何 源 电 话： 34300116 电子邮箱：T295@gdqy.edu.cn 制 冷 技 术 何 源 电 话： 34300116 电子邮箱：T295@gdqy.edu.cn

绪 论 制冷技术------是使某一空间或物体的温度降到低于周围环境温度，并保持在规定低温状态的一门科学技术 。 绪 论 制冷技术------是使某一空间或物体的温度降到低于周围环境温度，并保持在规定低温状态的一门科学技术 。 制 冷------就是人工制取低温，利用人为的科学技术手段来制取低于周围环境的温度，以满足人类社会的种种需要。

绪论-------- 制冷机-------机械制冷中所需机器和设备的总和。 制冷剂-------制冷机中使用的工作介质称。 制冷循环----制冷剂在制冷机中循环流动，不断 从被冷却对象中吸取热量，并向环境介质排放热量。制冷剂在制冷机中经历的一系列状态变化过程 。 制冷循环消耗能量：机械能、电能、热能、太阳能及其他形式的能。

绪 论 一、天然冷源的应用 lkg冰融化时，约可吸收334kJ的热量，而且可使物品保持在接近0℃的低温。 吸334kJ热量 冰 水

绪 论 一、天然冷源的应用 人类应用天然冷源的历史： 天然冷源：天然冰、深井水。 绪 论 一、天然冷源的应用 人类应用天然冷源的历史： 公元前5世纪，埃及人把盛水陶罐放在屋顶上，利用地面对空间的辐射使水结冰。 《诗经》有“二之日凿冰冲冲，三之日纳于凌阴”的诗句记载。 天然冷源：天然冰、深井水。 天然冷源数量和温度毕竟有一定限度，使用也有一定条件，必须发展人工机械制冷。

绪 论 二、机械制冷的发展 现代制冷技术是19世纪中后期发展起来的 绪 论 二、机械制冷的发展 现代制冷技术是19世纪中后期发展起来的 1834年美国人波尔金斯制成第一台用乙醚为工质的 制冷机，它是现代蒸气压缩式制冷机的雏形。 1834年，法国人珀尔帖(Pelfier)发现了珀尔帖效应 为热电制冷（半导体制冷 ）打下理论基础 1844年美国医生约翰高里试制用空气作工质的封闭循环制冷机。 1860年法国人卡列发明了氨水吸收式制冷系统。 1874年卡尔·林德设计成功氨蒸气压缩式制冷机，是举世公认的制冷机始祖。

绪 论 二、机械制冷的发展 1926年美国奇异公司研制成功世界上第一台全封闭式制冷系统自动电冰箱。 绪 论 二、机械制冷的发展 1913年美国工程师拉森制造世界上第一台手操 纵家用电冰箱； 1926年美国奇异公司研制成功世界上第一台全封闭式制冷系统自动电冰箱。 1920年美国开利公司最早制造出空调器，它是开启式压缩机组装的卧式柜式空调器。

绪 论 二、机械制冷的发展 制冷分类： 普通制冷范围(“普冷”)： 低于环境温度至－120℃(153K)。 深度制冷范围(简称“深冷”)： 绪 论 二、机械制冷的发展 制冷分类： 普通制冷范围(“普冷”)： 低于环境温度至－120℃(153K)。 深度制冷范围(简称“深冷”)： －120 ℃至－ 253℃(153K---20K)。 低温制冷范围： －253 ℃接近－273℃(20K---接近0K)。 空调和食品冷藏，及一般所要求的用冷温度，均属于普冷范围。

绪 论 三、制冷技术的应用 1．空气调节 ----降低空气的温度和含湿量，从而使空气的温、湿度得到调节。 绪 论 三、制冷技术的应用 1．空气调节 ----降低空气的温度和含湿量，从而使空气的温、湿度得到调节。 舒适性空调

绪 论 三、制冷技术的应用 1．空气调节 舒 适 性 空 调

绪 论 三、制冷技术的应用 1．空气调节 舒 适 性 空 调

绪 论 三、制冷技术的应用 1．空气调节 工 艺 性 空 调

绪 论 三、制冷技术的应用 2．食品冷藏----作用：防食品变质和平衡食品的季节性生产与全年耗用之间的矛盾。 绪 论 三、制冷技术的应用 2．食品冷藏----作用：防食品变质和平衡食品的季节性生产与全年耗用之间的矛盾。 冷 藏 的 食 品

绪 论 　　　　　　　三、制冷技术的应用 2． 食 品 冷 藏

绪 论 三、制冷技术的应用 2． 食 品 冷 藏

绪 论 三、制冷技术的应用　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　2．食品冷藏

绪 论 三、制冷技术的应用 3．生产工艺 －－提供生产所要求的低温工艺条件， 以保证生产过程顺利进行。 绪 论 三、制冷技术的应用　　　 　3．生产工艺 －－提供生产所要求的低温工艺条件，　　　　　　　　　以保证生产过程顺利进行。 合成 橡胶 纤维 气体 液化 石油 裂解

