制冷原理與設(shè)備概述

制冷原理與設(shè)備天津商業(yè)大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院制冷與空調(diào)工程系李慧宇教學(xué)主要內(nèi)容：制冷原理各種制冷方法概述單級蒸氣壓縮式制冷循環(huán)制冷劑雙級蒸氣壓縮式制冷循環(huán)復(fù)疊式蒸氣壓縮式制冷循環(huán)制冷設(shè)備冷凝器和蒸發(fā)器節(jié)流機(jī)構(gòu)及其他輔助設(shè)備教學(xué)參考書：制冷原理與設(shè)備吳業(yè)正主編，機(jī)械工業(yè)出版社制冷與低溫原理陳光明陳國邦主編，機(jī)械工業(yè)出版社制冷原理與裝置鄭賢德主編，機(jī)械工業(yè)出版社空調(diào)調(diào)節(jié)用制冷技術(shù)彥啟森主編，中國建筑工業(yè)出版社課程學(xué)習(xí)要求：了解并掌握蒸氣壓縮式制冷的基本原理及其循環(huán)特點(diǎn)；了解并掌握制冷機(jī)設(shè)備的各種類型及其設(shè)計(jì)計(jì)算；了解各種制冷方法的基本原理及其循環(huán)；通過本課程的學(xué)習(xí)，能夠進(jìn)行制冷循環(huán)的熱力計(jì)算及機(jī)器設(shè)備的選型（或設(shè)計(jì)）；按時(shí)完成作業(yè)。緒論制冷技術(shù)實(shí)現(xiàn)制冷的途徑制冷技術(shù)的應(yīng)用制冷技術(shù)的研究內(nèi)容和基礎(chǔ)理論緒論一、制冷技術(shù)1.制冷的定義：制冷就是使某一空間內(nèi)物體的溫度低于周圍環(huán)境介質(zhì)的溫度，并維持這個(gè)低溫環(huán)境的過程。2.實(shí)現(xiàn)制冷的途徑：天然冷卻

利用自然界的物質(zhì)來完成的降溫過程人工制冷—利用制冷裝置獲得所需的低溫，但要消耗能量（如：電能、熱能、機(jī)械能、太陽能等）。3.制冷機(jī)機(jī)械制冷中所需機(jī)器設(shè)備的總合稱為制冷機(jī)。4.制冷劑制冷機(jī)中使用的工作介質(zhì)稱為制冷劑。制冷劑在制冷機(jī)中循環(huán)流動，同時(shí)與外界發(fā)生能量交換，即不斷地從被冷卻對象中吸取熱量，向環(huán)境排放熱量。二、實(shí)現(xiàn)人工制冷的方法1.利用物質(zhì)的相變來吸熱制冷；

融化（固體—液體）氣化（液體—?dú)怏w）升華（固體—?dú)怏w）氣化制冷（蒸氣制冷）：包括蒸氣壓縮式制冷、吸收式制冷、蒸汽噴射式制冷、吸附式制冷。2.利用氣體膨脹產(chǎn)生低溫氣體等熵膨脹時(shí)溫度總是降低的，產(chǎn)生冷效應(yīng)。3.氣體渦流制冷高壓氣體經(jīng)渦流管膨脹后，可分為冷熱兩股氣流；4.熱電制冷（半導(dǎo)體制冷）利用半導(dǎo)體的溫差電效應(yīng)實(shí)現(xiàn)的制冷。根據(jù)制冷溫度的不同，制冷技術(shù)可大體上劃分三大類：普通冷凍：＞120K深度冷凍：120K~20K低溫和超低溫：＜20K。t=T-273.15(t,℃;T,Kelvin開）T=273+t三.制冷技技術(shù)的的研究究內(nèi)容容1）研究究獲得得低溫溫的方方法和和有關(guān)關(guān)的機(jī)機(jī)理以以及與與此相相應(yīng)的的制冷冷循環(huán)環(huán)，并并對制制冷循循環(huán)進(jìn)進(jìn)行熱熱力學(xué)學(xué)的分分析和和計(jì)算算。2）研究究制冷冷劑的的性質(zhì)質(zhì)，從從而為為制冷冷機(jī)提提供性性能滿滿意的的工作作介質(zhì)質(zhì)。3）研究究實(shí)現(xiàn)現(xiàn)制冷冷循環(huán)環(huán)所必必需的的各種種機(jī)械械和技技術(shù)設(shè)設(shè)備，，包括括它們們的工工作原原理、、性能能分析析、結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)，，以及及制冷冷裝置置的流流程組組織、、系統(tǒng)統(tǒng)配套套設(shè)計(jì)計(jì)。四.制冷技技術(shù)的的應(yīng)用用１.空調(diào)工工程空調(diào)工工程是是制冷冷技術(shù)術(shù)應(yīng)用用的一一個(gè)廣廣闊領(lǐng)領(lǐng)域。。光學(xué)學(xué)儀器器儀表表、精精密計(jì)計(jì)量量量具、、紡織織等生生產(chǎn)車車間及及計(jì)算算機(jī)房房等，，都要要求對對環(huán)境境的溫溫度、、濕度度、潔潔凈度度進(jìn)行行不同同程度度的控控制；；體育育館、、大會會堂、、賓館館等公公共建建筑和和小汽汽車、、飛機(jī)機(jī)、大大型客客車等等交通通工具具也都都需有有舒適適的空空調(diào)系系統(tǒng)。。２.