制冷技术与空调原理教材

制冷技术与空调原理第一节基本概念1、制冷：就是把某一物体或空间（包括空间内的物体）的温度降低到低于环境介质的温度，并保持这一低温状态的过程。2、冷却：冷却是可以自发地进行，但高温物体的温度不可能降低到低于环境介质的温度。3、制冷机：为了达到和保持某一物体或空间（包括空间内的物体）的温度的目的，不断地将该物体或空间的热量以及由外界传入的热量转移到外界环境中去，这一非自发的过程，需要消耗外界能量来进行补偿，实现这一过程所需要的设备称为制冷机。4、制冷剂：就是制冷机中使用的工作介质。制冷剂在制冷机循环流动。5、空气调节（简称空调）：就是通过对室内空间的空气参数——温度、湿度、气流速度、洁净度等的调节，将室内空气参数控制在一定技术要求范围内，以满足生产工艺或人们对舒适环境的需求。6、制冷与空调的关系：制冷与空调是两个密切相关的学科。空调是制冷技术的重要应用之一。7、制冷方法：分为天然冷源和人工制冷两大类。8、天然冷源：如深井水、冬天贮冰，但它受到季节、地域、贮存条件等限制。9、人工制冷的方法：相变制冷、气体膨胀制冷、热电制冷等。10、相变制冷：利用物质由液态变为气相时的吸热效应来获取冷量的方法。此方法在实际应用中占绝大多数，具体应用的有蒸汽压缩式、吸收式、蒸汽喷射式、吸附式等四种制冷方式。11、气体膨胀制冷：将高压气体作绝热膨胀，使其压力、温度下降，利用降温后气体来吸取被冷却物体的热量，从而达到制冷目的。12、热电制冷：又称为温差电制冷或半导体制冷。它是建立在珀尔帖效应的原理上的一种新型的制冷应用。基本模型是：将两种不同的材料的一端彼此连接起来，另一端接上电源。，则在一端将会产生吸热（制冷）效应，，另一端产生放热效应。第二节制冷技术的应用范围1、食品的冷加工、冷藏及冷藏运输；2、空气调节；3、工业生产；4、产品性能试验；5、医疗、制药、生物工程；6、建筑工业等。第三节制冷技术发展史一、制冷技术发展史1、1834年英国人----波尔金斯试制成功第一台乙醚闭式循环蒸汽压缩式制冷机；2、1875年德国人林杰提出氨蒸汽压缩式制冷机，成为公认的制冷机始祖；3、1901年被美国人称为“空调之父”的开利尔创建了第一个暖通空调实验室，1911年12月他得出了空气干球温度、湿球温度和露点温度的关系，空气显热、潜热和焓值计算公式，会出了空气的焓湿图，成为了空调理论的奠基人；5、1930年密其来首次发现氟利昂，给制冷技术带来新的变革，使氟利昂制冷机得到飞跃发展；6、氟利昂制冷机带来问题：A、大气臭氧层空洞；B、全球变暖；C、原因所在：部分氟利昂工质（CFCs）7、解决办法：A、禁止使用氟利昂工质CFCs；B、开发无污染工质；C、利用太阳能；第一章热力学原理第一节热力学基本定律一、热力学第一定律及稳定流动能量方程式1、热力学第一定律（简称能量守恒定律）：是能量守恒和转换定律在具有热现象的能量转换中的应用。它指出：自然界一切物质都具有能量，物质从一种形式转换为另一种形式，从一个物体传递给另一个物体，在转换和传递过程中能量的数量不变(即在任何发生能量换热的热力过程中，转换前后能量的总量维持恒定）。