制冷概念方法發(fā)展詳解演示文稿

制冷概念方法發(fā)展詳解演示文稿當(dāng)前第1頁\共有61頁\編于星期六\21點(diǎn)（優(yōu)選）制冷概念方法發(fā)展當(dāng)前第2頁\共有61頁\編于星期六\21點(diǎn)當(dāng)前第3頁\共有61頁\編于星期六\21點(diǎn)人工制冷(人工致冷)的定義：用人為的方法在一定的時間和一定的空間內(nèi)將某物體或流體冷卻，使其溫度降到環(huán)境溫度以下并維持這個低溫的一門工程技術(shù)。當(dāng)前第4頁\共有61頁\編于星期六\21點(diǎn)區(qū)分“自然冷卻”

與“制冷”

：

自發(fā)過程與非自發(fā)過程當(dāng)前第5頁\共有61頁\編于星期六\21點(diǎn)概念區(qū)分冷卻

制冷當(dāng)前第6頁\共有61頁\編于星期六\21點(diǎn)類比熱量傳遞與水的流動自發(fā)過程與非自發(fā)過程當(dāng)前第7頁\共有61頁\編于星期六\21點(diǎn)冷卻（自發(fā)過程）當(dāng)前第8頁\共有61頁\編于星期六\21點(diǎn)水往低處流當(dāng)前第9頁\共有61頁\編于星期六\21點(diǎn)制冷（非自發(fā)過程）當(dāng)前第10頁\共有61頁\編于星期六\21點(diǎn)水泵抽水當(dāng)前第11頁\共有61頁\編于星期六\21點(diǎn)人工制冷(人工致冷)的定義：用人為的方法在一定的時間和一定的空間內(nèi)將某物體或流體冷卻，使其溫度降到環(huán)境溫度以下并維持這個低溫的一門工程技術(shù)。當(dāng)前第12頁\共有61頁\編于星期六\21點(diǎn)結(jié)論：

制冷是一個非自發(fā)的過程，需要消耗一定量的功當(dāng)前第13頁\共有61頁\編于星期六\21點(diǎn)制冷循環(huán)的基本原理被加熱系統(tǒng)被冷卻系統(tǒng)制冷機(jī)、熱泵或熱化機(jī)W（Q）QKQ0補(bǔ)償能量：W（Q）能量守恒：QK=QO+W（Q）當(dāng)前第14頁\共有61頁\編于星期六\21點(diǎn)制冷機(jī)機(jī)械制冷中所需機(jī)器和設(shè)備的總合當(dāng)前第15頁\共有61頁\編于星期六\21點(diǎn)制冷機(jī)中使用的工作介質(zhì)（半導(dǎo)體制冷除外）制冷劑（制冷工質(zhì)）當(dāng)前第16頁\共有61頁\編于星期六\21點(diǎn)制冷循環(huán)為了獲得持續(xù)的低溫，需要連續(xù)不斷地制冷，制冷劑也就需要連續(xù)不斷地吸熱和放熱，從而在制冷機(jī)器、設(shè)備內(nèi)形成一個周而復(fù)始的流動循環(huán)制冷循環(huán)的基本原理當(dāng)前第17頁\共有61頁\編于星期六\21點(diǎn)當(dāng)前第18頁\共有61頁\編于星期六\21點(diǎn)熱泵循環(huán)基本原理：以環(huán)境介質(zhì)作為低溫?zé)嵩?，并從中獲取熱量將其轉(zhuǎn)移給高于環(huán)境溫度的高溫?zé)嵩?被加熱系統(tǒng))的循環(huán)。循環(huán)不是用來制冷，而是為了把熱量釋放給某物體或空間使之溫度升高，即實(shí)現(xiàn)用冷凝器放出的熱量來供熱的采暖設(shè)備稱之為熱泵（也可以同時實(shí)現(xiàn)供冷和供熱）。它是制冷循環(huán)的另一種應(yīng)用。與制冷循環(huán)的形式和原理相同。當(dāng)前第19頁\共有61頁\編于星期六\21點(diǎn)Qk=Q0+P0COP:

供熱系數(shù)ζ=Qk/P

=(P+Q0)

/P=1+ε節(jié)能效益顯著當(dāng)前第20頁\共有61頁\編于星期六\21點(diǎn)按照制冷所得到的低溫范圍，制冷技術(shù)分為幾個領(lǐng)域：