食品工程易腐食品從從采購或捕捕撈、加工工、貯藏、、運(yùn)輸?shù)戒N銷售的全部部流通過程程中，都必必須保持穩(wěn)穩(wěn)定的低溫溫環(huán)境，才才能延長和和提高食品品的質(zhì)量、、經(jīng)濟(jì)壽命命與價(jià)值。。這就需有有各種制冷冷設(shè)施，如如冷加工設(shè)設(shè)備、冷凍凍冷藏庫、、冷藏運(yùn)輸輸車或船、、冷藏售貨貨柜臺等。。３.機(jī)械與電子子工業(yè)精密機(jī)床油油壓系統(tǒng)利利用制冷來來控制油溫溫，可穩(wěn)定定油膜剛度度，使機(jī)床床能正常工工作。對鋼鋼進(jìn)行低溫溫處理可改改善鋼的性性能，提高高鋼的硬度度和強(qiáng)度，，延長工件件的使用壽壽命。多路路通訊、雷雷達(dá)、衛(wèi)星星地面站等等電子設(shè)備備也都需要要在低溫下下工作。４.醫(yī)療衛(wèi)生事事業(yè)血漿、疫苗苗及某些特特殊藥品需需要低溫保保存。低溫溫麻醉、低低溫手術(shù)及及高燒患者者的冷敷降降溫等也需需制冷技術(shù)術(shù)。５.國防工業(yè)和和現(xiàn)代科學(xué)學(xué)在高寒地區(qū)區(qū)使用的發(fā)發(fā)動機(jī)、汽汽車、坦克克、大炮等等常規(guī)武器器的性能需需要作環(huán)境境模擬試驗(yàn)驗(yàn)，火箭、、航天器也也需要在模模擬高空條條件下進(jìn)行行試驗(yàn)，這這些都需要要人工制冷冷技術(shù)。人人工降雨也也需要制冷冷。６.家用冰箱及及空調(diào)等日日常生活方方面也是制制冷技術(shù)的的應(yīng)用。拼裝式冷庫庫結(jié)構(gòu)簡圖圖大型裝配式式冷庫外形形圖果汁機(jī)樓宇空調(diào)陳列柜五.制冷技術(shù)的的發(fā)展歷史史1755年，愛丁堡堡的化學(xué)教教授庫倫利利用乙醚蒸蒸發(fā)使水結(jié)結(jié)冰。他的的學(xué)生布拉拉克從本質(zhì)質(zhì)上解釋了了融化和汽汽化現(xiàn)象，，導(dǎo)出了潛潛熱的概念念，并發(fā)明明了冰量熱熱器，標(biāo)志志著現(xiàn)代制制冷技術(shù)的的開始。1834年，在倫敦敦工作的美美國發(fā)明家家波爾金斯斯造出了第第一臺以乙乙醚為工質(zhì)質(zhì)的蒸氣壓壓縮式制冷冷機(jī)，并正正式呈請了了英國第6662號專利。這這是后來所所有蒸氣壓壓縮式制冷冷機(jī)的雛型型。1875年，卡列和和林德用氨氨作制冷劑劑，制造了了氨蒸氣壓壓縮式制冷冷機(jī)。1844年，美國人人J.Gorrie發(fā)明了空氣氣循環(huán)式制制冷機(jī)，并并于1851年獲得美國國專利，這這是世界第第一臺制冷冷和空調(diào)用用機(jī)器。1858年，美國人人尼斯取得得了冷庫設(shè)設(shè)計(jì)的第一一個(gè)美國專專利，從此此商用食品品冷藏事業(yè)業(yè)開始發(fā)展展。我國制冷的的發(fā)展簡史史人類最早的的制冷方法法是利用自自然界存在在的冷物質(zhì)質(zhì)－冰、深深井水等。。我國早在在周朝就有有了用冰的的歷史。到到了秦漢，，冰的使用用就更進(jìn)了了一步，據(jù)據(jù)《藝文志》記載：大秦秦國有五宮宮殿，以水水晶為柱拱拱，稱水晶晶宮，內(nèi)實(shí)實(shí)以冰，遇遇夏開發(fā)。。”這實(shí)質(zhì)是我我國最早的的空調(diào)房間間。到了唐唐朝已生產(chǎn)產(chǎn)冰鎮(zhèn)飲料料并已有了了冰商。冰冰酪、奶冰冰也發(fā)源于于中國，是是冰淇淋的的雛形，在在元朝時(shí)由由意大利著著名旅行家家馬可·波羅帶到了了歐洲。人工制冷至至今在世界界上才有100多年的歷史史。舊中國國制冷工業(yè)業(yè)基本上是是空白，解解放前上海海只有幾家家很小的“冰箱廠”且只搞維修修業(yè)務(wù)，全全國冷庫也也僅有幾座座。解放后后，制冷工工業(yè)得到飛飛速發(fā)展，，特別是八八十年代通通過引進(jìn)國國外先進(jìn)技技術(shù)，使我我國的制冷冷、空調(diào)產(chǎn)產(chǎn)品打入了了國際市場場。第一章制制冷方方法常用制冷的的方法有：：液體氣化制制冷氣體膨脹制制冷渦流管制冷冷熱電制冷液體汽化形形成蒸氣，，利用該過過程的吸熱熱效應(yīng)制冷冷的方法稱稱液體蒸發(fā)發(fā)制冷。當(dāng)液體處在在密閉的容容器內(nèi)時(shí)，，若容器內(nèi)內(nèi)除了液體體和液體本本身的蒸氣氣外不含任任何其它氣氣體，那么么液體和蒸蒸氣在某一一壓力下將將達(dá)到平衡衡。這種狀狀態(tài)稱飽和和狀態(tài)。如如果將一部部分飽和蒸蒸氣從容器器中抽出，，液體中就就必然要再再汽化出一一部分蒸氣氣來維持平平衡。以液體為制制冷劑，它它在汽化時(shí)時(shí)要吸收汽汽化潛熱，，該熱量來來自被冷卻卻對象，只只要液體的的蒸發(fā)溫度度比環(huán)境溫溫度低，便便可使被冷冷卻對象變變冷或者使使它維持在在環(huán)境溫度度以下的某某一低溫。。