制冷技术的发展及应用.

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1 制冷技术的发展及应用

2 制冷技术的发展史 1. 制冷的定义 制冷是指采用人工的方法在一定时间和一定空间内将某物质冷却，使其温度降到环境温度以下，并保持这个低温。
1. 制冷的定义 　　 制冷是指采用人工的方法在一定时间和一定空间内将某物质冷却，使其温度降到环境温度以下，并保持这个低温。 因此，制冷不同于自然冷却。

3 2、制冷的分类 按照制冷所得到的低温范围，制冷技术划分为以下4个领域： 普通制冷 120K以上 深度制冷 120K~20K
本课程主要讲普通制冷。

4 3.制冷技术的发展历史 制冷技术的发展概括起来可分为两个阶段： （1）天然冷源的应用阶段 是从古代~18世纪中期。
采用的天然冷源主要是指冬季储存的天然冰和夏季使用的深井水。 （2）机械制冷阶段 18世纪中期~今。1755年是人工制冷史的起点。 现代制冷技术作为一门科学是由19世纪中后期发展起来的，到20世纪具有更大的发展。

5 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。

6 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。

7 4.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、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。冰酪、奶冰也发源于中国，是冰淇淋的雏形，在元朝时由意大利著名旅行家马可·波罗带到了欧洲。

8 人工制冷至今在世界上才有100多年的历史。旧中国制冷工业基本上是空白，解放前上海只有几家很小的“冰箱厂”且只搞维修业务，全国冷库也仅有几座。解放后，制冷工业得到飞速发展，特别是八十年代通过引进国外先进技术，使我国的制冷、空调产品打入了国际市场。

9 5、应用 制冷的应用几乎渗透到各个生产技术、科学领域以及人们生活的各个方面中，概括起来主要有以下几个领域： (1)商业及人民生活 比如人工冰厂、空调、冰箱、冷柜以及食品的冷冻冷藏、保鲜、冷藏运输等。 (2)工业生产及农牧业 比如制药、啤酒、精密仪器车间等；农作物的种子进行低温处理，人工气候育秧室、蔬菜水果的保鲜等。

10 (3)建筑工程 比如挖掘隧道、建筑河堤时采用的“冻土法”。 (4)科学实验研究 如各种环境模拟装置中创造的人工环境。 (5)医疗卫生 如药品、疫苗及人体器官的冷藏保存，手术中采用低温麻醉等。 (6)尖端科学领域等 如微电子技术、能源、新型材料、宇宙开发等。

11 6、制冷空调技术的发展趋势 总体思路：节约能源，保护环境和趋向自然的舒适环境。节能仍将是制冷空调技术发展的核心。其重心将从单机的高效与节能发展到整个系统及运行管理的节能。目前研究和解决的重点问题是： 1、能源的综合利用； 2、变流量技术的应用； 3、新型(环保型)制冷剂和净化技术研究与应用; 4、计算机的应用。

12 7、新型制冷技术 半导体制冷技术 太阳能吸附制冷技术 地源、水源能利用 余热制冷 冰蓄冷技术

13 制冷设备原理与技能训练 第一单元 制冷技术基础 授课教师： 丁家辉 课题一 制冷技术的基础知识 课题二 人工制冷与空气调节
第一单元 制冷技术基础 课题一 制冷技术的基础知识 课题二 人工制冷与空气调节 课题三 制冷剂与冷冻机油 授课教师： 丁家辉

14 课题一 制冷技术的基础知识 一、物体的三种状态
课题一 制冷技术的基础知识 一、物体的三种状态 自然界的一切物质都是由大量分子组成的，组成物质的分子间有一定的距离，同时分子又处于无规则的永不停息的运动中，而这种大规模分子的杂乱无章运动称之为热运动。由于分子间的作用力和分子热运动等原因，使物质在通常状态下呈现出三种不同的状态： 固态、液态、气态。

15 固态时的物质有一定的体积，又有一下的形状，并具有一定的机械强度。
液态时的物质没有一定的形状，没有固定的体积，但具有流动性； 气态没有一定的形状，也没有一定的体积，可以充满任何空间。