120K以上，普通制冷

120～20K，深度制冷

20～0.3K，低溫制冷低溫制冷

0.3K以下，超低溫制冷通過120K來分界溫區(qū)體現(xiàn)在：工質(zhì)、制取低溫方法及使用的機(jī)器設(shè)備制冷技術(shù)的分類“普通制冷”與“低溫制冷”的區(qū)別及聯(lián)系當(dāng)前第21頁\共有61頁\編于星期六\21點(diǎn)天然冷時代冰雪的貯藏制冷技術(shù)的發(fā)展歷程當(dāng)前第22頁\共有61頁\編于星期六\21點(diǎn)早在3000多年前，聰明的中國人就已經(jīng)利用天然冰在夏天消署。周朝的時候，政府里有專門負(fù)責(zé)取冰、用冰的官員——“凌人”。唐朝時，京城長安出現(xiàn)了專門靠冰發(fā)財(cái)?shù)纳倘恕?/p>

大多取自本地的河湖，冬季“打冰”

（將冰面斷開成方塊，浮起后繼續(xù)凍結(jié)加厚），在“冰窖”里面貯存到夏季使用?；蕦m和官僚使用、商品。

清代的官僚按品級可以配給定量的冰，地方官員每年要給京官的衙門變相行賄叫“冰敬”

。

北京市的冰窖，最后在1982年還有。

當(dāng)前第23頁\共有61頁\編于星期六\21點(diǎn)人工制冷時代（機(jī)械制冷技術(shù)從工業(yè)革命開始）1）1755年，英國人庫侖發(fā)現(xiàn)了乙醚蒸發(fā)制冷，其學(xué)生布拉克導(dǎo)出了潛熱的概念，并發(fā)明了冰量熱器，標(biāo)志著現(xiàn)代制冷技術(shù)的開始2）英國人布拉克發(fā)展了氣液相變和潛熱方面理論制冷技術(shù)的發(fā)展歷程當(dāng)前第24頁\共有61頁\編于星期六\21點(diǎn)3）1834年，美國人波爾金斯發(fā)明了第一臺以乙醚為工質(zhì)的蒸汽壓縮式制冷機(jī)4）1844年，美國人戈里發(fā)明了第一臺制冷和空調(diào)用的空氣制冷機(jī)5）1859年，法國人卡列設(shè)計(jì)制造了第一臺氨吸收式制冷機(jī)6）1910年，法國人馬列斯?萊蘭克發(fā)明了蒸氣噴射式制冷系統(tǒng)7）1918年，美國人考布蘭發(fā)明了第一臺家用電冰箱制冷技術(shù)的發(fā)展歷程當(dāng)前第25頁\共有61頁\編于星期六\21點(diǎn)8）1930年代氟利昂制冷劑出現(xiàn)9）1950年代共沸制冷劑和1960年代非共沸制冷劑應(yīng)用10）1980年代以環(huán)保和能源協(xié)調(diào)發(fā)展制冷技術(shù)時代：節(jié)能、ODP，GWP：天然制冷劑或HFC制冷技術(shù)的發(fā)展歷程當(dāng)前第26頁\共有61頁\編于星期六\21點(diǎn)1.在人民生活方面家用冰箱、空調(diào)器等2.在商業(yè)領(lǐng)域食品的冷藏鏈：易腐食品的生產(chǎn)、運(yùn)輸和銷售3.空調(diào)行業(yè)中舒適性空調(diào)：滿足舒適需要工藝空調(diào)：滿足生產(chǎn)工藝、設(shè)備需要當(dāng)前第27頁\共有61頁\編于星期六\21點(diǎn)空調(diào)工程

空調(diào)工程是制冷技術(shù)應(yīng)用的一個廣闊領(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)房等，都要求對環(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)。制冷技術(shù)在國民經(jīng)濟(jì)中的應(yīng)用當(dāng)前第28頁\共有61頁\編于星期六\21點(diǎn)日常生活方面家用冰箱及空調(diào)等當(dāng)前第29頁\共有61頁\編于星期六\21點(diǎn)食品工程易腐食品從采購或捕撈、加工、貯藏、運(yùn)輸?shù)戒N售的全部流通過程中，都必須保持穩(wěn)定的低溫環(huán)境，才能延長和提高食品的質(zhì)量、經(jīng)濟(jì)壽命與價值。這就需有各種制冷設(shè)施，如冷加工設(shè)備、冷凍冷藏庫、冷藏運(yùn)輸車或船、冷藏售貨柜臺等