為了使上述述過程得以以連續(xù)進(jìn)行行，必須不不斷地從容容器中抽走走制冷劑蒸蒸氣，再不不斷地將液液體補(bǔ)充進(jìn)進(jìn)去。通過一定的的方法將蒸蒸氣抽出，，再令其凝凝結(jié)為液體體后返回到到容器中。。為使制冷劑劑蒸氣的冷冷凝過程可可以在常溫溫下實(shí)現(xiàn)，，需要將制制冷劑蒸氣氣的壓力提提高到常溫溫下的飽和和壓力。這這樣，制冷冷劑將在低低溫低壓下下蒸發(fā)，產(chǎn)產(chǎn)生制冷效效應(yīng)；又在在常溫和高高壓下凝結(jié)結(jié)，向環(huán)境境溫度的冷冷卻介質(zhì)排排放熱量。。凝結(jié)后的制制冷劑液體體由于壓力力較高，返返回容器之之前需要先先降低壓力力。液體蒸發(fā)制制冷循環(huán)必必須具備以以下四個(gè)基基本過程：：制冷劑液體體在低壓下下汽化產(chǎn)生生低壓蒸氣氣，將低壓蒸氣氣抽出并提提高壓力變變成高壓氣氣，將高壓氣冷冷凝成高壓壓液體，高壓液體再再降低壓力力回到初始始的低壓狀狀態(tài)。按照實(shí)現(xiàn)循循環(huán)所采用用的方式之之不同，液液體蒸發(fā)制制冷有蒸氣壓縮式式制冷蒸氣吸收式式制冷蒸氣噴射式式制冷吸附式制冷冷等系統(tǒng)組成：：1-壓縮機(jī)2-冷凝器3-膨脹閥4-蒸發(fā)器組成的密閉閉系統(tǒng)。圖1-1蒸氣壓縮式式制冷循環(huán)環(huán)流程圖§1-1蒸氣壓縮式式制冷蒸氣壓縮制制冷.exe工作原理：：制冷劑在蒸蒸發(fā)器中吸吸收被冷卻卻對象的熱熱量而蒸發(fā)發(fā)，產(chǎn)生的的低壓蒸氣氣被壓縮機(jī)機(jī)吸入，經(jīng)經(jīng)壓縮機(jī)壓壓縮后制冷冷劑壓力升升高，壓縮縮機(jī)排出的的高壓蒸氣氣在冷凝器器中被常溫溫冷卻介質(zhì)質(zhì)冷卻，凝凝結(jié)成高壓壓液體。高高壓液體經(jīng)經(jīng)膨脹閥節(jié)節(jié)流，變成成低壓、低低溫濕蒸氣氣，進(jìn)入蒸蒸發(fā)器，低低壓液體在在蒸發(fā)器中中再次汽化化蒸發(fā)。如如此周而復(fù)復(fù)始?！?-2.蒸氣吸收式式制冷系統(tǒng)組成：發(fā)生器、吸吸收器、冷冷凝器、蒸蒸發(fā)器、溶溶液熱交換換器、溶液液泵、冷劑劑泵等圖1-2吸收式制冷冷流程圖工質(zhì)對：制制冷劑與吸吸收劑常用：氨—水溶液溴化鋰—水溶液吸收式制冷冷機(jī)消耗的的熱源，可可以是廢熱熱、廢氣、、蒸汽、熱熱水或燃油油、燃?xì)獾鹊?。吸收式制冷?exe圖1-3單效熱水型型溴化鋰吸吸收式制冷冷機(jī)工作原理（（工作過程程）：Ⅰ.溴化鋰溶液液在發(fā)生器器中被熱源源加熱沸騰騰，產(chǎn)生出出制冷劑蒸蒸汽在冷凝凝器被冷凝凝成冷劑水水。冷劑水水經(jīng)U型管節(jié)流進(jìn)進(jìn)入蒸發(fā)器器，在低壓壓下蒸發(fā)，，產(chǎn)生制冷冷效應(yīng)。Ⅱ.發(fā)生器中出出來的濃溶溶液，經(jīng)熱熱交換器降降溫、降壓壓后進(jìn)入吸吸收器，與與吸收器中中的稀溶液液混合為中中間濃度的的溶液。中中間熱度的的溶液被吸吸收器泵輸輸送并噴淋淋，吸收從從蒸發(fā)器中中產(chǎn)生的冷冷劑蒸汽，，形成稀溶溶液。稀溶溶液由發(fā)生生器泵輸送送到發(fā)生器器，重新被被熱源加熱熱，形成濃濃溶液。氨水吸收式式制冷循環(huán)環(huán)工作原理理：在發(fā)生器中中的氨水濃濃溶液被熱熱源加熱至至沸騰，產(chǎn)產(chǎn)生的蒸氣氣（氨氣中中含有一小小部分水蒸蒸汽）經(jīng)精精餾塔精餾餾后（得到到幾乎是純純氨的蒸氣氣），進(jìn)入入冷凝器放放出熱量后后被冷凝成成液體，經(jīng)經(jīng)節(jié)流機(jī)構(gòu)構(gòu)節(jié)流，進(jìn)進(jìn)入蒸發(fā)器器，低壓液液體制冷劑劑，吸收被被冷卻物體體的熱量而而蒸發(fā)，達(dá)達(dá)到制冷的的目的，產(chǎn)產(chǎn)生的低壓壓蒸氣進(jìn)入入吸收器。。而發(fā)生器器中發(fā)生后后的稀溶液液，降壓后后也進(jìn)入吸吸收器，吸吸收由蒸發(fā)發(fā)器來的制制冷劑蒸氣氣，濃溶液液經(jīng)溶液泵泵加壓后送送入發(fā)生器器。如此不不斷循環(huán)。。單級氨水水實(shí)際循循環(huán).swf整個(gè)系統(tǒng)統(tǒng)包括兩兩個(gè)回路路：制冷冷劑回路路，溶液液回路。。系統(tǒng)中使使用制冷冷劑和吸吸收劑作作為工作作流體，，稱為吸吸收式制制冷的工工質(zhì)對。。吸收劑對對制冷劑劑氣體有有很強(qiáng)的的吸收能能力。吸吸收劑吸吸收了制制冷劑氣氣體后形形成溶液液。溶液液經(jīng)加熱熱又能釋釋放出制制冷劑氣氣體。因因此，可可以用溶溶液回路路取代壓壓縮機(jī)的的作用，，構(gòu)成蒸蒸氣吸收收式制冷冷循環(huán)。。