16 固态 升华 凝固 凝华 溶解 气态 液态 汽化 液化

17 形式 联系 区别 沸腾 蒸发与沸腾都是由液体变成蒸汽的过程。 蒸发 汽化和液化 （1）汽化
在任何压力、温度下都在进行着，只是局限在表面的液体转为蒸汽。 蒸发 在一定压力下只有达到与此压力相对应的一定温度时才能进行，且从液体内部大量地产生蒸汽。 （2）液化 液化（与汽化过程恰恰相反）是由蒸汽状态转变为液体状态的过程。

18 二、流体的基本状态参数 1、温度： 定义：是表征物体冷热程度的一个状态参数也可以是物体冷热程度的一种度量。 温标：（衡量温度的标尺或标准）
分为摄氏温度、华氏温度、绝对温度

19 摄氏温度 符号：t 单位：℃ 定义：在标准大气压下，以水的结冰温度作为 0℃，沸腾温度作为100℃，中间分成100等分，每一等分为一摄氏度。

20 华氏温度 符号：F 单位：℉ 定义：将标准大气压下水结冰时的温度为32度，而沸点定为 212度，二者之间180等分，每一份定为1°F。在欧美国家应用较广。

21 绝对温度 符号：T 单位：开尔文（K） 定义：把水的冰点定为 Ｋ，沸点定为373.15Ｋ，且理论上把物体内部完全停止分子热运动之点定为绝对零度，即0(Ｋ)。

22 三者之间的换算关系 t=5/9（F-32） （℃） F=9/5t （℉） T=t （K）

23 2、压力 定义： 在物理学中，把垂直作用于物体表面的力叫做压力；把单位面积上所受的压力称为压强。压强是物理学中定量表示压力产生作用效果大小的物理量。 工程上的压力=物理学中的压强,本书中的压力即为压强。 单位： Pa（帕） 1 Pa=1N/m2 　　　在制冷技术中，因Pa单位太小，通常采用兆帕（MPa）作为压力的单位；　　　1M Pa=106Pa

24 绝对压力、表压力及真空度 绝对压力：流体直接作用在容器壁或管壁上压力大小的实际数值。 用P绝表示。 表压力：用压力表测量某压力时在压力表上的读数，称为表压力。指绝对压力与当地大气压之差； 用P表表示。 大气压低时，表压力是一个负值，称为真空，读取的数值取其绝对值称为真空度。用P真表示。 真空度：当容器内流体的压力低于大气压时，大气压与容器内流体压力之差 三者与大气压的关系：P绝=P表+B P真= B- P绝

25 压力单位的选用及换算 当需要对系统进行高压检漏时，系统内压力较高，则应采用“MPa”为压力单位；而在完成抽真空试漏是，这时系统内绝对压力低于大气压力，则应采用“mmHg”为压力单位；

26 3、比容 物质所占有的体积与该物质的重量之比值称为该物质的比容，比容用符号v 表示，常用的单位为米3/ 千克（m 3/kg ）。
若质量为G的某气体所占有体积为V，则该气体的比容为： ∪= V/ G

27 三、热量与冷量 1、热能 热量是指由于物质间温度差别而引起转移的能量。表示物体吸热或放热多少的物理量。 而物质具有的热能是指物质分子所具有的动能和位能之总和。 制冷技术就是研究和利用热能的转移过程及其数量的科学。

28 2、热量的单位与换算 工程单位制中热量的单位为大卡(kcal), 1kg纯水在一个标准大气压下温度升高1℃所需的热量称为1大卡。 kcal=1000cal； 在国际单位制中热量的单位为焦耳，用符号J表示。 1J=0.24cal； 在英制单位中热量的单位为“英热单位”。1磅纯水升高呀降低1oF所吸收或放出的热量，科为1个英热单位（Btu），1Btu=0.25kcal=1.05KJ； 在大型制冷工程中采用“冷吨”为热量单位。 冷吨（Rt）:美国冷吨：USRt 日本冷吨：JNRt

29 3、冷量 冷量的物理含义和热量相同，只是物体温度高于周围介质温度的习惯上称为“热”，其向周围介质放出的能量称为“热量”，而物体温度低于周围介质温度的称为“冷”，其向周围介质吸收的能量即为“冷量”。 制冷量：指制冷机在一定的工况下运行时所产生的能量大小。也可是单位时间内，空调主机产生的冷量（即：单位时间内，空调主机转移出的热量 ）。单位：W、KW 1W=1J/s 1KW=3.6×106J/h=860kcal/h

