冷鏈物流技術(shù)怕3制冷基礎(chǔ).ppt

回顧,冷鏈的概念 冷鏈?zhǔn)侵敢赘称吩谏a(chǎn)、加工、運(yùn)輸、銷售等各個環(huán)節(jié)中始終保持適宜的溫度，最大限度的減少損耗并保持品質(zhì)的流通過程。 冷鏈必須是無縫的鏈接，食品變質(zhì)不可逆 冷鏈中產(chǎn)品對熱量的累積情況決定了其腐壞的速率。如果冷鏈中一點(diǎn)的缺陷導(dǎo)致產(chǎn)品發(fā)生腐壞或者不能進(jìn)入正常銷售，那么冷鏈中的其他環(huán)節(jié)也不能彌補(bǔ)或者改變其造成的破壞。,冷鏈物流的特點(diǎn),投資大 冷庫建造和冷藏車購置是一般庫房和貨車的3-5倍 運(yùn)營成本高 維持冷環(huán)境需要較多的資源投入 技術(shù)含量高 制冷技術(shù)、保溫技術(shù)、產(chǎn)品質(zhì)量變化機(jī)理、溫度控制及監(jiān)測等技術(shù)是冷鏈物流的技術(shù)基礎(chǔ) 監(jiān)控難度大 必須全過程監(jiān)控，需要嚴(yán)格的管理制度和高素質(zhì)的操作人員,食品的品質(zhì)特性 基本特性-營養(yǎng)、安全 功能特性-感官特性，機(jī)體調(diào)節(jié) 流通特性-流通安全 附加特性-豐富生活 品質(zhì)保持的目的 防止食品變質(zhì) 保持食品的風(fēng)味、鮮度等原有的性狀,食品變質(zhì)因素,生物因素：由徽生物的腐敗、發(fā)酵、酶的作用而引起的成分變化；由害蟲、害獸引起的食害等。 化學(xué)因素：食品中的油脂、色素、維生素等各種成分發(fā)生氧化、非酶褐變、色素的褪色 等化學(xué)變化。 物理因素：包括損傷、吸濕、干燥、成分的結(jié)晶化、異味的吸附等物理變化。 果蔬呼吸作用:呼吸引起碳水化合物分解，致使質(zhì)地萎縮、風(fēng)味變淡、細(xì)菌易附著。,溫度對食品品質(zhì)的影響,隨著存放時間的延長，食品中的主要營養(yǎng)成分的變化（減少）速率受溫度的影響。 降低溫度可以抑制細(xì)菌的生長速度 降低溫度可以抑制果蔬的呼吸作用 流通環(huán)境條件：溫度帶,6,6,原始蔗糖損失百分比,儲存天數(shù),右圖是隨著保存溫度的上升甜玉米中的糖類損耗變化情況,冷鏈物流實現(xiàn)條件：,冷凍食品流通中的3P條件 冷凍食品的早期質(zhì)量受“PPP”條件的影響。也就是受到產(chǎn)品原料（product）的種類、成熟度和新鮮度；凍結(jié)加工（processing）包括凍結(jié)前的預(yù)處理、速凍條件；包裝（package)等因素所影響。 冷凍食品流通中的“3T原則”： 所謂“TTT”是指冷凍食品在生產(chǎn)、儲藏及流通各環(huán)節(jié)中，經(jīng)歷的時間（time）和經(jīng)受的溫度（temperature）對其品質(zhì)的容許限度（tolerance）有決定性的影響。 農(nóng)產(chǎn)品流通中的3C條件 即在整個加工與流通過程中，對農(nóng)產(chǎn)品的愛護(hù)(Care)，保持清潔衛(wèi)生(Clean)的條件，以及低溫(Cool)的環(huán)境。,冷鏈物流中的3Q條件 即冷鏈中設(shè)備的數(shù)量(Quantity)協(xié)調(diào)，設(shè)備的質(zhì)量(Quality)標(biāo)準(zhǔn)的一致，以及快速的(Quick)作業(yè)組織。 