2、稳定流动能量方程式Q+N=G（h2-h1）Q——单位时间内加给系统的热量（kW）N——单位时间内加给系统的功（kW）G——流进或流出该系统的质量流量（m3/h）h1——流体流入系统时的比焓（kJ/kg）h2——流体流出系统时的比焓（kJ/kg）二、热力学第二定律（简称开尔文定律）1、热力学第二定律：不可能把热量从低温物体传到高温物体而不需要附加条件（如制冷机）；不可能从单一热源取热使之变为有用功而不产生影响；不可能造出一种机器在循环动作中把一重物提升而同时使一热库冷却。2、热力学第二定律阐述了热功转换的方向性、条件及限制。3、制冷装置是根据热力学第二定律，用消耗一定的压缩功或热能（或电能）作为补偿条件，把热量从低温库传递到外界的高温环境中，从而达到连续制冷的目的。第二节卡诺循环与逆卡诺循环一、热力循环即一个封闭的热力过程称为热力循环。在热力循环中，热力系统从某一初始状态出发，工质经过一系列状态变化后又回到初始状态，其目的是通过工质的状态变化来实现预期的能量转换。在热力工程中，最常见的两类热力循环为热机循环和制冷（或热泵）循环，热力循环中的工作物质称工质，制冷循环中的工质通常称为制冷剂。

从高温热源吸取热量而实现对外做功的热力循环称为热机循环。将热量从低温热源中取出，并排放到高温热源中的热力循环称为制冷循环。二、卡诺循环由两个等温过程和两个绝热过程组成的可逆的热机循环，称为卡诺循环。在给定的高低温热源条件下，按卡诺循环工作，热机将有最高的效率。三、逆卡诺循环如果工质按卡诺循环的线路反方向进行循环，则称做逆卡诺循环（制冷机理想循环）。由于热量由低温移向高温，类似于将水从低处输送到高处，所以可将逆卡诺循环工作的热机称为热泵或制冷机。制冷机工作的必要条件是消耗外功，不消耗外功，自发地从低温物体把热量传给高温物体是不可能的。制冷系数：即评价逆卡诺循环的经济性。εk=q1/L=q1/q2-q1=T1/T2-T1由上式可得：（1）逆卡诺循环的制冷系数取决于冷源和热源的温度，而与所用制冷剂的性质无关；（2）冷热源的温差越大，制冷系数就越小，制冷机的经济性越差；（3）由热力学第二定律证明，在一定的温度条件下，逆卡诺循环的制冷系数最大，实际制冷循环的制冷系数都比它小。第二鼻章灭蒸裹汽压房诚缩式宇制冷胀循环第一箱节绪单余级蒸拢汽压安缩式黎制冷湾的工毅作原默理一、厕压—焓图陕（p-革h图）等压建线——水平灵线等焓位线——垂直看线等温松线——液态悔区垂轨直线两相潮区水孝平线过热悦区右栗下方生弯曲蛮线等熵鹅线——向右幸上方章倾斜条实线等容咸线——向右胶上方酸倾斜烫点化中线等干晶线——只存吸在于男两相异区其方桶向视纲干度菜大小激定phKsνχχχ=台1χ=苹0ppt二、单级旗蒸汽正压缩齐式制脾冷理霞想循痕环122’34lgph压缩沫机冷凝傅器膨胀国阀蒸发蓄器三、单级吨蒸汽元压缩丑式制打冷实掏际循报环33’22’11’4’4ph第三是章竭制冷题剂及佳载冷类剂第一西节播对仅制冷窑剂的寻要求挡及制递冷剂约分类一、琴对制速冷剂材的要咐求制冷鞠剂应蛮具有吐较好续的热然力性孟质和副物理倍、化渡学性伤质，侍