，科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，人民生活水平步，人民生活水平的不斷提高，制冷的不斷提高，制冷技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用將會(huì)走向新的領(lǐng)域。將會(huì)走向新的領(lǐng)域。家用冰箱家用空調(diào)第二章：制冷基礎(chǔ)知識(shí)一、制冷系統(tǒng)的組成：日常生活中我們都有這樣的疑問(wèn)日常生活中我們都有這樣的疑問(wèn):怎樣才能制冷制熱呢怎樣才能制冷制熱呢? 利用制冷劑由液體狀態(tài)汽化為利用制冷劑由液體狀態(tài)汽化為蒸氣狀態(tài)過(guò)程中吸收熱量，被冷卻蒸氣狀態(tài)過(guò)程中吸收熱量，被冷卻介質(zhì)因失去熱量而降低溫度，達(dá)到介質(zhì)因失去熱量而降低溫度，達(dá)到制冷的目的。制冷的目的。第二章：制冷基礎(chǔ)知識(shí)一、制冷系統(tǒng)的組成：答：壓縮機(jī)、冷凝器、膨脹閥、蒸發(fā)器。問(wèn)題：制冷四大件？

8、第二章：制冷基礎(chǔ)知識(shí)系統(tǒng)工作原理：第二章：制冷基礎(chǔ)知識(shí)二、蒸氣單級(jí)壓縮介紹：二、蒸氣單級(jí)壓縮介紹： 單級(jí)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冷劑會(huì)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，制冷劑在這個(gè)循環(huán)回路中能夠不停地循環(huán)流動(dòng) 。第二章：制冷基礎(chǔ)知識(shí)制冷原理：制冷原理： 利用制冷劑由液體狀態(tài)汽化為蒸氣狀態(tài)過(guò)程利用制冷劑由液體狀態(tài)汽化為蒸氣狀態(tài)過(guò)程中吸收熱量，被冷卻介質(zhì)因失去熱量而降低溫度，中吸收熱量，被冷卻介質(zhì)因失去熱量而降低溫度，達(dá)到制冷的目的。達(dá)到制冷的目的。術(shù)語(yǔ)：術(shù)語(yǔ)： 制冷劑在變?yōu)檎魵庵?，需要?duì)它進(jìn)行壓縮、制冷劑在變?yōu)檎魵庵?，?/p>

9、要對(duì)它進(jìn)行壓縮、冷凝、繼而進(jìn)行再次汽化吸熱。對(duì)制冷劑蒸氣只冷凝、繼而進(jìn)行再次汽化吸熱。對(duì)制冷劑蒸氣只進(jìn)行一次壓縮，稱為蒸氣單級(jí)壓縮。進(jìn)行一次壓縮，稱為蒸氣單級(jí)壓縮。 第二章：制冷基礎(chǔ)知識(shí) 三、制冷循環(huán)過(guò)程三、制冷循環(huán)過(guò)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，放出熱量第二章：制冷基礎(chǔ)知識(shí) 三、制冷循環(huán)過(guò)程三、制冷循環(huán)過(guò)程冷凝后的制冷劑流經(jīng)節(jié)流元件進(jìn)入蒸發(fā)器。從入口端的高壓pk降低到低壓p0，從高溫tk降低到t0，并出現(xiàn)少量液體汽化變?yōu)檎魵?。第二章：制冷基礎(chǔ)知識(shí)三、制冷循環(huán)過(guò)程三、制冷循環(huán)過(guò)程制冷劑蒸汽回到壓縮機(jī)中壓縮放熱，使高壓高溫制冷劑蒸氣冷卻、冷凝成高壓常溫的制冷

10、劑液體 壓縮制冷劑蒸氣，提高壓力和溫度得到低溫低壓制冷劑制冷劑液體吸熱、蒸發(fā)、制冷制冷壓縮的系統(tǒng)解釋四、制冷系統(tǒng)各四、制冷系統(tǒng)各部件的主要用途部件的主要用途第二章：制冷基礎(chǔ)知識(shí)五、制冷劑的變化過(guò)程五、制冷劑的變化過(guò)程五、制冷劑的變化過(guò)程五、制冷劑的變化過(guò)程 制冷劑在蒸發(fā)器中的變化 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，再次被壓縮機(jī)吸入、壓縮、排出，進(jìn)入下一次循環(huán)。 五、制冷劑的變化過(guò)程 制冷劑在冷凝器中的變化 過(guò)熱蒸氣進(jìn)入冷凝器后，在壓力不變的條件下，先是散發(fā)出一部分熱量，使制冷劑過(guò)熱蒸氣冷卻成飽和蒸氣。 飽和蒸氣在等溫條件下，繼續(xù)放出熱量而冷凝產(chǎn)

11、生了飽和液體。 制冷劑在節(jié)流元件中的變化 飽和液體制冷劑經(jīng)過(guò)節(jié)流元件，由冷凝壓力pk降至蒸發(fā)壓力p0，溫度由tk降至t0。為絕熱膨脹過(guò)程。 小結(jié) 單級(jí)蒸汽壓縮式制冷理論循環(huán)組成：制冷壓縮機(jī) 冷凝器 節(jié)流器 蒸發(fā)器 壓縮過(guò)程（壓縮機(jī)中進(jìn)行） 通過(guò)壓縮使制冷劑由低溫低壓的蒸汽變?yōu)楦邷馗邏簹怏w。 冷卻冷凝過(guò)程（冷凝器中進(jìn)行） 在冷凝器中冷卻冷凝成制冷劑液體。 節(jié)流過(guò)程（節(jié)流閥中進(jìn)行） 壓力、溫度降低，焓值不變 蒸發(fā)過(guò)程（蒸發(fā)器中進(jìn)行） 吸熱蒸發(fā)，變成低溫低壓制冷劑氣第二章：制冷基礎(chǔ)知識(shí)六、單級(jí)蒸汽壓縮式制冷理論循環(huán)組成： 制冷壓縮機(jī) 冷凝器 節(jié)流器 蒸發(fā)器 單級(jí)蒸氣壓縮式制冷循環(huán)，是指制冷劑在一次循

