第2章制冷的概述

1、Page 1第二章第二章 制冷概述制冷概述21制冷的概念、分类和应用制冷的概念、分类和应用一、制冷的概念一、制冷的概念 指用人工的方法不断地从被冷却系统（特定的指用人工的方法不断地从被冷却系统（特定的物体或区域）吸取热量，并把吸取的热量排放物体或区域）吸取热量，并把吸取的热量排放给环境介质（通常指大气）从而使被冷却系统给环境介质（通常指大气）从而使被冷却系统达到比环境更低的温度，且在长时间里维持所达到比环境更低的温度，且在长时间里维持所需要的低温的一门工程技术。因此，制冷不同需要的低温的一门工程技术。因此，制冷不同于自然冷却。于自然冷却。Page 2二二.制冷的分类制冷的分类 按照制冷所得到的

2、低温范围，制冷技术划分为以按照制冷所得到的低温范围，制冷技术划分为以下下4个领域：个领域： 1、普通制冷：温度稍低于环境温度到、普通制冷：温度稍低于环境温度到-153.150C 用于一般的生产和生活。用于一般的生产和生活。 2、深度制冷：温度在、深度制冷：温度在-253.150C-153.150C，常用于，常用于气体的液化和分离等气体的液化和分离等 3、低温和超低温制冷、低温和超低温制冷 ：温度在：温度在-273.150C-253.150C，多用于超导等现代尖端科技和军事领域。多用于超导等现代尖端科技和军事领域。本课程主要讲普通制冷。本课程主要讲普通制冷。Page 3三三. .制冷的应用制冷的

3、应用 制冷是为适应人们对低温条件的需要而产生制冷是为适应人们对低温条件的需要而产生和发展起来的，是人们社会实践的结晶，并和发展起来的，是人们社会实践的结晶，并随着现代技术的发展以及人们生活水平的提随着现代技术的发展以及人们生活水平的提高，制冷在工业、农业、建筑、航天等国民高，制冷在工业、农业、建筑、航天等国民经济各个部门的作用和地位日益重要。经济各个部门的作用和地位日益重要。 制冷的应用几乎渗透到各个生产技术、科学制冷的应用几乎渗透到各个生产技术、科学领域以及人们生活的各个方面中，概括起来领域以及人们生活的各个方面中，概括起来主要有以下几个领域：主要有以下几个领域：Page 41 1、物品的冷

4、冻和冷藏、物品的冷冻和冷藏 为了防止鱼肉、禽蛋、蔬菜、水果、粮食以及名贵为了防止鱼肉、禽蛋、蔬菜、水果、粮食以及名贵皮毛、服装等物质变质，常用冰箱、冷柜、冷库、冷藏皮毛、服装等物质变质，常用冰箱、冷柜、冷库、冷藏车船对物品进行冷藏和冷冻。车船对物品进行冷藏和冷冻。2 2、食品工业生产、食品工业生产 酿酒、饮料、乳制品等食品加工、装瓶、储存都需酿酒、饮料、乳制品等食品加工、装瓶、储存都需要低温；啤酒在发酵生产中应在要低温；啤酒在发酵生产中应在8128120 0C C进行；速溶咖啡进行；速溶咖啡要采用冷冻干燥工艺生产等等。要采用冷冻干燥工艺生产等等。 3 3、化学工业生产、化学工业生产 石油化工、

5、有机合成、化学制品、造纸等工业环节，石油化工、有机合成、化学制品、造纸等工业环节，如：液化、冷凝、凝固、分离、精炼、结晶、浓缩、提如：液化、冷凝、凝固、分离、精炼、结晶、浓缩、提纯以及控制反应等过程的温度都要用到制冷技术。纯以及控制反应等过程的温度都要用到制冷技术。Page 54、农业生产、农业生产 耐寒品种的培育、微生物除虫、人造雨雪耐寒品种的培育、微生物除虫、人造雨雪等都需要制冷技术。等都需要制冷技术。 5、建筑工程、建筑工程 比如挖掘隧道、建筑河堤时采用的比如挖掘隧道、建筑河堤时采用的“冻冻土法土法”。用冷却巨型混凝土块的办法，以除。用冷却巨型混凝土块的办法，以除去混凝土固化时释放的化学

6、能，从而避免热去混凝土固化时释放的化学能，从而避免热膨胀和混凝土应力的产生。膨胀和混凝土应力的产生。6、医疗卫生、医疗卫生 医务人员利用制冷技术对病人进行低温手医务人员利用制冷技术对病人进行低温手术、低温麻醉和人工冬眠；在低温条件下保术、低温麻醉和人工冬眠；在低温条件下保Page 6存血液、人体干细胞、人体器官和其它药品。存血液、人体干细胞、人体器官和其它药品。7、气体的液化、气体的液化 液态氧、氢、氦是医学、国防等诸多领域需液态氧、氢、氦是医学、国防等诸多领域需要的特殊物质，获得时通常在高压同时冷冻空要的特殊物质，获得时通常在高压同时冷冻空气的办法将他们分离出来。气的办法将他们分离出来。8、

7、其它方面、其它方面 超导的研究、高真空的获得、半导体激光、超导的研究、高真空的获得、半导体激光、红外线探测等需要用到深度制冷，甚至低温和红外线探测等需要用到深度制冷，甚至低温和超低温技术。超低温技术。Page 7水哪里去了？水哪里去了？水的状态发生了怎样的变化？水的状态发生了怎样的变化？现现 象象酒精逐渐消失酒精逐渐消失同时有凉的感觉同时有凉的感觉 用酒精棉球在手背上涂一下，你用酒精棉球在手背上涂一下，你会看到什么现象？你有什么感觉会看到什么现象？你有什么感觉？水变成水蒸气散失在空气中水变成水蒸气散失在空气中水由液态变成了气态水由液态变成了气态结论：酒精蒸发（汽化）要吸热结论：酒精蒸发（汽化）