具体症要求疼如下扮：1、临担界温揭度不箱太低蚕，以践便在汇常温狂下及毒普通饼低温枝下能卡够液相化2、工棕作温咬度范戒围内挠具有厌适宜羊的饱初和蒸晃汽压错力3、单昨位制偏冷量柄大4、粘徐度和腥密度惨小，尖以减课少流殃动阻仪力5、热梦导率丹高，开以减瓣少换舍热设混备的馒传热档面积6、不揭燃烧浇、不替爆炸串、无役毒，忧对金傻属材水料不山腐蚀意、与露润滑音油不色发生稳化学辛作用宿、高显温下僻不分宪解7、绝视热指庆数小菠，可汪降低织排气争温度8、凝哈固温娇度低9、应晕具有猾良好尊的电史绝缘纵性能10、价眨格低幅廉11、对海人类费生态取环境谦无破同坏作蹄用12、单子位容满积压奔缩功灾率小二、挖制冷影剂分诵类1、按躬物质腥种类室划分番：无机救化合摩物：愈水、有氨、盾二氧角化碳界等饱和清碳氢锡化合铺物的愈氟、傻氯、豪溴衍削生物率（氟最利昂宪），劲主要猛是甲覆烷和殖乙烷董的衍考生物倡，如打：R1串1、R1见2、R2洋2、R5秤02、R1笋34捕a、R4赚07弟c、R4症10洞a等饱和筹碳氢级化合愉物：截乙烷背、丙删烷等不饱胀和碳沾氢化德合物墙：乙捕烯、歉丙烯靠等2、按棋标准钳蒸发昂温度衬划分西：高温及（低悦压）砖制冷凤剂：熟蒸发犬温度ts＞0℃冷凝钞压力pk律≤0休.2坏~0智.3久MP缠a常用挑有R1阿1、R1狸13中温趁（中既压）浸制冷亦剂：蚕蒸发铜温度0℃＞ts＞-6怀0℃，冷凝培压力0.杀3M芝Pa＜pk＜2.她0M辽Pa常用结有R1现2、R2奖2、R1赏34膝a低温书（高炮压）撒制冷宫剂：鹊蒸发榜温度ts体≤-杨60赛℃常用候有R1概3、R5巧03三、CF姥Cs的禁灰用、烈限制恢和替绕代1、问违题的曾提出2、CF楚Cs的限椒用与滑禁用3、替欣代制贵冷剂朽的研寄究动画向第二稍节央载服冷剂一、纳对载险冷剂贺的要互求1、在锅使用滑温度只范围建内呈遭液态注（凝告固点懂低）别，挥咸发性觉小2、无撤毒，旧对人借体无锅刺激欲性3、粘门度小级，相撞对密药度小军，传们热性跨能好4、对厉金属独腐蚀有性小5、不扒易燃关烧，待无爆赚炸危爬险6、比肠热容请较大7、化秀学稳拔定性仇好8、价颤格低各廉，盘易于缩慧获得二、疾常用甲的载旋冷剂1、空句气2、水3、盐闲水溶增液4、有洽机物惭载冷钥剂三、等润滑铺油的寸作用1、润蜡滑作叼用2、散策热作取用3、密干封作饥用4、消辨声作诉用5、动避力作醒用第四葡章姐其他蒙制冷蚕方式第一获节轿吸示收式侦制冷题机第二凳节奴蒸饿汽喷泪射式奸制冷岂机第三到节煌吸怨附式露制冷第四楼节把热惨电制且冷第五致节扯气执体制泪冷机第五籍章牵制布冷压仗缩机一、待按压察缩机猾运动辜副和菜结构亲分类1、按漠压缩挡机运圣动副捐分类活塞义式压罩缩机涡旋茶式压闷缩机螺杆沫式压灾缩机离心葛式压温缩机芬（非伸容积宿式，拐为速封度型著）滚动渴转子就压缩奏机斜盘顺式压拴缩机2、按续压缩榨机结牲构分大类全封破闭半封步闭开式二、罢按吸转入压纲力饱必和温补度划李分高温絮压缩都机：艘吸入披压力哥饱和举温度10狐℃~华-1趣0℃中温沟压缩晴机：谜吸入援压力奇饱和落温度0℃寸~-行20兔℃低温您压缩宾机：扮吸入兵压力镰饱和吉温度竭＜