【正文】 第 1章 緒論 ：用人工的方法在一定時間和一定空間內(nèi)將某物體或流體冷卻，使其溫度降低到環(huán)境溫度以下，并保持該溫度。 （ 1）熱力學含義 被冷卻對象熱源（ Tl） 收益能： Ql 環(huán)境：熱匯（ Th） 第 1章 緒論 （ 2）制冷過程與冷卻過程的不同之處 a. 物體（熱源）溫度是否可以低于環(huán)境溫度； b. 是否可以自發(fā)進行（需要制冷機否？） （ 3）環(huán)境溫度 可以是大氣溫度，也可以是冷卻水溫，土壤溫度，地下水溫等，總之環(huán)境溫度是指在制冷過程中制冷系統(tǒng)向“外界”放熱的放熱介質(zhì)溫度，即熱匯溫度。 第 1章 緒論 （ 4）熱泵 若采用相同的系統(tǒng)，如環(huán)境溫度是熱源溫度，物體、流體（加熱對象）溫度是熱匯溫度，收益能為 Qh，則該熱力過程是熱泵過程。 （ 5）能量間的關(guān)系 制冷： Ql = Qh – E 熱泵： Qh = Ql + E 第 1章 緒論 制冷機、制冷劑和制冷循環(huán) ? 制冷機：制冷中所需的機器和設(shè)備的總和。 ? 制冷工質(zhì)：制冷劑 能量傳遞的介質(zhì)：流體：氣體、液體和氣液兩相體 第 1章 緒論 ? 制冷循環(huán)： 1）研究對象是制冷劑，不同的制冷劑在相同的條件下的循環(huán)熱力性能是不一樣的； 2）制冷機中的各個設(shè)備與外界能量交換的數(shù)量可以通過制冷劑通過該設(shè)備的焓變化反映出來； 3) 工況對循環(huán)性能有極大的影響。 第 1章 緒論 制冷技術(shù)的領(lǐng)域劃分 120K以上：普冷 120 – 20K：深度制冷 20 – ：低溫制冷 ：超低溫制冷 第 1章 緒論 制冷技術(shù)的研究內(nèi)容 （ 1）獲取低溫的方法和機理以及他們的循環(huán)，進行循環(huán)的熱力分析計算，得到其特點及規(guī)律； （ 2）制冷劑及他們的熱物性，循環(huán)特點； （ 3）設(shè)備的 工作原理、性能分析、結(jié)構(gòu)設(shè)計，系統(tǒng)的流程組織、設(shè)計等。 第 2章 制冷方法 集態(tài)：固、液、氣相 潛熱 制冷中使用最廣泛的是氣、液間的相變制冷方式。 （ 1）固體相變冷卻：冰、冰鹽、干冰 ? 冰： 0攝氏度時潛熱為 335kJ/kg，密度為900kg/m^3。 第 2章 制冷方法 制冷溫度：零攝氏度以上。 ? 冰鹽冷卻： 制冷溫度零攝氏度以下： tm = * x qo = 335 + 不同種類的冰鹽可得到的最低溫度不一樣。 第 2章 制冷方法 ? 干冰冷卻： 制冷溫度低。 升華潛熱隨溫度改變而變化，溫度越高，潛熱越大。 在零攝氏度時，單位質(zhì)量制冷量為冰的 ，單位容積制冷量為。 第 2章 制冷方法 （ 2）液體蒸發(fā)制冷 ? 制冷劑飽和壓力與溫度的關(guān)系 第 2章 制冷方法 ? 制冷機理（畫張圖） ? 特點： （ 1） qm小 （ 2）升壓過程中加入能量有可能少 （ 3）有利于換熱 液體蒸發(fā)制冷 （ 1）蒸汽壓縮式制冷 ? 系統(tǒng)簡圖 ? 能量轉(zhuǎn)換效率最高 液體蒸發(fā)制冷 （ 2）蒸氣吸收式制冷 ? 系統(tǒng)圖 ? 制冷劑和吸收劑 吸收劑溶液的濃度越高，制冷劑的分壓力越低。 ? 常用的吸收劑和制冷劑對：溴化鋰 – 水； 水 – 氨 ? 使用的是熱能；左邊相當于壓縮機。 熱電制冷 ? 工作原理 物理定律 ? 系統(tǒng)簡圖 ? 通過并聯(lián)或串聯(lián)方式，可以改變制冷溫度和制冷量。 ? 沒有制冷工質(zhì)和循環(huán)。 ? 能量轉(zhuǎn)換效率低，常用于特殊場合。 氣體渦流制冷 ； ； ； ； ； 氣體渦流制冷 ? TS 圖 ? 特點： 結(jié)構(gòu)簡單、維護方便、啟動快、能達到較低溫度；效率低。 第三章 蒸氣壓縮式制冷 可逆制冷循環(huán) ? 壓縮式制冷熱力學原理概述 補償能提供給壓縮機， E W 可逆制冷循環(huán) ? 制冷循環(huán)的性能系數(shù) COP和循環(huán)效率 COP = 收益能量 / 補償能量 制冷： 熱泵： 循環(huán)效率（熱力完善度）： （ 1）可以評價循環(huán)的完善度，也可以評價不同類型制冷機的完善度； （ 2） COP， EER， 的定義在實際上是不同的，具體應(yīng)用應(yīng)該根據(jù)標準 ； （ 3）性能還可用 SEER來評價。 oR QC O P E?/ ( ) / 1H H o RCOP Q E Q E E COP? ? ? ? ??/ cCO P CO P? ?? 可逆制冷循環(huán) ? 