16第十六章供水与制冷设备

1、第十六章第十六章 供水与制冷设备供水与制冷设备内容摘要内容摘要一一.用水质量分级与生物工程的用水质量要求用水质量分级与生物工程的用水质量要求二二.水处理系统及设备水处理系统及设备三三. 供水系统与设备供水系统与设备四四.制冷系统设备制冷系统设备一.用水质量分级与生物工程的用水质量要求1.水质量分级：分为级水质量分级：分为级（）普通水：来自于地表或地下不经过处理的水，常作为（）普通水：来自于地表或地下不经过处理的水，常作为非生产用水或用于公用事业，如生产车间的冲洗用水、消非生产用水或用于公用事业，如生产车间的冲洗用水、消防用水等。防用水等。一.用水质量分级与生物工程的用水质量要求1.水质量分级：

2、分为级水质量分级：分为级（）自来水：来自于城市的公用供水系统，在水源头进行（）自来水：来自于城市的公用供水系统，在水源头进行氯消毒处理或简单的沉淀分离处理，可广泛用于大部分加氯消毒处理或简单的沉淀分离处理，可广泛用于大部分加工过程中。工过程中。一.用水质量分级与生物工程的用水质量要求1.水质量分级：分为级水质量分级：分为级（）脱盐软化水：通过脱盐以除去水中的金属离子，再加（）脱盐软化水：通过脱盐以除去水中的金属离子，再加之超滤杀菌处理，降低水的硬度，以达到一定的指标。可之超滤杀菌处理，降低水的硬度，以达到一定的指标。可作为生物工业的纯化水及锅炉用水，不能作为严格的无菌作为生物工业的纯化水及锅炉

3、用水，不能作为严格的无菌水。水。一.用水质量分级与生物工程的用水质量要求1.水质量分级：分为级水质量分级：分为级（）蒸馏水：通过蒸馏作用，除去水中各种杂质，除去水（）蒸馏水：通过蒸馏作用，除去水中各种杂质，除去水中的溶解氧和其他气体，使水中不含任何附加物，这类水中的溶解氧和其他气体，使水中不含任何附加物，这类水是纯净无菌的。常作为分析检测及注射用水。是纯净无菌的。常作为分析检测及注射用水。.生物工程用水质量要求配制发酵培养基：用深井水或地表水。配制发酵培养基：用深井水或地表水。美国提出配制不同生物工业制品培养基的水质要求：美国提出配制不同生物工业制品培养基的水质要求：二二.水处理系统及设备水处

4、理系统及设备（一）生物工业的水处理系统按欲达到的目的可以分为一）生物工业的水处理系统按欲达到的目的可以分为三个阶段：三个阶段：第一阶段：除去水中的固体悬浮物，沉降物和各种大第一阶段：除去水中的固体悬浮物，沉降物和各种大分子有机物等。常采用过滤、沉淀等方法分子有机物等。常采用过滤、沉淀等方法。二二.水处理系统及设备水处理系统及设备（一）生物工业的水处理系统按欲达到的目的可以分为一）生物工业的水处理系统按欲达到的目的可以分为三个阶段：三个阶段：第二阶段：除去水中的各种金属离子或其他离子，即第二阶段：除去水中的各种金属离子或其他离子，即水的软化或除盐。水的软化或除盐。二二.水处理系统及设备水处理系统

5、及设备（一）生物工业的水处理系统按欲达到的目的可以分为一）生物工业的水处理系统按欲达到的目的可以分为三个阶段：三个阶段：第三阶段：水的杀菌处理，利用氯、臭氧、紫外线等第三阶段：水的杀菌处理，利用氯、臭氧、紫外线等杀灭水中的微生物，制得无菌的纯水。杀灭水中的微生物，制得无菌的纯水。（二）水的过滤二）水的过滤.过滤水的目的：使水通过过滤介质，除去水中的悬浮过滤水的目的：使水通过过滤介质，除去水中的悬浮物及胶体物质。物及胶体物质。（二）水的过滤（二）水的过滤.水过滤的机理：水过滤的机理：水的过滤是一系列不同过程的综合效应，包括筛滤、水的过滤是一系列不同过程的综合效应，包括筛滤、深层效应和静电吸附等。