冷鏈物流中的3M條件 即保鮮工具與手段(Means)、保鮮方法(Methods)和管理措施(Management)。 降低成本的途徑,3 制冷知識基礎(chǔ)知識,9,10,3.1 熱力學(xué)基本定律,壓力、壓強(qiáng),壓力 物體所承受的與表面垂直的并指向表面的作用力。 固體表面的壓力通常是彈性形變的結(jié)果，一般屬于接觸力。液體和氣體表面的壓力通常是重力和分子運(yùn)動的結(jié)果。 壓強(qiáng) （通常又稱作壓力）是分布在特定作用面上之力量與該面積的比值。雖然壓強(qiáng)可用任意之力量單位與面積單位進(jìn)行測量，但是壓強(qiáng)的國際標(biāo)準(zhǔn)單位（每單位平方米的牛頓）也被稱作帕斯卡（pascal）。,12,溫度 temperature,定義：表征物體冷熱程度的度量。 溫度是物體內(nèi)分子間平均平動動能的一種表現(xiàn)形式。分子運(yùn)動愈快，物體愈熱，即溫度愈高；分子運(yùn)動愈慢，物體愈冷，即溫度愈低。從分子運(yùn)動論觀點(diǎn)看，溫度是物體分子運(yùn)動平均平動動能的標(biāo)志，溫度是分子熱運(yùn)動的集體表現(xiàn)，含有統(tǒng)計意義。,溫標(biāo),用來量度物體溫度數(shù)值的標(biāo)尺叫溫標(biāo)，它規(guī)定了溫度的讀數(shù)起點(diǎn)（零點(diǎn)）和測量溫度的基本單位。 華氏溫標(biāo)-華倫海特創(chuàng)立 攝氏溫標(biāo)-攝耳修司創(chuàng)立 熱力學(xué)溫標(biāo),14,能量 energy,度量物質(zhì)運(yùn)動的一種物理量。 形式：機(jī)械能、分子內(nèi)能、電能、化學(xué)能、原子能等。亦簡稱能。 各種形式的能量可以互相轉(zhuǎn)換，但總量不變。 熱力學(xué)中的能量主要指熱能和由熱能轉(zhuǎn)換而成的機(jī)械能。,15,內(nèi)能 internal energy,定義：物質(zhì)內(nèi)部分子動能和勢能的總和。 內(nèi)能是物體或若干物體構(gòu)成的系統(tǒng)（簡稱系統(tǒng)）內(nèi)部一切微觀粒子的一切運(yùn)動形式所具有的能量總和。內(nèi)能常用符號U表示，內(nèi)能具有能量的量綱，國際單位是焦耳（J）。 系統(tǒng)內(nèi)能是構(gòu)成系統(tǒng)的所有分子無規(guī)則運(yùn)動動能、分子間相互作用勢能、分子內(nèi)部以及原子核內(nèi)部各種形式能量的總和。后面兩項在大多物理過程中不變，因此一般只需要考慮前兩項，二者的總和就是通常所指的內(nèi)能。,16,分子動能和勢能,分子動能 分子因熱運(yùn)動而具有的能量 同溫度下各個分子的分子動能K 不同 分子動能的平均值僅和溫度有關(guān) 分子勢能 由分子間相對位置決定的相互作用力所具有的能量 rr0時,rP;0時,rP;0時，P 最低 P 隨物態(tài)的變化而變化 物體內(nèi)能 物體內(nèi)所有分子的K 和P 總和 物體的內(nèi)能與溫度和體積有關(guān)，還和物體所含的分子數(shù)有關(guān)。,分子勢能,17,熱量 quantity of heat,指的是由于溫差的存在而導(dǎo)致的能量轉(zhuǎn)化過程中所轉(zhuǎn)移的能量。而該轉(zhuǎn)化過程稱為熱交換或熱傳遞。熱量的公制為焦耳。 