當(dāng)前第30頁\共有61頁\編于星期六\21點(diǎn)機(jī)械與電子工業(yè)精密機(jī)床油壓系統(tǒng)利用制冷來控制油溫，可穩(wěn)定油膜剛度，使機(jī)床能正常工作。對鋼進(jìn)行低溫處理可改善鋼的性能，提高鋼的硬度和強(qiáng)度，延長工件的使用壽命。多路通訊、雷達(dá)、衛(wèi)星地面站等電子設(shè)備也都需要在低溫下工作。

當(dāng)前第31頁\共有61頁\編于星期六\21點(diǎn)醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)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等也需制冷技術(shù)。

當(dāng)前第32頁\共有61頁\編于星期六\21點(diǎn)國防工業(yè)和現(xiàn)代科學(xué)在高寒地區(qū)使用的發(fā)動機(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、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。當(dāng)前第33頁\共有61頁\編于星期六\21點(diǎn)

制冷范圍進(jìn)一步擴(kuò)大

制冷方法日趨增多：脈管制冷、電化學(xué)制冷等

制冷機(jī)器、設(shè)備的種類和形式更加豐富

制冷系統(tǒng)的運(yùn)行管理采用微機(jī)管理

更注重環(huán)保、節(jié)能：臭氧空洞、全球變暖；能效標(biāo)識國家執(zhí)行《能源效率標(biāo)識管理辦法》，其中規(guī)定凡是能效比低于2.6的空調(diào)將嚴(yán)禁銷售制冷技術(shù)的發(fā)展趨勢當(dāng)前第34頁\共有61頁\編于星期六\21點(diǎn)

人工制冷方法

1.相變制冷2.熱電制冷3.渦流管制冷4.空氣膨脹制冷當(dāng)前第35頁\共有61頁\編于星期六\21點(diǎn)一：單級蒸氣壓縮式制冷循環(huán)的方法、原理與循環(huán)日常生活中我們都有這樣的疑問:怎樣才能制冷制熱呢?當(dāng)前第36頁\共有61頁\編于星期六\21點(diǎn)相變制冷方法、原理a.密閉容器試驗(yàn)

飽和狀態(tài)

（飽和蒸汽、飽和液體）當(dāng)前第37頁\共有61頁\編于星期六\21點(diǎn)飽和壓力，飽和溫度

密閉容器中的液體，在一定的溫度下，蒸氣壓力會自動保持在一定數(shù)值上，這時液氣兩相轉(zhuǎn)變就達(dá)到了動平衡，此時空間氣態(tài)分子的濃度不變。這個狀態(tài)稱之為這個液體的飽和狀態(tài)。

飽和狀態(tài)的蒸氣和液體分別稱為飽和蒸氣和飽和液體。飽和狀態(tài)時蒸氣壓力稱為飽和壓力。飽和液體的溫度稱為飽和溫度。

當(dāng)前第38頁\共有61頁\編于星期六\21點(diǎn)飽和壓力與飽和溫度是一一對應(yīng)關(guān)系。水：飽和壓力p=1at=101325Pa時，

飽和溫度t=100℃飽和壓力p=0.31at=31160Pa時，

飽和溫度t=70℃飽和壓力p=0.0092at=934.55Pa時，飽和溫度t=6℃當(dāng)前第39頁\共有61頁\編于星期六\21點(diǎn)

猜想一下：蒸汽被抽走將會發(fā)生什么結(jié)果？當(dāng)前第40頁\共有61頁\編于星期六\21點(diǎn)平衡遭到破壞（抽走蒸氣）液體蒸發(fā)氣化降溫吸收外界熱量新的平衡（同時產(chǎn)生低溫環(huán)境）當(dāng)前第41頁\共有61頁\編于星期六\21點(diǎn)實(shí)際應(yīng)用

蒸發(fā)器：不斷抽走蒸氣使液體不斷氣化降溫吸熱

壓縮機(jī)：不斷抽取蒸氣維持低溫狀態(tài)當(dāng)前第42頁\共有61頁\編于星期六\21點(diǎn)q0w05421當(dāng)前第43頁\共有61頁\編于星期六\21點(diǎn)

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，被冷卻介質(zhì)因失去熱量而降低溫度，達(dá)到制冷的目的。