6、深层效应和静电吸附等。 筛滤：又称表面过滤，指水中粒子大于过滤层的孔径筛滤：又称表面过滤，指水中粒子大于过滤层的孔径时，则粒子被阻挡在过滤层的表面。时，则粒子被阻挡在过滤层的表面。 深层过滤：小于滤层孔径的粒子进入滤层深处，但由深层过滤：小于滤层孔径的粒子进入滤层深处，但由于滤层空隙弯弯曲曲，形状大小不断变化，最终也能于滤层空隙弯弯曲曲，形状大小不断变化，最终也能使小粒子被截留，这种作用属于深层过滤。使小粒子被截留，这种作用属于深层过滤。（二）水的过滤（二）水的过滤.水过滤的机理：水过滤的机理： 静电吸附作用：过滤介质所带电荷与水中粒子的电荷静电吸附作用：过滤介质所带电荷与水中粒子的电荷不同，

7、这时粒子被吸附在介质表面达到除去的目的。不同，这时粒子被吸附在介质表面达到除去的目的。（二）水的过滤（二）水的过滤.水的过滤过程的构成水的过滤过程的构成过滤：水的净化过程过滤：水的净化过程冲洗：从过滤介质上冲洗掉污物，使之恢复过滤能力冲洗：从过滤介质上冲洗掉污物，使之恢复过滤能力的过程。的过程。多数情况下，过滤和冲洗的水流方向相反。多数情况下，过滤和冲洗的水流方向相反。（二）水的过滤（二）水的过滤.良好的水过滤介质应满足的要求良好的水过滤介质应满足的要求（）化学性能稳定，不溶于水，不产生有害和有毒物（）化学性能稳定，不溶于水，不产生有害和有毒物质。质。（）足够的机械强度。（）足够的机械强度。（

8、）含污能力（）含污能力（Kg/m3表示）大，产水能力表示）大，产水能力m3/(m2h)高。高。（二）水的过滤（二）水的过滤.良好的水过滤介质应满足的要求良好的水过滤介质应满足的要求（）对于散状过滤介质（砂粒、活性炭等）有适宜的（）对于散状过滤介质（砂粒、活性炭等）有适宜的粒度分布和空隙率。粒度分布和空隙率。（三）用于水过滤的装置（三）用于水过滤的装置主要有：主要有：砂滤棒过滤器砂滤棒过滤器活性炭过滤器活性炭过滤器中空纤维超滤膜装置中空纤维超滤膜装置（三）用于水过滤的装置（三）用于水过滤的装置.砂滤棒过滤器砂滤棒过滤器外壳：铝合金；外壳：铝合金；砂滤棒（砂芯）：由硅藻土在高温下熔制而成或由硬砂滤

9、棒（砂芯）：由硅藻土在高温下熔制而成或由硬质玻璃烧结而成。质玻璃烧结而成。组成结构：锅形的密闭容器，器内分上、下两层，中组成结构：锅形的密闭容器，器内分上、下两层，中间以孔板分开，一至数十根砂滤棒紧固于上，孔板上间以孔板分开，一至数十根砂滤棒紧固于上，孔板上为待滤水，其下为砂滤水。为待滤水，其下为砂滤水。（三）用于水过滤的装置（三）用于水过滤的装置.活性炭过滤器活性炭过滤器（）活性炭：多孔形状不规则的颗粒。用于水处理的活性炭微孔（）活性炭：多孔形状不规则的颗粒。用于水处理的活性炭微孔径为径为-nm。（）（）作用机理：借助于巨大的表面吸附作用和机械过滤作用以除作用机理：借助于巨大的表面吸附作用和