-2乱0℃第六判章违冷游凝器烟和蒸殃发器第一键节歇冷趴凝器冷凝汗器风冷冷凝预器水冷冷凝擦器卧式嫁壳管沟式冷链凝器立式湿壳管昂式冷武凝器套管零式冷磨凝器钎焊仔板式计冷凝傅器螺旋肚板式武冷凝吊器自然决对流宫冷却挤式冷子凝器强迫阀对流歪冷却缓式冷堆凝器蒸发尿式冷祝凝器铜管荒铝翅换热疫器第二脚节仇蒸购发器蒸发死器冷却液体载冷剂蒸发器冷却空气蒸发器满液辨式壳米管式孩蒸发丈器干式阵壳管肢式蒸遇发器直立闹管式篮、螺罗旋管谣式、蜓蛇管炕式蒸相发器铜管煮铝翅秩换热央器冷却串排管第七葵章锄节金流元歇件及瞧辅助寒器件第一钩节俭节剩流元爷件1、手目动节烂流阀2、浮婚球阀3、线肃性浮闲阀4、孔捆板节哑流装挂置5、毛位细管6、热愤力膨秒胀阀7、电号子膨任胀阀第二铜节评辅扶助器妄件1、贮姨液器2、气杆液分御离器3、油分掠离器4、干袋燥过干滤器5、安竹全阀6、视天液镜7、压势力控乡丰制器遥（高蚀压、洪低压喂）8、压读力开蚕关9、换泼向阀10、能轨量调巩节阀11、电孟磁阀12、截田止阀13、单凶向阀14、针泽阀15、压金力表16、分格液头17、压仿力调妈节阀18、过盘冷器19、过仍热器20、不混凝性当气体葡分离粒器等第二浴节扒辅归助器叔件一、屋弱电如元器俗件1、可仆编程笋控制解器2、数接字量/模拟餐量输欠入输原出扩膏展模妨块3、触舞摸屏刘手操删器4、温活度传花感器5、防杠冻开术关6、温番度开困关7、水钟流开猛关二、耀低压危电器鸡元件1、空扑气开岭关2、交肌流接作触器3、热嘱过载暮保护族器4、中笼间继岔电器5、时尿间继药电器6、电船源保象护器徐（相慢序、聚缺相奸）7、急趟停开葬关第八弄章较电呜制冷窜空调王机组越分类第一岗节嘉冷袄水机屠组冷水机组水冷冷水机组风冷冷水机组活塞邻式水臭冷水羡机组遍：5K拣W~箭20汽0K她W螺杆赖式水锡冷冷芒水机示组：10宴0K悲W~唉14细00怪KW离心监式水绒冷冷粉水机梦组：35宰0K率W~醋35液00双0K咐W水源叹热泵落冷水己机组涡旋忆式水扁冷冷母水机互组：5K握W~河80炕KW活塞荣式风街冷冷潜（热京）水受机组慨：5K栏W~车20怖0K肥W涡旋奔式风冷浸冷（坛热）椅水机电组：5K逮W~横80叔KW螺杆势式风冷咱冷（亭热）径水机外组：10汇0K躺W~熊80珍0K枝W第二敢节桐空沸调机貌组空调机组家用空调商业及工业空调窗式疏空调捷机分体召式空屋调机驱（壁旨挂、案立柜顿等）户式唉中央吓空调截冷（博热）捕水机音组户式胸中央蜘空调衫冷（素热）术风空给调机董组户式横水源鸭热泵共冷（烦热）秆水机划组户式幕水源武热泵嘉冷（醒热）心风空次调机物组风冷障单元活式空池调机煤组水冷拆单元执式空册调机念组屋顶与式空城调机雹组计算鸟机房肌空调辩机组VR细V空调球机组按功鹅能分嗽：单冷糕型电加就热冷壳热型热泵顷冷热释型恒温令恒湿鹅型按结停构分宇：立柜路式风道塔式第三劫节节常灰用冷段量单矿位一、俗常用弦冷量休单位1策kW（千沸瓦）=膜86丧0膨kc世al形/h（大栋卡）1充kc培al金/h（大惭卡）=蒜1.办16蜻3滴W（瓦站）1岭RT（冷常吨）=遍35呆16药W（瓦狡）单位气换算偶举例拳：10乓0×蜓10