8、要吸热Page 822制冷的方法及基本原理制冷的方法及基本原理 利用液态物质汽化获取低温的方法称为相利用液态物质汽化获取低温的方法称为相变制冷，俗称液体激化制冷法。可分为：蒸气变制冷，俗称液体激化制冷法。可分为：蒸气压缩式、蒸气喷射式和吸收式三种。压缩式、蒸气喷射式和吸收式三种。 除此之外还有空气压缩式制冷、半导体式制除此之外还有空气压缩式制冷、半导体式制冷、磁制冷等。冷、磁制冷等。一、蒸气压缩式制冷循环一、蒸气压缩式制冷循环1、蒸气压缩式制冷系统、蒸气压缩式制冷系统蒸气压缩式制冷系统，由压缩机、冷凝器、膨蒸气压缩式制冷系统，由压缩机、冷凝器、膨胀阀（又称节流阀）、蒸发器四个部分组成。胀阀（又

9、称节流阀）、蒸发器四个部分组成。Page 9吸收来自吸收来自蒸发器的蒸发器的气体压缩气体压缩成高温高成高温高压气体压气体通过冷却放热通过冷却放热变成高压常温变成高压常温液体液体减压作用，减压作用，变成低温变成低温低压制冷低压制冷剂液体剂液体液体降压蒸发变液体降压蒸发变成气体同时吸热成气体同时吸热温度下降温度下降Page 102、蒸气压缩式制冷原理、蒸气压缩式制冷原理（1）制冷剂汽化吸热）制冷剂汽化吸热 蒸发器通常制成蛇形管道。当高压液态制冷剂从蒸发器通常制成蛇形管道。当高压液态制冷剂从节流件的小孔节流件的小孔“挤过挤过”时压力降低，进入蒸发器管道后时压力降低，进入蒸发器管道后沸腾汽化，吸收蒸发

10、器周围介质的热量，使该特定的区沸腾汽化，吸收蒸发器周围介质的热量，使该特定的区域的温度下降，至蒸发器出口处，制冷剂已完全变为低域的温度下降，至蒸发器出口处，制冷剂已完全变为低压气体。压气体。 在空调器中，冷却周围的空气，达到对空气降温、在空调器中，冷却周围的空气，达到对空气降温、除湿的作用。蒸发器内制冷剂的蒸发温度越低，被冷却除湿的作用。蒸发器内制冷剂的蒸发温度越低，被冷却物的温度也越低。在电冰箱中一般制冷剂的蒸发温度调物的温度也越低。在电冰箱中一般制冷剂的蒸发温度调整在整在-20 - 26，在空调器中调整在，在空调器中调整在58。 Page 11蒸发器图片蒸发器图片 翅片式蒸发器翅片式蒸发器

11、 丝管式蒸发器丝管式蒸发器 Page 12粘结式蒸发器粘结式蒸发器 板管式蒸发器板管式蒸发器 螺旋蒸发器螺旋蒸发器 Page 13（2）压缩机、冷凝器和节流件处理）压缩机、冷凝器和节流件处理“废气废气”过程过程1）回收加压）回收加压 压缩机起着压缩和输送制冷剂蒸气并造成压缩机起着压缩和输送制冷剂蒸气并造成蒸发器中的低压力、冷凝器中的高压力的作用。蒸发器中的低压力、冷凝器中的高压力的作用。是制冷系统的心脏部件，它在电动机的带动下，是制冷系统的心脏部件，它在电动机的带动下，吸入由蒸发器排出的低压制冷剂蒸气，将其压吸入由蒸发器排出的低压制冷剂蒸气，将其压缩成为高温高压的蒸气后排入冷凝器中。缩成为高温

12、高压的蒸气后排入冷凝器中。Page 14螺杆式制冷压缩机螺杆式制冷压缩机 Page 15涡旋式制冷压缩机涡旋式制冷压缩机 Page 16涡旋式制冷压缩机涡旋式制冷压缩机 Page 17实物图实物图离心式制冷压缩机 Page 18实物图实物图旋转式压缩机旋转式压缩机Page 19往复活塞式压缩机往复活塞式压缩机Page 202)放热冷凝。放热冷凝。冷凝器是输出热量的设备，冷凝器是输出热量的设备， 把压缩机排出把压缩机排出的高温高压制冷剂蒸汽，通过散热器散热冷的高温高压制冷剂蒸汽，通过散热器散热冷凝为液体制冷剂。制冷剂从蒸发器中吸收的凝为液体制冷剂。制冷剂从蒸发器中吸收的热量和压缩机产生的热量，被

13、冷凝器周围的热量和压缩机产生的热量，被冷凝器周围的冷却介质所吸收而排出系统。冷却介质所吸收而排出系统。Page 21立式壳管式冷凝器立式壳管式冷凝器Page 22卧式壳管式冷凝器卧式壳管式冷凝器Page 23冷凝器图片冷凝器图片翅片式翅片式冷凝器冷凝器 丝管式冷凝器丝管式冷凝器 Page 24蛇炮蛇炮(套管式冷凝器套管式冷凝器) 汽车空调冷凝器汽车空调冷凝器 风冷式冷凝器风冷式冷凝器 Page 25 节流机构的作用：节流阀对制冷剂起节流降压节流机构的作用：节流阀对制冷剂起节流降压作用并调节进入蒸发器中的制冷剂流量。它在通道作用并调节进入蒸发器中的制冷剂流量。它在通道某处的流通截面积急速变小，当

