1、Page 1第二章第二章 制冷概述制冷概述21制冷的概念、分類和應用制冷的概念、分類和應用一、制冷的概念一、制冷的概念 指用人工的方法不斷地從被冷卻系統（特定的指用人工的方法不斷地從被冷卻系統（特定的物體或區域）吸取熱量，并把吸取的熱量排放物體或區域）吸取熱量，并把吸取的熱量排放給環境介質（通常指大氣）從而使被冷卻系統給環境介質（通常指大氣）從而使被冷卻系統達到比環境更低的溫度，且在長時間里維持所達到比環境更低的溫度，且在長時間里維持所需要的低溫的一門工程技術。因此，制冷不同需要的低溫的一門工程技術。因此，制冷不同于自然冷卻。于自然冷卻。Page 2二二.制冷的分類制冷的分類 按照制冷所得到的

2、低溫范圍，制冷技術劃分為以按照制冷所得到的低溫范圍，制冷技術劃分為以下下4個領域：個領域： 1、普通制冷：溫度稍低于環境溫度到、普通制冷：溫度稍低于環境溫度到-153.150C 用于一般的生產和生活。用于一般的生產和生活。 2、深度制冷：溫度在、深度制冷：溫度在-253.150C-153.150C，常用于，常用于氣體的液化和分離等氣體的液化和分離等 3、低溫和超低溫制冷、低溫和超低溫制冷 ：溫度在：溫度在-273.150C-253.150C，多用于超導等現代尖端科技和軍事領域。多用于超導等現代尖端科技和軍事領域。本課程主要講普通制冷。本課程主要講普通制冷。Page 3三三. .制冷的應用制冷的

3、應用 制冷是為適應人們對低溫條件的需要而產生制冷是為適應人們對低溫條件的需要而產生和發展起來的，是人們社會實踐的結晶，并和發展起來的，是人們社會實踐的結晶，并隨著現代技術的發展以及人們生活水平的提隨著現代技術的發展以及人們生活水平的提高，制冷在工業、農業、建筑、航天等國民高，制冷在工業、農業、建筑、航天等國民經濟各個部門的作用和地位日益重要。經濟各個部門的作用和地位日益重要。 制冷的應用幾乎滲透到各個生產技術、科學制冷的應用幾乎滲透到各個生產技術、科學領域以及人們生活的各個方面中，概括起來領域以及人們生活的各個方面中，概括起來主要有以下幾個領域：主要有以下幾個領域：Page 41 1、物品的冷

4、凍和冷藏、物品的冷凍和冷藏 為了防止魚肉、禽蛋、蔬菜、水果、糧食以及名貴為了防止魚肉、禽蛋、蔬菜、水果、糧食以及名貴皮毛、服裝等物質變質，常用冰箱、冷柜、冷庫、冷藏皮毛、服裝等物質變質，常用冰箱、冷柜、冷庫、冷藏車船對物品進行冷藏和冷凍。車船對物品進行冷藏和冷凍。2 2、食品工業生產、食品工業生產 釀酒、飲料、乳制品等食品加工、裝瓶、儲存都需釀酒、飲料、乳制品等食品加工、裝瓶、儲存都需要低溫；啤酒在發酵生產中應在要低溫；啤酒在發酵生產中應在8128120 0C C進行；速溶咖啡進行；速溶咖啡要采用冷凍干燥工藝生產等等。要采用冷凍干燥工藝生產等等。 3 3、化學工業生產、化學工業生產 石油化工、

5、有機合成、化學制品、造紙等工業環節，石油化工、有機合成、化學制品、造紙等工業環節，如：液化、冷凝、凝固、分離、精煉、結晶、濃縮、提如：液化、冷凝、凝固、分離、精煉、結晶、濃縮、提純以及控制反應等過程的溫度都要用到制冷技術。純以及控制反應等過程的溫度都要用到制冷技術。Page 54、農業生產、農業生產 耐寒品種的培育、微生物除蟲、人造雨雪耐寒品種的培育、微生物除蟲、人造雨雪等都需要制冷技術。等都需要制冷技術。 5、建筑工程、建筑工程 比如挖掘隧道、建筑河堤時采用的比如挖掘隧道、建筑河堤時采用的“凍凍土法土法”。用冷卻巨型混凝土塊的辦法，以除。用冷卻巨型混凝土塊的辦法，以除去混凝土固化時釋放的化學

6、能，從而避免熱去混凝土固化時釋放的化學能，從而避免熱膨脹和混凝土應力的產生。膨脹和混凝土應力的產生。6、醫療衛生、醫療衛生 醫務人員利用制冷技術對病人進行低溫手醫務人員利用制冷技術對病人進行低溫手術、低溫麻醉和人工冬眠；在低溫條件下保術、低溫麻醉和人工冬眠；在低溫條件下保Page 6存血液、人體干細胞、人體器官和其它藥品。存血液、人體干細胞、人體器官和其它藥品。7、氣體的液化、氣體的液化 液態氧、氫、氦是醫學、國防等諸多領域需液態氧、氫、氦是醫學、國防等諸多領域需要的特殊物質，獲得時通常在高壓同時冷凍空要的特殊物質，獲得時通常在高壓同時冷凍空氣的辦法將他們分離出來。氣的辦法將他們分離出來。8、

7、其它方面、其它方面 超導的研究、高真空的獲得、半導體激光、超導的研究、高真空的獲得、半導體激光、紅外線探測等需要用到深度制冷，甚至低溫和紅外線探測等需要用到深度制冷，甚至低溫和超低溫技術。超低溫技術。Page 7水哪里去了？水哪里去了？水的狀態發生了怎樣的變化？水的狀態發生了怎樣的變化？現現 象象酒精逐漸消失酒精逐漸消失同時有涼的感覺同時有涼的感覺 用酒精棉球在手背上涂一下，你用酒精棉球在手背上涂一下，你會看到什么現象？你有什么感覺會看到什么現象？你有什么感覺？水變成水蒸氣散失在空氣中水變成水蒸氣散失在空氣中水由液態變成了氣態水由液態變成了氣態結論：酒精蒸發（汽化）要吸熱結論：酒精蒸發（汽化）