10、机械过滤作用以除去水中的多种杂质。去水中的多种杂质。（）适用范围：常用于离子交换法和电渗析法的前处理，可有效（）适用范围：常用于离子交换法和电渗析法的前处理，可有效保护离子交换树脂，防止树脂污染。保护离子交换树脂，防止树脂污染。.活性炭过滤器活性炭过滤器（）活性炭过滤器的结构（）活性炭过滤器的结构（三）用于水过滤的装置（三）用于水过滤的装置（）活性炭过滤器反洗再生步骤（）活性炭过滤器反洗再生步骤反洗。清水以反洗。清水以810L(m2s)的反洗强度从底部进入，反洗的反洗强度从底部进入，反洗时间时间1520min。蒸汽吹洗。从底部通入蒸汽吹洗。从底部通入0.3MPa饱和蒸汽吹洗饱和蒸汽吹洗1520

11、min。淋洗。用淋洗。用68NaOH溶液溶液(40)从顶部通入洗涤，洗涤从顶部通入洗涤，洗涤量为活性炭体积的量为活性炭体积的1.2-1.5倍。倍。正洗。原水至顶部通入，冲洗至出水符合规定水质要求。正洗。原水至顶部通入，冲洗至出水符合规定水质要求。（四）水的软化与脱盐四）水的软化与脱盐.水的软化：除去水中钙、镁等金属离子的过程。水的软化：除去水中钙、镁等金属离子的过程。.脱盐：除去所有阴、阳杂质离子的过程。脱盐：除去所有阴、阳杂质离子的过程。.常用于水的软化与脱盐的方法：常用于水的软化与脱盐的方法：离子交换法离子交换法电渗析法电渗析法反渗透法反渗透法.离子交换装置离子交换装置（）离子交换法）离子

12、交换法用离子交换剂和水中溶解的某些阴、阳离子发生交换反应，用离子交换剂和水中溶解的某些阴、阳离子发生交换反应，以除去水中有害离子。以除去水中有害离子。.离子交换装置离子交换装置（）离子交换树脂的种类（）离子交换树脂的种类阳离子交换树脂：离子交换树脂中带有酸性交换基团，阳离子交换树脂：离子交换树脂中带有酸性交换基团，又分为：强酸性、中酸性和弱酸性三类。又分为：强酸性、中酸性和弱酸性三类。阴离子交换树脂：离子交换树脂本体中带有碱性交换阴离子交换树脂：离子交换树脂本体中带有碱性交换基团，又分为：强碱性、弱碱性两类。基团，又分为：强碱性、弱碱性两类。.离子交换装置离子交换装置（）用于水处理的离子交换树

13、脂（）用于水处理的离子交换树脂（分为固定床和连续床两大类）（分为固定床和连续床两大类）a.固定床离子交换树脂固定床离子交换树脂i.将离子交换树脂装填于管柱式容器中，形成固定的将离子交换树脂装填于管柱式容器中，形成固定的树脂层，操作时，交换、反洗、再生、清洗个过树脂层，操作时，交换、反洗、再生、清洗个过程间歇反复地在同一装置中进行，而离子交换树脂程间歇反复地在同一装置中进行，而离子交换树脂本身不移动，也不流动。本身不移动，也不流动。a.固定床离子交换树脂固定床离子交换树脂 特点：操作简单、设备少、水质稳定，是最常用的离子交特点：操作简单、设备少、水质稳定，是最常用的离子交换水处理装置。换水处理装

14、置。a.固定床离子交换树脂固定床离子交换树脂固定床离子交换装置的组合方式有单床、多床、复床、固定床离子交换装置的组合方式有单床、多床、复床、混合床、多层床等。混合床、多层床等。 单床是固定床中最简单的一种方式。常用的钠型阳离单床是固定床中最简单的一种方式。常用的钠型阳离子交换装置即属这一方式。子交换装置即属这一方式。 多床是同一种离子交换剂、两个单床的串联方式。当多床是同一种离子交换剂、两个单床的串联方式。当单床处理水质达不到要求时可采用多床。单床处理水质达不到要求时可采用多床。a.固定床离子交换树脂固定床离子交换树脂 复床是两种不同离子交换剂的交换器的组合，即一个复床是两种不同离子交换剂的交

