制冷原理与设备绪论、第一章

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1、制冷原理与设备天津商业大学机械工程学院制冷与空调工程系李慧宇教学主要内容：制冷原理各种制冷方法概述单级蒸气压缩式制冷循环制冷剂双级蒸气压缩式制冷循环复叠式蒸气压缩式制冷循环制冷设备冷凝器和蒸发器节流机构及其他辅助设备教学参考书：制冷原理与设备吴业正主编，机械工业出版社制冷与低温原理陈光明陈国邦主编，机械工业出版社制冷原理与装置郑贤德主编，机械工业出版社空调调节用制冷技术彦启森主编，中国建筑工业出版社课程学习要求：了解并掌握蒸气压缩式制冷的基本原理及其循环特点；了解并掌握制冷机设备的各种类型及其设计计算；了解各种制冷方法的基本原理及其循

2、环；通过本课程的学习，能够进行制冷循环的热力计算及机器设备的选型（或设计）；按时完成作业。绪论制冷技术实现制冷的途径制冷技术的应用制冷技术的研究内容和基础理论绪论一、制冷技术1.制冷的定义：制冷就是使某一空间内物体的温度低于周围环境介质的温度，并维持这个低温环境的过程。2.实现制冷的途径：天然冷却利用自然界的物质来完成的降温过程人工制冷—利用制冷装置获得所需的低温，但要消耗能量（如：电能、热能、机械能、太阳能等）。3.制冷机机械制冷中所需机器设备的总合称为制冷机。4.制冷剂制冷机中使用的工作介质称为制冷剂。制冷剂在制冷机中循环流动，同

3、时与外界发生能量交换，即不断地从被冷却对象中吸取热量，向环境排放热量。二、实现人工制冷的方法1.利用物质的相变来吸热制冷；融化（固体—液体）气化（液体—气体）升华（固体—气体）气化制冷（蒸气制冷）：包括蒸气压缩式制冷、吸收式制冷、蒸汽喷射式制冷、吸附式制冷。2.利用气体膨胀产生低温气体等熵膨胀时温度总是降低的，产生冷效应。3.气体涡流制冷高压气体经涡流管膨胀后，可分为冷热两股气流；4.热电制冷（半导体制冷）利用半导体的温差电效应实现的制冷。根据制冷温度的不同，制冷技术可大体上划分三大类：普通冷冻：＞120K深度冷冻：120K~20K低

4、温和超低温：＜20K。t=T-273.15(t,℃;T,Kelvin开）T=273+t三.制冷技术的研究内容1）研究获得低温的方法和有关的机理以及与此相应的制冷循环，并对制冷循环进行热力学的分析和计算。2）研究制冷剂的性质，从而为制冷机提供性能满意的工作介质。3）研究实现制冷循环所必需的各种机械和技术设备，包括它们的工作原理、性能分析、结构设计，以及制冷装置的流程组织、系统配套设计。四.制冷技术的应用１.空调工程空调工程是制冷技术应用的一个广阔领域。光学仪器仪表、精密计量量具、纺织等生产车间及计算机房等，都要求对环境的温度、湿度、洁净

5、度进行不同程度的控制；体育馆、大会堂、宾馆等公共建筑和小汽车、飞机、大型客车等交通工具也都需有舒适的空调系统。２.食品工程易腐食品从采购或捕捞、加工、贮藏、运输到销售的全部流通过程中，都必须保持稳定的低温环境，才能延长和提高食品的质量、经济寿命与价值。这就需有各种制冷设施，如冷加工设备、冷冻冷藏库、冷藏运输车或船、冷藏售货柜台等。３.机械与电子工业精密机床油压系统利用制冷来控制油温，可稳定油膜刚度，使机床能正常工作。对钢进行低温处理可改善钢的性能，提高钢的硬度和强度，延长工件的使用寿命。多路通讯、雷达、卫星地面站等电子设备也都需要在低

6、温下工作。４.医疗卫生事业血浆、疫苗及某些特殊药品需要低温保存。低温麻醉、低温手术及高烧患者的冷敷降温等也需制冷技术。５.国防工业和现代科学在高寒地区使用的发动机、汽车、坦克、大炮等常规武器的性能需要作环境模拟试验，火箭、航天器也需要在模拟高空条件下进行试验，这些都需要人工制冷技术。人工降雨也需要制冷。６.家用冰箱及空调等日常生活方面也是制冷技术的应用。拼装式冷库结构简图大型装配式冷库外形图果汁机楼宇空调陈列柜五.制冷技术的发展历史1755年，爱丁堡的化学教授库伦利用乙醚蒸发使水结冰。他的学生布拉克从本质上解释了融化和汽化现象，导出了

7、潜热的概念，并发明了冰量热器，标志着现代制冷技术的开始。1834年，在伦敦工作的美国发明家波尔金斯造出了第一台以乙醚为工质的蒸气压缩式制冷机，并正式呈请了英国第6662号专利。这是后来所有蒸气压缩式制冷机的雏型。1875年，卡列和林德用氨作制冷剂，制造了氨蒸气压缩式制冷机。1844年，美国人J.Gorrie发明了空气循环式制冷机，并于1851年获得美国专利，这是世界第一台制冷和空调用机器。1858年，美国人尼斯取得了冷库设计的第一个美国专利，从此商用食品冷藏事业开始发展。我国制冷的发展简史人类最早的制冷方法是利用自然界存在的冷物质－冰

8、、深井水等。我国早在周朝就有了用冰的历史。到了秦汉，冰的使用就更进了一步，据《艺文志》记载：大秦国有五宫殿，以水晶为柱拱，称水晶宫，内实以冰，遇夏开发。”这实质是我国最早的空调房间。到了唐朝已生产冰镇饮料并已有了冰商。冰