8、要吸熱Page 822制冷的方法及基本原理制冷的方法及基本原理 利用液態物質汽化獲取低溫的方法稱為相利用液態物質汽化獲取低溫的方法稱為相變制冷，俗稱液體激化制冷法。可分為：蒸氣變制冷，俗稱液體激化制冷法。可分為：蒸氣壓縮式、蒸氣噴射式和吸收式三種。壓縮式、蒸氣噴射式和吸收式三種。 除此之外還有空氣壓縮式制冷、半導體式制除此之外還有空氣壓縮式制冷、半導體式制冷、磁制冷等。冷、磁制冷等。一、蒸氣壓縮式制冷循環一、蒸氣壓縮式制冷循環1、蒸氣壓縮式制冷系統、蒸氣壓縮式制冷系統蒸氣壓縮式制冷系統，由壓縮機、冷凝器、膨蒸氣壓縮式制冷系統，由壓縮機、冷凝器、膨脹閥（又稱節流閥）、蒸發器四個部分組成。脹閥（又

9、稱節流閥）、蒸發器四個部分組成。Page 9吸收來自吸收來自蒸發器的蒸發器的氣體壓縮氣體壓縮成高溫高成高溫高壓氣體壓氣體通過冷卻放熱通過冷卻放熱變成高壓常溫變成高壓常溫液體液體減壓作用，減壓作用，變成低溫變成低溫低壓制冷低壓制冷劑液體劑液體液體降壓蒸發變液體降壓蒸發變成氣體同時吸熱成氣體同時吸熱溫度下降溫度下降Page 102、蒸氣壓縮式制冷原理、蒸氣壓縮式制冷原理（1）制冷劑汽化吸熱）制冷劑汽化吸熱 蒸發器通常制成蛇形管道。當高壓液態制冷劑從蒸發器通常制成蛇形管道。當高壓液態制冷劑從節流件的小孔節流件的小孔“擠過擠過”時壓力降低，進入蒸發器管道后時壓力降低，進入蒸發器管道后沸騰汽化，吸收蒸發

10、器周圍介質的熱量，使該特定的區沸騰汽化，吸收蒸發器周圍介質的熱量，使該特定的區域的溫度下降，至蒸發器出口處，制冷劑已完全變為低域的溫度下降，至蒸發器出口處，制冷劑已完全變為低壓氣體。壓氣體。 在空調器中，冷卻周圍的空氣，達到對空氣降溫、在空調器中，冷卻周圍的空氣，達到對空氣降溫、除濕的作用。蒸發器內制冷劑的蒸發溫度越低，被冷卻除濕的作用。蒸發器內制冷劑的蒸發溫度越低，被冷卻物的溫度也越低。在電冰箱中一般制冷劑的蒸發溫度調物的溫度也越低。在電冰箱中一般制冷劑的蒸發溫度調整在整在-20 - 26，在空調器中調整在，在空調器中調整在58。 Page 11蒸發器圖片蒸發器圖片 翅片式蒸發器翅片式蒸發器

11、 絲管式蒸發器絲管式蒸發器 Page 12粘結式蒸發器粘結式蒸發器 板管式蒸發器板管式蒸發器 螺旋蒸發器螺旋蒸發器 Page 13（2）壓縮機、冷凝器和節流件處理）壓縮機、冷凝器和節流件處理“廢氣廢氣”過程過程1）回收加壓）回收加壓 壓縮機起著壓縮和輸送制冷劑蒸氣并造成壓縮機起著壓縮和輸送制冷劑蒸氣并造成蒸發器中的低壓力、冷凝器中的高壓力的作用。蒸發器中的低壓力、冷凝器中的高壓力的作用。是制冷系統的心臟部件，它在電動機的帶動下，是制冷系統的心臟部件，它在電動機的帶動下，吸入由蒸發器排出的低壓制冷劑蒸氣，將其壓吸入由蒸發器排出的低壓制冷劑蒸氣，將其壓縮成為高溫高壓的蒸氣后排入冷凝器中。縮成為高溫

12、高壓的蒸氣后排入冷凝器中。Page 14螺桿式制冷壓縮機螺桿式制冷壓縮機 Page 15渦旋式制冷壓縮機渦旋式制冷壓縮機 Page 16渦旋式制冷壓縮機渦旋式制冷壓縮機 Page 17實物圖實物圖離心式制冷壓縮機 Page 18實物圖實物圖旋轉式壓縮機旋轉式壓縮機Page 19往復活塞式壓縮機往復活塞式壓縮機Page 202)放熱冷凝。放熱冷凝。冷凝器是輸出熱量的設備，冷凝器是輸出熱量的設備， 把壓縮機排出把壓縮機排出的高溫高壓制冷劑蒸汽，通過散熱器散熱冷的高溫高壓制冷劑蒸汽，通過散熱器散熱冷凝為液體制冷劑。制冷劑從蒸發器中吸收的凝為液體制冷劑。制冷劑從蒸發器中吸收的熱量和壓縮機產生的熱量，被

13、冷凝器周圍的熱量和壓縮機產生的熱量，被冷凝器周圍的冷卻介質所吸收而排出系統。冷卻介質所吸收而排出系統。Page 21立式殼管式冷凝器立式殼管式冷凝器Page 22臥式殼管式冷凝器臥式殼管式冷凝器Page 23冷凝器圖片冷凝器圖片翅片式翅片式冷凝器冷凝器 絲管式冷凝器絲管式冷凝器 Page 24蛇炮蛇炮(套管式冷凝器套管式冷凝器) 汽車空調冷凝器汽車空調冷凝器 風冷式冷凝器風冷式冷凝器 Page 25 節流機構的作用：節流閥對制冷劑起節流降壓節流機構的作用：節流閥對制冷劑起節流降壓作用并調節進入蒸發器中的制冷劑流量。它在通道作用并調節進入蒸發器中的制冷劑流量。它在通道某處的流通截面積急速變小，當