14、液体经过该处时，某处的流通截面积急速变小，当液体经过该处时，会受到较大的阻力会受到较大的阻力，待流出狭道时，压力显著下降，待流出狭道时，压力显著下降，同时伴随温度下降。同时伴随温度下降。3）节流降压）节流降压Page 26毛细管毛细管Page 27手动节流阀手动节流阀各种膨胀阀各种膨胀阀Page 283.蒸气压缩式制冷的实质蒸气压缩式制冷的实质蒸气压缩式制冷实蒸气压缩式制冷实际上就是在外界际上就是在外界（压缩机）的帮助（压缩机）的帮助下，依靠液体（制下，依靠液体（制冷剂）在适当条件冷剂）在适当条件下能吸收、携带、下能吸收、携带、释放热能的特性，释放热能的特性，把热能从低温处转把热能从低温处转移

15、到高温处的过程。移到高温处的过程。Page 29l吸收式制冷目前在日本、中国和韩国得到了较普遍的吸收式制冷目前在日本、中国和韩国得到了较普遍的应用。随着我国西气东输工程的实施和天然气的引进或应用。随着我国西气东输工程的实施和天然气的引进或开采，吸收式制冷正在制冷空调中发挥重要作用。开采，吸收式制冷正在制冷空调中发挥重要作用。 充充分利用余热的冷热电联产系统将使得吸收式制冷必不可分利用余热的冷热电联产系统将使得吸收式制冷必不可少；少； 广泛的燃气供应，以及夏季燃气低谷和用电高峰，广泛的燃气供应，以及夏季燃气低谷和用电高峰，可以使得燃气直燃式吸收式空调得到更广泛的应用。可以使得燃气直燃式吸收式空调

16、得到更广泛的应用。l我国在吸收制冷设计和制造方面处于国际先进水平，我国在吸收制冷设计和制造方面处于国际先进水平，出现了江苏双良，长沙远大，大连三洋等一系列著名品出现了江苏双良，长沙远大，大连三洋等一系列著名品牌。牌。二、吸收式制冷循环Page 30 吸收式制冷也是一种利用液态物质汽化吸收式制冷也是一种利用液态物质汽化获取低温的相变制冷，与蒸气压缩式不同的获取低温的相变制冷，与蒸气压缩式不同的是，它是以热能为主要动力来实现制冷循环是，它是以热能为主要动力来实现制冷循环的。的。Page 311、吸收式制冷系统的基本组成、吸收式制冷系统的基本组成Page 32a.组成组成设备：蒸发器、冷凝器、节流阀

17、、设备：蒸发器、冷凝器、节流阀、 吸收器、发生器、溶液泵。吸收器、发生器、溶液泵。 吸收器：吸收制冷剂蒸气吸收器：吸收制冷剂蒸气 发生器：加热、释放制冷剂发生器：加热、释放制冷剂 溶液热交换器：内部能量利用，提高效率溶液热交换器：内部能量利用，提高效率 溶液泵：加压作用溶液泵：加压作用 b.循环循环 ：制冷剂循环制冷剂循环 溶液循环溶液循环Page 332 2、吸收式制冷的工作原理、吸收式制冷的工作原理 （1）制冷剂吸收剂工质对 吸收式制冷利用溶液在一定条件下能析出低沸点组分的蒸气，在另一种条件下又能吸收低沸点组分这一特性完成制冷循环。 目前吸收式制冷机多用二元溶液，习惯上称低沸点组分为制冷剂

18、制冷剂，高沸点组分为吸收剂吸收剂。Page 34三、工质对a.工质对（二元溶液）：工质对（二元溶液）： 两种可以相互吸收的液体形成的溶液。两种可以相互吸收的液体形成的溶液。b.工质对的要求：两种液体互溶性好，且具有不同的沸点工质对的要求：两种液体互溶性好，且具有不同的沸点 低沸点液体低沸点液体制冷剂制冷剂 高沸点液体高沸点液体吸收剂吸收剂c.吸收式制冷常用工质对：吸收式制冷常用工质对：工 质 对制冷剂吸收剂溴化锂水溶液水溴化锂溶液氨水溶液氨水Page 35气体制冷剂回复到液体状态气体制冷剂回复到液体状态制冷剂蒸发制冷剂蒸发吸收热量制冷吸收热量制冷（利用吸收方式）（利用吸收方式）（2 2）基本原

19、理）基本原理Page 36基本原理图比较基本原理图比较吸收式与蒸气压缩式制冷循环的比较 (a)蒸气压缩式制冷循环；(b)吸收式制冷循环Page 37基本原理基本原理整个系统包括整个系统包括两个回路：两个回路： 制冷剂回路制冷剂回路 溶液回路溶液回路吸收式吸收式制冷制冷是利是利用工质对的质量用工质对的质量分数变化，完成分数变化，完成制冷剂的循环，制冷剂的循环，因而被称为因而被称为吸收吸收式制冷式制冷。Page 38基本原理基本原理发生器发生器 generator吸收式制冷机中，通过加热析出制冷剂的设备。吸收器吸收器 absorber吸收式制冷机中，通过浓溶液吸收剂在其中喷雾以吸收来自蒸发器的制冷

20、剂蒸气的设备。Page 39基本原理基本原理 综上所述，溴化锂吸收式制冷机的工作过程可分为两个部分：(1)制冷剂循环制冷剂循环 发生器中产生的冷剂蒸气在冷凝器中冷凝成冷剂水，经U形管进入蒸发器，在低压下蒸发，产生制冷效应。这些过程与蒸气压缩式制冷循环在冷凝器、节流阀和蒸发器中所产生的过程完全相同； Page 40(2)溶液循环溶液循环 发生器中流出的浓溶液降压后进入吸收器，吸收由蒸发器产生的冷剂蒸气，形成稀溶液，用泵将稀溶液输送至发生器，重新加热，形成浓溶液。这些过程的作用相当于蒸气压缩式制冷循环中压缩机所起的作用。基本原理基本原理Page 41压缩式压缩式与吸收式制冷的异同与吸收式制冷的异同