制冷劑回回路由冷冷凝器、制冷劑劑節(jié)流閥閥、蒸發(fā)器器組成。高壓制冷冷劑氣體體在冷凝凝器中冷冷凝，產(chǎn)產(chǎn)生的高高壓制冷冷劑液體體經(jīng)節(jié)流流后到蒸蒸發(fā)器蒸蒸發(fā)制冷冷。溶液回路路由發(fā)生生器、吸收器器、溶液節(jié)節(jié)流閥、溶液熱熱交換器器和溶液泵泵組成。在吸收器器中，吸吸收劑吸吸收來自自蒸發(fā)器器的低壓壓制冷劑劑蒸氣，，形成富富含制冷冷劑的溶溶液，將將該溶液液用泵送送到發(fā)生生器，經(jīng)經(jīng)加熱使使溶液中中的制冷冷劑重新新以高壓壓氣態(tài)發(fā)發(fā)生出來來，送入入冷凝器器。另一方面面，發(fā)生生后的溶溶液重新新恢復(fù)到到原來成成分，經(jīng)經(jīng)冷卻、、節(jié)流后后成為具具有吸收收能力的的吸收液液，進(jìn)入入吸收器器，吸收收來自蒸蒸發(fā)器的的低壓制制冷劑蒸蒸氣。吸收過程程中伴隨隨釋放吸吸收熱，，為了保保證吸收收的順利利進(jìn)行，，需要用用冷卻的的方法帶帶走吸收收熱，以以免吸收收液溫度度升高。。如果將吸吸收式制制冷系統(tǒng)統(tǒng)與壓縮縮式制冷冷系統(tǒng)做做個(gè)對比比：吸收器好好比壓縮縮式制冷冷系統(tǒng)中中壓縮機(jī)機(jī)的吸入入側(cè)；發(fā)生器好好比壓縮縮機(jī)的排排出側(cè)；；對發(fā)生器器內(nèi)溶液液的加熱熱，提供供提高制制冷劑蒸蒸氣壓力力的能量量。普遍應(yīng)用用的工質(zhì)質(zhì)對有兩兩種：溴溴化鋰-水（制冷冷劑是水水），氨-水（制冷冷劑是氨氨）。溴化鋰吸吸收式制制冷機(jī)用用于制取取7-10℃的冷水；；氨水吸收收式制冷冷機(jī)能夠夠制冷的的溫度達(dá)達(dá)－20℃或更低。。§1-3.蒸氣噴射射式制冷冷圖1-4蒸氣噴射射式制冷冷循環(huán)流流程圖系統(tǒng)組成成：噴射器、、冷凝器器、蒸發(fā)發(fā)器、節(jié)節(jié)流閥、、泵。噴射器由由噴嘴、、吸入室室、擴(kuò)壓壓器組成成。循環(huán)流程程圖如圖圖1-4所示。蒸氣噴射射式制冷冷原理.swf工作原理理高壓的工工作蒸氣氣進(jìn)入噴噴嘴，膨膨脹并以以1000m/s以上的流流速流動動，于是是在噴嘴嘴出口處處造成很很低的壓壓力，這這就為蒸蒸發(fā)器中中水在低低溫下汽汽化創(chuàng)造造了條件件。由于于水的汽汽化吸熱熱，而使使未汽化化的水的的溫度下下降，為為空調(diào)系系統(tǒng)提供供低溫冷冷水。蒸蒸發(fā)器中中產(chǎn)生的的冷劑水水蒸氣與與工作蒸蒸氣在噴噴嘴出口口處混合合，一起起進(jìn)入擴(kuò)擴(kuò)壓器。。在擴(kuò)壓壓器中由由于流速速降低而而使壓力力升高，，進(jìn)入冷冷凝器，，放出熱熱量后被被冷凝成成為液體體，液態(tài)態(tài)水分兩兩路：一一路經(jīng)過過節(jié)流閥閥降壓后后送回蒸蒸發(fā)器，，繼續(xù)蒸蒸發(fā)制冷冷；另一一路用泵泵加壓后后送入鍋鍋爐。圖1-5蒸氣噴射射式制冷冷機(jī)理論論循環(huán)的的溫熵圖圖1-2表示工作作蒸氣在在噴嘴內(nèi)內(nèi)的膨脹脹過程2、3混合后的的狀態(tài)是是44-5是混合蒸蒸氣在擴(kuò)擴(kuò)壓器中中流動升升壓的過過程5-6冷凝器中中氣體的的凝結(jié)過過程6-7冷劑水的的節(jié)流過過程7-3冷劑水的的蒸發(fā)過過程6-9-1鍋爐的工工作過程程蒸氣噴射射式制冷冷機(jī)理論論循環(huán)的的溫熵圖圖循環(huán)熱力力分析：：制冷量：：Q0=qm0(h3-h6)kW式中：qm0——被引射蒸氣氣的質(zhì)量流流量，kg/s；h3——制冷劑流出出蒸發(fā)器時(shí)時(shí)的焓值，，kJ/kg；h6——凝結(jié)水出冷冷凝器時(shí)的的焓值,kj/kg。鍋爐熱負(fù)荷荷：Qh=qm1(h1-h6)kW式中：qm1——工作蒸氣的的質(zhì)量流量量，kg/s；h1——工作蒸氣出出鍋爐時(shí)的的焓值，kJ/kg。冷凝器熱負(fù)負(fù)荷：Qk=(qm0+qm1)(h5-h6)kW式中：h5——混合蒸氣進(jìn)進(jìn)冷凝器時(shí)時(shí)的焓值，，kJ/kg。循環(huán)熱平衡衡：Q0+Qh=Qk噴射系數(shù)：每公斤工工作蒸氣所所引射的制制冷蒸氣的的量（kg），即u=qm0/qm1理論噴射系系數(shù)：u=qm0/qm1=(h1-h5)/(h5-h3)§1-4.吸附制冷圖1-6太陽能沸石石—水吸附制冷冷原理圖吸附制冷也也消耗熱能能?；驹恚海阂欢ǖ墓腆w體吸附劑對對某種制冷冷劑氣體具具有吸附作作用。吸附附能力隨吸吸附劑溫度度的不同而而不同。周周期性地冷冷卻和加熱熱吸附劑，，使之交替替吸附和解解吸。