制冷技術與空調原理教材

制冷技術與空調原理第一節(jié)基本概念1、制冷：就是把某一物體或空間（包括空間內的物體）的溫度降低到低于環(huán)境介質的溫度，并保持這一低溫狀態(tài)的過程。2、冷卻：冷卻是可以自發(fā)地進行，但高溫物體的溫度不可能降低到低于環(huán)境介質的溫度。3、制冷機：為了達到和保持某一物體或空間（包括空間內的物體）的溫度的目的，不斷地將該物體或空間的熱量以及由外界傳入的熱量轉移到外界環(huán)境中去，這一非自發(fā)的過程，需要消耗外界能量來進行補償，實現(xiàn)這一過程所需要的設備稱為制冷機。4、制冷劑：就是制冷機中使用的工作介質。制冷劑在制冷機循環(huán)流動。5、空氣調節(jié)（簡稱空調）：就是通過對室內空間的空氣參數(shù)——溫度、濕度、氣流速度、潔凈度等的調節(jié)，將室內空氣參數(shù)控制在一定技術要求范圍內，以滿足生產工藝或人們對舒適環(huán)境的需求。6、制冷與空調的關系：制冷與空調是兩個密切相關的學科?？照{是制冷技術的重要應用之一。7、制冷方法：分為天然冷源和人工制冷兩大類。8、天然冷源：如深井水、冬天貯冰，但它受到季節(jié)、地域、貯存條件等限制。9、人工制冷的方法：相變制冷、氣體膨脹制冷、熱電制冷等。10、相變制冷：利用物質由液態(tài)變?yōu)闅庀鄷r的吸熱效應來獲取冷量的方法。此方法在實際應用中占絕大多數(shù)，具體應用的有蒸汽壓縮式、吸收式、蒸汽噴射式、吸附式等四種制冷方式。11、氣體膨脹制冷：將高壓氣體作絕熱膨脹，使其壓力、溫度下降，利用降溫后氣體來吸取被冷卻物體的熱量，從而達到制冷目的。12、熱電制冷：又稱為溫差電制冷或半導體制冷。它是建立在珀爾帖效應的原理上的一種新型的制冷應用。基本模型是：將兩種不同的材料的一端彼此連接起來，另一端接上電源。，則在一端將會產生吸熱（制冷）效應，，另一端產生放熱效應。第二節(jié)制冷技術的應用范圍1、食品的冷加工、冷藏及冷藏運輸；2、空氣調節(jié)；3、工業(yè)生產；4、產品性能試驗；5、醫(yī)療、制藥、生物工程；6、建筑工業(yè)等。第三節(jié)制冷技術發(fā)展史一、制冷技術發(fā)展史1、1834年英國人----波爾金斯試制成功第一臺乙醚閉式循環(huán)蒸汽壓縮式制冷機；2、1875年德國人林杰提出氨蒸汽壓縮式制冷機，成為公認的制冷機始祖；3、1901年被美國人稱為“空調之父”的開利爾創(chuàng)建了第一個暖通空調實驗室，1911年12月他得出了空氣干球溫度、濕球溫度和露點溫度的關系，空氣顯熱、潛熱和焓值計算公式，會出了空氣的焓濕圖，成為了空調理論的奠基人；5、1930年密其來首次發(fā)現(xiàn)氟利昂，給制冷技術帶來新的變革，使氟利昂制冷機得到飛躍發(fā)展；6、氟利昂制冷機帶來問題：A、大氣臭氧層空洞；B、全球變暖；C、原因所在：部分氟利昂工質（CFCs）7、解決辦法：A、禁止使用氟利昂工質CFCs；B、開發(fā)無污染工質；C、利用太陽能；第一章熱力學原理第一節(jié)熱力學基本定律一、熱力學第一定律及穩(wěn)定流動能量方程式1、熱力學第一定律（簡稱能量守恒定律）：是能量守恒和轉換定律在具有熱現(xiàn)象的能量轉換中的應用。它指出：自然界一切物質都具有能量，物質從一種形式轉換為另一種形式，從一個物體傳遞給另一個物體，在轉換和傳遞過程中能量的數(shù)量不變(即在任何發(fā)生能量換熱的熱力過程中，轉換前后能量的總量維持恒定）。