14、液體經過該處時，某處的流通截面積急速變小，當液體經過該處時，會受到較大的阻力會受到較大的阻力，待流出狹道時，壓力顯著下降，待流出狹道時，壓力顯著下降，同時伴隨溫度下降。同時伴隨溫度下降。3）節流降壓）節流降壓Page 26毛細管毛細管Page 27手動節流閥手動節流閥各種膨脹閥各種膨脹閥Page 283.蒸氣壓縮式制冷的實質蒸氣壓縮式制冷的實質蒸氣壓縮式制冷實蒸氣壓縮式制冷實際上就是在外界際上就是在外界（壓縮機）的幫助（壓縮機）的幫助下，依靠液體（制下，依靠液體（制冷劑）在適當條件冷劑）在適當條件下能吸收、攜帶、下能吸收、攜帶、釋放熱能的特性，釋放熱能的特性，把熱能從低溫處轉把熱能從低溫處轉移

15、到高溫處的過程。移到高溫處的過程。Page 29l吸收式制冷目前在日本、中國和韓國得到了較普遍的吸收式制冷目前在日本、中國和韓國得到了較普遍的應用。隨著我國西氣東輸工程的實施和天然氣的引進或應用。隨著我國西氣東輸工程的實施和天然氣的引進或開采，吸收式制冷正在制冷空調中發揮重要作用。開采，吸收式制冷正在制冷空調中發揮重要作用。 充充分利用余熱的冷熱電聯產系統將使得吸收式制冷必不可分利用余熱的冷熱電聯產系統將使得吸收式制冷必不可少；少； 廣泛的燃氣供應，以及夏季燃氣低谷和用電高峰，廣泛的燃氣供應，以及夏季燃氣低谷和用電高峰，可以使得燃氣直燃式吸收式空調得到更廣泛的應用。可以使得燃氣直燃式吸收式空調

16、得到更廣泛的應用。l我國在吸收制冷設計和制造方面處于國際先進水平，我國在吸收制冷設計和制造方面處于國際先進水平，出現了江蘇雙良，長沙遠大，大連三洋等一系列著名品出現了江蘇雙良，長沙遠大，大連三洋等一系列著名品牌。牌。二、吸收式制冷循環Page 30 吸收式制冷也是一種利用液態物質汽化吸收式制冷也是一種利用液態物質汽化獲取低溫的相變制冷，與蒸氣壓縮式不同的獲取低溫的相變制冷，與蒸氣壓縮式不同的是，它是以熱能為主要動力來實現制冷循環是，它是以熱能為主要動力來實現制冷循環的。的。Page 311、吸收式制冷系統的基本組成、吸收式制冷系統的基本組成Page 32a.組成組成設備：蒸發器、冷凝器、節流閥

17、、設備：蒸發器、冷凝器、節流閥、 吸收器、發生器、溶液泵。吸收器、發生器、溶液泵。 吸收器：吸收制冷劑蒸氣吸收器：吸收制冷劑蒸氣 發生器：加熱、釋放制冷劑發生器：加熱、釋放制冷劑 溶液熱交換器：內部能量利用，提高效率溶液熱交換器：內部能量利用，提高效率 溶液泵：加壓作用溶液泵：加壓作用 b.循環循環 ：制冷劑循環制冷劑循環 溶液循環溶液循環Page 332 2、吸收式制冷的工作原理、吸收式制冷的工作原理 （1）制冷劑吸收劑工質對 吸收式制冷利用溶液在一定條件下能析出低沸點組分的蒸氣，在另一種條件下又能吸收低沸點組分這一特性完成制冷循環。 目前吸收式制冷機多用二元溶液，習慣上稱低沸點組分為制冷劑

18、制冷劑，高沸點組分為吸收劑吸收劑。Page 34三、工質對a.工質對（二元溶液）：工質對（二元溶液）： 兩種可以相互吸收的液體形成的溶液。兩種可以相互吸收的液體形成的溶液。b.工質對的要求：兩種液體互溶性好，且具有不同的沸點工質對的要求：兩種液體互溶性好，且具有不同的沸點 低沸點液體低沸點液體制冷劑制冷劑 高沸點液體高沸點液體吸收劑吸收劑c.吸收式制冷常用工質對：吸收式制冷常用工質對：工 質 對制冷劑吸收劑溴化鋰水溶液水溴化鋰溶液氨水溶液氨水Page 35氣體制冷劑回復到液體狀態氣體制冷劑回復到液體狀態制冷劑蒸發制冷劑蒸發吸收熱量制冷吸收熱量制冷（利用吸收方式）（利用吸收方式）（2 2）基本原

19、理）基本原理Page 36基本原理圖比較基本原理圖比較吸收式與蒸氣壓縮式制冷循環的比較 (a)蒸氣壓縮式制冷循環；(b)吸收式制冷循環Page 37基本原理基本原理整個系統包括整個系統包括兩個回路：兩個回路： 制冷劑回路制冷劑回路 溶液回路溶液回路吸收式吸收式制冷制冷是利是利用工質對的質量用工質對的質量分數變化，完成分數變化，完成制冷劑的循環，制冷劑的循環，因而被稱為因而被稱為吸收吸收式制冷式制冷。Page 38基本原理基本原理發生器發生器 generator吸收式制冷機中，通過加熱析出制冷劑的設備。吸收器吸收器 absorber吸收式制冷機中，通過濃溶液吸收劑在其中噴霧以吸收來自蒸發器的制冷

20、劑蒸氣的設備。Page 39基本原理基本原理 綜上所述，溴化鋰吸收式制冷機的工作過程可分為兩個部分：(1)制冷劑循環制冷劑循環 發生器中產生的冷劑蒸氣在冷凝器中冷凝成冷劑水，經U形管進入蒸發器，在低壓下蒸發，產生制冷效應。這些過程與蒸氣壓縮式制冷循環在冷凝器、節流閥和蒸發器中所產生的過程完全相同； Page 40(2)溶液循環溶液循環 發生器中流出的濃溶液降壓后進入吸收器，吸收由蒸發器產生的冷劑蒸氣，形成稀溶液，用泵將稀溶液輸送至發生器，重新加熱，形成濃溶液。這些過程的作用相當于蒸氣壓縮式制冷循環中壓縮機所起的作用。基本原理基本原理Page 41壓縮式壓縮式與吸收式制冷的異同與吸收式制冷的異同