15、换器的组合，即一个阳离子交换树脂单床与一个阴离子交换树脂单床的串阳离子交换树脂单床与一个阴离子交换树脂单床的串联方式。联方式。 混合床是将阴阳离子交换树脂置于同一柱内，即相当混合床是将阴阳离子交换树脂置于同一柱内，即相当于多级阴阳离子柱串联起来。处理水质较高。于多级阴阳离子柱串联起来。处理水质较高。 多层床是在一个交换柱中装有两种树脂多层床是在一个交换柱中装有两种树脂(弱酸与强酸、弱酸与强酸、弱碱与强碱型弱碱与强碱型)，上下分层不混合。，上下分层不混合。a.固定床离子交换树脂固定床离子交换树脂 除盐：采用阴、阳两种树脂的装置。除盐：采用阴、阳两种树脂的装置。 软化：只采用阳离子交换树脂的装置。

16、软化：只采用阳离子交换树脂的装置。 固定床离子交换装置的缺点：树脂用量多，而利用率固定床离子交换装置的缺点：树脂用量多，而利用率低，操作不连续。低，操作不连续。b.连续床离子交换装置种类：种类：移动床移动床流动床流动床b.连续床离子交换装置连续床离子交换装置移动床移动床工作方式：离子交换树脂装于交换塔中，原水从下部流工作方式：离子交换树脂装于交换塔中，原水从下部流入，软水从塔上部流出。这样自下而上的流动，交入，软水从塔上部流出。这样自下而上的流动，交换一定时间换一定时间(般般4560min)后停止交换，而将交换塔后停止交换，而将交换塔中一定容量的失效树脂送至再生塔还原，同时从清中一定容量的失效

17、树脂送至再生塔还原，同时从清洗塔向交换塔上部补充相同量的已还原清洗的树脂，洗塔向交换塔上部补充相同量的已还原清洗的树脂，约约10min后，交换塔又开始工作。后，交换塔又开始工作。特点：水质稳定，交换树脂及还原液的利用率比固定床高。缺点是交换树脂磨损较大，耗电量较多。移动床移动床流动床流动床 流动床则是完全连续工作的，它在进行交换的同时不流动床则是完全连续工作的，它在进行交换的同时不断从交换塔内向外输送失效的交换树脂，且又不断向断从交换塔内向外输送失效的交换树脂，且又不断向交换塔内输送再生后的树脂，但需要的设备多，操作交换塔内输送再生后的树脂，但需要的设备多，操作管理较复杂。管理较复杂。电渗析装

18、置电渗析装置（）工作原理）工作原理利用阴、阳离子交换膜对水中离子具有选择性和透过利用阴、阳离子交换膜对水中离子具有选择性和透过性的特点，在外加直流电场的作用下，使原水中阴、性的特点，在外加直流电场的作用下，使原水中阴、阳离子分别通过阴离子交换膜和阳离子交换膜迁移，阳离子分别通过阴离子交换膜和阳离子交换膜迁移，从而达到除盐的目的。从而达到除盐的目的。.电渗析装置电渗析装置（）电渗析器的结构）电渗析器的结构种类：种类：立式立式卧式卧式构成：离子交换膜、膈板、电极、极框、压紧装置等组构成：离子交换膜、膈板、电极、极框、压紧装置等组成。成。 离子交换膜：具有离子交换性能的高分子材料制成的薄膜。按照透过