2、穩(wěn)定流動能量方程式Q+N=G（h2-h1）Q——單位時間內加給系統(tǒng)的熱量（kW）N——單位時間內加給系統(tǒng)的功（kW）G——流進或流出該系統(tǒng)的質量流量（m3/h）h1——流體流入系統(tǒng)時的比焓（kJ/kg）h2——流體流出系統(tǒng)時的比焓（kJ/kg）二、熱力學第二定律（簡稱開爾文定律）1、熱力學第二定律：不可能把熱量從低溫物體傳到高溫物體而不需要附加條件（如制冷機）；不可能從單一熱源取熱使之變?yōu)橛杏霉Χ划a生影響；不可能造出一種機器在循環(huán)動作中把一重物提升而同時使一熱庫冷卻。2、熱力學第二定律闡述了熱功轉換的方向性、條件及限制。3、制冷裝置是根據(jù)熱力學第二定律，用消耗一定的壓縮功或熱能（或電能）作為補償條件，把熱量從低溫庫傳遞到外界的高溫環(huán)境中，從而達到連續(xù)制冷的目的。第二節(jié)卡諾循環(huán)與逆卡諾循環(huán)一、熱力循環(huán)即一個封閉的熱力過程稱為熱力循環(huán)。在熱力循環(huán)中，熱力系統(tǒng)從某一初始狀態(tài)出發(fā)，工質經過一系列狀態(tài)變化后又回到初始狀態(tài)，其目的是通過工質的狀態(tài)變化來實現(xiàn)預期的能量轉換。在熱力工程中，最常見的兩類熱力循環(huán)為熱機循環(huán)和制冷（或熱泵）循環(huán)，熱力循環(huán)中的工作物質稱工質，制冷循環(huán)中的工質通常稱為制冷劑。

從高溫熱源吸取熱量而實現(xiàn)對外做功的熱力循環(huán)稱為熱機循環(huán)。將熱量從低溫熱源中取出，并排放到高溫熱源中的熱力循環(huán)稱為制冷循環(huán)。二、卡諾循環(huán)由兩個等溫過程和兩個絕熱過程組成的可逆的熱機循環(huán)，稱為卡諾循環(huán)。在給定的高低溫熱源條件下，按卡諾循環(huán)工作，熱機將有最高的效率。三、逆卡諾循環(huán)如果工質按卡諾循環(huán)的線路反方向進行循環(huán)，則稱做逆卡諾循環(huán)（制冷機理想循環(huán)）。由于熱量由低溫移向高溫，類似于將水從低處輸送到高處，所以可將逆卡諾循環(huán)工作的熱機稱為熱泵或制冷機。制冷機工作的必要條件是消耗外功，不消耗外功，自發(fā)地從低溫物體把熱量傳給高溫物體是不可能的。制冷系數(shù)：即評價逆卡諾循環(huán)的經濟性。εk=q1/L=q1/q2-q1=T1/T2-T1由上式可得：（1）逆卡諾循環(huán)的制冷系數(shù)取決于冷源和熱源的溫度，而與所用制冷劑的性質無關；（2）冷熱源的溫差越大，制冷系數(shù)就越小，制冷機的經濟性越差；（3）由熱力學第二定律證明，在一定的溫度條件下，逆卡諾循環(huán)的制冷系數(shù)最大，實際制冷循環(huán)的制冷系數(shù)都比它小。第二鼻章滅蒸裹汽壓房誠縮式宇制冷脹循環(huán)第一箱節(jié)緒單余級蒸攏汽壓安縮式黎制冷灣的工毅作原默理一、廁壓—焓圖陜（p-革h圖）等壓建線——水平靈線等焓位線——垂直看線等溫松線——液態(tài)悔區(qū)垂軌直線兩相潮區(qū)水孝平線過熱悅區(qū)右栗下方生彎曲蠻線等熵鵝線——向右幸上方章傾斜條實線等容咸線——向右膠上方酸傾斜燙點化中線等干晶線——只存吸在于男兩相異區(qū)其方桶向視綱干度菜大小激定phKsνχχχ=臺1χ=蘋0ppt二、單級旗蒸汽正壓縮齊式制脾冷理霞想循痕環(huán)122’34lgph壓縮沫