制冷與空調(diào)技術(shù)基礎知識

1、制冷與空調(diào)技術(shù)基礎知識1 制冷與空調(diào)技術(shù)概述制冷與空調(diào)技術(shù)概述 1.1制冷的基本概念制冷的基本概念 1.“制冷制冷”的定義的定義 制冷作為一門科學是指用人工的方法在一定時間和一定空間內(nèi)制冷作為一門科學是指用人工的方法在一定時間和一定空間內(nèi)將某物體或流體冷卻，使其溫度降到環(huán)境溫度以下，并保持這個將某物體或流體冷卻，使其溫度降到環(huán)境溫度以下，并保持這個低溫。這里所說的低溫。這里所說的“冷冷”是相對于環(huán)境而言的，灼熱的鐵放在空是相對于環(huán)境而言的，灼熱的鐵放在空氣中，通過輻射和對流向環(huán)境傳熱，逐漸冷卻到環(huán)境溫度。它是氣中，通過輻射和對流向環(huán)境傳熱，逐漸冷卻到環(huán)境溫度。它是自發(fā)的傳熱降溫，屬于自然冷卻，

2、不是制冷。制冷就是從物體或自發(fā)的傳熱降溫，屬于自然冷卻，不是制冷。制冷就是從物體或流體中取出熱量，并將熱量排放到環(huán)境介質(zhì)中去，以產(chǎn)生低于環(huán)流體中取出熱量，并將熱量排放到環(huán)境介質(zhì)中去，以產(chǎn)生低于環(huán)境溫度的過程。境溫度的過程。 2.制冷機制冷機 機械制冷中所需機器和設備的總合稱為制冷機。機械制冷中所需機器和設備的總合稱為制冷機。 3.工質(zhì)工質(zhì) 制冷機中使用的工作介質(zhì)稱為制冷工質(zhì)，即制冷劑。制冷劑在制制冷機中使用的工作介質(zhì)稱為制冷工質(zhì)，即制冷劑。制冷劑在制冷機中循環(huán)流動，同時與外界發(fā)生能量交換，即不斷地從被冷卻對象冷機中循環(huán)流動，同時與外界發(fā)生能量交換，即不斷地從被冷卻對象中吸取熱量，向環(huán)境排放熱量

3、。制冷劑一系列狀態(tài)變化過程的綜合為中吸取熱量，向環(huán)境排放熱量。制冷劑一系列狀態(tài)變化過程的綜合為制冷循環(huán)。為了實現(xiàn)制冷循環(huán)，必須消耗能量。所消耗能量的形式可制冷循環(huán)。為了實現(xiàn)制冷循環(huán)，必須消耗能量。所消耗能量的形式可以是機械能、電能、以是機械能、電能、 熱能、太陽能或其它可能的形式。熱能、太陽能或其它可能的形式。1.2 人工制冷及其基本方法人工制冷及其基本方法 .相變制冷相變制冷 即利用物質(zhì)相變的吸熱效應實現(xiàn)制冷。如冰融化時要吸取即利用物質(zhì)相變的吸熱效應實現(xiàn)制冷。如冰融化時要吸取80 kcal/kg的熔解熱；氨在標準大氣壓下汽化時要吸取的熔解熱；氨在標準大氣壓下汽化時要吸取327kcal/kg的

4、的汽化潛熱；干冰在標準大氣壓下升華要吸取汽化潛熱；干冰在標準大氣壓下升華要吸取137kcal/kg的熱量，的熱量， 其升華溫度為其升華溫度為78.9。目前干冰制冷常被用在人工降雨和醫(yī)療上。目前干冰制冷常被用在人工降雨和醫(yī)療上。 2. 液體汽化制冷液體汽化制冷 液體汽化制冷是利用液體汽化時的吸熱效應而實現(xiàn)制冷的。在液體汽化制冷是利用液體汽化時的吸熱效應而實現(xiàn)制冷的。在一定壓力下液體汽化時，需要吸收熱量，該熱量稱為液體的汽化潛熱。一定壓力下液體汽化時，需要吸收熱量，該熱量稱為液體的汽化潛熱。液體所吸收的熱量來自被冷卻對象，使被冷卻對象溫度降低，或者使液體所吸收的熱量來自被冷卻對象，使被冷卻對象溫度