它與作功一樣，都是系統(tǒng)能量傳遞的一種形式，并可作為系統(tǒng)能量變化的量度。在熱傳遞的過程中，實質(zhì)上是能量轉(zhuǎn)移的過程，而熱量就是能量轉(zhuǎn)換的一種量度。熱量的公制為焦耳。,18,系統(tǒng)和環(huán)境,系統(tǒng)：人們確立的研究對象 環(huán)境：系統(tǒng)以外與系統(tǒng)緊密相聯(lián)的部分 系統(tǒng)與環(huán)境之間可以是有形的物理界面，也可以是無形的幾何界面 系統(tǒng)與環(huán)境之間的聯(lián)系有物質(zhì)交換與能量交換兩種形式,19,系統(tǒng)分類,封閉系統(tǒng) 系統(tǒng)與環(huán)境之間無物質(zhì)交換，但有能量交換。 孤立系統(tǒng) 系統(tǒng)與環(huán)境之間既無物質(zhì)交換，又無能量交換。 敞開系統(tǒng) 系統(tǒng)與環(huán)境之間既有物質(zhì)交換，又有能量交換。,20,熱力學(xué)狀態(tài)與狀態(tài)函數(shù),狀態(tài) 如系統(tǒng)中物質(zhì)的數(shù)量，化學(xué)成分，溫度，壓力，物態(tài)都確定就稱該體系處在一定的狀態(tài)，也可以說狀態(tài)是系統(tǒng)的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)的綜合表現(xiàn)。 狀態(tài)函數(shù) 描述系統(tǒng)狀態(tài)的宏觀物理量都叫狀態(tài)函數(shù)，例如溫度，壓力，體積，質(zhì)量，密度，濃度等等都是體系的狀態(tài)函數(shù)。宏觀可測性函數(shù)來描述系統(tǒng)的熱力學(xué)狀態(tài)，故這些函數(shù)又稱為熱力學(xué)變量。,21,狀態(tài)函數(shù)的特點(diǎn),狀態(tài)函數(shù)取決于系統(tǒng)的狀態(tài) 系統(tǒng)中各種函數(shù)間存在著一定的聯(lián)系,狀態(tài) 1,狀態(tài)2,途徑 1,途徑 2,(T1，p1),(T2，p2),T=T2-T1,22,熱力學(xué)平衡,當(dāng)系統(tǒng)的各狀態(tài)參數(shù)不隨時間而改變，則體系就處于熱力學(xué)平衡態(tài)。 熱平衡：系統(tǒng)各部分溫度相等。如果不絕熱，則與環(huán)境溫度也相等。 力平衡：系統(tǒng)各部的壓力都相等，邊界不再移動。如有剛性壁存在，雖雙方壓力不等，但也能保持力學(xué)平衡。 相平衡：多相共存時，各相的組成和數(shù)量不隨時間而改變。 化學(xué)平衡：反應(yīng)系統(tǒng)中各物質(zhì)的數(shù)量不再隨時間而改變。,23,熱力學(xué)過程與過程函數(shù),熱力學(xué)過程：系統(tǒng)從一個狀態(tài)變化到另一個狀態(tài)的經(jīng)歷。 恒溫過程：變化過程中(系) = 常數(shù) (始) = T(終) = 常數(shù)，為等溫過程 ) 恒壓過程：變化過程中p(系) = 常數(shù) (始) = (終) = 常數(shù)，為等壓過程 ) 恒容過程：過程中系統(tǒng)的體積始終保持不變 絕熱過程：系統(tǒng)與環(huán)境間無熱交換的過程 循環(huán)過程：經(jīng)歷一系列變化后又回到始態(tài)的過程。 