機冷凝傅器膨脹國閥蒸發(fā)蓄器三、單級噸蒸汽元壓縮丑式制打冷實掏際循報環(huán)33’22’11’4’4ph第三是章竭制冷題劑及佳載冷類劑第一西節(jié)播對僅制冷窯劑的尋要求擋及制遞冷劑約分類一、琴對制速冷劑材的要咐求制冷鞠劑應蠻具有吐較好續(xù)的熱然力性孟質和副物理倍、化渡學性傷質，侍具體癥要求疼如下扮：1、臨擔界溫揭度不箱太低蠶，以踐便在匯常溫狂下及毒普通餅低溫枝下能卡夠液相化2、工棕作溫咬度范戒圍內撓具有厭適宜羊的飽初和蒸晃汽壓錯力3、單昨位制偏冷量柄大4、粘徐度和腥密度慘小，尖以減課少流殃動阻儀力5、熱夢導率丹高，開以減瓣少換舍熱設混備的饅傳熱檔面積6、不揭燃燒澆、不替爆炸串、無役毒，憂對金傻屬材水料不山腐蝕意、與露潤滑音油不色發(fā)生穩(wěn)化學辛作用宿、高顯溫下僻不分憲解7、絕視熱指慶數(shù)小菠，可汪降低織排氣爭溫度8、凝哈固溫嬌度低9、應暈具有猾良好尊的電史絕緣縱性能10、價眨格低幅廉11、對海人類費生態(tài)取環(huán)境謙無破同壞作蹄用12、單子位容滿積壓奔縮功災率小二、挖制冷影劑分誦類1、按躬物質腥種類室劃分番：無機救化合摩物：愈水、有氨、盾二氧角化碳界等飽和清碳氫錫化合鋪物的愈氟、傻氯、豪溴衍削生物率（氟最利昂憲），勁主要猛是甲覆烷和殖乙烷董的衍考生物倡，如打：R1串1、R1見2、R2洋2、R5秤02、R1筍34捕a、R4賺07弟c、R4癥10洞a等飽和籌碳氫級化合愉物：截乙烷背、丙刪烷等不飽脹和碳沾氫化德合物墻：乙捕烯、歉丙烯靠等2、按棋標準鉗蒸發(fā)昂溫度襯劃分西：高溫及（低悅壓）磚制冷鳳劑：熟蒸發(fā)犬溫度ts＞0℃冷凝鈔壓力pk律≤0休.2壞~0智.3久MP纏a常用挑有R1阿1、R1貍13中溫趁（中既壓）浸制冷亦劑：蠶蒸發(fā)銅溫度0℃＞ts＞-6懷0℃，冷凝培壓力0.殺3M芝Pa＜pk＜2.她0M遼Pa常用結有R1現(xiàn)2、R2獎2、R1賞34膝a低溫書（高炮壓）撒制冷宮劑：鵲蒸發(fā)榜溫度ts體≤-楊60賽℃常用候有R1概3、R5巧03三、CF姥Cs的禁灰用、烈限制恢和替繞代1、問違題的曾提出2、CF楚Cs的限椒用與滑禁用3、替欣代制貴冷劑朽的研寄究動畫向第二稍節(jié)央載服冷劑一、納對載險冷劑賀的要互求1、在鍋使用滑溫度只范圍建內呈遭液態(tài)注（凝告固點懂低）別，揮咸發(fā)性覺小2、無撤毒，舊對人借體無鍋刺激欲性3、粘門度小級，相撞對密藥度小軍，傳們熱性跨能好4、對厲金屬獨腐蝕有性小5、不扒易燃關燒，待無爆賺炸危爬險6、比腸熱容請較大7、化秀學穩(wěn)拔定性仇好8、價顫格低各廉，盤易于縮慧獲得二、疾常用甲的載旋冷劑1、空句氣2、水3、鹽閑水溶增液4、有洽機物慚載冷鑰劑三、等潤滑鋪油的寸作用1、潤蠟滑作叼用2、散策熱作取用3、密干封作饑用4、消辨聲作訴用5、動避力作醒用第四葡章姐其他蒙制冷蠶方式第一獲節(jié)轎吸示收式偵制冷題機第二凳節(jié)奴蒸餓汽噴淚射式奸制冷豈機第三到節(jié)煌吸怨附式露制冷第四樓節(jié)把熱慘電制且冷第五致節(jié)扯氣執(zhí)體制淚冷機第五籍章牽制布冷壓仗縮機一、待按壓察縮機猾運動辜副和菜結構親分類1、按漠壓縮擋機運圣動副捐分類活塞義式壓罩縮機渦旋茶式壓悶縮機螺桿沫式壓災縮機離心葛式壓溫縮機芬（非伸容積宿式，拐為速封度型著）滾動渴轉子就壓縮奏機斜盤順式壓拴縮機2、按續(xù)壓縮榨機結牲構分大類全封破閉半封步閉開式二、罷按吸轉入壓綱力飽必和溫補度劃李分高溫絮壓縮都機：艘吸入披壓力哥飽和舉溫度10狐℃~華-1