5、降低，或者使它維持低于環(huán)境溫度的某一溫度。它維持低于環(huán)境溫度的某一溫度。 液體汽化制冷是目前生產(chǎn)實際中廣泛應用的制冷方法，這種制冷液體汽化制冷是目前生產(chǎn)實際中廣泛應用的制冷方法，這種制冷常稱為蒸汽制冷。常稱為蒸汽制冷。 3.氣體絕熱膨脹制冷氣體絕熱膨脹制冷 利用氣體通過節(jié)流閥或膨脹機絕熱膨脹時，對外輸出膨脹功，利用氣體通過節(jié)流閥或膨脹機絕熱膨脹時，對外輸出膨脹功，同時溫度降低，達到制冷的目的。與液體汽化式制冷相比，氣體膨脹同時溫度降低，達到制冷的目的。與液體汽化式制冷相比，氣體膨脹制冷是一種沒有相變的制冷方式，所采用的工質(zhì)主要是空氣。此外，制冷是一種沒有相變的制冷方式，所采用的工質(zhì)主要是空氣。

6、此外，根據(jù)不同的使用目的，工質(zhì)也可以是根據(jù)不同的使用目的，工質(zhì)也可以是CO2，O2，N2，He或其它理想或其它理想氣體。氣體。 4.半導體制冷半導體制冷 半導體制冷又稱熱電制冷或溫差電制冷。半導體制冷的依據(jù)是珀半導體制冷又稱熱電制冷或溫差電制冷。半導體制冷的依據(jù)是珀爾帖效應，即：兩種不同金屬組成的閉合電路中接上一個直流電源時，爾帖效應，即：兩種不同金屬組成的閉合電路中接上一個直流電源時，則一個接合點變冷，另一個接合點變熱。但是純金屬的珀爾帖效應很則一個接合點變冷，另一個接合點變熱。但是純金屬的珀爾帖效應很弱，且熱量通過導線對冷熱端有相互干擾，而用兩種半導體（型和弱，且熱量通過導線對冷熱端有相互

7、干擾，而用兩種半導體（型和型）組成的直流閉合電路，則有明顯的珀爾帖效應，且冷熱端無相型）組成的直流閉合電路，則有明顯的珀爾帖效應，且冷熱端無相互干擾。半導體制冷就是利用半導體的溫差電效應實現(xiàn)制冷?；ジ蓴_。半導體制冷就是利用半導體的溫差電效應實現(xiàn)制冷。半導體制冷原理半導體制冷原理 5.渦流管制冷渦流管制冷 法國人蘭克在法國人蘭克在1933年發(fā)明一種裝置（渦流管），可以使壓縮氣體年發(fā)明一種裝置（渦流管），可以使壓縮氣體產(chǎn)生渦流，并將氣流分成冷、熱兩部分。渦流管裝置由噴嘴、渦流室、產(chǎn)生渦流，并將氣流分成冷、熱兩部分。渦流管裝置由噴嘴、渦流室、孔板、管子和控制閥組成。渦流室將管子分為冷端、熱端兩部分。

8、噴孔板、管子和控制閥組成。渦流室將管子分為冷端、熱端兩部分。噴嘴沿渦流室切向布置，孔板在渦流室與冷端管子之間，熱端管子出口嘴沿渦流室切向布置，孔板在渦流室與冷端管子之間，熱端管子出口處裝控制閥，管外為大氣。經(jīng)過壓縮并冷卻到常溫的氣體進入噴嘴，處裝控制閥，管外為大氣。經(jīng)過壓縮并冷卻到常溫的氣體進入噴嘴，在噴嘴中膨脹并加速到音速，從切線方向射入渦流室，形成自由渦流。在噴嘴中膨脹并加速到音速，從切線方向射入渦流室，形成自由渦流。自由渦流的旋轉(zhuǎn)角速度離中心越近就越大。由于角速度不同，在環(huán)形自由渦流的旋轉(zhuǎn)角速度離中心越近就越大。由于角速度不同，在環(huán)形氣流的層與層之間產(chǎn)生摩擦，內(nèi)層氣體失去能量，從孔板流出