制冷劑循環(huán)利用制冷循環(huán)當(dāng)前第44頁\共有61頁\編于星期六\21點(diǎn)制冷原理q0w054qK21單級蒸汽壓縮制冷循環(huán)當(dāng)前第45頁\共有61頁\編于星期六\21點(diǎn)制冷劑在變?yōu)檎魵庵?，需要對它進(jìn)行壓縮、冷凝、繼而進(jìn)行再次汽化吸熱。冷凝器：散熱使氣體不斷液化當(dāng)前第46頁\共有61頁\編于星期六\21點(diǎn)q0w054qK21單級蒸汽壓縮制冷循環(huán)當(dāng)前第47頁\共有61頁\編于星期六\21點(diǎn)節(jié)流閥：降低壓力節(jié)流降壓的工作原理是制冷工質(zhì)流過閥門時流動截面突然收縮，流體流速加快，壓力下降，壓力下降的大小取決于流動截面收縮的比例。當(dāng)前第48頁\共有61頁\編于星期六\21點(diǎn)以沸騰過程考慮制冷劑的工作溫度范圍沸騰的幾個特點(diǎn)：

液變汽

吸熱

過程中溫度保持不變

壓力越低，沸點(diǎn)越低

是否可以通過降低壓力，無限度的降低其沸點(diǎn)？相

變

制

冷當(dāng)前第49頁\共有61頁\編于星期六\21點(diǎn)制冷劑：基本原理：液體汽化相變吸熱效應(yīng)

吸熱量=液體汽化量×汽化潛熱

當(dāng)前第50頁\共有61頁\編于星期六\21點(diǎn)臨界溫度：每種物質(zhì)都有一個特定的溫度,在這個溫度以上,無論怎樣增大壓強(qiáng),氣態(tài)物質(zhì)不會液化,這個溫度就是臨界溫度。因此要使物質(zhì)液化必須先達(dá)到它的臨界溫度

當(dāng)前第51頁\共有61頁\編于星期六\21點(diǎn)結(jié)論：極限工作溫度范圍是制冷劑的臨界溫度至凝固溫度循環(huán)形式：蒸汽壓縮式，吸收式等當(dāng)前第52頁\共有61頁\編于星期六\21點(diǎn)具備四個基本過程：制冷劑低壓下氣化、升壓、高壓蒸汽液化、降壓當(dāng)前第53頁\共有61頁\編于星期六\21點(diǎn)蒸汽壓縮式制冷循環(huán)冷凝器：高壓汽體

冷卻冷凝節(jié)流閥：節(jié)流降壓蒸發(fā)器：低壓液體

汽化吸熱壓縮機(jī)：低壓汽體

壓縮升壓壓縮機(jī)節(jié)流閥冷凝器蒸發(fā)器低溫低壓汽體高溫高壓汽體

高壓

液

體低壓液

體動力和心臟當(dāng)前第54頁\共有61頁\編于星期六\21點(diǎn)1.1蒸氣壓縮式制冷

系統(tǒng)組成：壓縮機(jī)、冷凝器、膨脹閥、蒸發(fā)器及輔助設(shè)備，由管道將其連成一個封閉系統(tǒng)

系統(tǒng)流程圖當(dāng)前第55頁\共有61頁\編于星期六\21點(diǎn)1.2蒸氣吸收式制冷

系統(tǒng)組成：發(fā)生器、吸收器取代了壓縮機(jī)

系統(tǒng)流程圖當(dāng)前第56頁\共有61頁\編于星期六\21點(diǎn)當(dāng)前第57頁\共有61頁\編于星期六\21點(diǎn)1.3蒸氣噴射式制冷

系統(tǒng)組成：噴射器（噴嘴、吸入室、擴(kuò)壓器）、冷凝器、蒸發(fā)器、膨脹閥等組成

系統(tǒng)流程圖當(dāng)前第58頁\共有61頁\編于星期六\21點(diǎn)1.蒸氣噴射式制冷原理：

液體氣化制冷，以消耗熱能為動力。2.特點(diǎn)：

蒸氣噴射式制冷機(jī)只用單一物質(zhì)為工質(zhì)，熱源工作蒸汽和制冷劑是同一種物質(zhì)。目前多使用水。

由于水為工質(zhì)所制取的低溫必須在0℃以上，故蒸氣噴射式制冷機(jī)目前只用于空調(diào)裝置或用來制備某些工藝過程需要的冷媒水。

當(dāng)前第59頁\共有61頁\編于星期六\21點(diǎn)1.4固體吸附式制冷

系統(tǒng)組成：壓縮機(jī)、冷凝器、膨脹閥、