19、性可以分为阳离子交换膜（能透过阳离子）和阴离子交换膜（能透过阴离子）。 膈板：隔板放在阴、阳膜之间，作为水流通道，隔开两膜。隔板上有进水孔、出水孔、布水槽，流水槽及过水槽。（）电渗析器的结构）电渗析器的结构 电极通电后形成外电场，使水层中的离子定向迁移。电极通电后形成外电场，使水层中的离子定向迁移。 极框用来保持电极与离子交换膜间的距离，分别位于极框用来保持电极与离子交换膜间的距离，分别位于阴、阳极的内侧，从而构成阴极室和阳极室，是极水阴、阳极的内侧，从而构成阴极室和阳极室，是极水(极室的流出液极室的流出液)的通道。的通道。 压紧装置是用来把交替排列的膜堆和极区压紧，使组压紧装置是用来把交替排

20、列的膜堆和极区压紧，使组装后不漏水。装后不漏水。（）电渗析器的结构）电渗析器的结构 电渗析器运行一段时间后，浓水室一侧的阴膜和阳膜电渗析器运行一段时间后，浓水室一侧的阴膜和阳膜面上会出现结垢现象，它的存在将减少离子交换膜的面上会出现结垢现象，它的存在将减少离子交换膜的有效使用面积，增加膜的电阻，降低膜的使用寿命。有效使用面积，增加膜的电阻，降低膜的使用寿命。（）电渗析器的清洗）电渗析器的清洗（）电渗析器的清洗（）电渗析器的清洗常采用以下方法清除：常采用以下方法清除：倒换电极，即运行一段时间后把阴极改为阳极，阳极改为倒换电极，即运行一段时间后把阴极改为阳极，阳极改为阴极。由于电场方向改变，可使已

21、生成的沉淀消除。倒换阴极。由于电场方向改变，可使已生成的沉淀消除。倒换时间一般采用时间一般采用3 8h，倒换电极后一段时间倒换电极后一段时间(510min)，淡水出口水质下降，待水质合格后再继续使用。淡水出口水质下降，待水质合格后再继续使用。采用浓度采用浓度12的盐酸定期酸洗，酸洗操作时间为的盐酸定期酸洗，酸洗操作时间为23h，使使pH34。当水中含有机杂质时，每隔几个月用当水中含有机杂质时，每隔几个月用0.1molLNaOH溶液溶液清洗。清洗。（）（）对原水的要求对原水的要求 如果原水中悬浮物较多，会造成隔板中沉淀结垢，增加如果原水中悬浮物较多，会造成隔板中沉淀结垢，增加阻力，降低流量，所以

22、原水水质应符合下列要求：阻力，降低流量，所以原水水质应符合下列要求： 浊度浊度 3mg L； 含铁量含铁量0.3mg L 含锰量含锰量01mgL；色度；色度20度；度； 有机物耗氧量有机物耗氧量3mgL(KMn04)； 污染指数污染指数7。（五）水的杀菌五）水的杀菌通常采用氯杀菌、臭氧杀菌和紫外线杀菌。通常采用氯杀菌、臭氧杀菌和紫外线杀菌。.氯杀菌氯杀菌（）杀菌机理：氯进入水中可生成次氯酸（）杀菌机理：氯进入水中可生成次氯酸(HOCl)，次氯次氯酸具有强烈的氧化作用，它可以穿过细菌的细胞膜进入酸具有强烈的氧化作用，它可以穿过细菌的细胞膜进入细胞内部，由于氧化作用而破坏细胞内酶和细菌的生理细胞内

23、部，由于氧化作用而破坏细胞内酶和细菌的生理机能使细菌死亡。机能使细菌死亡。（五）水的杀菌（五）水的杀菌.氯杀菌氯杀菌（）常用的氯杀菌剂有：活性二氧化氯、漂白粉和次（）常用的氯杀菌剂有：活性二氧化氯、漂白粉和次氯酸钠（氯酸钠（NaOCl)。其中，活性二氧化氯具有杀菌能力强，水纯净，不增其中，活性二氧化氯具有杀菌能力强，水纯净，不增加水的硬度，杀菌效果好，使用方便等优点，但制备加水的硬度，杀菌效果好，使用方便等优点，但制备成本较高。成本较高。（五）水的杀菌（五）水的杀菌.臭氧杀菌臭氧杀菌（）杀菌原理：臭氧（）杀菌原理：臭氧()是一种强烈的氧化剂，它能是一种强烈的氧化剂，它能氧化水中的有机物，破坏微

