制冷技術(shù)基礎(chǔ)知識介紹ppt課件

制冷技術(shù)基礎(chǔ)知識介紹,供電機(jī)電部機(jī)電車間,1,1.溫度溫度是表征物體冷、熱程度的物理量，是物體冷熱程度的量度。所有的氣體、液體、固體都具有熱。熱度的數(shù)量表示叫做溫度。為了使溫度的測量一致，需要有衡量溫度的標(biāo)尺（稱作溫標(biāo)）規(guī)定測量溫度的基點(diǎn)和單位。目前，在日常生活和制冷技術(shù)中常用的是熱力學(xué)溫標(biāo)T(K)、和攝氏溫標(biāo)（）兩種。,一、基本參數(shù),2,1)熱力學(xué)溫標(biāo)T。熱力學(xué)溫標(biāo)又稱開爾文溫標(biāo)或絕對溫標(biāo)，單位是K。它規(guī)定將純凈的水在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下的冰點(diǎn)定為273.16K，沸點(diǎn)為373.16K，其間分100等份，每一等份為開氏1度，記做1K。在熱力學(xué)中規(guī)定，當(dāng)物體內(nèi)部分子的運(yùn)動終止，其熱力學(xué)溫度為0度，即T=0K。2)攝氏溫標(biāo)t。攝氏溫標(biāo)又稱國際溫標(biāo)，單位是。它是以純凈水在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下的冰點(diǎn)為0度，沸點(diǎn)為100度，其間分100等份，每一等份為攝氏1度，記做1。攝氏溫標(biāo)制為十進(jìn)制，簡單易算。相應(yīng)的溫度計(jì)為攝氏溫度計(jì)。,3,兩種溫標(biāo)制之間的換算關(guān)系如下：T=（273+t）（K）t=(T-273)()測量溫度的溫度計(jì)的種類很多，制冷工程中常用的溫度計(jì)有玻璃溫度計(jì)、熱電偶式溫度計(jì)、電接點(diǎn)式溫度計(jì)、電阻式溫度計(jì)和半導(dǎo)體式溫度計(jì)等。,4,5,6,2.壓力壓力是指單位面積上所受到的垂直作用力，物理學(xué)中稱為壓強(qiáng)（P），在熱力工程上稱為壓力。壓力單位是帕斯卡（Pa），1Pa=1N/m2。在工程應(yīng)用時(shí)，帕的值太小，而是以它的106倍作常用單位，稱為“兆帕”，用“MPa”表示。1Mpa=106Pa。其它常用單位：工程大氣壓（非法定計(jì)量單位）：Kgf/CM21kgf/cm2=98.0665*103pa=98.0665kpa0.1MPa,7,毫米汞柱毫米汞柱（非法定計(jì)量單位）是指1mm高的汞（水銀）柱所產(chǎn)生的壓力，單位符號是mmHg，它與帕斯卡的換算關(guān)系是：1mmHg=133.3Pa1Pa=7.510-3mmHg巴巴（非法定計(jì)量單位）為壓力單位，單位符號是bar。它與帕斯卡的換算關(guān)系是：1bar=105Pa1bar=1.02kgf/cm2,8,2)絕對壓力。以絕對零壓力線（絕對真空）為測量基點(diǎn)測得的壓力即為絕對壓力。用符號Pa表示。3)表壓力(相對壓力)。以一個(gè)大氣壓為測量基點(diǎn)測得的壓力即為表壓力。也就是壓力表所指示的壓力值，用符號Pg表示。如果以Pam表示大氣壓，則Pa=Pam+Pg,9,10,11,3、比容與比重1）比容（比體積）物質(zhì)單位質(zhì)量所占有的空間體積，用符號v表示v=V/G（V立方米，G千克）2）比重（密度）單位體積工質(zhì)所具有的重量，用符號表示3）比容與密度的關(guān)系=1/v壓力一定，溫度越高，比容越大，比重就小，溫度越低，比容越小，比重就大（熱脹冷縮）,12,4.熱量和比熱容1)熱。熱是物質(zhì)熱能的表達(dá)形式，可以表示物質(zhì)吸熱或放熱的多少，用Q表示，單位為焦耳，用J表示。在工程應(yīng)用中常以103倍的焦作單位，即千焦，符號為kJ。制冷系統(tǒng)的制冷量也是熱的形式，因此符號及單位與熱一樣，常用Q0表示,。2)比熱容。1千克（kg）的物質(zhì)溫度升高或降低1攝氏度（）時(shí)所吸收或放出的熱，常用C表示，單位為千焦耳每千克開爾文(kJkgK)。,13,3)熱方程。熱方程是用來計(jì)算一定質(zhì)量的物質(zhì)，在溫度變化過程中所吸收或放出熱量的數(shù)學(xué)表達(dá)式，其形式為：QCmt式中：Q吸收或放出的熱量（kJ）；C物質(zhì)比熱容（kJkgK）；m物質(zhì)質(zhì)量（kg）；t溫度升高或降低的幅度值（K）。