循環(huán)過程前后狀態(tài)函數(shù)變化量均為零 。 可逆過程：系統(tǒng)經(jīng)歷某過程后，能夠通過原過程的反向變化而使系統(tǒng)和環(huán)境都回到原來的狀態(tài)(在環(huán)境中沒有留下任何變化)，則為可逆過程。 過程函數(shù)：與過程相關(guān)的性質(zhì)，如功W、熱Q等稱為過程函數(shù)。,熱量,熱量是指由于溫度差別而轉(zhuǎn)移的能量。而該轉(zhuǎn)化過程稱為熱交換或熱傳遞。熱量的公制為焦耳。,pV不變時：Q=U2-U1 Q=cm(T2-T1),25,功,也叫機(jī)械功，是物理學(xué)中表示力對位移的累積的物理量，單位為焦耳。,功,體積功,電功,表面功,體積功：系統(tǒng)因體積變化而引起的與環(huán)境交換的功,26,（第5次課）回顧,系統(tǒng)分類 熱力學(xué)狀態(tài)和狀態(tài)函數(shù) 狀態(tài)是系統(tǒng)的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)的綜合表現(xiàn)。 描述系統(tǒng)狀態(tài)的宏觀物理量都叫狀態(tài)函數(shù)。 熱力學(xué)過程：系統(tǒng)從一個狀態(tài)變化到另一個狀態(tài)的經(jīng)歷。 循環(huán)過程：經(jīng)歷一系列變化后又回到始態(tài)的過程。 過程函數(shù)：與過程相關(guān)的性質(zhì)。,27,能量既不能被創(chuàng)造，也不能被消滅，它只能從一種形式轉(zhuǎn)換成另外一種方式，或從一個物體傳遞到另一個物體，而其總量保持平衡。,熱力學(xué)第一定律, 系統(tǒng)熱力學(xué)能（內(nèi)能）的增量； Q 系統(tǒng)與環(huán)境交換的熱，得熱為，失熱為 W 系統(tǒng)與環(huán)境交換的功，得功為，失功為,28,第一類永動機(jī),由第一定律可知，不消耗能量而連續(xù)做功的所謂第一類永動機(jī)是無法實現(xiàn)的。,29,30,熱與功,熱和功都是能量傳遞的形式，不是能量存在的形式，因此熱和功不是狀態(tài)函數(shù)，而是過程函數(shù)。,32,功和p-v圖,功可以用p-v圖上過程線與v軸包圍的面積表示,33,功的符號約定,系統(tǒng)對外作功為“-”； 外界對系統(tǒng)作功為“+”,功的單位：,功率的單位：,附：,34,討論,功的數(shù)值不僅決定于初始狀態(tài)，而且與過程間的途徑有關(guān)功不是狀態(tài)函數(shù)，是過程函數(shù)； 功是系統(tǒng)通過邊界傳遞的能量，這個功一旦越過邊界，就消失。因此，不能說在某種狀態(tài)下系統(tǒng)和外界有多少功，只有當(dāng)系統(tǒng)狀態(tài)發(fā)生變化時才有功的傳遞。,35,例題：1kg某種氣態(tài)工質(zhì)，在可逆膨脹過程中分別遵循： （1）,（2） 從初態(tài)1到達(dá)終態(tài)2 求：兩過程中各作功多少？ （a，b為常數(shù)）,36,解：,（1）,（2）,37,熵 entropy,在可逆變化過程中，熵的變化等于系統(tǒng)從熱源吸收的熱量與熱源的熱力學(xué)溫度之比，可用于度量熱量轉(zhuǎn)變?yōu)楣Φ某潭?。表示為dS=(dQ/T)可逆，式中T為物質(zhì)的熱力學(xué)溫度；dQ為熵增過程中加入物質(zhì)的熱量。