24、生物原生质，杀死微生物，氧化水中的有机物，破坏微生物原生质，杀死微生物，亦能破坏微生物孢子和病毒，同时用作除去水臭、铁亦能破坏微生物孢子和病毒，同时用作除去水臭、铁和锰及脱色。杀菌性能优于氯。和锰及脱色。杀菌性能优于氯。（五）水的杀菌（五）水的杀菌.臭氧杀菌臭氧杀菌（）用量：（）用量：1m3过滤后的清净水中加入臭氧过滤后的清净水中加入臭氧0.11g，接触接触1015min，即可达到满意的效果，杀菌作用比即可达到满意的效果，杀菌作用比氯快氯快1530倍。倍。（五）水的杀菌（五）水的杀菌.紫外线杀菌紫外线杀菌杀菌机理：微生物受紫外线照射后，微生物的蛋白质和杀菌机理：微生物受紫外线照射后，微生物的蛋

25、白质和核酸吸收紫外光谱的能量，使蛋白质和核酸的结构破核酸吸收紫外光谱的能量，使蛋白质和核酸的结构破坏，引起微生物死亡。波长为坏，引起微生物死亡。波长为200一一295nm的紫外线的紫外线有杀菌能力，所以能使水杀菌。有杀菌能力，所以能使水杀菌。三三. 供水系统与设备供水系统与设备1.供水系统的组成：供水系统的组成： 水源的选择、供水方式、水泵设备选用等。水源的选择、供水方式、水泵设备选用等。2.水源的选择：优先采用地下水作主要水源较为经济合水源的选择：优先采用地下水作主要水源较为经济合理。理。地下水分为：无压水（浅水）和承压水（深井水）地下水分为：无压水（浅水）和承压水（深井水）三三. 供水系统

26、与设备供水系统与设备.水源的选择：水源的选择：无压水：指地面以下，在第一层不透水层以上所含有无压水：指地面以下，在第一层不透水层以上所含有的水。离地面较近，水质易受外界的污染干扰，不易的水。离地面较近，水质易受外界的污染干扰，不易保持清洁干净。保持清洁干净。承压水：是指地面以下两个不透水层之间所含有的水，承压水：是指地面以下两个不透水层之间所含有的水，由于水面上有不透水层的分隔，形成了压力，埋藏较由于水面上有不透水层的分隔，形成了压力，埋藏较深，不易受外界的干扰，水质易保持干净，且水质、深，不易受外界的干扰，水质易保持干净，且水质、水温均较稳定。水温均较稳定。三三. 供水系统与设备供水系统与设

27、备.地下水取水方式地下水取水方式（）取用无压水（）取用无压水多采用大口井多采用大口井(即浅水井即浅水井)，井口直径一般，井口直径一般1m以上，深以上，深不超过不超过20m，井壁材料因地制宜采用砖石、混凝土或井壁材料因地制宜采用砖石、混凝土或钢筋混凝土等。水泵可设置在地下、半地下或地面上。钢筋混凝土等。水泵可设置在地下、半地下或地面上。浅水井取水量不大。浅水井取水量不大。三三. 供水系统与设备供水系统与设备.地下水取水方式地下水取水方式（）取用深井水（）取用深井水深水井生产能力高，能符合卫生防护要求，一般井口深水井生产能力高，能符合卫生防护要求，一般井口直径为直径为150500mm，井深井深30