30 常用冷制量关系 3/4匹 3/4马力 6000～7000BTU/h 1.758～2.051kw 1匹 1马力 8000～11000BTU/h
1.5匹 1.5马力 12000～15000BTU/h 3.516～4.395kw 2匹 2马力 16000～19000BTU/h 4.688～5.567kw 2.5匹 2.5马力 20000～23000BTU/h 5.860～6.739kw 3匹 3马力 28000～31000BTU/h 8.204～9.083kw

31 4、比热容 单位质量的物质温度升高或降低 1℃时所吸收或放出的热量。称为这种物质的质量比热容。单位是kg/(kg.0C)。

32 5、热量的传递 物质（系统）内的热量转移的过程叫做热传递。热传递有三种方式，即热传导、对流和热辐射。
（1）热传导： 热在物质内直接传送称为热传导。他是指热量从同一物体温度较高的部分传到温度较低的部分，或者指两个相互接触的物体，热量从温度高的物体传到温度较低的物体。

33 （2）热对流 ：热对流是受热的液体或气体运动传递热量 ；分为自然对流和强迫对流。
观察炽热阳光下的柏油路面

34 （3）热辐射：热辐射是以红外线的方式发射和传递热量。
以光的速度把热量通过空间从一个物体传给另一个物体，并以电磁辐射的形式进行能量传递的。

35 四、显热和潜热 1、显热 物质在加热（或冷却）过程中，温度升高（或降低）所吸收（或放出）的热量叫显热。用符号Q显显表示。这里物质的状态并未发生变化。

36 2、潜热 物质在加热（或冷却）过程中，只改变原有状态，而温度不发生变化，这种改变状态所消耗（或得到）的热叫做潜热。用符号Q 潜表示。由于物质状态变化的种类不同，潜热分为：蒸发潜热、冷凝潜热、熔解潜热、凝固潜热。

37 五、热力学定律 热力学第一定律，即能量守恒定律，它建立热能和机械功之间 相互转换时的平衡关系，是热、功热量计算的基础。
１、热力学第一定律 热力学第一定律，即能量守恒定律，它建立热能和机械功之间 相互转换时的平衡关系，是热、功热量计算的基础。 热和功之间的数量关系为: 当做功生热时，功与热之比定值——称为热当量（A） A=4.18／427kJ／(kgf·m) 当以热做功时，热与功之比为定值——称热功当量(E) E=427/4.18kgf·m/kJ 热功两量之关系的数学表达式为 Q=AW 式中 Q——热量(由机械功生成的热)kJ； W——机械功N·m； A——功热当量kJ／(N，m)。

38 热量能自动从高温物体向低温物体转移，但热量不能自发地从低温物体向高温物体转移。
２、热力学第二定律 　热量能自动从高温物体向低温物体转移，但热量不能自发地从低温物体向高温物体转移。 1.在自然条件下，热量不能从低温物体转移到高温物体。欲使热量由低温物体转移到高温物体，必定要消耗外界的功，而这部分功又转变为热量。 2.各种形式的能很容易转换为热能，要使热能全部而且连续地转换为功是不可能的，因为为热能转换成功时，必定伴随着热量的损失。这说明热功转换必定存在着能力损失。理解热力学第一和第二定律，有助于掌握制冷原理。

39 课题二 人工制冷与空气调节 一、人工制冷的原理与方法 1、人工制冷原理 （1）制冷的定义：
课题二　人工制冷与空气调节 一、人工制冷的原理与方法 1、人工制冷原理 （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。

40 (2)、实现制冷的途径： 天然制冷 利用自然界的物质(天然冰、深水井和地道风等天然冷源）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，但要消耗一定的外界能量（如：电能、热能、机械能、太阳能等），迫使热量从温度相对较低的被冷却物体转移到温度相对较高的周围介质(水或空气)中,从而使被冷却物体的温度降低到所需要的温度,并保持这个低温的制冷方式。

41 2、人工制冷方法 1.利用物质的相变来吸热制冷； 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（气体的绝热膨胀制冷） 气体等熵膨胀时温度总是降低的，产生冷效应。

42 3.绝热去磁制冷 利用磁性物质的磁热效应来完成磁制冷循环的。 4.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； 5.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。

43 二、空气调节 1、什么叫空气调节？它可以对哪些方面进行调节？ 2、你所知道的能进行空气调节的装置或系统有哪些？

44 1、定义 空气调节（简称空调），是为满足生产、生活要求，改善劳动卫生条件，用人工 的方法使房间或密闭空间空气温度、相对湿度、洁净度和气流速度等参数达到一定要求的技术。