21、 高壓制冷劑蒸氣在冷凝器中冷凝后，經節高壓制冷劑蒸氣在冷凝器中冷凝后，經節流元件節流，溫度和壓力降低，低溫、低壓流元件節流，溫度和壓力降低，低溫、低壓液體在蒸發器內汽化，實現制冷。液體在蒸發器內汽化，實現制冷。共同點共同點Page 42壓縮式壓縮式與吸收式制冷的異同與吸收式制冷的異同v消耗的能量不同消耗的能量不同蒸發壓縮式制冷機消耗機械功，吸收式制冷機消耗的是熱能。蒸發壓縮式制冷機消耗機械功，吸收式制冷機消耗的是熱能。v吸收制冷劑蒸氣的方式不同吸收制冷劑蒸氣的方式不同利用液體蒸發連續不斷地制冷時，需不斷地在蒸發器內產生蒸氣。利用液體蒸發連續不斷地制冷時，需不斷地在蒸發器內產生蒸氣。蒸氣壓縮式用

22、壓縮機蒸氣壓縮式用壓縮機A吸收此蒸氣，吸收式制冷機用吸收劑在吸收吸收此蒸氣，吸收式制冷機用吸收劑在吸收器內吸取制冷劑蒸氣。器內吸取制冷劑蒸氣。v將低壓制冷劑蒸氣變為高壓制冷劑蒸氣時采取的方式不同將低壓制冷劑蒸氣變為高壓制冷劑蒸氣時采取的方式不同蒸氣壓縮式制冷機通過原動機驅動壓縮機完成，吸收式制冷機則蒸氣壓縮式制冷機通過原動機驅動壓縮機完成，吸收式制冷機則是通過吸收器、溶液泵、發生器和節流閥完成。是通過吸收器、溶液泵、發生器和節流閥完成。v提供的冷源溫度不同提供的冷源溫度不同蒸氣壓縮式制冷可以提供蒸氣壓縮式制冷可以提供0以下的低溫冷源，應用范圍廣泛；而以下的低溫冷源，應用范圍廣泛；而吸收式制冷一

23、般只能吸收式制冷一般只能制取制取0以上的冷水以上的冷水，多用于空調系統。多用于空調系統。不同點不同點Page 43v工質不同工質不同壓縮式制冷壓縮式制冷吸收式制冷吸收式制冷單組分單組分或多或多組分工質組分工質雙組分雙組分工質對工質對溴化鋰溴化鋰水水氨水氨水吸收劑吸收劑 制冷劑制冷劑高沸點組分 低沸點組分壓縮式壓縮式與吸收式制冷的異同與吸收式制冷的異同不同點不同點Page 44吸收劑吸收劑對吸收劑的要求：對吸收劑的要求：1) 1) 有強烈吸收制冷劑的能力；有強烈吸收制冷劑的能力；2) 2) 在相同壓力下，它的沸騰溫度應比制冷劑的沸在相同壓力下，它的沸騰溫度應比制冷劑的沸騰溫度高得多；騰溫度高得多

24、；3) 3) 不應有爆炸、燃燒的危險，并對人體無毒害；不應有爆炸、燃燒的危險，并對人體無毒害；4) 4) 對金屬材料的腐蝕性小；對金屬材料的腐蝕性小；5) 5) 價格低，易獲得。價格低，易獲得。 可供考慮使用的制冷劑可供考慮使用的制冷劑-吸收劑溶液很多，按吸收劑溶液很多，按溶液中含有的制冷劑種類區分，可分為水類、氨類溶液中含有的制冷劑種類區分，可分為水類、氨類、乙醇類和氟里昂類。、乙醇類和氟里昂類。Page 45吸收式制冷吸收式制冷的的特點特點(1)(1)可以利用各種熱能可以利用各種熱能（蒸氣、廢熱、余（蒸氣、廢熱、余熱、燃油、燃氣等）熱、燃油、燃氣等）驅動驅動；(2)(2)可以大量節約用電可

25、以大量節約用電；(3)(3)結構簡單，運動部件少，安全可靠結構簡單，運動部件少，安全可靠；(4)(4)對環境和大氣臭氧層無害對環境和大氣臭氧層無害。Page 46水作為制冷劑的優劣水作為制冷劑的優劣（1）水容易獲得）水容易獲得 ，無毒、不燃燒、不爆炸、環保安全、汽，無毒、不燃燒、不爆炸、環保安全、汽化潛熱大（單位質量制冷量大）用來做制冷劑很理想。化潛熱大（單位質量制冷量大）用來做制冷劑很理想。（2）水的單位體積制冷量過小（原因是相同蒸發溫度下，）水的單位體積制冷量過小（原因是相同蒸發溫度下，水的蒸發壓力比氟利昂等其他制冷劑小得多）如果采用壓水的蒸發壓力比氟利昂等其他制冷劑小得多）如果采用壓縮式

26、制冷需要龐大的壓縮機。縮式制冷需要龐大的壓縮機。含義：蒸氣噴射式制冷是一種以高壓蒸汽為動力的相含義：蒸氣噴射式制冷是一種以高壓蒸汽為動力的相變制冷，它是以水作為制冷劑在低壓下汽化吸熱制冷變制冷，它是以水作為制冷劑在低壓下汽化吸熱制冷冷量的冷量的Page 47簡介：簡介： 蒸氣噴射式制冷1910年出現了蒸汽噴射式制冷機蒸氣噴射式制冷是靠液體汽化來制冷的。這一點與蒸氣壓縮式及吸收式制冷完全相同，不同的是怎樣從蒸發器中抽取蒸氣，并將壓力提高。 三、蒸氣噴射式制冷循環三、蒸氣噴射式制冷循環Page 48 蒸氣噴射式制冷循環蒸氣噴射式制冷循環 蒸氣噴射式制冷機依靠蒸氣噴射式制冷機依靠消耗熱能消耗熱能工作

27、，但工作，但只用只用單一物質單一物質為工質為工質 雖然從理論上談可應用一般的制冷劑作為雖然從理論上談可應用一般的制冷劑作為工質工質, ,但到目前為止，只有以但到目前為止，只有以水為工質水為工質的蒸氣的蒸氣噴射式制冷機得到實際應用。噴射式制冷機得到實際應用。 當用水為工質所制取的低溫必須在當用水為工質所制取的低溫必須在00以以上，故蒸氣噴射式制冷機目前只用于空調裝置上，故蒸氣噴射式制冷機目前只用于空調裝置或用來制備某些工藝過程需要的冷媒水。或用來制備某些工藝過程需要的冷媒水。Page 491、蒸汽噴射式制冷循環主要設備、蒸汽噴射式制冷循環主要設備 （1）鍋爐）鍋爐 鍋爐是蒸汽噴射式制鍋爐是蒸汽噴