28、150m或更深。或更深。.供水系统装置供水系统装置（）供水方式）供水方式根据生产用水特点及水源条件，常采用三种供水方式：根据生产用水特点及水源条件，常采用三种供水方式： 直流供水直流供水 循环供水循环供水 连续供水连续供水 （）供水方式（）供水方式a.直流供水。即生产、非生产用水直接由供水水源得直流供水。即生产、非生产用水直接由供水水源得到。当供水水源的水量比较充足，能够完全保证供到。当供水水源的水量比较充足，能够完全保证供应时，采用这种系统较为合适。废水则直接排走。应时，采用这种系统较为合适。废水则直接排走。b.循环供水。即将生产用过的水经适当处理后重新循循环供水。即将生产用过的水经适当处理

29、后重新循环使用，这样只要从水源吸取部分补充用水即可满环使用，这样只要从水源吸取部分补充用水即可满足生产要求。如将用于生产中的冷却水经凉水塔降足生产要求。如将用于生产中的冷却水经凉水塔降温后，适当沉淀处理即可循环使用。温后，适当沉淀处理即可循环使用。（）供水方式（）供水方式c.连续供水。若水源不足，当生产使用过的废水连续供水。若水源不足，当生产使用过的废水(如冷却水如冷却水)污染不严重时，可以不经处理，直接供给其他车间再次污染不严重时，可以不经处理，直接供给其他车间再次使用，这样可以大大地减少直接从水源吸取的水量。使用，这样可以大大地减少直接从水源吸取的水量。（）自来水供水系统）自来水供水系统在

30、自来水用于生产时，必须设置加压、储存装置，以保证在自来水用于生产时，必须设置加压、储存装置，以保证压力、流量稳定，满足生产需要。压力、流量稳定，满足生产需要。（）地下水供水系统）地下水供水系统地下水水量足，可保证生产用量。但刚从地下抽取的地下水水量足，可保证生产用量。但刚从地下抽取的水含有泥砂，不能立即使用，应先进行沉淀处理和消水含有泥砂，不能立即使用，应先进行沉淀处理和消毒处理，再经二级泵房送往生产车间。毒处理，再经二级泵房送往生产车间。四四.制冷系统设备制冷系统设备 生物工业中，有些加工过程需要在低温下进行，如某生物工业中，有些加工过程需要在低温下进行，如某些产品的接种发酵、菌种扩大培养、

31、冷冻干燥等，这些产品的接种发酵、菌种扩大培养、冷冻干燥等，这就需要制冷。就需要制冷。通常温度高于通常温度高于-100 时为一般制冷，时为一般制冷，低于低于-100为深度制冷。为深度制冷。（一）压缩式制冷循环一）压缩式制冷循环.压缩制冷循环实质：是一种逆向卡诺循环。压缩制冷循环实质：是一种逆向卡诺循环。.制冷过程的构成：包括四个阶段制冷过程的构成：包括四个阶段）压缩：系统中的制冷剂饱和蒸汽（通常为氨）被压缩）压缩：系统中的制冷剂饱和蒸汽（通常为氨）被压缩机吸入压缩。机吸入压缩。）冷凝：进入冷凝器被冷凝为液体而放出热量。）冷凝：进入冷凝器被冷凝为液体而放出热量。）膨胀：液体制冷剂经膨胀阀后，压力降

32、低，这时将有）膨胀：液体制冷剂经膨胀阀后，压力降低，这时将有小部分液体吸热汽化，使制冷剂温度降低。小部分液体吸热汽化，使制冷剂温度降低。）蒸发：低温液体进入蒸发器吸收周围介质（载冷剂）蒸发：低温液体进入蒸发器吸收周围介质（载冷剂）热量而汽化为气体，气体再进入压缩机被压缩，完成一热量而汽化为气体，气体再进入压缩机被压缩，完成一个循环过程。个循环过程。.制冷效率制冷效率压缩式制冷循环中，制冷量压缩式制冷循环中，制冷量Q0(制冷剂在蒸发器中吸收的热量制冷剂在蒸发器中吸收的热量)与与压缩机所消耗的机械功压缩机所消耗的机械功L的比值称为制冷效率，可由下式计算：的比值称为制冷效率，可由下式计算：.制冷机的

