制冷技术与设备.ppt

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1、2023/10/20,1,制冷技术与设备,供热通风与空调工程技术专业,与制冷有关的人工环境试验有：,(1)低温环境试验,(2)湿热试验,(3)盐雾试验：,目的：是确定军用及民用设备在低温条件下储存和工作的适应性。,用途:用于科研研究、医辽用品的保存、生物制品、远洋制品、电子元件、化工材料等特殊材料的低温实验及储存。,：把试样暴露在低温环境中进行的试验，通常用温度和试验持续时间表示严酷等级,：在交变高温、高湿或恒定高温、高湿条件下，检查产品或试件电气性能 及锈蚀性等的试验。,将试样置于用氯化钠等溶液制成的雾状环境中，在规定的条件下所进行的腐蚀试验。,目的：主要利用盐雾试验设备所创造的人工模拟盐雾

2、环境条件来考核产品或金属材料耐腐蚀性能,(4)其他（多种气候试验，空间模拟实验等）,何为制冷技术？,简言之：为“上天入地”的所有人工环境领域提供冷（热）源的技术,用人工方法构成各种人们所希望达到的环境条件，包括地面的各种气候变化和高空宇宙及其它特殊的要求。,重要且应用广泛,环境问题突出制冷行业倍受关注：,为何学习制冷技术？,军用、民用、工业、人们日常生活需要制冷；,且在很多行业中，如何有效制冷成为解决问题的关键;,2.破坏环境（ODP、GWP,指消耗在建筑中的采暖、空调、降温、电气、照明、炊事、热水供应等所消耗的能源。采暖、空调能耗约占建筑能耗的40%55%,建筑能耗占全国总能耗的比例1978

3、：10%(建设部)；2001：27.45%(建设部)2006：18.8%(白皮书)；2007：25.5%(白皮书),我国建筑能耗现状,1.消耗能源最多的行业之一；,破坏臭氧层潜能值（Ozone Depletion Potential;ODPCO2=0）,温室效应潜能值（Global Warming Potential；GWPCO2=1）,教学目的 掌握常规制冷系统的基本原理 掌握常规制冷系统其部件的结构明确影响制冷系统的特性的因素 达到空调用制冷系统简单设计的基本要求内容简介 以单级蒸气式制冷装置为主，重点阐述其工作原理、构造、系统设计、工作特性、运行调节问题 适当介绍利用热能的吸收式制冷技术

4、 简述国内外各种空调用制冷机组、发展方向及其所涉及的主要技术内容,学习制冷课程的基本要求,绪论（2）单元一：制冷剂与载冷剂（4）单元二：蒸气压缩式制冷的热力学原理(10)单元三：多级蒸气压缩式制冷循环原理（8）单元四：蒸气压缩式制冷机（8）单元五：吸收式制冷循环原理（6）单元六：吸收式制冷机（10）单元七：其他制冷技术（4）其他（2）,章节构成及学时分配（64学时）,重点,演示实验1、2、3 实验目的：明确制冷系统及其部件的结构、工作原理 实验方法：演示或动手实验、参观和研究制冷装置各部件实物 试验内容 通过制冷原理实验台，掌握蒸气压缩式制冷、吸收式制冷的基本原理 掌握蒸气压缩式、吸收式制冷装

5、置各部件的结构、工作原理 从制冷循环试验中观察制冷系统内部参数随调节量变化的变化规律（或趋势）,实验部分（6学时）,2023/10/20,7,教材及参考资料,教材孙见君等.制冷技术.化学工业出版社，2007 教学参考书陆亚俊等.空调工程中的制冷技术.哈尔滨工程大学出版社，2001王如竹等.制冷原理与技术.科学出版社，2003吴业正等.制冷原理与设备.西安交通大学出版社，1987,2023/10/20,8,教材及参考资料,期刊资料,暖通空调 制冷学报 建筑热能通风空调 建筑科学（环境能源版，单月出版）ASHRAE Journal(美国供热制冷与空调工程师协会ASHRAE)网易暖通,两部分,本课程

6、成绩组成,课堂成绩（90%）,实验成绩（10%）,考试成绩（7080%）：严禁作弊！,平时成绩（2030%）,考勤成绩：,作业成绩,旷课：-3/次;事假：-2分/次；病假：-1分/次；全勤：满分,绪 论,一、基本概念和制冷方法二、制冷技术分类 三、制冷技术发展概况四、制冷技术的应用五、制冷技术的研究目的 六、本课程的主要研究内容,2023/10/20,10,绪论 一、基本概念,1、制冷的定义使自然界的某物体或空间低于周围环境温度，并使之维持这个温度的技术。2、制冷的途径两种：（一）利用天然冷源;（二）利用人工（造）冷源（一）利用天然冷源;主要指利用自然界中天然存在的温度较低的介质冷却物体或空间

7、。（天然冰，深井水等）优点：廉价；不需要复杂的技术设备。缺点：受时间、地区等条件限制；不宜用来大量获取低于0的温度。,2023/10/20,12,一、基本概念,制冷剂：制冷系统中把热量从被冷却介质传给外部环境介质的内部循环流动的工作介质。制冷循环：在制冷机中，制冷剂进行周而复始的吸热、放热的热力循环。,（二）利用人工（造）冷源人工制冷热力学基础（遵循的原则）：热力学第二定律（1）内容：两种经典表述（1850年）克劳修斯：“不可能把热量从低温物体传到高温物体而不引起其他变化”；（1851年）开尔文：“不可能只从单一热源吸取热量，使之完全变为机械能，而不引起其他变化”；两种表述实质上等效的。（2）