,38,熱量符合約定,系統(tǒng)吸熱“+”； 放熱“-”,單位：,39,列：在0.103MPa條件下，1kg 100的水全部變成100的蒸汽，計算對外做功和吸收的熱量，已知 水的比容0.0010m3/kg， 蒸汽比容1.6736m3/kg， 水比熵1.3069kJ/(kgK)， 蒸汽比熵7.3545kJ/(kgK)。,J,J,問題：功熱不等？系統(tǒng)的總能量？如何連續(xù)向外輸出功？,40,熱量與功的異同,通過邊界傳遞的能量； 過程量； 功傳遞由壓力差推動，比體積變化是作功標(biāo)志；熱量傳遞由溫差推動，比熵變化是傳熱的標(biāo)志； 功是物系間通過宏觀運(yùn)動發(fā)生相互作用傳遞的能量；熱是物系間通過紊亂的微粒運(yùn)動發(fā)生相互作用傳遞的能量。,41,焓 enthalpy,系統(tǒng)能量的一個狀態(tài)函數(shù)，等于系統(tǒng)的內(nèi)能加上壓強(qiáng)和體積的乘積 H=U+pV 焓的變化可視為是系統(tǒng)在等壓過程中所吸收的熱量的度量。,42,熱力學(xué)第一定律的不足,熱力學(xué)第一定律強(qiáng)調(diào)的是能量上的守恒，沒有考慮不同類型能量在做功能力上的差別。 同樣數(shù)量的機(jī)械能與熱能其價值并不相等，機(jī)械能具有直接可用性，可以無條件轉(zhuǎn)換為熱能（優(yōu)質(zhì)能）；而熱能必須在一定的補(bǔ)充條件下才能部分轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。 熱力學(xué)第一定律不能判斷熱力過程的方向性。,43,熱力學(xué)第二定律,不可能把熱從低溫物體傳到高溫物體而不產(chǎn)生其他影響；不可能從單一熱源取熱使之完全轉(zhuǎn)換為有用的功而不產(chǎn)生其他影響。 根據(jù)熱力學(xué)第二定律，完成制冷過程必須消耗能量，能量的形式可以是機(jī)械能、電能、熱能、太陽能以及其他形式的能量。,44,熱力學(xué)第二定律的實質(zhì),能量轉(zhuǎn)換方向性的 實質(zhì)是能質(zhì)有差異,無限可轉(zhuǎn)換能機(jī)械能，電能,部分可轉(zhuǎn)換能熱能,不可轉(zhuǎn)換能環(huán)境介質(zhì)的熱力學(xué)能,實質(zhì)：論述熱力過程的方向性即能質(zhì)退化或貶值的客觀規(guī)律。,45,蒸汽動力裝置（熱機(jī)）,鍋爐 產(chǎn)生蒸汽（將燃料的化學(xué)轉(zhuǎn)換為熱能并傳遞給工質(zhì)） 汽輪機(jī) 將蒸汽的熱能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能 冷凝器 將乏汽冷凝成水 水泵 使得工作介質(zhì)循環(huán)（保證系統(tǒng)內(nèi)部的高壓） 工質(zhì)（水、蒸汽）周而復(fù)始地循環(huán)，進(jìn)而實現(xiàn)將熱能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的任務(wù),熱力系統(tǒng)三要素：高溫?zé)嵩垂べ|(zhì)低溫?zé)嵩?46,能質(zhì)降低的過程可自發(fā)進(jìn)行，反之需一定條件 補(bǔ)償過程，其總效果是總體能質(zhì)降低。,47,48,能量既不能被創(chuàng)造，也不能被消滅，它只能從一種形式轉(zhuǎn)換成另外一種方式，或從一個物體傳遞到另一個物體，而其總量保持平衡。