33、制冷量的计算制冷机的制冷量的计算.制冷机的理论功率计算制冷机的理论功率计算.制冷剂制冷剂（）定义：制冷剂是制冷系统中借以吸取被冷却介质）定义：制冷剂是制冷系统中借以吸取被冷却介质(或载冷剂或载冷剂)热量的介质。热量的介质。（）对制冷剂的要求：（）对制冷剂的要求：沸点要低，正常的沸点应低于沸点要低，正常的沸点应低于10，在蒸发器内的蒸，在蒸发器内的蒸发压力应大于外界大气压。发压力应大于外界大气压。冷凝压力不超过冷凝压力不超过1.2-1.5MPa。单位体积产冷量应尽可能小。单位体积产冷量应尽可能小。密度和黏度应尽可能小。密度和黏度应尽可能小。（）对制冷剂的要求：（）对制冷剂的要求：导热散热系数高。

34、导热散热系数高。蒸发比容小，蒸发潜热大。蒸发比容小，蒸发潜热大。制冷剂能与水互溶，对金属无腐蚀作用，化学性能稳制冷剂能与水互溶，对金属无腐蚀作用，化学性能稳定，高温下不分解。定，高温下不分解。无毒性、无窒息性及刺激作用，易于取得，价格低廉。无毒性、无窒息性及刺激作用，易于取得，价格低廉。（）常用的制冷剂：氨和氟利昂。（）常用的制冷剂：氨和氟利昂。.载冷剂载冷剂（）定义：采用间接冷却方法进行制冷所用的低温介）定义：采用间接冷却方法进行制冷所用的低温介质。质。（）载冷剂的要求：（）载冷剂的要求：冰点低，热容量大，对设备的腐蚀性小，价格低廉。冰点低，热容量大，对设备的腐蚀性小，价格低廉。（）常用的载

35、冷剂：氯化钠、氯化钙水溶液、酒精、（）常用的载冷剂：氯化钠、氯化钙水溶液、酒精、乙二醇等。乙二醇等。（二）制冷系统设备二）制冷系统设备.制冷压缩机制冷压缩机（）体积型制冷压缩机的类型（）体积型制冷压缩机的类型活塞式；滑片式；螺杆式活塞式；滑片式；螺杆式.冷凝器冷凝器（）冷凝器的作用）冷凝器的作用使高温高压过热气体冷却，冷凝成高压氨液，并将热使高温高压过热气体冷却，冷凝成高压氨液，并将热量传递给周围介质。量传递给周围介质。（）冷凝器的类型（）冷凝器的类型卧式冷凝器、立式冷凝器、套管冷凝器、外喷淋蛇管卧式冷凝器、立式冷凝器、套管冷凝器、外喷淋蛇管冷凝器等。冷凝器等。.冷凝器冷凝器 卧式冷凝器的特点

36、：常为双程列管换热器。传热系数卧式冷凝器的特点：常为双程列管换热器。传热系数700-900W/(m2)；单位热负荷单位热负荷3500-4100m2；单位面积冷却水用量单位面积冷却水用量0.5-0.9m3/(m2h)；最高工作最高工作压力压力20105Pa；冷却水用量少。可以装在室内，操作冷却水用量少。可以装在室内，操作方便，水管清洗不方便，只适用于水质较好的地区。方便，水管清洗不方便，只适用于水质较好的地区。.冷凝器冷凝器 立式冷凝器的特点：传热系数、单位热负荷与卧式相近；立式冷凝器的特点：传热系数、单位热负荷与卧式相近；单位面积冷却水用量单位面积冷却水用量1.0-1.7m3/(m2h)；最高工作压力最高工作压力20105Pa；占地面积小，清洗列管方便，可以安装在室占地面积小，清洗列管方便，可以安装在室外，但用水量较大。外，但用水量较大。.冷凝器冷凝器 喷淋排管冷凝器的特点：由