45 2、范围 （1）、温度调节 根据不同的需要，人为地制造一定的环境温度。如精密机械加工和精密装配车间，温度要求一般为200C，光学仪器工业一般要求为22~240C。舒适性空调温度按国家标准，夏天为24~280C,冬天为18~220C。

46 （2）、湿度调节 一般冬季的相对湿度在40%~50%左右，而夏季的相对湿度在50%~60%左右。 （3）空气流速调节 一般空气流速应发0.1~0.2m/s的低速变动为宜，至少也应控制在0.5m/s以下。 （4）空气洁净度调节

47 三、空气的物理参数 1.干、湿球温度 （1）干球温度 干球温度即为普通温度计测量的温度。 （2）湿球温度
湿球温度是在温度计上包裹湿布，由于水的蒸发造成温度指示下降，此时的温度成为湿球温度。

48 2、空气湿度 表示空气中含有水蒸气多少的物理量。 湿度通常可用绝对湿度、含湿量、饱和绝对湿度和相对湿度等表示。 绝对湿度：1m3湿空气中所含水蒸气的数量。 含湿量:以1kg干空气中所含的水蒸气的质量来表示湿空气的湿度。

49 饱和湿度：一定量的空气含水蒸气达到最大值时的空气湿度。
相对湿度：在某一温度下，空气中实际含水蒸气量（以重量计）与空气在该温度下所能含水蒸气量之比。

50 3、露点温度 反映在一定压力下，空气中含有水蒸气量不变时所含水蒸气达到饱和温度，也就是空气开始结露的温度。

51 课题三 制冷剂与冷冻机油 一、制冷剂 制冷剂是制冷机（包括电冰箱）用来实现能量转换的工作物质，又称制冷工质。 1、选用制冷剂的基本原则
课题三 制冷剂与冷冻机油 一、制冷剂 制冷剂是制冷机（包括电冰箱）用来实现能量转换的工作物质，又称制冷工质。 1、选用制冷剂的基本原则 （ 1）安全性 （ 2 ）热力学特性: ① 蒸发潜热要大。 ② 临界温度要高于环境温度。

52 ③ 凝固点要低。 ④ 比容越小越好。 ⑤在常温下冷凝压力不要过高，最好在1.26MPa~1.5MPa ，冷凝温度不宜过低，最好常温空气或水就能使其液化。 ⑥比容小。 ⑦制冷剂的导热系数和放热系数要高。

53 ( 3 ）其它要求: ①制冷剂的粘度和密度要尽量小。 ②在高温下不会分解，化学性质稳定。 ③没有明显的侵蚀作用。 ④易于与润滑油混合。 ⑤有一定的吸水能力。 ⑥价格便宜，易于购买 。

54 2、常用制冷剂及其性质 2、制冷剂的分类 ( l ）根据制冷剂化学成份及组成可分为四类，即无机化 合物、碳氢化合物、氟里昂系列和混合共沸溶液。 ( 2 ）根据蒸发温度的高低，制冷剂可分为三大类，即高温低压制冷剂、中温中压制冷剂和低温高压制冷剂。 （3）按化学组成分为无机化合物、氟里昂、碳氢化合物 3、制冷剂的符号表示 字母“R”和它后面的一组数字或字母 表示制冷剂 根据制冷剂分子组成按一定规则编写

55 (1) R12（二氟二氯甲烷 CF2Cl2） 沸点-29.8℃，凝固点-155℃。是最早出现的氟里昂制冷剂；无色，无味，毒性小，不燃不爆，安全。系统里应严格限制含水量，第一，一般规定不得超过0.0025% ；第二，充注R12前必须经过干燥处理；第三，系统中要设置干燥器；常用温度范围内能与矿物性润滑油以任意比互溶；不腐蚀一般金属但能腐蚀镁及含镁量超过2%铝镁合金。对天然橡胶和塑料有膨润作用。

56 (2) R22（二氟一氯甲烷 CHF2Cl） 沸点-40.8℃，凝固点-160℃。毒性比R12略大，无色无味，不燃不爆，安全。溶水性稍大于R12，系统内应装设干燥器。部分与矿物润滑油互溶。化学性质不如R12稳定，对有机物的膨润作用更强。对金属与非金属的作用以及泄漏特性都与R12相似。