21、 高压制冷剂蒸气在冷凝器中冷凝后，经节高压制冷剂蒸气在冷凝器中冷凝后，经节流元件节流，温度和压力降低，低温、低压流元件节流，温度和压力降低，低温、低压液体在蒸发器内汽化，实现制冷。液体在蒸发器内汽化，实现制冷。共同点共同点Page 42压缩式压缩式与吸收式制冷的异同与吸收式制冷的异同v消耗的能量不同消耗的能量不同蒸发压缩式制冷机消耗机械功，吸收式制冷机消耗的是热能。蒸发压缩式制冷机消耗机械功，吸收式制冷机消耗的是热能。v吸收制冷剂蒸气的方式不同吸收制冷剂蒸气的方式不同利用液体蒸发连续不断地制冷时，需不断地在蒸发器内产生蒸气。利用液体蒸发连续不断地制冷时，需不断地在蒸发器内产生蒸气。蒸气压缩式用

22、压缩机蒸气压缩式用压缩机A吸收此蒸气，吸收式制冷机用吸收剂在吸收吸收此蒸气，吸收式制冷机用吸收剂在吸收器内吸取制冷剂蒸气。器内吸取制冷剂蒸气。v将低压制冷剂蒸气变为高压制冷剂蒸气时采取的方式不同将低压制冷剂蒸气变为高压制冷剂蒸气时采取的方式不同蒸气压缩式制冷机通过原动机驱动压缩机完成，吸收式制冷机则蒸气压缩式制冷机通过原动机驱动压缩机完成，吸收式制冷机则是通过吸收器、溶液泵、发生器和节流阀完成。是通过吸收器、溶液泵、发生器和节流阀完成。v提供的冷源温度不同提供的冷源温度不同蒸气压缩式制冷可以提供蒸气压缩式制冷可以提供0以下的低温冷源，应用范围广泛；而以下的低温冷源，应用范围广泛；而吸收式制冷一

23、般只能吸收式制冷一般只能制取制取0以上的冷水以上的冷水，多用于空调系统。多用于空调系统。不同点不同点Page 43v工质不同工质不同压缩式制冷压缩式制冷吸收式制冷吸收式制冷单组分单组分或多或多组分工质组分工质双组分双组分工质对工质对溴化锂溴化锂水水氨水氨水吸收剂吸收剂 制冷剂制冷剂高沸点组分 低沸点组分压缩式压缩式与吸收式制冷的异同与吸收式制冷的异同不同点不同点Page 44吸收剂吸收剂对吸收剂的要求：对吸收剂的要求：1) 1) 有强烈吸收制冷剂的能力；有强烈吸收制冷剂的能力；2) 2) 在相同压力下，它的沸腾温度应比制冷剂的沸在相同压力下，它的沸腾温度应比制冷剂的沸腾温度高得多；腾温度高得多

24、；3) 3) 不应有爆炸、燃烧的危险，并对人体无毒害；不应有爆炸、燃烧的危险，并对人体无毒害；4) 4) 对金属材料的腐蚀性小；对金属材料的腐蚀性小；5) 5) 价格低，易获得。价格低，易获得。 可供考虑使用的制冷剂可供考虑使用的制冷剂-吸收剂溶液很多，按吸收剂溶液很多，按溶液中含有的制冷剂种类区分，可分为水类、氨类溶液中含有的制冷剂种类区分，可分为水类、氨类、乙醇类和氟里昂类。、乙醇类和氟里昂类。Page 45吸收式制冷吸收式制冷的的特点特点(1)(1)可以利用各种热能可以利用各种热能（蒸气、废热、余（蒸气、废热、余热、燃油、燃气等）热、燃油、燃气等）驱动驱动；(2)(2)可以大量节约用电可

25、以大量节约用电；(3)(3)结构简单，运动部件少，安全可靠结构简单，运动部件少，安全可靠；(4)(4)对环境和大气臭氧层无害对环境和大气臭氧层无害。Page 46水作为制冷剂的优劣水作为制冷剂的优劣（1）水容易获得）水容易获得 ，无毒、不燃烧、不爆炸、环保安全、汽，无毒、不燃烧、不爆炸、环保安全、汽化潜热大（单位质量制冷量大）用来做制冷剂很理想。化潜热大（单位质量制冷量大）用来做制冷剂很理想。（2）水的单位体积制冷量过小（原因是相同蒸发温度下，）水的单位体积制冷量过小（原因是相同蒸发温度下，水的蒸发压力比氟利昂等其他制冷剂小得多）如果采用压水的蒸发压力比氟利昂等其他制冷剂小得多）如果采用压缩式

26、制冷需要庞大的压缩机。缩式制冷需要庞大的压缩机。含义：蒸气喷射式制冷是一种以高压蒸汽为动力的相含义：蒸气喷射式制冷是一种以高压蒸汽为动力的相变制冷，它是以水作为制冷剂在低压下汽化吸热制冷变制冷，它是以水作为制冷剂在低压下汽化吸热制冷冷量的冷量的Page 47简介：简介： 蒸气喷射式制冷1910年出现了蒸汽喷射式制冷机蒸气喷射式制冷是靠液体汽化来制冷的。这一点与蒸气压缩式及吸收式制冷完全相同，不同的是怎样从蒸发器中抽取蒸气，并将压力提高。 三、蒸气喷射式制冷循环三、蒸气喷射式制冷循环Page 48 蒸气喷射式制冷循环蒸气喷射式制冷循环 蒸气喷射式制冷机依靠蒸气喷射式制冷机依靠消耗热能消耗热能工作

27、，但工作，但只用只用单一物质单一物质为工质为工质 虽然从理论上谈可应用一般的制冷剂作为虽然从理论上谈可应用一般的制冷剂作为工质工质, ,但到目前为止，只有以但到目前为止，只有以水为工质水为工质的蒸气的蒸气喷射式制冷机得到实际应用。喷射式制冷机得到实际应用。 当用水为工质所制取的低温必须在当用水为工质所制取的低温必须在00以以上，故蒸气喷射式制冷机目前只用于空调装置上，故蒸气喷射式制冷机目前只用于空调装置或用来制备某些工艺过程需要的冷媒水。或用来制备某些工艺过程需要的冷媒水。Page 491、蒸汽喷射式制冷循环主要设备、蒸汽喷射式制冷循环主要设备 （1）锅炉）锅炉 锅炉是蒸汽喷射式制锅炉是蒸汽喷