,回顧：熱力學(xué)第一定律, 系統(tǒng)熱力學(xué)能（內(nèi)能）的增量； Q 系統(tǒng)與環(huán)境交換的熱，得熱為，失熱為 W 系統(tǒng)與環(huán)境交換的功，得功為，失功為,49,回顧：熱力學(xué)第二定律,不可能把熱從低溫物體傳到高溫物體而不產(chǎn)生其他影響；不可能從單一熱源取熱使之完全轉(zhuǎn)換為有用的功而不產(chǎn)生其他影響。 根據(jù)熱力學(xué)第二定律，完成制冷過程必須消耗能量。能量的形式可以是機(jī)械能、電能、熱能、太陽能以及其他形式的能量。,50,卡諾循環(huán)（最理想的熱機(jī)循環(huán)）,卡諾循環(huán)的熱效率：,由兩個定溫過程和兩個絕熱過程組成的可逆循環(huán)。,51,逆卡諾循環(huán),逆卡諾循環(huán)的熱效率：,由兩個定溫過程和兩個絕熱過程組成的可逆循環(huán)。,52,趣味小問答,冬天氣溫很冷時，池塘里的水結(jié)成冰，請問這一過程是否為制冷過程？ 一桶開水在自然環(huán)境中降溫為一杯溫水，請問這一過程是否為制冷過程？,52,53,3.1.1 制冷的概念,制冷是利用人工的方法，把某物體或某空間的溫度降低到低于周圍環(huán)境的溫度，并使之維持在這一低溫的過程。,3.2 制冷基礎(chǔ)知識,實質(zhì)：將熱量從被冷卻對象中轉(zhuǎn)移到環(huán)境中。,制冷冷卻,54,冷卻：自發(fā)進(jìn)行； 溫度不可能低于環(huán)境的溫度。,制冷：非自發(fā)過程，需消耗外界能量； 溫度可以低于環(huán)境溫度。,55,利用液體的蒸發(fā)可以吸收周圍環(huán)境的熱量。,56,57,提高壓力，使制冷劑從氣體向環(huán)境放出熱量而轉(zhuǎn)化為液體。,58,高壓的液體通過小孔，迅速膨脹降壓、氣化而吸熱。,59,從制冷循環(huán)可以看出，所謂制冷就是通過制冷劑的狀態(tài)變化（氣態(tài)液態(tài)，放熱；液態(tài)氣態(tài)，吸熱）將一個地方（蒸發(fā)器周圍）的熱量帶到另一個地方（冷凝器周圍）。,63,制冷系統(tǒng)四大部件,64,壓縮機(jī) 冷凝器 節(jié)流（膨脹）裝置 蒸發(fā)器,65,由于制冷溫度范圍的不同，所采用的制冷方法、制冷劑、設(shè)備及原理都不同，按常理一般這樣劃分：,制冷溫度劃分,攝氏度 = 開氏度 - 273.15,66,制冷技術(shù)的發(fā)展歷史,早在十六世紀(jì)，科學(xué)家就發(fā)現(xiàn)了使用化學(xué)方法可以達(dá)到人工制冷的效果。例如將硝酸鈉或硝酸鉀加上水，可以降低水的溫度，意大利曾用這樣的方法對酒和蛋糕進(jìn)行冷藏。 1755年，愛丁堡的化學(xué)教授庫倫利用乙醚蒸發(fā)使水結(jié)冰。他的學(xué)生布拉克從本質(zhì)上解釋了融化和汽化現(xiàn)象，導(dǎo)出了潛熱的概念，并發(fā)明了冰量熱器，標(biāo)志著現(xiàn)代制冷技術(shù)的開始。 1834年，在倫敦工作的美國發(fā)明家波爾金斯造出了第一臺以乙醚為工質(zhì)的蒸氣壓縮式制冷機(jī)，并正式呈請了英國第6662號專利。這是后來所有蒸氣壓縮式制冷機(jī)的雛型。 1875年，卡列和林德用氨作制冷劑，制造了氨蒸氣壓縮式制冷機(jī)。 