28、射式制冷循環的動力設備，在正冷循環的動力設備，在正向循環中鍋爐消耗熱能，向循環中鍋爐消耗熱能，產生壓力為產生壓力為0198098MPa的工作蒸汽，以的工作蒸汽，以保證完成循環。在工業制保證完成循環。在工業制冷中也可利用能保證工作冷中也可利用能保證工作壓力的工業余汽，以節約壓力的工業余汽，以節約能源。在循環中，鍋爐產能源。在循環中，鍋爐產生的高壓水蒸汽通過閥件生的高壓水蒸汽通過閥件等部件輸送到蒸汽噴射式等部件輸送到蒸汽噴射式制冷循環的主噴射器和各制冷循環的主噴射器和各個輔助噴射器。個輔助噴射器。 Page 50（2）蒸汽噴射器）蒸汽噴射器 蒸汽噴射器主要蒸汽噴射器主要由噴管、混合室和擴由噴管、混

29、合室和擴壓器等組成。蒸汽噴壓器等組成。蒸汽噴射器在循環過程中猶射器在循環過程中猶如一臺壓縮機，其工如一臺壓縮機，其工作過程可分為三個階作過程可分為三個階段（段（a）工作蒸汽從）工作蒸汽從噴嘴高速噴出時造成噴嘴高速噴出時造成周圍環境壓力下降，周圍環境壓力下降，以起到引射制冷劑蒸以起到引射制冷劑蒸汽的作用，制冷劑蒸汽的作用，制冷劑蒸汽被吸入。汽被吸入。 Page 51（b）制冷劑蒸汽與從噴）制冷劑蒸汽與從噴管噴出的工作蒸汽在混管噴出的工作蒸汽在混合室混合、換熱。（合室混合、換熱。（c）混合蒸汽在擴壓室被壓混合蒸汽在擴壓室被壓縮。縮。（3）冷凝器的作用：將高）冷凝器的作用：將高溫高壓的混合蒸汽冷凝為

30、溫高壓的混合蒸汽冷凝為液態水。液態水。（4）凝結水泵的作用：將）凝結水泵的作用：將來自冷凝器的部分凝結水來自冷凝器的部分凝結水送回鍋爐，以補充因蒸汽送回鍋爐，以補充因蒸汽工作流失的水分。工作流失的水分。Page 52（5）蒸發器與節流器）蒸發器與節流器 在制冷劑和載冷劑合為一體在制冷劑和載冷劑合為一體的蒸汽噴射式制冷循環中的蒸發的蒸汽噴射式制冷循環中的蒸發器，一般不采用表面式換熱器，器，一般不采用表面式換熱器，而常采用淋灑式而常采用淋灑式(混合式混合式)熱交換熱交換器，在淋灑式熱交換器中蒸發器器，在淋灑式熱交換器中蒸發器與節流器組成一體。進入蒸發器與節流器組成一體。進入蒸發器的凝結水經噴灑、降

31、壓而霧化成的凝結水經噴灑、降壓而霧化成細小水滴、經單效或多效淋灑、細小水滴、經單效或多效淋灑、汽化吸熱，將蒸發器內載冷劑水汽化吸熱，將蒸發器內載冷劑水的溫度降至所需要求，并輸送到的溫度降至所需要求，并輸送到用冷設備中向低溫熱源吸熱。用冷設備中向低溫熱源吸熱。 Page 53 蒸汽噴射式制冷循環蒸汽噴射式制冷循環過程歸納為二個循環：過程歸納為二個循環：1.制冷劑蒸汽循環：制冷劑蒸汽循環：123412.工作蒸汽循環：工作蒸汽循環：5678235作用：補償制冷循環作用：補償制冷循環所需能量所需能量Page 543、影響蒸氣噴射式制冷循環的主要因素、影響蒸氣噴射式制冷循環的主要因素（1）混合蒸氣背壓特

32、性變化對循環的影響）混合蒸氣背壓特性變化對循環的影響背壓：主噴射器擴壓后混合蒸汽的壓力稱背壓背壓：主噴射器擴壓后混合蒸汽的壓力稱背壓a.當背壓小于設計背壓時：能正常工作。當背壓小于設計背壓時：能正常工作。b.當背壓大于設計背壓時：導致制冷劑流量減小，當背壓大于設計背壓時：導致制冷劑流量減小， 制冷量下降制冷量下降.c.當背壓大于極限背時：主噴射器完全失去引射作用，制冷機停當背壓大于極限背時：主噴射器完全失去引射作用，制冷機停止工作。止工作。Page 55（2）工作蒸氣特性變化對循環的影響。）工作蒸氣特性變化對循環的影響。當蒸發溫度不變時，若工作蒸汽壓力降低，則會使工作蒸汽流量減小，使當蒸發溫度

33、不變時，若工作蒸汽壓力降低，則會使工作蒸汽流量減小，使引射能力下降，制冷量下降。若工作蒸汽壓力升高，則會增加冷凝器的熱引射能力下降，制冷量下降。若工作蒸汽壓力升高，則會增加冷凝器的熱負荷。負荷。（3）蒸發溫度變化對循環的影響）蒸發溫度變化對循環的影響蒸發溫度升高，使蒸發壓力升高，能使被引射的蒸汽量增加，從而使制冷蒸發溫度升高，使蒸發壓力升高，能使被引射的蒸汽量增加，從而使制冷量增大。通常每增加量增大。通常每增加1度，制冷量可增加度，制冷量可增加710%。應盡可能將蒸發溫度設定。應盡可能將蒸發溫度設定在較高數值上。在較高數值上。Page 564、蒸汽噴射式制冷循環的特點、蒸汽噴射式制冷循環的特點