57 (3) R134a（四氟乙烷 CH2FCF3） 毒性非常低，不可燃，安全。是环保型制冷剂；蒸发温度为-26.5 ℃，凝固温度为-96.6 ℃；与矿物润滑油不相溶，但能完全溶解于多元醇酯类。化学稳定性很好，溶水性比R12强得多，对系统干燥和清洁性要求更高，用与R12不同的干燥剂。 其制冷量比R12低10%左右。

58 （4）R407C（三元非共沸混合制冷剂 ） 由R32（23%）、R125（25%）和R134a（52%）混合而成；露点温差大，使用时最好将热交换器作成逆流形式 ，不能与矿物润滑油互溶，但能溶于聚酯类合成润滑油 ，低温工况下，容积制冷量比R22要低得多。

59 （5）R410A和R410B（两元混合制冷剂 ） 都是由R32和R125混合而成； 露点温差仅0.2℃，可称之为近共沸混合制冷剂。 不能与矿物润滑油互溶，但能溶于聚酯类合成润滑油。 具有与共沸混合制冷剂类似的优点。 不能直接用来替换R22的制冷系统。

60 （6）其它制冷剂 R600a（异丁烷 i-C4H10） R290（丙烷 C3H8） R11 R401A和R401B 等大约七八十种制冷剂。

61 3、制冷剂的状态 （1）、定压加热（或冷却）时制冷剂状态的变化
如果我们取1 千克液态R12 注入到汽缸中，并保持在一定的压力（P = 7.58kgf/cm2）下对其进行加热（或冷却）时，所引起温度和体积的变化如图所示：

62 由于所取的液态R12 是1000 克，所以其体积可用比容v 来表示。在变化过程中，温度和体积的关系如图所示。

63 在各种不同压力的等压条件下，对制冷剂R12 进行加热和冷却时，我们可以得到一组曲线图，如图所示：
（2）、饱和温度和饱和压力 在各种不同压力的等压条件下，对制冷剂R12 进行加热和冷却时，我们可以得到一组曲线图，如图所示：

64 3 ．临界温度和临界压力 各种气体在一定的温度攻和压力条件都可以使其液体，当温度升高超过某一数值时，压力再增加也不能使气体液化。这一温度就叫临界温度，在这一温度下使气体液化的最低压力叫临界压力。

65 4、制冷剂状态的术语 干饱和蒸气 饱和液 湿蒸气 干度 过热蒸气和过热度 过冷液和过冷度

66 二、氟里昂对环保的影响 氟里昂主要的危害是破坏臭氧层，加大温室效应，由此而产生的后果主要有以下几个方面： 1、全球温度上升
2、全球海平面上升 3、皮肤癌患者增加

67 三、 制冷剂保管和使用时注意事项 ①盛放制冷剂的钢瓶必须经过检验，确保能承受的规定压力；
②各种制冷剂的钢瓶外应标有明显的品名、数量、质量卡片； ③制冷剂钢瓶应放在阴凉处，防止高热和太阳直晒。 ④在搬动和使用时应轻拿轻放，禁止敲击，以防爆炸； ⑤保存制冷剂，钢瓶阀门处绝对不应有慢性泄漏现象； ⑥分装或充加制冷剂时，室内空气必须畅通，； ⑦制冷剂使用后，应立即关闭控制阀，重新装上钢瓶帽盖或铁罩，加以保护； ⑧钢瓶容积一般为60%左右为宜，在常温下有一定的膨胀余地。

68 四、冷冻机油 1、功能 （1）、润滑：冷冻油可润滑压缩机轴承、活塞、活塞环、曲轴、连杆等运动件表面，减少运动阻力和磨损，降低功率消耗延长使用寿命。 （2）、密封：冷冻油渗入油封密封处防止漏油，同时在活塞环与缸壁间形成油膜防止制冷剂泄漏。 （3）、冷却：冷冻油能及时带走摩擦表面产生的热量，防止压缩机温度过高。 （4）、降低压缩机噪声：冷冻油在摩擦面间可起到缓和两零件冲击减小运动噪声的作用。