趣0℃中溫溝壓縮晴機：謎吸入援壓力奇飽和落溫度0℃寸~-行20兔℃低溫您壓縮賓機：扮吸入兵壓力鐮飽和吉溫度竭＜-2亂0℃第六判章違冷游凝器煙和蒸殃發(fā)器第一鍵節(jié)歇冷趴凝器冷凝汗器風冷冷凝預器水冷冷凝擦器臥式嫁殼管溝式冷鏈凝器立式濕殼管昂式冷武凝器套管零式冷磨凝器釬焊仔板式計冷凝傅器螺旋肚板式武冷凝吊器自然決對流宮冷卻擠式冷子凝器強迫閥對流歪冷卻緩式冷堆凝器蒸發(fā)尿式冷祝凝器銅管荒鋁翅換熱疫器第二腳節(jié)仇蒸購發(fā)器蒸發(fā)死器冷卻液體載冷劑蒸發(fā)器冷卻空氣蒸發(fā)器滿液辨式殼米管式孩蒸發(fā)丈器干式陣殼管肢式蒸遇發(fā)器直立鬧管式籃、螺羅旋管謠式、蜓蛇管炕式蒸相發(fā)器銅管煮鋁翅秩換熱央器冷卻串排管第七葵章鋤節(jié)金流元歇件及瞧輔助寒器件第一鉤節(jié)儉節(jié)剩流元爺件1、手目動節(jié)爛流閥2、浮婚球閥3、線肅性浮閑閥4、孔捆板節(jié)啞流裝掛置5、毛位細管6、熱憤力膨秒脹閥7、電號子膨任脹閥第二銅節(jié)評輔扶助器妄件1、貯姨液器2、氣桿液分御離器3、油分掠離器4、干袋燥過干濾器5、安竹全閥6、視天液鏡7、壓勢力控鄉(xiāng)豐制器遙（高蝕壓、洪低壓喂）8、壓讀力開蠶關9、換潑向閥10、能軌量調鞏節(jié)閥11、電孟磁閥12、截田止閥13、單兇向閥14、針澤閥15、壓金力表16、分格液頭17、壓仿力調媽節(jié)閥18、過盤冷器19、過仍熱器20、不混凝性當氣體葡分離粒器等第二浴節(jié)扒輔歸助器叔件一、屋弱電如元器俗件1、可仆編程筍控制解器2、數(shù)接字量/模擬餐量輸欠入輸原出擴膏展模妨塊3、觸舞摸屏劉手操刪器4、溫活度傳花感器5、防杠凍開術關6、溫番度開困關7、水鐘流開猛關二、耀低壓危電器雞元件1、空撲氣開嶺關2、交肌流接作觸器3、熱囑過載暮保護族器4、中籠間繼岔電器5、時尿間繼藥電器6、電船源保象護器徐（相慢序、聚缺相奸）7、急趟停開葬關第八弄章較電嗚制冷竄空調王機組越分類第一崗節(jié)嘉冷襖水機屠組冷水機組水冷冷水機組風冷冷水機組活塞鄰式水臭冷水羨機組遍：5K揀W~箭20汽0K她W螺桿賴式水錫冷冷芒水機示組：10宴0K悲W~唉14細00怪KW離心監(jiān)式水絨冷冷粉水機夢組：35宰0K率W~醋35液00雙0K咐W水源嘆熱泵落冷水己機組渦旋憶式水扁冷冷母水機互組：5K握W~河80炕KW活塞榮式風街冷冷潛（熱京）水受機組慨：5K欄W~車20怖0K肥W渦旋奔式風冷浸冷（壇熱）椅水機電組：5K逮W~橫80叔KW螺桿勢式風冷咱冷（亭熱）徑水機外組：10匯0K躺W~熊80珍0K枝W第二敢節(jié)桐空沸調機貌組空調機組家用空調商業(yè)及工業(yè)空調窗式疏空調捷機分體召式空屋調機驅（壁旨掛、案立柜頓等）戶式唉中央嚇空調截冷（博熱）捕水機音組戶式胸中央蜘空調衫冷（素熱）術風空給調機董組戶式橫水源鴨熱泵共冷（煩熱）稈水機劃組戶式幕水源武熱泵嘉冷（醒熱）心風空次調機物組風冷障單元活式空池調機煤組水冷拆單元執(zhí)式空冊調機念組屋頂與式空城調機雹組計算鳥機房肌空調辯機組VR細V空調球機組按功鵝能分嗽：單冷糕型電加就熱冷殼熱型熱泵頃冷熱釋型恒溫令恒濕鵝型按結停構分宇：立柜路式風道塔式第三劫節(jié)節(jié)?；矣美涠瘟繂蔚V位一、俗常用弦冷量休單位1策kW（千沸瓦）=膜86喪0膨kc世al形/h（大棟卡）1充kc培al金/h（大慚卡）=蒜1.辦16蜻3滴W（瓦站）1嶺RT（冷常噸）=遍35呆16藥W（瓦狡）單位氣換算偶舉例拳：10乓0×蜓10