逆卡諾制冷循環(huán) 逆卡諾循環(huán)的性能系數(shù)僅與 TH和 TL有關(guān)，與工質(zhì)無關(guān)。 0 / /( ( ) ) 1 /( / 1 )c L H L H LCO P Q W T S T T S T T? ? ? ? ? ? ? 可逆制冷循環(huán) 意義： （ 1）制冷機的性能與熱源和熱匯的溫度條件有關(guān) 與工況有關(guān)； （ 2）只有在指明工況的條件下，才能用 COP評價制冷機的優(yōu)劣，才能比較不同的制冷機性能； （ 3） 可以直接評價和比較各種制冷循環(huán)（因為在相同的工況條件下）。 ? 可逆制冷循環(huán) ? 勞倫次循環(huán) （ 2個變溫過程和 2個等熵過程組成） 勞倫次循環(huán)的性能系數(shù)與在 工況條件下的卡諾循環(huán)相等，因此為最理想的變溫源（匯）熱力學循環(huán)。 ,m omTT/ / ( )o om m omC OP q w T T T? ? ? 單級壓縮式制冷的理論循環(huán) ? 系統(tǒng)簡圖 忽略與循環(huán)圖無關(guān)的部件。 1：壓縮機； ；； 4. 蒸發(fā)器 工作過程； 單級壓縮式制冷的理論循環(huán) ? 制冷劑的狀態(tài)圖 作用（ 1）通過已知的狀態(tài)參數(shù)求未知的狀態(tài)參數(shù)；（ 2）表示熱力過程，進行熱力過程和循環(huán)分析。 Ts圖， ph圖（尤為重要） 單級壓縮式制冷的理論循環(huán) ? 理論循環(huán)： ? 假定： （ 1） 恒定，制冷劑在相變傳熱過程中沒有傳熱溫差，即 （ 2）不計過熱度和過冷度； （ 3）除膨脹裝置和壓縮機外，制冷劑流經(jīng)其他部件和管道沒有壓力變化； （ 4）除換熱器外，其他部件和管道與外界沒有熱交換； （ 5）壓縮過程為可逆的等熵絕熱壓縮過程。 ,HLTT,K H o LT T T T?? 單級壓縮式制冷的理論循環(huán) ? 制冷循環(huán)過程在狀態(tài)圖上的表示 單級壓縮式制冷的理論循環(huán) ? 理論循環(huán)特性（熱力計算 用控制體方法） ? 意義： （ 1）理論循環(huán)并非可逆循環(huán)； （ 2）最大限度地排除系統(tǒng)本身的不完善度，已是在給定 條件下具有的最好熱力性能； （ 3）循環(huán)的熱力性能僅與 和制冷劑有關(guān)。 ? 作用： ,HLTT,HLTT 單級壓縮式制冷的實際循環(huán) ? 實際循環(huán)與理論循環(huán)的比較（熱力過程） 單級壓縮式制冷的實際循環(huán) ? 各種實際因素對循環(huán)的影響 （ 1）過冷度 （作用、獲得方法） 單級壓縮式制冷的實際循環(huán) （ 2）過熱度 原因：干式蒸發(fā)器、吸氣管道、壓縮機、回熱器 作用：排溫、 W、 Qk、v qm、潤滑油、制冷量和 COP（ 有用過熱、無用過熱） 必須有過熱度的場合： 單級壓縮式制冷的實際循環(huán) ? 管道壓力和熱交換 （ 1）吸氣管；（ 2）排氣管 （ 3）高壓液管；（ 4）低壓液管 ? 壓縮機與壓縮過程的不可逆 ? 相變傳熱不可逆 ? 其他因素（潤滑油、水分和不凝氣體等） 單級壓縮式制冷的實際循環(huán) ? 實際循環(huán)的熱力計算（書上有例題） 單級壓縮式制冷機的變工況特性 ? 冷凝溫度變化的影響 （討論對 的影響） , , , , ,o m oq q w W C O P? 單級壓縮式制冷機的變工況特性 ? 蒸發(fā)溫度的影響 （書上寫的 2點注意） 制冷劑 ? 分類： （ 1）是否是純質(zhì)：單一或混合制冷劑； （ 2）化學類別：無機物、氟利昂、碳氫化合物； （ 3 ）物質(zhì)來源：人工或天然制冷劑 ? 命名： R+數(shù)字 （ 1）無機物： R7（摩爾分子量） 氨： R717； H2O： R718； CO2： R744 （ 2）氟利昂（最好還是查表） 烷烴化合物 (CmHnFxClyBrz)： R(m1)(n+1)(x)(z) 二氟一氯甲烷（ CHF2Cl）： R22； 丙烷（ C3H8）： R290 制冷劑 （ 3）共沸混合物： 5( )( )按命名次序 （ 4）非共沸混合物： 4( )( )按命名次序 ? 選用三原則： （ 1）制冷性能：取決于制冷劑的熱物性。 要求： Pk不能太高， Po不能太低，壓比小， qo大，排溫低，COP高，傳熱好，流動性好。 （ 2）實用性：化學穩(wěn)定性，熱穩(wěn)定性，無腐蝕，不與潤滑油產(chǎn)生不良反應(yīng)。安全性：無毒，不易爆炸。來源廣，價廉。 （ 3）環(huán)境可接受性： 對臭氧層破壞程度