9、時具有氣流的層與層之間產(chǎn)生摩擦，內(nèi)層氣體失去能量，從孔板流出時具有較低的溫度；外層氣體吸收能量，動能增加，又因為與管壁摩擦，將較低的溫度；外層氣體吸收能量，動能增加，又因為與管壁摩擦，將部分動能變成熱能，使得從控制閥流出的氣體具有較高的溫度。由此部分動能變成熱能，使得從控制閥流出的氣體具有較高的溫度。由此可見，渦流管可以同時獲得冷、熱兩種效應。用控制閥控制熱端管子可見，渦流管可以同時獲得冷、熱兩種效應。用控制閥控制熱端管子中氣體的壓力，從而控制冷、熱兩股氣流的流量及溫度。中氣體的壓力，從而控制冷、熱兩股氣流的流量及溫度。2熱力學基礎知識熱力學基礎知識 2.1熱力狀態(tài)參數(shù)熱力狀態(tài)參數(shù) 在電冰箱、

10、空調(diào)器中多采用物理方法制冷。物理方法制冷是應用在電冰箱、空調(diào)器中多采用物理方法制冷。物理方法制冷是應用物質(zhì)的物理變化來實現(xiàn)的，人們把這些物質(zhì)叫做制冷劑或制冷工質(zhì)。物質(zhì)的物理變化來實現(xiàn)的，人們把這些物質(zhì)叫做制冷劑或制冷工質(zhì)。制冷劑在制冷系統(tǒng)中不斷的進行各種狀態(tài)變化，即處于各種不同的熱制冷劑在制冷系統(tǒng)中不斷的進行各種狀態(tài)變化，即處于各種不同的熱力狀態(tài)。用來描述制冷劑熱力狀態(tài)的各種物理量稱為熱力工作狀態(tài)參力狀態(tài)。用來描述制冷劑熱力狀態(tài)的各種物理量稱為熱力工作狀態(tài)參數(shù)，簡稱狀態(tài)參數(shù)。狀態(tài)參數(shù)有：溫度（數(shù)，簡稱狀態(tài)參數(shù)。狀態(tài)參數(shù)有：溫度（T）、壓力（）、壓力（P）、質(zhì)量）、質(zhì)量（m）、密度（）、密度（）

11、、焓（）、焓（H）、熵（）、熵（S）、內(nèi)能（）、內(nèi)能（U）、質(zhì)量體積）、質(zhì)量體積（v）、比熱容）、比熱容(C)等。等。 1.溫度溫度 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。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尺（稱作溫標）規(guī)定測量溫使溫度的測量一致，需要有衡量溫度的標尺（稱作溫標）規(guī)定測量溫度的基點和單位。目前，在日常生活和制冷技術(shù)中常用的是熱力學溫度的基點和單位。目前，在日常生活和制冷技術(shù)中常用的是熱

12、力學溫標標T( K )、和攝氏溫標（、和攝氏溫標（）兩種。）兩種。 1)熱力學溫標熱力學溫標T。熱力學溫標又稱開爾文溫標或絕對溫標，單位。熱力學溫標又稱開爾文溫標或絕對溫標，單位是是K。它規(guī)定將純凈的水在一個標準大氣壓下的冰點定為。它規(guī)定將純凈的水在一個標準大氣壓下的冰點定為273.16K，沸點為沸點為373.16K，其間分，其間分100等份，每一等份為開氏等份，每一等份為開氏1度，記做度，記做1K。在熱力學中規(guī)定，當物體內(nèi)部分子的運動終止，其熱力學溫度為在熱力學中規(guī)定，當物體內(nèi)部分子的運動終止，其熱力學溫度為0度，度，即即T=0K。 2)攝氏溫標攝氏溫標t 。攝氏溫標又稱國際溫標，單位是。攝