解吸吸時(shí)，釋放放出制冷劑劑氣體，并并使之凝結(jié)結(jié)為液體；；吸附時(shí)，，制冷劑液液體蒸發(fā)，，產(chǎn)生制冷冷作用。太陽能沸石石-水吸附式制制冷原理.swf組成：吸附附床、冷凝凝器、蒸發(fā)發(fā)器、連接接管路。吸附原理：：物理吸附附、化學(xué)吸吸附工質(zhì)對：吸吸附劑——制冷劑物理吸附：：沸石——水、硅膠——水、活性炭炭——甲醇、金屬屬氫化物——?dú)?、氯化鍶鍶——氨化學(xué)吸附：：氯化鈣——氨工作原理：：白天，吸附附床受日照照加熱，沸沸石溫度升升高，產(chǎn)生生解析作用用，從沸石石中脫附出出水蒸氣，，系統(tǒng)內(nèi)的的水蒸氣壓壓力上升，，達(dá)到與環(huán)環(huán)境對應(yīng)的的飽和壓力力時(shí)，水蒸蒸氣在冷凝凝器中凝結(jié)結(jié)，同時(shí)放放出潛熱，，凝水儲存存在蒸發(fā)器器中。夜間，吸附附床冷下來來，沸石溫溫度逐漸降降低，它吸吸附水蒸氣氣的能力逐逐步提高，，造成系統(tǒng)統(tǒng)內(nèi)氣體壓壓力降低，，同時(shí)，蒸蒸發(fā)器中的的水不斷蒸蒸發(fā)出來，，用以補(bǔ)充充沸石對水水蒸氣的吸吸附。水的的蒸發(fā)過程程吸收了熱熱量，達(dá)到到了制冷的的目的。圖2-7太陽能沸石石-水吸附制冷冷原理1-吸附床2-冷凝器3-儲水器（蒸蒸發(fā)器）脫附.exe吸附.exe熱源：只要要保證能夠夠交替地加加熱和冷卻卻吸附床，，使沸石周周期性地解解吸和吸附附，都能達(dá)達(dá)到制冷的的目的。吸附制冷屬屬于液體汽汽化制冷。。吸附床起到到壓縮機(jī)的的作用。只有一個(gè)吸吸附器的系系統(tǒng)只能間間歇制冷。。當(dāng)吸附器處處于吸附過過程中產(chǎn)生生冷效應(yīng)。。為了連續(xù)制制冷，可以以采用兩個(gè)個(gè)吸附器。。美國學(xué)者喬喬納斯(Jones)還提出用三三個(gè)或四個(gè)個(gè)吸附器進(jìn)進(jìn)行系統(tǒng)循循環(huán)，不僅僅實(shí)現(xiàn)連續(xù)續(xù)制冷，還還可以利用用一個(gè)吸附附床的排熱熱去加熱另另一個(gè)吸附附床，從而而使熱能充充分利用。?！?-5、熱電制冷冷-(溫差電制冷冷、半導(dǎo)體體制冷）NP+-冷結(jié)點(diǎn)熱結(jié)點(diǎn)令直流電通通過半導(dǎo)體體熱電堆，，即可在一一端產(chǎn)生冷冷效應(yīng)，另另一端產(chǎn)生生熱效應(yīng)。。半導(dǎo)體熱電電堆：一塊塊N型半導(dǎo)體（（電子型））和一塊P型半導(dǎo)體（（空穴型））聯(lián)接成的的熱電偶。。圖1-7熱電制冷的的原理圖熱電制冷.exe原理：利用用熱電效應(yīng)應(yīng)的一種制制冷方法。。帕爾帖效應(yīng)應(yīng)：1834年，法國物物理學(xué)家帕帕爾帖在銅銅絲的兩頭頭各接一根根鉍絲，再再將兩根鉍鉍絲分別接接到直流電電源的正、、負(fù)極上，，通電后，，發(fā)現(xiàn)一個(gè)個(gè)接頭變熱熱；另一個(gè)個(gè)接頭變冷冷。這個(gè)現(xiàn)現(xiàn)象稱為帕帕爾帖效應(yīng)應(yīng)。熱電制冷元元件：由P型和N型半導(dǎo)體組組成。N型（電子型型）半導(dǎo)體體，P型（空穴型型）半導(dǎo)體體。用銅板板和銅導(dǎo)線線將N，P半導(dǎo)體和低低壓直流電電源連接成成一個(gè)回路路，銅板和和導(dǎo)線只起起導(dǎo)電作用用。接通電電流時(shí)，一一個(gè)結(jié)點(diǎn)變變冷，另一一個(gè)結(jié)點(diǎn)變變熱。改變變電流方向向，冷熱結(jié)結(jié)點(diǎn)也隨著著改變?！?-6.渦流管制冷冷渦流管制冷冷是使壓縮縮氣體產(chǎn)生生渦流運(yùn)動動并分離成成冷、熱兩兩部分氣流流，冷氣流流的溫度可可達(dá)-10℃～-50℃,熱氣流的溫溫度可達(dá)100～130℃。1933年，法國的的蘭克（Ranque）發(fā)明蘭克克管。可以以使壓縮氣氣體產(chǎn)生渦渦流、并將將其流分成成冷、熱兩兩部分，分分別從管的的兩端流出出。渦流管制冷冷裝置結(jié)構(gòu)構(gòu)圖如圖所所示。組成：噴嘴嘴、渦流室室、孔板、、管子和控控制閥。圖1-9渦流管制冷冷裝置結(jié)構(gòu)構(gòu)圖渦流管制冷冷原理.swf渦旋管是一一個(gè)構(gòu)造比比較簡單的的管子，它它主要是由由噴嘴、渦渦流室、分分離孔板及及冷熱兩端端的管子組組成。氣體體分離成兩兩部分是在在渦流管的的渦流室內(nèi)內(nèi)進(jìn)行。渦渦流室內(nèi)部部形狀為阿阿基米德螺螺線，噴嘴嘴沿切線方方向裝在渦渦流室的邊邊緣，其連連接可以有有不同的方方法。在渦流室的的一側(cè)裝有有一個(gè)分離離孔板，其其中心孔徑徑約為管子子內(nèi)徑的一一半（或稍稍小一些）），它與與噴嘴中心心線的距離離大約為管管子內(nèi)徑之之半。