1844年，美國人J.Gorrie發(fā)明了空氣循環(huán)式制冷機(jī)，并于1851年獲得美國專利，這是世界第一臺制冷和空調(diào)用機(jī)器。 1858年，美國人尼斯取得了冷庫設(shè)計的第一個美國專利，從此商用食品冷藏事業(yè)開始發(fā)展。,67,制冷方式,采用的制冷方法： 蒸汽壓縮式制冷 吸收式制冷 蒸汽噴射式制冷 半導(dǎo)體制冷 磁制冷 本課程主要介紹蒸汽壓縮式制冷,67,68,3.1.2 制冷劑,68,制冷劑是制冷機(jī)中工作的流體，利用自身熱力狀態(tài)的變化不斷和外界發(fā)生能量交換，從而達(dá)到制冷。,正是憑借制冷劑在制冷系統(tǒng)中經(jīng)歷壓縮、放熱、膨脹、吸熱的不斷循環(huán)和從氣態(tài)到液態(tài)，再從液態(tài)到氣態(tài)的狀態(tài)的不斷變化，才得以實現(xiàn)制冷。制冷劑可譽(yù)為制冷系統(tǒng)的“血液”。 使用制冷劑目的是把要制冷的房間的熱量帶到室外去的載體。,制冷劑的選擇,69,制冷劑是制冷循環(huán)中傳熱的載體，通過狀態(tài)的變化吸收和放出熱量，因此要求制冷劑在常溫下很容易氣化，加壓后很容易液化，而且在狀態(tài)變化時要盡可能多的吸收或放出熱量。同時制冷劑還應(yīng)具備以下的性質(zhì)： 蒸發(fā)壓力不能太低，冷凝壓力不能太高 氣化潛熱大 化學(xué)穩(wěn)定性好。高溫時不宜分解變質(zhì) 黏度小 導(dǎo)熱系數(shù)大，增強(qiáng)傳熱能力 制冷劑與潤滑油的互溶性質(zhì)合適 對金屬腐蝕性小 容易發(fā)現(xiàn)泄漏 不易燃易爆 無毒 對環(huán)境無害 能工業(yè)化生產(chǎn)，價廉，易得 制冷劑的英文名稱為refrigerant，所以常用其頭一個字母R來代表制冷劑，后面表示制冷劑名稱，如R407c、R22、R134a等。,70,制冷劑,19世紀(jì)60年代，氨作為制冷劑其能效比和可靠性大大提高。但是，氨的毒性很大。最早使用的制冷劑通常毒性較大，常用的制冷劑有氨（R-717），二氧化硫（R-764），或甲基氯制冷劑（R-40）。制冷工程師一直在尋找可以接受的替代品。 20世紀(jì)20年代，美國通用電氣公司的弗瑞吉戴爾發(fā)現(xiàn)了一種新型人工合成制冷劑即氯氟化碳，試驗證實，他們的發(fā)現(xiàn)是一個優(yōu)秀的制冷劑，不易燃并且毒性很小。 1930年梅杰雷和他的助手在亞特蘭大的美國化學(xué)會年會上終于選出氟氯烴（CFC12,R12,CF2CI2)，并于1931年商業(yè)化，1932年氯氟烴11（CFC11,R11,CFCI3)也被商業(yè)化，隨后一系列CFCs和HCFCs陸續(xù)得到了開發(fā)，最終在美國杜邦公司得到了大量生產(chǎn)成為20世紀(jì)主要的制冷劑。 1936年，阿爾貝亨合成制冷劑R - 134a。,70,71,ODP(ozone depression potential)消耗臭氧潛能值，ODP值越小，制冷劑的環(huán)境特性越好。根據(jù)目前的水平，認(rèn)為ODP值小于或等于0.05的制冷劑是可以接受的。 GWP(Global Warming Potential)全球變暖潛能值，是一種物質(zhì)產(chǎn)生溫室效應(yīng)的一個指數(shù)。