8、数学表达式,S0,S=0：对可逆过程而言,S0：对不可逆过程而言,（3）意义：表明了热量传递的条件及传递方向。,引起其他变化,过程朝着S0的方向进行,指出：任何热力过程都遵循热力学第一定律；但只有遵循热力学第二定律的过程才能实现,人工制冷的方法,（1）液体气化法,液体,气体,吸热（Q吸）,物体,t物体,蒸气压缩式制冷,单级重点介绍；,双级（多级）,复叠式,（在蒸气压缩式制冷理论循环的改善中）简单介绍,吸收式制冷,二元溶液，以LiBr制冷为介绍对象,蒸气喷射式制冷第三版不介绍，参见第二版或工程热力学,（2）气体膨胀法参见第二版课本P199“结束语”,（3）热电制冷法,（4）绝热去磁法等,2023

9、/10/20,15,制冷方法,人造冷源制冷技术 液体汽化制冷 气体绝热膨胀制冷 热电制冷,2023/10/20,16,人造冷源制冷技术,液体汽化制冷：利用液体气化需吸收气化潜热的原理实现制冷。如：蒸汽压缩式制冷、吸收式制冷、蒸汽喷射式制冷(本课程的主要研究内容),2023/10/20,17,人造冷源制冷技术,2023/10/20,18,人造冷源制冷技术,气体绝热膨胀制冷：将高压气体进行绝热膨胀，使其压力、温度下降，利用降温后的气体来吸取被冷却物体的热量从而制冷。,2023/10/20,19,人造冷源制冷技术,2023/10/20,20,热电制冷：利用某种半导体材料的热电效应实现制冷。,人造冷源

10、制冷技术,1834年，法国科学家珀尔帖发现：两种不同金属组成的闭合回路接上直流电源，则一个接点变冷（吸热）,另一个接点变热（放热），这种现象称为珀尔帖效应。,二、制冷技术分类,2023/10/20,21,依制冷温度的不同,-120普通制冷,高温：010,中温：0-20,低温：-20-60,超低温：-60-120,20K-120深度制冷,20K低温制冷,2023/10/20,22,二、制冷技术分类,不同制冷温度的获得方法及其应用场合,2023/10/20,23,三、制冷技术发展概况,18301930，主要采取NH3、CO2、空气等作为制冷剂；1934年美国人波尔金斯成功试制了第一台以乙醚为工 质

11、、闭式循环的蒸汽压缩式制冷机；19301990，主要采用氟里昂作为制冷剂；1990，积极寻找无污染的制冷剂，替代氟利昂。,四、制冷的应用,四个方面,（一）空气调节方面空调的冷源,1、为生产工艺提供恒温恒湿的空气环境：如：光学仪器、精密计量、半导体、合成纤维等生产工艺；,2、提供机器性能试验所需温湿度条件的人工气候室:如：飞机发动机、航空仪表、特殊气候地区使用的汽车、电器设备、甚至一些军事武器弹药等；,3、为公共场合、交通工具和人们生活提供舒适条件:如：旅馆、剧院、住宅、汽车、轮船、火车等,4、用于对制冷装置冷凝热加以利用的热泵:,（二）食品和物资储存方面 冷冻（藏）库、冰箱、冰柜:（肉、蛋、鱼

12、、药、血浆的贮存）,（三）工业生产工艺方面,1、工业上的石油裂解、石油脱蜡、合成橡胶、合成纤维、甲烷及乙烯等重要原料的提取；,2、气体的液化液化温度:O2（90.17K）；N2(77.34K);H2(20.25K),（四）低温和超低温方面,1、超导材料的研究：,2、宇宙空间模拟、高真空的获得、半导体激光、红外线探测等；,低于某一温度时，金属电阻R=0Pb：7.26K；Zn:0.79K,用于输电；超大磁场；,青铜鉴缶:1978年湖北随州市曾侯乙墓出土，是酒器，非乐器,章立凡（1950年生，近代史学者）先生撰文指出,青铜鉴缶：由青铜鉴和青铜缶套合而成。外套为鉴，缶在其中，缶的外壁和鉴的内壁之间有很

13、大的空间，具有冰镇、加温酒水的双重功能,被誉为我国目前所见最早的古“冰箱（或暖箱）”,2023/10/20,25,减少能耗，如充分利用太阳能、地热能等可再生能源；合理选择和利用制冷剂；提高制冷机的热力性能。,五、制冷技术的研究目的,2023/10/20,26,制冷原理及相应的制冷循环；制冷工质(制冷剂和载冷剂)的性质及选择；蒸汽压缩制冷系统的概念、理论、原理、设备、设计及安装等。,七、本课程的主要研究内容,本章重点内容,1、何为制冷技术?2、实现制冷有哪几种途径？3、根据制冷温度的不同，制冷分为哪几类？其制冷温度范围怎样的？空气调节用制冷技术属于该分类标准下的哪种制冷？4、简要介绍制冷的主要应用领域。,2023/10/20,28,