分離離孔板之外外即為冷端端管子。熱熱端裝在分分離孔板的的另一側(cè)，，在其外端端裝有一個(gè)個(gè)控制閥，，控制閥離離開渦流室室的距離約約為管子內(nèi)內(nèi)徑的10倍。渦流管可以以同時(shí)得到到冷熱兩種種效應(yīng)。根據(jù)試驗(yàn)，，當(dāng)高壓氣氣體的溫度度為室溫時(shí)時(shí)，冷氣流流的溫度可可達(dá)（-50~-10）℃，熱氣氣流的溫度度可達(dá)（100~130）℃，控制制閥用來改改變熱端管管子中氣體體的壓力，，因而可調(diào)調(diào)節(jié)兩部分分氣流的流流量比，以以改變它們們的溫度。。工作原理：：經(jīng)過壓縮并并冷卻到常常溫的氣體體（空氣、、co2、N2等氣體）進(jìn)進(jìn)入噴嘴，，在噴嘴中中膨脹并加加速到音速速，從切線線方向射入入渦流室，，形成自由由渦流。自自由渦流的的旋轉(zhuǎn)角速速度離中心心越近就越越大。由于于角速度不不同，在環(huán)環(huán)形氣流的的層與層之之間產(chǎn)生摩摩擦，中心心層部分的的氣流角速速度逐漸降降低；外層層氣流的角角速度逐漸漸升高，因因此存在著著由中心向向外層的動動量流。內(nèi)內(nèi)層氣體失失去能量，，從孔板流流出時(shí)具有有較低的溫溫度；外層層氣體吸收收能量，動動能增加，，又因?yàn)榕c與管壁摩擦擦，將部分分動能變成成熱能，使使得從控制制閥流出的的氣體具有有較高的溫溫度?！?-7.空氣（氣體體）膨脹制制冷單一氣體工工質(zhì)的布雷雷頓制冷循循環(huán)布雷頓(Brayton)制冷循環(huán)又又稱逆向焦焦耳循環(huán)，，其工作過過程包括等等熵壓縮，，等壓冷卻卻，等熵膨膨脹及等壓壓吸熱四個(gè)個(gè)過程，這這與蒸氣壓壓縮式制冷冷機(jī)的四個(gè)個(gè)工作過程程相近，兩兩者的區(qū)區(qū)別在于工工質(zhì)在布雷雷頓制冷循循環(huán)中不發(fā)發(fā)生集態(tài)改改變。歷史上第一一次實(shí)現(xiàn)的的氣體制冷冷機(jī)是以空空氣作為工工質(zhì)的，稱稱為空氣制制冷機(jī)。組成：壓縮縮機(jī)、膨脹脹機(jī)、空氣氣冷卻器和和冷室。其循環(huán)是開開式的。工質(zhì)在循環(huán)環(huán)過程中沒沒有相變。。制冷劑還可可以是CO2，O2，N2，He等理想氣體體。構(gòu)成這種制制冷方式的的循環(huán)系統(tǒng)統(tǒng)稱為理想想氣體的逆逆向循環(huán)系系統(tǒng)。其循環(huán)型式式主要有定定壓循環(huán)、、有回?zé)岬牡亩▔貉h(huán)環(huán)和定容循循環(huán)。一、無回?zé)釤釟怏w制冷冷機(jī)循環(huán)布雷頓循環(huán)環(huán).exe工作原理：：從壓縮機(jī)排排出的高溫溫高壓(T2、p2)氣體進(jìn)入冷冷卻器，在在定壓p2下被冷卻到到溫度T3，然后進(jìn)入入膨脹機(jī)，，等熵膨脹脹到冷室的的壓力p1(一般為1個(gè)大氣壓)，同時(shí)溫度度降到T4，成為低溫溫低壓的冷冷氣流，冷冷氣流進(jìn)入入冷室，使使被冷卻對對象降溫，，而空氣本本身因吸收收了熱量，，溫度回升升到T1，這個(gè)過程程是在低壓壓p1下的等壓吸吸熱過程。。離開冷室室的空氣（（p1，T1）被壓縮機(jī)機(jī)吸入，等等熵壓縮后后，狀態(tài)達(dá)達(dá)到p2，T2完成一個(gè)循循環(huán)。圖1示出無回?zé)釤釟怏w制冷冷機(jī)系統(tǒng)圖圖。氣體由由壓力p0被壓縮到較較高的壓力力pc，然后進(jìn)入入冷卻器中中被冷卻介介質(zhì)（水或或循環(huán)空氣氣）冷卻，，放出熱量量Qc，而后氣體體進(jìn)入膨脹脹機(jī)，經(jīng)歷歷絕熱膨脹脹過程，達(dá)達(dá)到很低的的溫度，又又進(jìn)入冷箱箱吸熱制冷冷。在理想情況況下，我們們假定壓縮縮過程和膨膨脹過程均均為理想絕絕熱過程，，吸熱和放放熱均為理理想等壓過過程（即沒沒有壓力損損失），并并且換熱器器出口處沒沒有端部溫溫差。這樣樣假設(shè)后的的循環(huán)稱為為氣體制冷冷機(jī)的理論論循環(huán)，其其p?V圖及T?s圖如圖2所示。圖中中T0是冷箱中制制冷溫度，，Tc是環(huán)境介質(zhì)質(zhì)的溫度，，1－2是等熵壓縮縮過程，2－3是等壓冷卻卻過程，3－4是等熵膨脹脹過程，4－1是在冷箱中中的等壓吸吸熱過程。。由式（7）可以看出出，無回?zé)釤釟怏w制冷冷機(jī)理論循循環(huán)的性能能系數(shù)與循循環(huán)的壓力力比或壓縮縮機(jī)的溫度度比、、膨脹機(jī)的的溫度比有有關(guān)。。壓力比或或者溫度比比越大，循循環(huán)性能系系數(shù)越低。。因而為了了提高循環(huán)環(huán)的經(jīng)濟(jì)性性應(yīng)采用較較小的壓力力比。