28、射式制冷循环的动力设备，在正冷循环的动力设备，在正向循环中锅炉消耗热能，向循环中锅炉消耗热能，产生压力为产生压力为0198098MPa的工作蒸汽，以的工作蒸汽，以保证完成循环。在工业制保证完成循环。在工业制冷中也可利用能保证工作冷中也可利用能保证工作压力的工业余汽，以节约压力的工业余汽，以节约能源。在循环中，锅炉产能源。在循环中，锅炉产生的高压水蒸汽通过阀件生的高压水蒸汽通过阀件等部件输送到蒸汽喷射式等部件输送到蒸汽喷射式制冷循环的主喷射器和各制冷循环的主喷射器和各个辅助喷射器。个辅助喷射器。 Page 50（2）蒸汽喷射器）蒸汽喷射器 蒸汽喷射器主要蒸汽喷射器主要由喷管、混合室和扩由喷管、混

29、合室和扩压器等组成。蒸汽喷压器等组成。蒸汽喷射器在循环过程中犹射器在循环过程中犹如一台压缩机，其工如一台压缩机，其工作过程可分为三个阶作过程可分为三个阶段（段（a）工作蒸汽从）工作蒸汽从喷嘴高速喷出时造成喷嘴高速喷出时造成周围环境压力下降，周围环境压力下降，以起到引射制冷剂蒸以起到引射制冷剂蒸汽的作用，制冷剂蒸汽的作用，制冷剂蒸汽被吸入。汽被吸入。 Page 51（b）制冷剂蒸汽与从喷）制冷剂蒸汽与从喷管喷出的工作蒸汽在混管喷出的工作蒸汽在混合室混合、换热。（合室混合、换热。（c）混合蒸汽在扩压室被压混合蒸汽在扩压室被压缩。缩。（3）冷凝器的作用：将高）冷凝器的作用：将高温高压的混合蒸汽冷凝为

30、温高压的混合蒸汽冷凝为液态水。液态水。（4）凝结水泵的作用：将）凝结水泵的作用：将来自冷凝器的部分凝结水来自冷凝器的部分凝结水送回锅炉，以补充因蒸汽送回锅炉，以补充因蒸汽工作流失的水分。工作流失的水分。Page 52（5）蒸发器与节流器）蒸发器与节流器 在制冷剂和载冷剂合为一体在制冷剂和载冷剂合为一体的蒸汽喷射式制冷循环中的蒸发的蒸汽喷射式制冷循环中的蒸发器，一般不采用表面式换热器，器，一般不采用表面式换热器，而常采用淋洒式而常采用淋洒式(混合式混合式)热交换热交换器，在淋洒式热交换器中蒸发器器，在淋洒式热交换器中蒸发器与节流器组成一体。进入蒸发器与节流器组成一体。进入蒸发器的凝结水经喷洒、降

31、压而雾化成的凝结水经喷洒、降压而雾化成细小水滴、经单效或多效淋洒、细小水滴、经单效或多效淋洒、汽化吸热，将蒸发器内载冷剂水汽化吸热，将蒸发器内载冷剂水的温度降至所需要求，并输送到的温度降至所需要求，并输送到用冷设备中向低温热源吸热。用冷设备中向低温热源吸热。 Page 53 蒸汽喷射式制冷循环蒸汽喷射式制冷循环过程归纳为二个循环：过程归纳为二个循环：1.制冷剂蒸汽循环：制冷剂蒸汽循环：123412.工作蒸汽循环：工作蒸汽循环：5678235作用：补偿制冷循环作用：补偿制冷循环所需能量所需能量Page 543、影响蒸气喷射式制冷循环的主要因素、影响蒸气喷射式制冷循环的主要因素（1）混合蒸气背压特

32、性变化对循环的影响）混合蒸气背压特性变化对循环的影响背压：主喷射器扩压后混合蒸汽的压力称背压背压：主喷射器扩压后混合蒸汽的压力称背压a.当背压小于设计背压时：能正常工作。当背压小于设计背压时：能正常工作。b.当背压大于设计背压时：导致制冷剂流量减小，当背压大于设计背压时：导致制冷剂流量减小， 制冷量下降制冷量下降.c.当背压大于极限背时：主喷射器完全失去引射作用，制冷机停当背压大于极限背时：主喷射器完全失去引射作用，制冷机停止工作。止工作。Page 55（2）工作蒸气特性变化对循环的影响。）工作蒸气特性变化对循环的影响。当蒸发温度不变时，若工作蒸汽压力降低，则会使工作蒸汽流量减小，使当蒸发温度

33、不变时，若工作蒸汽压力降低，则会使工作蒸汽流量减小，使引射能力下降，制冷量下降。若工作蒸汽压力升高，则会增加冷凝器的热引射能力下降，制冷量下降。若工作蒸汽压力升高，则会增加冷凝器的热负荷。负荷。（3）蒸发温度变化对循环的影响）蒸发温度变化对循环的影响蒸发温度升高，使蒸发压力升高，能使被引射的蒸汽量增加，从而使制冷蒸发温度升高，使蒸发压力升高，能使被引射的蒸汽量增加，从而使制冷量增大。通常每增加量增大。通常每增加1度，制冷量可增加度，制冷量可增加710%。应尽可能将蒸发温度设定。应尽可能将蒸发温度设定在较高数值上。在较高数值上。Page 564、蒸汽喷射式制冷循环的特点、蒸汽喷射式制冷循环的特点