我国的国民经济和人民生活水平有了很大提高，制冷和空调行业也得到了迅速发展，我国已成为制冷大国（但不是强国）。 绪 论 　　　三、制冷技术的应用 　　　我国的国民经济和人民生活水平有了很大提高，制冷和空调行业也得到了迅速发展，我国已成为制冷大国（但不是强国）。 　　　制冷与空调设备的大量应用，造成能源的大量消耗。耗电量夏季占季节全国发电量的18％-20％ 。 　　　氟利昂簇中的含氯而无氢的氟化碳(简称CFC)会严重地破坏大气中的臭氧以及地球高空的臭氧层，研究和寻求CFC制冷剂的替代物也成为急需解决的问题。

绪 论 　　　　　三、制冷技术的应用 现在世界制冷技术的发展，主要表现在： 　(1)新型制冷工质的研究 由于CFCs对臭氧层的破坏，研制新的纯工质(如R134a)，寻找共沸或非共沸混合工质(R22／R142a，R22／R152a)来代替有害工质R12，已成为近期内制冷剂的主要研究方向。 　(2)新型制冷原理与系统的研究 吸收式制冷系统的完善与发展已达相当高的水平。磁制冷的研制使其成为最有竞争力的制冷方式之一。 　(3) 电子计算机在制冷技术上的应用 应用主要包括计算机辅助设计、辅助测试、自动控制、生产管理等方面，由于计算机迅猛发展，为制冷技术展现了更为广阔的前景。

绪 论 　　三、制冷技术的应用

绪 论 　　　三、制冷技术的应用

绪 论 　　　　三、制冷技术的应用

绪 论 四、制冷技方法－－蒸气压缩式制冷、蒸汽喷射式制冷、吸收式制冷和热电式制冷是常见的几种制冷方式。  绪 论 　　　　 　四、制冷技方法－－蒸气压缩式制冷、蒸汽喷射式制冷、吸收式制冷和热电式制冷是常见的几种制冷方式。 １、蒸气压缩式制冷---- 是利用低沸点的液态工质(如氟利昂等制冷剂)沸腾汽化时，从致冷空间介质中吸热来实现制冷的。 （1）基本组成 ----蒸发器、压缩机、冷凝器和节流阀 （2）工作原理 制冷循环： 蒸发(沸腾汽化)-----压缩(升压升温)----冷凝(液化)----节流(降压降温)----再蒸发

绪 论 四、制冷技方法 2、吸收式制冷 吸收式制冷是通过工质对在发生器中吸收外界热源提供的热能作补偿，来实现制冷的。 （1）基本组成 绪 论 四、制冷技方法 2、吸收式制冷 吸收式制冷是通过工质对在发生器中吸收外界热源提供的热能作补偿，来实现制冷的。 吸收式制冷由两个循环——制冷剂的逆循环与吸收剂溶液的正循环共同组成，此两循环缺一不可。 （1）基本组成 　吸收器、溶液泵、发生器和调压阀（代替了压缩机）蒸发器、冷凝器和节流阀 （2）工作原理 吸收式制冷的基本组成与压缩式制冷的区别在于：由吸收器、溶液泵、发生器和调压阀组成的系统代替了压缩机。

绪 论 四、制冷技方法 3、蒸汽喷射式制冷 （1）基本组成 绪 论 四、制冷技方法 3、蒸汽喷射式制冷 蒸汽喷射式制冷----是利用高压蒸汽的喷射、引射及扩压作用实现对蒸汽的压缩。 （1）基本组成 主要由喷射器、冷凝器、蒸发器、，节流阀、泵等组成，（喷射器又由喷嘴、吸入室、扩压器三部分组成，） 蒸汽喷射器具有相当于真空泵和压缩机的两种功能。它既可以抽吸蒸发器内产生的制冷剂蒸汽，来维持蒸发器所需的真空度，又可借助扩压管对气流的降速增压的作用，将制冷剂蒸汽的压力由蒸发压力提高到所需的冷凝压力，使之能在常温中被冷凝。

绪 论 四、制冷技方法 3、蒸汽喷射式制冷 （2）工作原理 绪 论 四、制冷技方法 3、蒸汽喷射式制冷 （2）工作原理 锅炉来的高温、高压蒸汽(工作蒸汽)进入喷射器，在喷嘴中膨胀，在喷嘴出口处得到1000m/s以上的流速，并得到很低的压力(例如，蒸发温度为5℃，相应的压力为0．87kPa)，这就为蒸发器内的水在低温下汽化创造了条件。由于水汽化时需从未汽化的水中吸收汽化潜热，因而使未汽化水的温度降低，这部分低温水便可用于空气调节或其他生产工艺过程。蒸发器中产生的制冷剂蒸汽和工作蒸汽在喷嘴出口处混合，一起进入扩压器，在扩压器中蒸汽压力升高然后进入冷凝器，与外部的冷却水交换热量，冷凝成液体，从冷凝器下部排入冷却水池，作为循环冷却水的补充水使用。