69 2、特性要求 化学稳定性要好 热稳定性要好 黏度适中 凝固点要低 有较好的粘温性能和较高的闪点 不含水及酸之类杂质，要有良好的电气绝缘性能。 吸水性要好

70 3、规格 1）国产冷冻油：有13、 18、25、30四种牌号（按粘度） 2)进口冷冻油：SUNISO系列3GS、4GS、5GS冷冻油。
3)聚脂类润滑油(ESTER):由多元醇酯基础油和添加剂配成，用于R134a制冷剂的润滑（前两种属矿物油，与R134a不相容）。 13号主要用于氨制冷压缩机和其他转速低、负荷小的活塞式制冷压缩机； 18号主要用于是R12制冷压缩机； 25号主要用于R22制冷压缩机； 使用R134a制冷剂一般选ESTER润滑油。

71 4、选用原则、代用和管理 （1）选用原则 1）粘度的选择：要考虑到制冷压缩机的负荷及转速，还应考虑制冷剂的种类。
2）凝点和浊点的选择：蒸发温度低，要用凝点和浊点低的润滑油。采用氟利昂制冷剂时，润滑油的凝点和浊点要稍高于蒸发温度。 3）抗氧化安定性的选择：考虑排气温度和制冷压缩机的密封程度。 4）闪点的选择。主要考虑因素是排气温度。 5）电气性能的选择。主要根据制冷压缩机的密封程度。

72 （2）、代用和管理 1）润滑油的代用：根据粘度，尽可能选用相邻牌号、质量相似的润滑油。 2）润滑油的管理：①降低润滑油贮存温度，②减少与空气接触，③防止润滑油污染变质。

73 补充：五、载冷剂 对载冷剂的基本要求 ①冰点低，可以扩大使用范围。 ②比热要大。 ③对制冷设备不起化学腐蚀作用。 ④价格要低而且又容易获取。

74 载冷剂的种类 高温载冷剂 适用于0℃以上的制冷循环，被广泛用于空调装置。 水、盐水溶液 中温载冷剂 适用于5～-50℃制冷装置中。
适用场合 举例 高温载冷剂 适用于0℃以上的制冷循环，被广泛用于空调装置。 水、盐水溶液 中温载冷剂 适用于5～-50℃制冷装置中。 氯化钠、氯化钙的水溶液 低温载冷剂 适用于低于-50℃的制冷装置。 R11、三氯乙烯

75 第二单元 单级蒸气压缩式制冷系统 课题一 单级蒸气压缩式制冷 课题二 制冷压缩机 课题三 冷凝器与蒸发器 课题四 毛细管与膨胀阀
第二单元 单级蒸气压缩式制冷系统 课题一 单级蒸气压缩式制冷 课题二 制冷压缩机 课题三 冷凝器与蒸发器 课题四 毛细管与膨胀阀 课题五 辅助设备

76 课题一 单级蒸气压缩式制冷 一、制冷系统的基本组成
课题一 单级蒸气压缩式制冷 一、制冷系统的基本组成 利用制冷剂由液体状态汽化为蒸气状态过程中吸收热量，被冷却介质因失去热量而降低温度，达到制冷的目的。 单级蒸汽压缩式制冷组成： 制冷压缩机 冷凝器 节流器 蒸发器

77 制冷循环过程 放热，使高温高压制冷剂蒸汽冷却、冷凝成高温高压制冷剂液体 膨胀阀节流，得到低温低压制冷剂 压缩制冷剂蒸汽，提高 压力和温度
制冷剂液体吸热、蒸发、制冷

78 压缩机 （压缩） 冷凝器 （冷凝） 蒸发器 （蒸发） 膨胀阀 （膨胀） 气体 低温 低压 气体 高温 高压 液体 低温 低圧 液体 高圧
●耗电做功使低温低压冷媒气体变为高温高压气体 气体 高温 高压 冷凝器 （冷凝） ●向空气放出冷媒的热量使气态冷媒变为液态 蒸发器 （蒸发） ●空气吸收冷媒的冷量使液态冷媒变为气态 液体 低温 低圧 液体 高圧 高温 膨胀阀 （膨胀） ●降低冷媒压力 ●调整冷媒流量