34、 蒸汽噴射式制冷利用制冷劑在低壓下的相變蒸汽噴射式制冷利用制冷劑在低壓下的相變汽化吸熱來制取冷量，與其他制冷循環相比，具汽化吸熱來制取冷量，與其他制冷循環相比，具有如下特點：有如下特點： 1)結構簡單，成本低。結構簡單，成本低。 2)沒有運動部件，運行可靠，操作簡單，維修方沒有運動部件，運行可靠，操作簡單，維修方便。便。 3)循環耗電量少，能綜合利用工業余汽，節約能循環耗電量少，能綜合利用工業余汽，節約能源。源。 4）用水作制冷劑，價廉易得，化學性質穩定，無）用水作制冷劑，價廉易得，化學性質穩定，無毒、無臭、無燃燒爆炸危險，汽化潛熱大。毒、無臭、無燃燒爆炸危險，汽化潛熱大。 5）工作蒸汽消耗量

35、大，制冷循環效率低。）工作蒸汽消耗量大，制冷循環效率低。Page 57四、空氣壓縮式制冷循環四、空氣壓縮式制冷循環 也稱為氣體膨脹法制冷，是利用氣體膨脹時也稱為氣體膨脹法制冷，是利用氣體膨脹時會減壓降溫來獲取低溫的會減壓降溫來獲取低溫的1、空氣壓縮式制冷原理、空氣壓縮式制冷原理 當氣體流經孔板或閥門時，由于流道截面當氣體流經孔板或閥門時，由于流道截面突然減小，流動阻力增大，節流后的氣體在減突然減小，流動阻力增大，節流后的氣體在減壓的同時降溫，產生了制冷效應。壓的同時降溫，產生了制冷效應。Page 582、空氣壓縮式制冷系統的基本組成、空氣壓縮式制冷系統的基本組成冷卻器冷卻器膨脹機膨脹機 ab壓

36、縮機壓縮機c冷室冷室換熱器換熱器d（1）空氣壓）空氣壓縮機：通過縮機：通過消耗外界機消耗外界機械功來壓縮械功來壓縮制冷劑制冷劑空氣，并提空氣，并提供制冷循環供制冷循環動力。動力。Page 59冷卻器冷卻器膨脹機膨脹機 ab壓縮機壓縮機c冷室冷室換熱器換熱器d（2）冷卻器：）冷卻器：是空氣壓縮式制是空氣壓縮式制冷循環中向高溫冷循環中向高溫熱源放熱的換熱熱源放熱的換熱設備。但與蒸氣設備。但與蒸氣壓縮式所區別的壓縮式所區別的是，制冷劑在冷是，制冷劑在冷卻器中不發生相卻器中不發生相變，而只向冷卻變，而只向冷卻介質放出顯熱。介質放出顯熱。Page 60冷卻器冷卻器膨脹機膨脹機 ab壓縮機壓縮機c冷室冷室

37、換熱器換熱器d（3）膨脹機：）膨脹機：是用來使空氣是用來使空氣壓縮式制冷循壓縮式制冷循環中制冷劑環中制冷劑空氣降壓并空氣降壓并并產生低溫氣并產生低溫氣流的設備，它流的設備，它比節流器件能比節流器件能獲得更低的溫獲得更低的溫度度Page 61冷卻器冷卻器膨脹機膨脹機 ab壓縮機壓縮機c冷室冷室換熱器換熱器d（4）吸熱器：）吸熱器：是空氣壓縮式是空氣壓縮式制冷循環中制制冷循環中制冷劑從低溫熱冷劑從低溫熱源吸收熱量的源吸收熱量的熱交換器，在熱交換器，在吸熱過程中，吸熱過程中，制冷劑同樣不制冷劑同樣不發生相變。發生相變。Page 623、影響空氣壓縮式制冷循環的主要因素、影響空氣壓縮式制冷循環的主要因

38、素（1）傳熱溫差對循環的影響）傳熱溫差對循環的影響 傳熱溫差的的存在將導致制冷量減小、功耗增大。傳熱溫差的的存在將導致制冷量減小、功耗增大。（2）壓縮比對循環的影響）壓縮比對循環的影響 壓縮比（壓縮前和壓縮后的容積之比）較大和較壓縮比（壓縮前和壓縮后的容積之比）較大和較小都將導致制冷效率降低。小都將導致制冷效率降低。（3）回熱對循環的影響）回熱對循環的影響 回熱是制冷系統的一種內部換熱形式，大多數制回熱是制冷系統的一種內部換熱形式，大多數制冷設備采用回熱措施可提高制冷量和制冷效率。冷設備采用回熱措施可提高制冷量和制冷效率。（4）空氣凈化度和干燥度對循環的影響）空氣凈化度和干燥度對循環的影響 制

39、冷劑空氣中的水分不但會降低循環制冷量，制冷劑空氣中的水分不但會降低循環制冷量，還會因低溫凍結阻塞通道，甚至損壞運行部件。還會因低溫凍結阻塞通道，甚至損壞運行部件。Page 634、空氣壓縮式制冷的特點、空氣壓縮式制冷的特點（1）制冷溫度在）制冷溫度在800C時采用空氣壓縮式循環，時采用空氣壓縮式循環，不但能使制冷系數高于蒸氣壓縮式，而且降溫性不但能使制冷系數高于蒸氣壓縮式，而且降溫性能好、系統設備簡單。能好、系統設備簡單。（2）制冷工質無害、無污染，且易于獲得。）制冷工質無害、無污染，且易于獲得。（3）系統氣密性要求低，運行可靠。）系統氣密性要求低，運行可靠。（4）使用靈活，對不同使用目的和要

40、求的適應性）使用靈活，對不同使用目的和要求的適應性較強較強.（5）制冷量容易調節，操作、維護簡單。）制冷量容易調節，操作、維護簡單。常用于深度制冷和低溫技術中。常用于深度制冷和低溫技術中。Page 64五、溫差熱電制冷五、溫差熱電制冷1、賽貝克效應和珀爾貼效應、賽貝克效應和珀爾貼效應 熱電制冷熱電制冷(亦稱為溫差電制冷、半導體制冷亦稱為溫差電制冷、半導體制冷或電子制冷或電子制冷)是以溫差電現象為基礎的制冷方法，是以溫差電現象為基礎的制冷方法，它是利用它是利用“塞貝克效應塞貝克效應”的逆效應的逆效應珀爾帖珀爾帖效應的原理達到制冷的目的。效應的原理達到制冷的目的。（1）賽貝克效應（又稱熱電效應）賽