13、氏溫標又稱國際溫標，單位是。它是以純凈。它是以純凈水在一個標準大氣壓下的冰點為水在一個標準大氣壓下的冰點為0度，沸點為度，沸點為100度，其間分度，其間分100等份，等份，每一等份為攝氏每一等份為攝氏1度，記做度，記做1。攝氏溫標制為十進制，簡單易算。相。攝氏溫標制為十進制，簡單易算。相應的溫度計為攝氏溫度計。按照國際規(guī)定，當溫度在零上時，溫度數(shù)應的溫度計為攝氏溫度計。按照國際規(guī)定，當溫度在零上時，溫度數(shù)值前面加值前面加“+”號（可省略）；當溫度在零下時，溫度數(shù)值前面加號（可省略）；當溫度在零下時，溫度數(shù)值前面加“”（不可省略）。（不可省略）。兩種溫標制之間的換算關系如下：兩種溫標制之間的換算

14、關系如下：T=（273+t ）（）（K） t =(T-273) () 測量溫度的溫度計的種類很多，制冷工程中常用的溫度計有玻璃測量溫度的溫度計的種類很多，制冷工程中常用的溫度計有玻璃溫度計、熱電偶式溫度計、電接點式溫度計、電阻式溫度計和半導體溫度計、熱電偶式溫度計、電接點式溫度計、電阻式溫度計和半導體式溫度計等。式溫度計等。 2 .壓力壓力 壓力是指單位面積上所受到的垂直作用力，物理學中稱為壓強壓力是指單位面積上所受到的垂直作用力，物理學中稱為壓強（P），在熱力工程上稱為壓力。壓力單位是帕斯卡（），在熱力工程上稱為壓力。壓力單位是帕斯卡（Pa），在工），在工程應用時，帕的值太小，而是以它的程應

15、用時，帕的值太小，而是以它的106倍作常用單位，稱為倍作常用單位，稱為 “兆帕兆帕”，用用“MPa”表示。表示。1 Mpa=106Pa。 1)真空度。真空是指某一空間單位體積中氣體分子數(shù)目減少到其真空度。真空是指某一空間單位體積中氣體分子數(shù)目減少到其壓力低于標準大氣壓的氣體狀態(tài)。完全沒有物質(zhì)的壓力低于標準大氣壓的氣體狀態(tài)。完全沒有物質(zhì)的“絕對真空絕對真空”是不是不存在的。存在的。 真空度是表示真空程度的物理量。如果在一個封閉的容器上接一只真空度是表示真空程度的物理量。如果在一個封閉的容器上接一只壓力表，當表針指壓力表，當表針指0Pa，說明容器內(nèi)的壓力恰好等于當時當?shù)氐拇髿鈮海f明容器內(nèi)的壓力恰

16、好等于當時當?shù)氐拇髿鈮毫?。如果壓力表指在力。如果壓力表指?0.1Mpa時，說明該容器內(nèi)已處于真空狀態(tài)。時，說明該容器內(nèi)已處于真空狀態(tài)。 容積內(nèi)壓力比外界大氣壓低的程度稱為真空度。容積內(nèi)壓力比外界大氣壓低的程度稱為真空度。 2)絕對壓力。以絕對零壓力線（絕對真空）為測量基點測得的壓絕對壓力。以絕對零壓力線（絕對真空）為測量基點測得的壓力即為絕對壓力。用符號力即為絕對壓力。用符號Pa表示。表示。 3)表壓力表壓力(相對壓力相對壓力)。以一個大氣壓為測量基點測得的壓力即為。以一個大氣壓為測量基點測得的壓力即為表壓力。也就是壓力表所指示的壓力值，用符號表壓力。也就是壓力表所指示的壓力值，用符號Pq表

17、示。表示。 如果以如果以B表示當?shù)卮髿鈮毫?，則表示當?shù)卮髿鈮毫?，則Pa 、 Pq與與B有下列關系：有下列關系： Pa = Pq+B 絕對壓力、表壓力與真空度三者之間的關系如圖絕對壓力、表壓力與真空度三者之間的關系如圖1-2所示。所示。絕對壓力、表壓力與真空度三者之間的關系絕對壓力、表壓力與真空度三者之間的關系 3.熱量和比熱容熱量和比熱容 1)熱。熱是物質(zhì)熱能的表達形式，可以表示物質(zhì)吸熱或放熱的多少，用熱。熱是物質(zhì)熱能的表達形式，可以表示物質(zhì)吸熱或放熱的多少，用Q表表示，單位為焦耳，用示，單位為焦耳，用J表示。在工程應用中常以表示。在工程應用中常以103倍的焦作單位，即千焦，倍的焦作單位，即千