34、 蒸汽喷射式制冷利用制冷剂在低压下的相变蒸汽喷射式制冷利用制冷剂在低压下的相变汽化吸热来制取冷量，与其他制冷循环相比，具汽化吸热来制取冷量，与其他制冷循环相比，具有如下特点：有如下特点： 1)结构简单，成本低。结构简单，成本低。 2)没有运动部件，运行可靠，操作简单，维修方没有运动部件，运行可靠，操作简单，维修方便。便。 3)循环耗电量少，能综合利用工业余汽，节约能循环耗电量少，能综合利用工业余汽，节约能源。源。 4）用水作制冷剂，价廉易得，化学性质稳定，无）用水作制冷剂，价廉易得，化学性质稳定，无毒、无臭、无燃烧爆炸危险，汽化潜热大。毒、无臭、无燃烧爆炸危险，汽化潜热大。 5）工作蒸汽消耗量

35、大，制冷循环效率低。）工作蒸汽消耗量大，制冷循环效率低。Page 57四、空气压缩式制冷循环四、空气压缩式制冷循环 也称为气体膨胀法制冷，是利用气体膨胀时也称为气体膨胀法制冷，是利用气体膨胀时会减压降温来获取低温的会减压降温来获取低温的1、空气压缩式制冷原理、空气压缩式制冷原理 当气体流经孔板或阀门时，由于流道截面当气体流经孔板或阀门时，由于流道截面突然减小，流动阻力增大，节流后的气体在减突然减小，流动阻力增大，节流后的气体在减压的同时降温，产生了制冷效应。压的同时降温，产生了制冷效应。Page 582、空气压缩式制冷系统的基本组成、空气压缩式制冷系统的基本组成冷却器冷却器膨胀机膨胀机 ab压

36、缩机压缩机c冷室冷室换热器换热器d（1）空气压）空气压缩机：通过缩机：通过消耗外界机消耗外界机械功来压缩械功来压缩制冷剂制冷剂空气，并提空气，并提供制冷循环供制冷循环动力。动力。Page 59冷却器冷却器膨胀机膨胀机 ab压缩机压缩机c冷室冷室换热器换热器d（2）冷却器：）冷却器：是空气压缩式制是空气压缩式制冷循环中向高温冷循环中向高温热源放热的换热热源放热的换热设备。但与蒸气设备。但与蒸气压缩式所区别的压缩式所区别的是，制冷剂在冷是，制冷剂在冷却器中不发生相却器中不发生相变，而只向冷却变，而只向冷却介质放出显热。介质放出显热。Page 60冷却器冷却器膨胀机膨胀机 ab压缩机压缩机c冷室冷室

37、换热器换热器d（3）膨胀机：）膨胀机：是用来使空气是用来使空气压缩式制冷循压缩式制冷循环中制冷剂环中制冷剂空气降压并空气降压并并产生低温气并产生低温气流的设备，它流的设备，它比节流器件能比节流器件能获得更低的温获得更低的温度度Page 61冷却器冷却器膨胀机膨胀机 ab压缩机压缩机c冷室冷室换热器换热器d（4）吸热器：）吸热器：是空气压缩式是空气压缩式制冷循环中制制冷循环中制冷剂从低温热冷剂从低温热源吸收热量的源吸收热量的热交换器，在热交换器，在吸热过程中，吸热过程中，制冷剂同样不制冷剂同样不发生相变。发生相变。Page 623、影响空气压缩式制冷循环的主要因素、影响空气压缩式制冷循环的主要因

38、素（1）传热温差对循环的影响）传热温差对循环的影响 传热温差的的存在将导致制冷量减小、功耗增大。传热温差的的存在将导致制冷量减小、功耗增大。（2）压缩比对循环的影响）压缩比对循环的影响 压缩比（压缩前和压缩后的容积之比）较大和较压缩比（压缩前和压缩后的容积之比）较大和较小都将导致制冷效率降低。小都将导致制冷效率降低。（3）回热对循环的影响）回热对循环的影响 回热是制冷系统的一种内部换热形式，大多数制回热是制冷系统的一种内部换热形式，大多数制冷设备采用回热措施可提高制冷量和制冷效率。冷设备采用回热措施可提高制冷量和制冷效率。（4）空气净化度和干燥度对循环的影响）空气净化度和干燥度对循环的影响 制

39、冷剂空气中的水分不但会降低循环制冷量，制冷剂空气中的水分不但会降低循环制冷量，还会因低温冻结阻塞通道，甚至损坏运行部件。还会因低温冻结阻塞通道，甚至损坏运行部件。Page 634、空气压缩式制冷的特点、空气压缩式制冷的特点（1）制冷温度在）制冷温度在800C时采用空气压缩式循环，时采用空气压缩式循环，不但能使制冷系数高于蒸气压缩式，而且降温性不但能使制冷系数高于蒸气压缩式，而且降温性能好、系统设备简单。能好、系统设备简单。（2）制冷工质无害、无污染，且易于获得。）制冷工质无害、无污染，且易于获得。（3）系统气密性要求低，运行可靠。）系统气密性要求低，运行可靠。（4）使用灵活，对不同使用目的和要

40、求的适应性）使用灵活，对不同使用目的和要求的适应性较强较强.（5）制冷量容易调节，操作、维护简单。）制冷量容易调节，操作、维护简单。常用于深度制冷和低温技术中。常用于深度制冷和低温技术中。Page 64五、温差热电制冷五、温差热电制冷1、赛贝克效应和珀尔贴效应、赛贝克效应和珀尔贴效应 热电制冷热电制冷(亦称为温差电制冷、半导体制冷亦称为温差电制冷、半导体制冷或电子制冷或电子制冷)是以温差电现象为基础的制冷方法，是以温差电现象为基础的制冷方法，它是利用它是利用“塞贝克效应塞贝克效应”的逆效应的逆效应珀尔帖珀尔帖效应的原理达到制冷的目的。效应的原理达到制冷的目的。（1）赛贝克效应（又称热电效应）赛