41、貝克效應（又稱熱電效應） 所謂塞貝克效應（就是熱電效應）就是在所謂塞貝克效應（就是熱電效應）就是在兩種不同金屬組成的閉合線路中，如果保持兩兩種不同金屬組成的閉合線路中，如果保持兩接觸點的溫度不同，就會在兩接觸點間產生一接觸點的溫度不同，就會在兩接觸點間產生一個電勢差個電勢差接觸電動勢。同時閉合線路中就接觸電動勢。同時閉合線路中就有電流流過，稱為溫差電流。有電流流過，稱為溫差電流。Page 65（2）珀爾貼效應：反之，在兩種不同金屬組成的）珀爾貼效應：反之，在兩種不同金屬組成的閉合線路中，若通以直流電，就會使一個接點變閉合線路中，若通以直流電，就會使一個接點變冷，一個變熱。這種現象稱為珀爾帖效應

42、，亦稱冷，一個變熱。這種現象稱為珀爾帖效應，亦稱溫差電現象。溫差電現象。珀爾帖效應：當直流電通過不同的導電材料構成的回路時,其接觸面上將產生吸熱或放熱現象。Page 662、半導體制冷的工作原理、半導體制冷的工作原理n其機理主要是電荷載體在不同的材料中處其機理主要是電荷載體在不同的材料中處于于不同的能量級不同的能量級，在外電場的作用下，電，在外電場的作用下，電荷載體從高能級的材料向低能級的材料運荷載體從高能級的材料向低能級的材料運動時，便會釋放出多余的能量。反之，電動時，便會釋放出多余的能量。反之，電荷載體從低能級的材料向高能級的材料運荷載體從低能級的材料向高能級的材料運動時，需從外界吸收能量

43、。能量在不同材動時，需從外界吸收能量。能量在不同材料的交接面以熱的形式放出或吸收。料的交接面以熱的形式放出或吸收。 Page 67 用用P型和型和N型半導體粒子按照一定的規型半導體粒子按照一定的規則排列，將它們用金屬連接片焊接成一個則排列，將它們用金屬連接片焊接成一個電偶對，接上直流電源后將電流從電偶對，接上直流電源后將電流從N極流極流向向P極的那端作為冷端，電子從極的那端作為冷端，電子從P極（低能極（低能級）流向級）流向N極（高能級）用于制冷。而將極（高能級）用于制冷。而將P極流向極流向N極的一端作為熱端，用于放熱極的一端作為熱端，用于放熱 。Page 68n 在實際中一級制冷是在實際中一級

44、制冷是不能達到制冷要求不能達到制冷要求1.串聯串聯2.并聯并聯3.串并聯混合串并聯混合3、半導體熱電堆、半導體熱電堆Page 69半導體制冷片半導體制冷片半導體制冷冰箱半導體制冷冰箱Page 704、半導體制冷的優缺點、半導體制冷的優缺點優點：優點：a.結構簡單、機械部件少，維修方便。結構簡單、機械部件少，維修方便。b.無機械傳動部件，無磨損、無噪聲、使用壽命長。無機械傳動部件，無磨損、無噪聲、使用壽命長。c.不使用制冷劑，無污染，不會產生有害氣體。不使用制冷劑，無污染，不會產生有害氣體。d.冷卻速度可通過調節電流來控制，作用速度快，冷卻速度可通過調節電流來控制，作用速度快，工作可靠，體積小，

45、重量輕。工作可靠，體積小，重量輕。Page 71缺點1.半導體制冷器的半導體制冷器的制冷效率低制冷效率低2. 電偶對中的電源電偶對中的電源只能使用直流電源只能使用直流電源3.電偶堆元件采用高純稀有材料，再加上工藝電偶堆元件采用高純稀有材料，再加上工藝條件尚未十分成熟，導致元件條件尚未十分成熟，導致元件成本比較高成本比較高Page 72半導體制冷的應用半導體制冷的應用 通過以上分析，半導體溫差電片件應用范圍通過以上分析，半導體溫差電片件應用范圍有：制冷、加熱、發電，制冷和加熱應用有：制冷、加熱、發電，制冷和加熱應用比較普遍，有以下幾個方面：比較普遍，有以下幾個方面：1、軍事方面、軍事方面：導彈、

46、雷達、潛艇等方面的：導彈、雷達、潛艇等方面的紅外線探測、導行系統。紅外線探測、導行系統。 2、醫療方面、醫療方面；冷力、冷合、白內障摘除片、；冷力、冷合、白內障摘除片、血液分析儀等。血液分析儀等。 Page 73半導體制冷的應用半導體制冷的應用3、實驗室裝置方面、實驗室裝置方面：冷箱、冷槽、電子低溫：冷箱、冷槽、電子低溫測試裝置、各種恒溫、高低溫實驗儀。測試裝置、各種恒溫、高低溫實驗儀。4、專用裝置方面、專用裝置方面：石油產品低溫測試儀、生：石油產品低溫測試儀、生化產品低溫測試儀、細菌培養箱、恒溫顯化產品低溫測試儀、細菌培養箱、恒溫顯影槽、電腦等。影槽、電腦等。5、日常生活方面、日常生活方面：

47、空調、冷熱兩用箱、飲水：空調、冷熱兩用箱、飲水機、電子信箱、電腦以及其他電器等。機、電子信箱、電腦以及其他電器等。Page 74被磁化放熱被磁化放熱退磁放熱退磁放熱Page 752、磁制冷優點：、磁制冷優點：磁制冷是一項綠色環保的制冷技術，與傳統磁制冷是一項綠色環保的制冷技術，與傳統的蒸氣壓縮式制冷相比，主要有以下優點：的蒸氣壓縮式制冷相比，主要有以下優點：（1）效率高，可獲得足夠的的低溫）效率高，可獲得足夠的的低溫（2）結構簡單、體積小、重量輕。）結構簡單、體積小、重量輕。（3）工作可靠、無噪聲、便于維修。）工作可靠、無噪聲、便于維修。（4）無污染、使用壽命長。）無污染、使用壽命長。Page