例如水的比熱容是4200焦/千克攝氏度，就是每千克的水提升1度需要吸熱4200焦那10千克的水從25度加熱到40度吸收的熱量=4200*10*（40-25）,14,5、制冷量制冷量是指空調(diào)進(jìn)行制冷運(yùn)行時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)從密閉空間、房間或區(qū)域內(nèi)去除的熱量總和。家用空調(diào)的制冷量單位是“匹”，1匹=2324W；工業(yè)用的空調(diào)的制冷量一般都比較大，單位是“kW”。選擇制冷量的原則是：空調(diào)器的制冷量應(yīng)略大于房間的冷負(fù)荷，房間的熱負(fù)荷應(yīng)考慮到房間的朝向，墻壁和屋頂?shù)母魺崆闆r，以及室內(nèi)熱源包括人員的多少。,15,舉例：一個(gè)16平方米的臥室或客廳，需配多大冷量的空調(diào)器？普通房間冷負(fù)荷的推薦值為115145W/m2，取中間值130W/m2為計(jì)算依據(jù)，則冷負(fù)荷=13016=2080W。由于空調(diào)器的實(shí)際制冷量比名義值低8%，因此所選空調(diào)器的名義制冷量必須大于20800.92=2260W。選用空調(diào)器的名義制冷量應(yīng)該為2300W左右。對于空調(diào)效果要求較高的房間，冷負(fù)荷應(yīng)取160180W/m2。這里再提一下瓦（W）過去用制冷量單位千卡/小時(shí)（kcal/h）之間的關(guān)系：1W=0.86kcal/h；1kcal/h=1.16W。,16,二、基本理論1、物質(zhì)三態(tài)變化。物質(zhì)具有質(zhì)量和占有空間。它以固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)三種狀態(tài)中的任何一態(tài)存在于自然界中，隨著外部條件的不同，三態(tài)之間可以相互轉(zhuǎn)化，如圖所示。,17,人們可利用制冷劑在蒸發(fā)器中汽化吸熱，而在冷凝器中放熱冷凝,即應(yīng)用熱力學(xué)第二定律的原理，通過制冷機(jī)對制冷劑氣體的壓縮，以及在冷凝器中的冷凝和蒸發(fā)器中的汽化，實(shí)現(xiàn)熱量從低溫空間向外部高溫環(huán)境的轉(zhuǎn)移，達(dá)到制冷的目的。2.汽化和液化1)汽化。在日常生活中可以看到，把水潑在地面上，不久地面又慢慢恢復(fù)干燥。這是因?yàn)樗兂伤羝艿娇諝饫锶サ木壒?。通常把這種過程稱為蒸發(fā)。把一盆水放在爐子上燒，加熱后的水溫不斷升高，與此同時(shí)，從水的表面不斷有水蒸汽逸出，這也是蒸發(fā)過程；但當(dāng)水被加熱到100時(shí)，情況就發(fā)生顯著變化，這時(shí)水不斷地翻滾，并從水里產(chǎn)生大量的氣泡，這種現(xiàn)象稱為沸騰。,18,蒸發(fā)：是指在任何溫度下液體表面發(fā)生的汽化現(xiàn)象。沸騰：是指在一定壓力下液體的溫度升高到某一溫度時(shí)，液體內(nèi)部和四壁上涌現(xiàn)大量氣泡，整個(gè)液體劇烈汽化，在液體表面和內(nèi)部同時(shí)進(jìn)行的汽化現(xiàn)象，相應(yīng)的溫度稱為沸點(diǎn)2)液化。液化與汽化過程恰恰相反，當(dāng)蒸汽在一定壓力下冷卻到一定溫度時(shí)，就會由蒸汽狀態(tài)轉(zhuǎn)為液體狀態(tài)，這種冷卻過程稱為液化過程或稱凝結(jié)過程。,19,3、顯熱和潛熱在加熱（或冷卻）過程中，物質(zhì)的溫度、狀態(tài)將發(fā)生改變（即相變）。物質(zhì)溫度與狀態(tài)隨時(shí)間變化的曲線如圖所示,20,1)顯熱。物體在加熱(或冷卻)過程中，溫度升高(或降低)所需吸收(或放出)的熱量，稱為顯熱，它能使人們有明顯的冷熱變化感覺。通常可以用溫度計(jì)測量物體的溫度變化。如果把一杯開水(100)放在空氣中冷卻，不斷地放出熱量，溫度也不斷地下降，但其形態(tài)仍然是水，這種放熱稱為顯熱放熱。同樣，把一杯水放入電冰箱中，它的溫度會逐漸下降，在冷卻到0之前放出的熱量也是顯熱。,21,2)潛熱。當(dāng)單位質(zhì)量的物體在吸收或放出熱量的過程中，其形態(tài)發(fā)生變化，但溫度不發(fā)生變化，這種熱量無法用溫度計(jì)測量出來，人體也無法感覺到，但可通過試驗(yàn)計(jì)算出來，這種熱量就稱為潛熱。,22,4.