41、贝克效应（又称热电效应） 所谓塞贝克效应（就是热电效应）就是在所谓塞贝克效应（就是热电效应）就是在两种不同金属组成的闭合线路中，如果保持两两种不同金属组成的闭合线路中，如果保持两接触点的温度不同，就会在两接触点间产生一接触点的温度不同，就会在两接触点间产生一个电势差个电势差接触电动势。同时闭合线路中就接触电动势。同时闭合线路中就有电流流过，称为温差电流。有电流流过，称为温差电流。Page 65（2）珀尔贴效应：反之，在两种不同金属组成的）珀尔贴效应：反之，在两种不同金属组成的闭合线路中，若通以直流电，就会使一个接点变闭合线路中，若通以直流电，就会使一个接点变冷，一个变热。这种现象称为珀尔帖效应

42、，亦称冷，一个变热。这种现象称为珀尔帖效应，亦称温差电现象。温差电现象。珀尔帖效应：当直流电通过不同的导电材料构成的回路时,其接触面上将产生吸热或放热现象。Page 662、半导体制冷的工作原理、半导体制冷的工作原理n其机理主要是电荷载体在不同的材料中处其机理主要是电荷载体在不同的材料中处于于不同的能量级不同的能量级，在外电场的作用下，电，在外电场的作用下，电荷载体从高能级的材料向低能级的材料运荷载体从高能级的材料向低能级的材料运动时，便会释放出多余的能量。反之，电动时，便会释放出多余的能量。反之，电荷载体从低能级的材料向高能级的材料运荷载体从低能级的材料向高能级的材料运动时，需从外界吸收能量

43、。能量在不同材动时，需从外界吸收能量。能量在不同材料的交接面以热的形式放出或吸收。料的交接面以热的形式放出或吸收。 Page 67 用用P型和型和N型半导体粒子按照一定的规型半导体粒子按照一定的规则排列，将它们用金属连接片焊接成一个则排列，将它们用金属连接片焊接成一个电偶对，接上直流电源后将电流从电偶对，接上直流电源后将电流从N极流极流向向P极的那端作为冷端，电子从极的那端作为冷端，电子从P极（低能极（低能级）流向级）流向N极（高能级）用于制冷。而将极（高能级）用于制冷。而将P极流向极流向N极的一端作为热端，用于放热极的一端作为热端，用于放热 。Page 68n 在实际中一级制冷是在实际中一级

44、制冷是不能达到制冷要求不能达到制冷要求1.串联串联2.并联并联3.串并联混合串并联混合3、半导体热电堆、半导体热电堆Page 69半导体制冷片半导体制冷片半导体制冷冰箱半导体制冷冰箱Page 704、半导体制冷的优缺点、半导体制冷的优缺点优点：优点：a.结构简单、机械部件少，维修方便。结构简单、机械部件少，维修方便。b.无机械传动部件，无磨损、无噪声、使用寿命长。无机械传动部件，无磨损、无噪声、使用寿命长。c.不使用制冷剂，无污染，不会产生有害气体。不使用制冷剂，无污染，不会产生有害气体。d.冷却速度可通过调节电流来控制，作用速度快，冷却速度可通过调节电流来控制，作用速度快，工作可靠，体积小，

45、重量轻。工作可靠，体积小，重量轻。Page 71缺点1.半导体制冷器的半导体制冷器的制冷效率低制冷效率低2. 电偶对中的电源电偶对中的电源只能使用直流电源只能使用直流电源3.电偶堆元件采用高纯稀有材料，再加上工艺电偶堆元件采用高纯稀有材料，再加上工艺条件尚未十分成熟，导致元件条件尚未十分成熟，导致元件成本比较高成本比较高Page 72半导体制冷的应用半导体制冷的应用 通过以上分析，半导体温差电片件应用范围通过以上分析，半导体温差电片件应用范围有：制冷、加热、发电，制冷和加热应用有：制冷、加热、发电，制冷和加热应用比较普遍，有以下几个方面：比较普遍，有以下几个方面：1、军事方面、军事方面：导弹、

46、雷达、潜艇等方面的：导弹、雷达、潜艇等方面的红外线探测、导行系统。红外线探测、导行系统。 2、医疗方面、医疗方面；冷力、冷合、白内障摘除片、；冷力、冷合、白内障摘除片、血液分析仪等。血液分析仪等。 Page 73半导体制冷的应用半导体制冷的应用3、实验室装置方面、实验室装置方面：冷箱、冷槽、电子低温：冷箱、冷槽、电子低温测试装置、各种恒温、高低温实验仪。测试装置、各种恒温、高低温实验仪。4、专用装置方面、专用装置方面：石油产品低温测试仪、生：石油产品低温测试仪、生化产品低温测试仪、细菌培养箱、恒温显化产品低温测试仪、细菌培养箱、恒温显影槽、电脑等。影槽、电脑等。5、日常生活方面、日常生活方面：

47、空调、冷热两用箱、饮水：空调、冷热两用箱、饮水机、电子信箱、电脑以及其他电器等。机、电子信箱、电脑以及其他电器等。Page 74被磁化放热被磁化放热退磁放热退磁放热Page 752、磁制冷优点：、磁制冷优点：磁制冷是一项绿色环保的制冷技术，与传统磁制冷是一项绿色环保的制冷技术，与传统的蒸气压缩式制冷相比，主要有以下优点：的蒸气压缩式制冷相比，主要有以下优点：（1）效率高，可获得足够的的低温）效率高，可获得足够的的低温（2）结构简单、体积小、重量轻。）结构简单、体积小、重量轻。（3）工作可靠、无噪声、便于维修。）工作可靠、无噪声、便于维修。（4）无污染、使用寿命长。）无污染、使用寿命长。Page