由于Tc小于T2，所以無回回?zé)釟怏w制制冷機(jī)理論論循環(huán)的性性能系數(shù)小小于同溫限限下的可逆逆卡諾循環(huán)環(huán)的性能系系數(shù)，即cop<copc。這是因?yàn)闉樵赥c和T2不變的情況況下，無回回?zé)釟怏w制制冷機(jī)理論論循環(huán)冷卻卻器中的放放熱過程2－3和冷箱中的的吸熱過程程4－1，具有傳熱熱溫差，因因而存在不不可逆損失失。壓力比比越大則傳傳熱溫差越越大，不可可逆損失越越大，循環(huán)環(huán)的制冷系系數(shù)越小，，循環(huán)的熱熱力完善度度也越低。。由式（6）可以看出出，當(dāng)pc及p0給定時(shí)，cop將保持不變變；但隨著著T0的降低（或或Tc的升高）可可逆卡諾循循環(huán)的性能能系數(shù)copc將下降，使使氣體制冷冷機(jī)理論循循環(huán)的熱力力完善度提提高。因此此，用氣體體制冷機(jī)制制取較低的的溫度時(shí)效效率較高。。實(shí)際循環(huán)中中壓縮機(jī)與與膨脹機(jī)中中并非等熵熵過程，換換熱器中存存在傳熱溫溫差和流動動阻力損失失，這些因因素使得實(shí)實(shí)際循環(huán)的的單位制冷冷量減小，，單位功增增大，性能能系數(shù)與熱熱力完善度度降低，并并引起循環(huán)環(huán)特性的某某些變化。。二、定壓回回?zé)釟怏w制制冷機(jī)循環(huán)環(huán)在分析無回回?zé)釟怏w制制冷機(jī)的理理論循環(huán)時(shí)時(shí)得出結(jié)論論：理論循循環(huán)的性能能系數(shù)隨壓壓力比pc/p0的減小而增增大，所以以適當(dāng)?shù)慕到档蛪毫Ρ缺仁呛侠淼牡?。但是由由于環(huán)境介介質(zhì)溫度是是一定的，，降低壓力力比將使膨膨脹后的氣氣體溫度升升高，從而而限制了制制冷箱溫度度的降低。。應(yīng)用回?zé)嵩?，可以以既克服了了上述缺點(diǎn)點(diǎn)，又達(dá)到到了降低壓壓力比的目目的。所謂回?zé)峋途褪前延衫淅湎浞祷氐牡睦錃饬饕胍粋€(gè)熱熱交換器―回?zé)崞?，用用來冷卻從從冷卻器來來的高壓常常溫氣流，，使其溫度度進(jìn)一步降降低，而從從冷箱返回回的氣流則則被加熱，，溫度升高高。這樣就就使壓縮機(jī)機(jī)的吸氣溫溫度升高，，而膨脹機(jī)機(jī)的進(jìn)氣溫溫度降低，，因而循環(huán)環(huán)的工作參參數(shù)和特性性發(fā)生了變變化。布雷頓制冷冷機(jī).exe圖5－10為定壓壓回?zé)釤崾綒鈿怏w制制冷機(jī)機(jī)的系系統(tǒng)圖圖及其其理論論循環(huán)環(huán)的T-s圖。圖圖中1－2和4－5是壓縮縮和膨膨脹過過程；；2－3和5－6是在冷冷卻器器中的的冷卻卻過程程及冷冷箱中中的吸吸熱過過程；；3－4和6－1是在回回?zé)崞髌髦械牡幕責(zé)釤徇^程程。圖5－10b中還表表示出出了工工作于于同一一溫度度范圍圍內(nèi)具具有相相同制制冷量量的無無回?zé)釤嵫h(huán)環(huán)6－7－8－5－6。顯然然兩個(gè)個(gè)循環(huán)環(huán)具有有相同同的工工作溫溫度和和相等等的單單位制制冷量量，但但定壓壓回?zé)釤嵫h(huán)環(huán)的壓壓力比比，單單位壓壓縮功功和單單位膨膨脹功功都比比無回回?zé)嵫h(huán)的的小得得多。。由式（（5－22）可以以看出出，回回?zé)嵫h(huán)2-2-3-4-5-6與無回回?zé)嵫h(huán)6－7－8－5，兩者者不單單有相相同的的工作作溫度度范圍圍和相相等的的單位位制冷冷量，，而且且理論論性能能系數(shù)數(shù)的表表達(dá)式式也相相同。。但這這并不不能說說明兩兩種循循環(huán)是是等效效的，，因?yàn)闉榛責(zé)釤嵫h(huán)環(huán)壓力力比小小，不不僅減減小了了壓縮縮機(jī)和和膨脹脹機(jī)的的單位位功，，而且且減小小了壓壓縮過過程，，膨脹脹過程程的不不可逆逆損失失，所所以回回?zé)嵫h(huán)實(shí)實(shí)際性性能系系數(shù)比比無回回?zé)嵫h(huán)大大，特特別是是應(yīng)用用高效效透平平機(jī)械械后，，制冷冷機(jī)經(jīng)經(jīng)濟(jì)性性大大大提高高。當(dāng)制取?。?0℃℃以下低低溫時(shí)時(shí)，定定壓回回?zé)釟鈿怏w制制冷機(jī)機(jī)的熱熱力完完善度度超過過了各各種型型式的的蒸氣氣壓縮縮式制制冷機(jī)機(jī)。但但是到到目前前為止止，定定壓回回?zé)釟鈿怏w制制冷機(jī)機(jī)的應(yīng)應(yīng)用還還是很很不普普遍，，這是是因?yàn)闉樗牡臒峤唤粨Q設(shè)設(shè)備比比較龐龐大，，而且且，當(dāng)當(dāng)應(yīng)用用透平平機(jī)械械時(shí)只只適用用于大大型的的制冷冷裝置置。