12、環(huán)中只經(jīng)過(guò)一次壓縮，最低蒸發(fā)溫度可達(dá)-40-30。單級(jí)蒸氣壓縮式制冷廣泛用于制冷、冷藏、工業(yè)生產(chǎn)過(guò)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。 第二章：制冷基礎(chǔ)知識(shí)七、運(yùn)用： 過(guò)熱分為有效過(guò)熱和有害過(guò)熱兩種 實(shí)際循環(huán)中，形成制冷循環(huán)中吸氣過(guò)熱現(xiàn)象的原因很多，主要有： 1）蒸發(fā)器的蒸發(fā)面積的選擇大于設(shè)計(jì)所需的蒸發(fā)面積，制冷劑在蒸發(fā)器內(nèi)吸收被冷卻介質(zhì)的熱量而過(guò)熱，屬有效過(guò)熱。 2）制冷劑蒸氣在壓縮機(jī)的吸氣管路中吸收外界環(huán)境的熱量而過(guò)熱，屬有害過(guò)熱。第二章：制冷基礎(chǔ)知識(shí)3）在半封閉、全封閉制冷壓縮機(jī)中，低壓制冷劑蒸氣進(jìn)入壓縮以前，吸收電動(dòng)機(jī)繞組和運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)所產(chǎn)生的熱量而過(guò)熱，屬有害過(guò)熱，但是必

13、須的。4）制冷系統(tǒng)設(shè)置了回?zé)崞鳎评鋭┱魵庠诨責(zé)崞髦形罩评鋭┮后w的熱量而過(guò)熱，屬有害過(guò)熱，但有過(guò)冷過(guò)程伴隨。 第二章：制冷基礎(chǔ)知識(shí)八、熱交換及壓力損失對(duì)制冷循環(huán)的影響1.吸氣管道 從蒸發(fā)器出口到壓縮機(jī)吸氣入口之間的管道稱為吸氣管道 吸入管道對(duì)循環(huán)性能的影響最大。 吸入管道中的壓力降始終是有害的，它使得吸 氣比容增大，壓縮機(jī)的壓力比增大，單位容積制冷量減少，壓縮機(jī)容積效率降低，比壓力增大，制冷系數(shù)下降。 2.排氣管道 在壓縮機(jī)的排出管道中，熱量由高溫制冷劑蒸氣傳給周圍空氣，它不會(huì)引起性能 的改變，僅僅是減少了冷凝器中的熱負(fù)荷。 第二章：制冷基礎(chǔ)知識(shí)八、熱交換及壓力損失對(duì)制冷循環(huán)的影響3.液體管

14、道 在冷凝器到膨脹閥這段管路中，熱量通常由液體制冷劑傳給周圍空氣，使液體制 冷劑過(guò)冷，制冷量增大。然而，也可能水冷冷凝器中的冷卻水溫度很低，冷凝溫度低于環(huán)境溫度，熱量由空氣傳給液體制冷劑，可能導(dǎo)致部分液體氣化，這不僅使單位制冷量下降，而且使得膨脹閥不能正常工作。 4.兩相管道 通常膨脹閥是緊靠蒸發(fā)器安裝的。倘若將它安裝在被冷卻空間內(nèi)，傳給管道的熱 量將產(chǎn)生有效制冷量；若安裝在室外，熱量的傳遞使制冷量減少，因而此段管道必須保溫。 第二章：制冷基礎(chǔ)知識(shí)八、熱交換及壓力損失對(duì)制冷循環(huán)的影響5.蒸發(fā)器 如果假定不改變制冷劑出蒸發(fā)器時(shí)的狀態(tài)，它僅使蒸發(fā)器中的傳熱溫差減小，要求傳熱面積增大而已。 如果假定

15、不改變蒸發(fā)過(guò)程中的平均傳熱溫差，其結(jié)果與吸氣管道阻力引起的結(jié)果一樣。 第二章：制冷基礎(chǔ)知識(shí)八、熱交換及壓力損失對(duì)制冷循環(huán)的影響6.冷凝器 假定出冷凝器的壓力不變，為克服冷凝器中制冷劑的流動(dòng)阻力，必須提高進(jìn)冷凝 器時(shí)制冷劑的壓力，這必須導(dǎo)致壓縮機(jī)的排氣壓力升高，壓力比增大，壓縮機(jī)耗功增加，制冷系數(shù)下降。 7.壓縮機(jī) 在理論循環(huán)中，假設(shè)壓縮過(guò)程為等熵過(guò)程。而實(shí)際上，整個(gè)過(guò)程是一個(gè)壓縮指數(shù) 在不斷變化的多方過(guò)程。另外，由于壓縮機(jī)氣缸中有余隙容積的存在，氣體經(jīng)過(guò)吸、排氣閥及通道出有熱量交換及流動(dòng)阻力，這些因素都會(huì)使壓縮機(jī)的輸氣量減少，制冷量下降，消耗的功率增大。第二章：制冷基礎(chǔ)知識(shí)8.不凝性氣體對(duì)制冷循環(huán)的影響 系統(tǒng)中的不凝性氣體往往積存在冷凝器