48、 762-3热泵及其原理热泵及其原理一、热泵的概念一、热泵的概念 热泵是利用自然界蕴藏的低品位热能（温热泵是利用自然界蕴藏的低品位热能（温度不高的空气、水或地热等）的装置。度不高的空气、水或地热等）的装置。 要想把热量从温度较低的物体传向温度较要想把热量从温度较低的物体传向温度较高的物体也必须借助一定的装置，这个装置就高的物体也必须借助一定的装置，这个装置就是热泵。是热泵。Page 77 地球表面吸地球表面吸收了太阳能的收了太阳能的4747，相当于，相当于人类一年所需人类一年所需能量的能量的500500多倍多倍 地球深处热流地球深处热流或较深层的地热或较深层的地热能对地表浅层也能对地表浅层也起

49、到了加热作用起到了加热作用自然界中的能量自然界中的能量Page 78 我国近百米内的土壤每年可采集的低温能我国近百米内的土壤每年可采集的低温能量达量达1.5万亿千瓦，是我国目前发电装机容量万亿千瓦，是我国目前发电装机容量亿千瓦的亿千瓦的3750倍，而百米内地下水每年可采集倍，而百米内地下水每年可采集的低温能量也有亿千瓦。因此，许多专家将的低温能量也有亿千瓦。因此，许多专家将浅层地能比喻为一个浅层地能比喻为一个巨大的巨大的“绿色聚宝盆绿色聚宝盆”。 水泵的作用是把水从低处往高处送，热泵水泵的作用是把水从低处往高处送，热泵就是热传导的就是热传导的“水泵水泵”。把低温的热源提升，。把低温的热源提升，

50、提供生活用能。用千瓦的电驱动热泵后，可提供生活用能。用千瓦的电驱动热泵后，可以以“搬运搬运”4 4千瓦的浅层地能。千瓦的浅层地能。 Page 79 地源热泵冬天代替锅炉从土壤中取热，向建筑物供暖，夏天代替普通空调向土壤排热，给建筑物制冷。称为二十一世纪的 “绿色空调技术” 地源热泵地源热泵是目前效率最高、对环境最有利的热是目前效率最高、对环境最有利的热水、取暖和制冷系统。水、取暖和制冷系统。Page 80Page 81n热泵机组装置主要有：热泵机组装置主要有： 压缩机、冷凝器、蒸发器和膨胀阀四部分压缩机、冷凝器、蒸发器和膨胀阀四部分组成。组成。 通过让液态工质通过让液态工质(制冷剂或冷媒制冷剂

51、或冷媒)不断完成：不断完成：蒸发（吸取环境中的热量）蒸发（吸取环境中的热量） 压缩压缩冷凝（放冷凝（放出热量）出热量）节流节流再蒸发的热力循环过程，从再蒸发的热力循环过程，从而将环境里的热量转移到水中。而将环境里的热量转移到水中。 Page 82：是输出冷量的设备，它的作用是使经节流阀：是输出冷量的设备，它的作用是使经节流阀流入的制冷剂液体蒸发，以吸收被冷却物体的热量，达到制冷的流入的制冷剂液体蒸发，以吸收被冷却物体的热量，达到制冷的目的；目的；：是输出热量的设备，从蒸发器中吸收的热量：是输出热量的设备，从蒸发器中吸收的热量连同压缩机消耗功所转化的热量在冷凝器中被冷却介质带走，达连同压缩机消耗

52、功所转化的热量在冷凝器中被冷却介质带走，达到制热的到制热的目的；目的；蒸发器壳管式冷凝器Page 83：起着压缩和输送循环工质从低温低压处到高温高压处的作起着压缩和输送循环工质从低温低压处到高温高压处的作用，是热泵（制冷）系统的心脏；用，是热泵（制冷）系统的心脏；Page 84：对循环工质起到节流降压作用，并调对循环工质起到节流降压作用，并调节进入蒸发器的循环工质节进入蒸发器的循环工质流量。流量。Page 851.按冷热源获取来源的种类分：热泵地源热泵空气源热泵复合热泵土壤源热泵水源热泵地下水源地表水源Page 86热泵闭式地源热泵开式地源热泵地埋管抛管地下水地表水水平埋管垂直埋管江河湖海空气

53、Page 87Page 88（一）土壤源热泵原理（一）土壤源热泵原理 土壤源热泵是利用地下常温土壤温度相土壤源热泵是利用地下常温土壤温度相对稳定的特性，通过深埋于建筑物周围的对稳定的特性，通过深埋于建筑物周围的管路系统与建筑物内部完成热交换的装置。管路系统与建筑物内部完成热交换的装置。冬季从土壤中取热，向建筑物供暖；夏季冬季从土壤中取热，向建筑物供暖；夏季向土壤排热，为建筑物制冷。它以土壤作向土壤排热，为建筑物制冷。它以土壤作为热源、冷源，通过高效热泵机组向建筑为热源、冷源，通过高效热泵机组向建筑物供热或供冷。物供热或供冷。四、热泵原理四、热泵原理Page 89地源热泵图示地源热泵图示Page

54、 90 1、垂直埋管、垂直埋管-深层土壤深层土壤 垂直埋管可获取地下深层垂直埋管可获取地下深层土壤的热量。垂直埋管通土壤的热量。垂直埋管通常安装在地下常安装在地下50-150米深米深处，一组或多组管与热泵处，一组或多组管与热泵机组相连，封闭的塑料管机组相连，封闭的塑料管内的防冻液将热能传送给内的防冻液将热能传送给热泵，然后由热泵转化为热泵，然后由热泵转化为建筑物所需的暖气和热水。建筑物所需的暖气和热水。垂直埋管是地源热泵系统垂直埋管是地源热泵系统的主要方式。的主要方式。 Page 912、水平埋管、水平埋管-大地表大地表层在地下层在地下2米深处米深处水平放置塑料管，水平放置塑料管，塑料管内注满防冻塑料管内注满防冻的液体