79 压缩机：空调器制冷系统的动力核心，通过消耗一定的外界功，将蒸发器中低温低压的制冷剂蒸气吸入并压缩到高温高压的过热蒸气，然后排到冷凝器。
冷凝器：将来自压缩机的高温高压制冷剂蒸气在冷凝器中通过冷却介质（空气或常温水）的冷却、冷凝、过冷后，成为高压常温液体。 节流装置：将冷凝后的高压液态制冷剂通其节流作用，使其压力降低到蒸发压力后，送入蒸发器中。 蒸发器：使经节流机构后的低压液态制冷剂沸腾汽化，以吸收被冷却物体的热量，使其由液态转变为气态。

80 二、制冷系统中制冷剂的状态变化

81 1、在低压侧的状态变化 从膨胀阀经过蒸发器到制冷压缩机吸气口之间为低压侧。 在低压侧各处的压力基本相同，用符号po表示。 制冷剂的变化主要是蒸发，由液态汽化为气态。

82 2、在高压侧的变化 从制冷压缩机出口经冷凝器到膨胀阀之前为高压侧； 在高压侧的各处的压力基本相同，用符号pk表示； 制冷剂的状态就化主要是冷凝，由高压高温的蒸气冷凝成与空气温度相近的高压常温液态制冷剂。

83 3、在制冷压缩机中的压缩 制冷剂被压缩后都变为过热蒸气；由于压缩在极短的时间内完成，制冷剂与外界没有热量交换，可近似认为是绝热压缩，压缩终点的压力和初始压力之比，即高压pk和低压po之比叫做压缩比。也是冷凝压力和蒸发压力之比。 压缩时压缩功的大小、压缩效率以及因压缩而造成的蒸气温度上升的程度都取决于压缩比。

84 4、在膨胀阀中的节流膨胀 由于阻力作用，使制冷剂的压力从高压pk降到低压po，同时温度也将随之下降。 制冷剂通地膨胀阀时，压力下降，比容增大，这种变化叫节流膨胀。

85 课题二 制冷压缩机 1、作用 制冷压缩机的功能有二： 一是把从低压端吸入的低压制冷剂蒸气压缩到常温下可以液化的压力；
课题二　　制冷压缩机 1、作用 制冷压缩机的功能有二： 一是把从低压端吸入的低压制冷剂蒸气压缩到常温下可以液化的压力； 二是为制冷剂能在系统循环提供动力。 由压缩机和电动机两部分组成。

86 2、分类 按工作原理分： 容积型和速度型； 按密封结构形式分：全封闭式、半封闭式、开启式； 按压缩机的级数分：单级和双级； 按蒸发温度分：低温用（-45~-20oC）、中温用（-25~0oC）、高温用（-15~-15oC）； 根据制冷量分大型 400KW、小型 ≤60KW、中型 KW

87 开启式 半封闭式 封闭式

88 一、全封闭往复活塞式压缩机 全封闭式制冷压缩机的特点，是将压缩机与电动机一起组装在一个密闭的罩壳内，形成一个整体，从外表上看只有压缩机进、排气管和电动机引线。

89 1、工作原理

90 1.压缩过程 将制冷剂的压力提高。当活塞处于最下端位置1-1（称为内止点或下止点）时，活塞移动到2-2位置时，开始排气。制冷剂在气缸内从吸气时的低压升高到排气压力的过程称为压缩过程。
2.排气过程 制冷剂进入冷凝器。直到活塞运动到最高位置3-3（称为外止点或上止点）时排气过程结束。制冷剂从气缸向排气管输出的过程称为排气过程。 3.膨胀过程 将制冷剂的压力降低。直至气缸内气体的压力降至稍低于吸气腔内气体的压力，即将开始吸气过程时为止，此时活塞处于位置4-4。活塞从3-3移动到4-4的过程称为膨胀过程。 4.吸气过程 从蒸发器吸入制冷剂。活塞从位置4-4向下运动时，吸气阀开启，低压气体被吸人气缸中，直到活塞到达下止点1-1的位置。此过程称为吸气过程。

91 2、结构 按气缸的位置分

92 （1）连杆式活塞式压缩机典型结构如课本p28图2-4所示
按结构分连杆式和滑管式两类 （1）连杆式活塞式压缩机典型结构如课本p28图2-4所示 （2）滑管式活塞式压缩机典型结构如课本p28图2-5所示

93 二、全封闭旋转活塞式压缩机 1、工作原理

94 2、结构

95 3、特点 机械摩擦力小； 吸、排气时间长； 流动阻力小； 吸入气体的过热度低； 运转平稳、振动小、噪声低；
结构简单、零件少、质量轻、体积小。