,72,73,制冷劑R134a,74,回顧,77,壓焓圖,等壓線 水平線 等焓線 垂直線 等干度線 濕蒸氣區(qū)域內(nèi) 等熵線 向右上方傾斜 等容線 向右上方傾斜 等溫線 垂直線 （過冷區(qū)）水平線（濕蒸汽區(qū)） 向右下方彎曲（過熱蒸氣區(qū)）,一點(diǎn)、2線、3區(qū)、6等值線,3.2.3蒸氣壓縮制冷循環(huán)特點(diǎn),逆卡諾循環(huán)的Ts圖,1.在制冷劑濕蒸汽區(qū)域內(nèi)進(jìn)行壓縮(濕壓縮) -干壓縮代替濕壓縮 2.膨脹機(jī)的經(jīng)濟(jì)性 -節(jié)流閥代替了膨脹機(jī),蒸氣壓縮制冷理論循環(huán)與逆卡諾循環(huán)的對比分析,（1）節(jié)流閥代替膨脹機(jī) 1kg的制冷劑損失的膨脹功,節(jié)流過程的不可逆損失,（2）干壓縮代替濕壓縮 1kg的制冷劑增加的制冷量,壓縮功增加,壓縮制冷理論循環(huán)組成： 壓縮機(jī)：等熵壓縮； 冷凝器：等壓放熱； 節(jié)流閥：絕熱節(jié)流； 蒸發(fā)器：等壓吸熱。,85,蒸氣壓縮式制冷理論循環(huán)壓焓圖上的表示,單位質(zhì)量制冷劑的的制冷量q0 q0h1h4h1h3,單位質(zhì)量制冷劑的的冷凝負(fù)荷qk qkh2h3,節(jié)流前后制冷劑的焓不變 h3h4,壓縮機(jī)的功耗Wc Wch2h1,蒸發(fā)溫度變化對循環(huán)性能的影響,蒸發(fā)溫度變化對循環(huán)性能的影響,89,蒸汽壓縮制冷過程,制冷過程：蒸發(fā)器中的制冷劑液體在低壓、低溫下吸收了被冷卻物體的熱量而蒸發(fā)，產(chǎn)生的低壓制冷劑蒸氣被壓縮機(jī)吸入，經(jīng)壓縮后成為高壓氣體進(jìn)入冷凝器，在冷凝器中制冷劑放出熱量被凝結(jié)為液體，高壓液體經(jīng)膨脹閥節(jié)流降壓，成為濕蒸氣后進(jìn)入蒸發(fā)器。,90,制冷系統(tǒng)的主要設(shè)備,壓縮機(jī) 壓縮機(jī)是制冷系統(tǒng)最主要的設(shè)備。它的主要作用是對制冷劑蒸汽做功，完成制冷劑氣體從低壓向高壓的輸送，其性能的好壞將直接影響系統(tǒng)的工作效果。,90,在單級蒸汽壓縮制冷循環(huán)中，壓縮機(jī)、冷凝器、節(jié)流裝置及蒸發(fā)器為制冷系統(tǒng)的4類主要設(shè)備，缺一不可。,91,冷凝器,冷凝器是指制冷系統(tǒng)中用來排除制冷劑蒸汽熱量的換熱設(shè)備。 作用是冷卻氣態(tài)制冷劑，并使其轉(zhuǎn)變?yōu)橐后w。它提供熱傳遞表面，使熱量從高溫的制冷劑傳遞給冷凝介質(zhì)。,91,風(fēng)冷式冷凝器,水冷式冷凝器,92,根據(jù)冷卻介質(zhì)和冷卻方式不同,風(fēng)冷式,水冷式,工業(yè)上使用的冷凝器多為水冷式；在水源充足、水質(zhì)清潔的地區(qū)也可采用水冷式,商用和住宅用空調(diào)機(jī)組的冷凝器多采用風(fēng)冷式,冷凝器,96,蒸發(fā)器,97,98,蒸發(fā)器,99,100,101,節(jié)流設(shè)備是組成制冷裝置的重要部件，俗稱制冷系統(tǒng)四大件之一。,其作用如下：,a.對高壓液體制冷劑節(jié)流降壓，保證冷凝器與蒸發(fā)器之間的壓力差，以便蒸發(fā)器與冷凝器正常工作。,b.調(diào)整供入蒸發(fā)器的制冷劑流量以適應(yīng)蒸發(fā)器負(fù)荷的變化，使制冷裝置更有效的運(yùn)轉(zhuǎn)。,常用的節(jié)流設(shè)備有：手動膨脹閥、熱力膨脹閥、毛細(xì)管等。,節(jié)流裝置