熱力學(xué)第一定律熱力學(xué)第一定律就是不同形式的能量在傳遞與轉(zhuǎn)換過程中守恒的定律，表達(dá)式為Q=U+W。表述形式：熱量可以從一個(gè)物體傳遞到另一個(gè)物體，也可以與機(jī)械能或其他能量互相轉(zhuǎn)換，但是在轉(zhuǎn)換過程中，能量的總值保持不變。例如，煤燃燒后放出熱量，可以用來取暖；可以用來生產(chǎn)蒸汽，推動蒸汽機(jī)轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，推動汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?。電能又可以通過電動機(jī)、電燈或其它用電器轉(zhuǎn)換為機(jī)械能、光能或熱能等。,23,表征熱力學(xué)系統(tǒng)能量的是內(nèi)能。通過作功和傳熱，系統(tǒng)與外界交換能量，使內(nèi)能有所變化。根據(jù)普遍的能量守恒定律，系統(tǒng)由初態(tài)經(jīng)過任意過程到達(dá)終態(tài)后，內(nèi)能的增量U應(yīng)等于在此過程中外界對系統(tǒng)傳遞的熱量Q和系統(tǒng)對外界作功W之差，即UUUQW或QUW這就是熱力學(xué)第一定律的表達(dá)式。,24,5.熱力學(xué)第二定律如果兩個(gè)溫度不同的物體相接觸，熱量總是從高溫物體傳向低溫物體而不能逆向進(jìn)行。機(jī)械能可以通過摩擦變?yōu)闊崮?，而熱能卻不能通過摩擦轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能。前一過程是自發(fā)進(jìn)行的不需要任何條件，而后一過程卻不能自發(fā)進(jìn)行，要使它成為可能，必須具備一定的補(bǔ)充條件，即消耗一定的外界功。熱力學(xué)第二定律說明，熱量能自動地從高溫物體向低溫物體傳遞，不能自動地從低溫物體向高溫物體傳遞。要使熱量從低溫物體向高溫物體傳遞，必須借助外功，即消耗一定的機(jī)械能。,25,三、制冷的基本原理（一）基本原理空調(diào)系統(tǒng)基本構(gòu)成：壓縮機(jī)、冷凝器、膨脹閥及蒸發(fā)器。通過冷媒在四大部件之間循環(huán)完成制冷/制熱。壓縮機(jī)將低壓的制冷劑（氟利昂）氣體壓縮成高溫高壓的制冷劑氣體進(jìn)入冷凝器后，通過冷卻系統(tǒng)（水冷或風(fēng)冷）冷卻變?yōu)橹袦馗邏旱囊后w，經(jīng)過節(jié)流裝置（膨脹閥），再變?yōu)榈蜏氐蛪旱闹评鋭怏w，通過蒸發(fā)器，在低壓下蒸發(fā)，此過程中，制冷劑將吸收熱量，產(chǎn)生冷氣。,26,冷媒在冷凝器散熱，在蒸發(fā)器吸熱。,吸熱,散熱,27,（二）制冷四大件1、制冷部件壓縮機(jī),消耗一定的外界功，將蒸發(fā)器內(nèi)的氟利昂蒸汽吸入，并壓縮到冷凝壓力后，排入冷凝器中,28,2、制冷部件蒸發(fā)器,制冷劑吸收被冷卻介質(zhì)（冷凍水）的熱量后，由液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài),29,3、制冷部件冷凝器,制冷劑向外界散熱，由氣態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài),30,4、制冷部件節(jié)流裝置,冷凝后的高壓液體經(jīng)節(jié)流機(jī)構(gòu)后，變?yōu)榈蛪阂后w,毛細(xì)管膨脹閥,31,（三）3號線冷水機(jī)組3號線車站采用的是海爾螺桿式水冷機(jī)組。,32,33,冷凍水循環(huán)系統(tǒng)：來自空調(diào)設(shè)備的冷凍水回水經(jīng)集水器、水處理器、循環(huán)水泵，進(jìn)入冷水機(jī)組蒸發(fā)器內(nèi)、吸收了制冷劑蒸發(fā)的冷量，使其溫度降低成為冷凍水，進(jìn)入分水器后再送入空調(diào)設(shè)備的表冷器或冷卻盤管內(nèi)，與被處理的空氣進(jìn)行熱交換后，再回到冷水機(jī)組內(nèi)進(jìn)行循環(huán)再冷卻。冷卻水循環(huán)系統(tǒng)：進(jìn)入到冷水機(jī)組的冷凝器的冷卻水吸收冷凝器內(nèi)的制冷劑出的熱量而溫度升高，然后進(jìn)入室外冷卻塔散熱降溫、通過冷卻水循環(huán)水泵進(jìn)行循環(huán)冷卻，不斷帶走制冷劑冷凝放出的熱量，以保證冷水機(jī)組的制冷循環(huán)。