48、 762-3熱泵及其原理熱泵及其原理一、熱泵的概念一、熱泵的概念 熱泵是利用自然界蘊藏的低品位熱能（溫熱泵是利用自然界蘊藏的低品位熱能（溫度不高的空氣、水或地熱等）的裝置。度不高的空氣、水或地熱等）的裝置。 要想把熱量從溫度較低的物體傳向溫度較要想把熱量從溫度較低的物體傳向溫度較高的物體也必須借助一定的裝置，這個裝置就高的物體也必須借助一定的裝置，這個裝置就是熱泵。是熱泵。Page 77 地球表面吸地球表面吸收了太陽能的收了太陽能的4747，相當于，相當于人類一年所需人類一年所需能量的能量的500500多倍多倍 地球深處熱流地球深處熱流或較深層的地熱或較深層的地熱能對地表淺層也能對地表淺層也起

49、到了加熱作用起到了加熱作用自然界中的能量自然界中的能量Page 78 我國近百米內的土壤每年可采集的低溫能我國近百米內的土壤每年可采集的低溫能量達量達1.5萬億千瓦，是我國目前發電裝機容量萬億千瓦，是我國目前發電裝機容量億千瓦的億千瓦的3750倍，而百米內地下水每年可采集倍，而百米內地下水每年可采集的低溫能量也有億千瓦。因此，許多專家將的低溫能量也有億千瓦。因此，許多專家將淺層地能比喻為一個淺層地能比喻為一個巨大的巨大的“綠色聚寶盆綠色聚寶盆”。 水泵的作用是把水從低處往高處送，熱泵水泵的作用是把水從低處往高處送，熱泵就是熱傳導的就是熱傳導的“水泵水泵”。把低溫的熱源提升，。把低溫的熱源提升，

50、提供生活用能。用千瓦的電驅動熱泵后，可提供生活用能。用千瓦的電驅動熱泵后，可以以“搬運搬運”4 4千瓦的淺層地能。千瓦的淺層地能。 Page 79 地源熱泵冬天代替鍋爐從土壤中取熱，向建筑物供暖，夏天代替普通空調向土壤排熱，給建筑物制冷。稱為二十一世紀的 “綠色空調技術” 地源熱泵地源熱泵是目前效率最高、對環境最有利的熱是目前效率最高、對環境最有利的熱水、取暖和制冷系統。水、取暖和制冷系統。Page 80Page 81n熱泵機組裝置主要有：熱泵機組裝置主要有： 壓縮機、冷凝器、蒸發器和膨脹閥四部分壓縮機、冷凝器、蒸發器和膨脹閥四部分組成。組成。 通過讓液態工質通過讓液態工質(制冷劑或冷媒制冷劑

51、或冷媒)不斷完成：不斷完成：蒸發（吸取環境中的熱量）蒸發（吸取環境中的熱量） 壓縮壓縮冷凝（放冷凝（放出熱量）出熱量）節流節流再蒸發的熱力循環過程，從再蒸發的熱力循環過程，從而將環境里的熱量轉移到水中。而將環境里的熱量轉移到水中。 Page 82：是輸出冷量的設備，它的作用是使經節流閥：是輸出冷量的設備，它的作用是使經節流閥流入的制冷劑液體蒸發，以吸收被冷卻物體的熱量，達到制冷的流入的制冷劑液體蒸發，以吸收被冷卻物體的熱量，達到制冷的目的；目的；：是輸出熱量的設備，從蒸發器中吸收的熱量：是輸出熱量的設備，從蒸發器中吸收的熱量連同壓縮機消耗功所轉化的熱量在冷凝器中被冷卻介質帶走，達連同壓縮機消耗

52、功所轉化的熱量在冷凝器中被冷卻介質帶走，達到制熱的到制熱的目的；目的；蒸發器殼管式冷凝器Page 83：起著壓縮和輸送循環工質從低溫低壓處到高溫高壓處的作起著壓縮和輸送循環工質從低溫低壓處到高溫高壓處的作用，是熱泵（制冷）系統的心臟；用，是熱泵（制冷）系統的心臟；Page 84：對循環工質起到節流降壓作用，并調對循環工質起到節流降壓作用，并調節進入蒸發器的循環工質節進入蒸發器的循環工質流量。流量。Page 851.按冷熱源獲取來源的種類分：熱泵地源熱泵空氣源熱泵復合熱泵土壤源熱泵水源熱泵地下水源地表水源Page 86熱泵閉式地源熱泵開式地源熱泵地埋管拋管地下水地表水水平埋管垂直埋管江河湖海空氣

53、Page 87Page 88（一）土壤源熱泵原理（一）土壤源熱泵原理 土壤源熱泵是利用地下常溫土壤溫度相土壤源熱泵是利用地下常溫土壤溫度相對穩定的特性，通過深埋于建筑物周圍的對穩定的特性，通過深埋于建筑物周圍的管路系統與建筑物內部完成熱交換的裝置。管路系統與建筑物內部完成熱交換的裝置。冬季從土壤中取熱，向建筑物供暖；夏季冬季從土壤中取熱，向建筑物供暖；夏季向土壤排熱，為建筑物制冷。它以土壤作向土壤排熱，為建筑物制冷。它以土壤作為熱源、冷源，通過高效熱泵機組向建筑為熱源、冷源，通過高效熱泵機組向建筑物供熱或供冷。物供熱或供冷。四、熱泵原理四、熱泵原理Page 89地源熱泵圖示地源熱泵圖示Page

54、 90 1、垂直埋管、垂直埋管-深層土壤深層土壤 垂直埋管可獲取地下深層垂直埋管可獲取地下深層土壤的熱量。垂直埋管通土壤的熱量。垂直埋管通常安裝在地下常安裝在地下50-150米深米深處，一組或多組管與熱泵處，一組或多組管與熱泵機組相連，封閉的塑料管機組相連，封閉的塑料管內的防凍液將熱能傳送給內的防凍液將熱能傳送給熱泵，然后由熱泵轉化為熱泵，然后由熱泵轉化為建筑物所需的暖氣和熱水。建筑物所需的暖氣和熱水。垂直埋管是地源熱泵系統垂直埋管是地源熱泵系統的主要方式。的主要方式。 Page 912、水平埋管、水平埋管-大地表大地表層在地下層在地下2米深處米深處水平放置塑料管，水平放置塑料管，塑料管內注滿防凍塑料管內注滿防凍的液體