绪 论 四、制冷技方法 3、蒸汽喷射式制冷 蒸汽喷射式制冷优、缺点 绪 论 四、制冷技方法 3、蒸汽喷射式制冷 蒸汽喷射式制冷优、缺点 与其他形式的制冷比较，其优点是：设备结构简单；一次投资低，设有运动部件，使用寿命长；操作、维修比较容易；以水为制冷剂，运行安全可靠。 其缺点是：蒸汽和冷却水消耗量比较大，制冷效率低；运行时噪声大等。 蒸汽喷射式制冷装置对有大量废热的轻纺、化工、冶金等工厂企业，可作空调冷源，制取冷冻水的温度范围为2～20℃。

绪 论 四、制冷技方法 4、吸附式制冷 这种制冷装置使用时具有不消耗电能、无噪声、结构简单，运行管理方便等优点。 （1）基本组成 绪 论 四、制冷技方法 4、吸附式制冷 这种制冷装置使用时具有不消耗电能、无噪声、结构简单，运行管理方便等优点。 （1）基本组成 装置的壳体全部用金属材料制成。在沸石盒内盛有沸石分子筛并充有一定数量的水。 沸石分子筛是一种铝硅盐矿物，具有强烈的吸水性，沸石的吸附水量对温度特别敏感，微小的温度变化将导致吸附量的较大改变，从而导致封闭系统中压力的较大变化，利用沸石温度变化，便可起到压缩机的作用。

绪 论 四、制冷技方法 4、吸附式制冷 （2）工作原理 绪 论 四、制冷技方法 4、吸附式制冷 （2）工作原理 白天，沸石在密封的容器内被太阳加热，含水沸石在吸取热量(太阳供给)后，即开始脱附水蒸气，随之系统中的分压力开始升高。当分压力达到与环境温度所对应的饱和压力时，水蒸气在冷凝器中凝结成水。流入储水箱(蒸发器内)。 夜间，环境温度降低，沸石也随着冷却，其吸附水蒸气的能力也逐步提高。于是吸附储水箱中的水蒸气，并造成系统中真空状态(可达0．266kPa或更低)。此时的储水箱便成为蒸发器，使水在低温下蒸发(只要系统压力低于o．6kPa，水将在o℃以下蒸发)，吸收被冷却物体或空间的热量，从而达到了制取冷量的目的。

绪 论 四、制冷技方法 5、热电制冷 热电制冷又称为半导体制冷。它是一种利用热电制冷效应的制冷方法，其主要的基本理论是西伯克(Seebeck)效应和帕尔帖(Peltier)效应。 （1）西伯克效应 在由两种不同的导体组成的开路中，如果导体的两个结点存在温度差开路中将产生电动势E。 温度越高，转移的电子越多，电位差越大。若已知一个结点的温度，测量该电势，就能求出另一结点的温度。这就是热电偶测温的基本原理。

绪 论 四、制冷技方法 5、热电制冷 （3）热电制冷工作原理 （2）帕尔帖效应 绪 论 四、制冷技方法 5、热电制冷 （2）帕尔帖效应 电流流过两种不同导体的界面时，将从外界得到或向外界放出热量。这就是帕尔帖效应。由帕尔帖效应产生的热流量称帕尔帖热。 （3）热电制冷工作原理 电荷载体在导体中运动形成电流。由于电荷载体在不同的材料中处于不同的能量级，当它从高能级的材料向低能级的材料运动时，，便释放出多余的能量；反之，从低能级的材料向高能级的材料运动时，需要从外界吸收能量。能量在交界面处以热的形式吸入或放出。 目前，热电制冷技术主要在小冷量、小型化、性能可靠性和控制精度较高的范围内应用。热电制冷具有可靠、简单、无噪声、无振动、无工质泄漏等优点。可用作为空凋或冷藏装置（如地下建筑的空调、卫星站、飞机等的制冷装置）。另外还用于手提式冷暖箱，司机醒脑器等

绪 论 四、制冷技方法 6、 空气压缩制冷 CFCs的禁用将对空调、制冷工业产生巨大影响，寻找CFCs的替代物和开展新的制冷循环机理的研究是当务之急。采用空气制冷技术，是今后制冷技术发展的重要方向之一。 空气压缩制冷： 空气压缩制冷机以空气为工质，利用空气状态在制冷机内循环变化，实现人工制冷。它是基于压缩空气的节流效应，压缩空气在膨胀机中绝热膨胀并对外界做功，从而获得低温气流来制取冷量的。 构成这种制冷方式的循环形式主要有定压缩循环、和定容循环。

绪 论 四、制冷技方法 6、 空气压缩制冷 空气压缩制冷工作原理 绪 论 四、制冷技方法 6、 空气压缩制冷 空气压缩制冷工作原理 从压缩机排出的高温高压(T2、p2气体进入冷却器，在定压p2下被冷却到温度T3，然后进入膨胀机中，等熵膨胀到冷室的压力p1(一般为1个大气压)，同时温度降低T4，成为低温低压的冷气流，冷气流进入冷室，使被冷却对象降温，而空气本身因吸收热量，温度回升到T1，这个过程是在p1压力下的等压吸热过程。离开冷室的空气以p1下状态进入压缩机，等熵压缩后，温度、压力提高到T2、p2，完成一个循环。