三、斯斯特林林制冷冷循環(huán)環(huán)1816年斯特特林提提出了了一種種由兩兩個(gè)等等溫過過程和和兩個(gè)個(gè)等容容回?zé)釤徇^程程組成成的閉閉式熱熱力學(xué)學(xué)制冷冷循環(huán)環(huán)，稱稱為斯斯特林林制冷冷循環(huán)環(huán)，也也稱為為定容容回?zé)釤嶂评淅溲h(huán)環(huán)。圖5－16表示了了理想想的單單級斯斯特林林制冷冷循環(huán)環(huán)示意意圖。。圖5－16c示出了了理想想的斯斯特林林制冷冷循環(huán)環(huán)的p－V圖和T－s圖。制冷機(jī)機(jī)由回回?zé)崞髌鱎、冷卻卻器A、冷量量換熱熱器C及兩個(gè)個(gè)氣缸缸和兩兩個(gè)活活塞組組成。。左面面為膨膨脹活活塞，，右面面為壓壓縮活活塞。。兩個(gè)個(gè)氣缸缸與活活塞形形成兩兩個(gè)工工作腔腔：冷冷腔（（膨脹脹腔））Vc0和室溫溫（壓壓縮））腔Va，由回回?zé)崞髌鱎連通，，兩個(gè)個(gè)活塞塞作折折線式式間斷斷運(yùn)動動。假設(shè)在在穩(wěn)定定工況況下，，回?zé)釤崞髦兄幸呀?jīng)經(jīng)形成成了溫溫度梯梯度，，冷腔腔保持持溫度度Tc0，室溫溫腔保保持溫溫度Ta，如圖圖5－16a所示。。從圖圖5－16b、c中的狀狀態(tài)1開始，，壓縮縮活塞塞和膨膨脹活活塞均均處于于右止止點(diǎn)。。氣缸缸內(nèi)有有一定定量的的氣體體，壓壓力為為P1，容積積為V1，循環(huán)環(huán)所經(jīng)經(jīng)歷的的過程程如下下：斯特林林.exe等溫溫壓壓縮縮過過程程1－2：壓壓縮縮活活塞塞向向左左移移動動而而膨膨脹脹活活塞塞不不動動。。氣氣體體被被等等溫溫壓壓縮縮，，壓壓縮縮熱熱經(jīng)經(jīng)冷冷卻卻器器A傳給給冷冷卻卻介介質(zhì)質(zhì)（（水水或或空空氣氣）），，溫溫度度保保持持恒恒值值Ta，壓壓力力升升高高到到P2，容容積積減減小小到到V2。定容容放放熱熱過過程程2－3：兩兩個(gè)個(gè)活活塞塞同同時(shí)時(shí)向向左左移移動動，，氣氣體體的的容容積積保保持持不不變變，，即即V3=V2，直直至至活活塞塞到到達(dá)達(dá)左左止止點(diǎn)點(diǎn)。。當(dāng)當(dāng)氣氣體體通通過過回回?zé)釤崞髌鱎時(shí)，，將將熱熱量量傳傳給給填填料料，，因因而而溫溫度度由由Ta降低低到到Tc0，同同時(shí)時(shí)壓壓力力由由P2降低低到到P3。等溫溫膨膨脹脹過過程程3－4：壓壓縮縮活活塞塞停停止止在在左左止止點(diǎn)點(diǎn)，，而而膨膨脹脹活活塞塞繼繼續(xù)續(xù)向向左左移移動動，，直直至至左左止止點(diǎn)點(diǎn)，，溫溫度度為為Tc0的氣氣體體進(jìn)進(jìn)行行等等溫溫膨膨脹脹，，通通過過冷冷量量換換熱熱器器C從低低溫溫?zé)釤嵩丛矗ǎɡ淅鋮s卻對對象象））吸吸收收一一定定的的熱熱量量Qc0（循循環(huán)環(huán)制制冷冷量量））。。容容積積增增大大到到V4而壓壓力力降降低低到到P4。定容容吸吸熱熱過過程程4－1：兩兩個(gè)個(gè)活活塞塞同同時(shí)時(shí)向向右右移移動動直直至至右右止止點(diǎn)點(diǎn)，，氣氣體體容容積積保保持持不不變變，，V1=V4，回回復(fù)復(fù)到到起起始始位位置置。。當(dāng)當(dāng)溫溫度度為為Tc0的氣氣體體流流經(jīng)經(jīng)時(shí)時(shí)從從回回?zé)釤崞髌鱎填料料吸吸熱熱，，溫溫度度升升高高到到T1，同同時(shí)時(shí)壓壓力力增增加加到到P1。4－1過程程，，氣氣體體吸吸收收的的熱熱量量等等于于2－3過程程氣氣體體所所放放出出的的熱熱量量。。9、靜夜四無無鄰，荒居居舊業(yè)貧。。。12月-2212月-22Thursday,December29,202210、雨雨中中黃黃葉葉樹樹，，燈燈下下白白頭頭人人。。。。04:25:4404:25:4404:2512/29/20224:25:44AM11、以我獨(dú)獨(dú)沈久，，愧君相相見頻。。。12月-2204:25:4404:25Dec-2229-Dec-2212、故人江江海別，，幾度隔隔山川。。。04:25:4404:25:4404:25Thursday,December29,202213、乍見翻翻疑夢，，相悲各各問年。。。12月-2212月-2204:25:4404:25:44December29,202214、他鄉(xiāng)生生白發(fā)，，舊國見見青山。。。29十十二月20224:25:44上午午04:25:4412月-2215、比不了得得就不比，，得不到的的就不要。。。。十二月224:25上上午12月-2204:25December29,202216、行動動出成成果，，工作作出財(cái)財(cái)富。。。2022/12/294:25:4404:25