18、焦，符號為符號為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。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表示表示,專用于制冷量。專用于制冷量。 2)比熱容。比熱容。1千克（千克（kg）的物質(zhì)溫度升高或降低）的物質(zhì)溫度升高或降低1攝氏度（攝氏度（）時所吸收或）時所吸收或放出的熱，常用放出的熱，常用C表示，單位為千焦耳每千克開爾文表示，單位為千焦耳每千克開爾文(kJkgK)。 3)熱方程。熱方程是用來計算一定質(zhì)量的物資，在溫度變化過程中所吸收熱方程。熱方程是用來計算一定質(zhì)量的物資，在溫度變化過程中所吸收或放出熱量的數(shù)學表達式，其形式為：或放出熱量的數(shù)學表達式

19、，其形式為：QC mt式中：式中： Q 吸收或放出的熱量（吸收或放出的熱量（kJ）；）； C 物質(zhì)比熱容（物質(zhì)比熱容（kJkgK）；）； m 物質(zhì)質(zhì)量（物質(zhì)質(zhì)量（kg）；）； t 溫度升高或降低的幅度值（溫度升高或降低的幅度值（K）。）。 4.內(nèi)能內(nèi)能U 內(nèi)能是制冷系統(tǒng)內(nèi)部能量的總稱。制冷系統(tǒng)內(nèi)動能取決于物質(zhì)內(nèi)能是制冷系統(tǒng)內(nèi)部能量的總稱。制冷系統(tǒng)內(nèi)動能取決于物質(zhì)分子的質(zhì)量和它的平均速度。物質(zhì)分子運動增加，動能增加；運動減分子的質(zhì)量和它的平均速度。物質(zhì)分子運動增加，動能增加；運動減弱，動能減少。因摩擦、沖擊、壓力、日光輻射、通電、化學作用或弱，動能減少。因摩擦、沖擊、壓力、日光輻射、通電、化學作

20、用或燃燒等原因都能引起動能的增加。內(nèi)勢能則取決于分子之間的平均距燃燒等原因都能引起動能的增加。內(nèi)勢能則取決于分子之間的平均距離和吸引力。當物質(zhì)接受外來能量膨脹或改變形態(tài)時，如液態(tài)變?yōu)闅怆x和吸引力。當物質(zhì)接受外來能量膨脹或改變形態(tài)時，如液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)，所接受的外來能量使分子間距離變大，即轉(zhuǎn)變?yōu)槲镔|(zhì)的內(nèi)勢能。態(tài)，所接受的外來能量使分子間距離變大，即轉(zhuǎn)變?yōu)槲镔|(zhì)的內(nèi)勢能。在熱力學中在熱力學中, 內(nèi)能是分子熱運動動能和分子勢能的總和。內(nèi)能是分子熱運動動能和分子勢能的總和。 5.焓與熵焓與熵 焓是熱力學中表示物質(zhì)系統(tǒng)能量的一個狀態(tài)函數(shù)，表示工質(zhì)所焓是熱力學中表示物質(zhì)系統(tǒng)能量的一個狀態(tài)函數(shù)，表示工質(zhì)所含的全部

21、熱能，常用符號含的全部熱能，常用符號H表示。數(shù)值上等于系統(tǒng)的內(nèi)能表示。數(shù)值上等于系統(tǒng)的內(nèi)能U加上壓強加上壓強p和體積和體積V的乘積，即的乘積，即H=U+pV。焓的變化是系統(tǒng)在等壓可逆過程中所。焓的變化是系統(tǒng)在等壓可逆過程中所吸收的熱量的度量。吸收的熱量的度量。 熵是表示物質(zhì)系統(tǒng)狀態(tài)的一個物理量，它表示該狀態(tài)可能出現(xiàn)的熵是表示物質(zhì)系統(tǒng)狀態(tài)的一個物理量，它表示該狀態(tài)可能出現(xiàn)的程度。用符號程度。用符號S表示。在熱力學中，是用以說明熱力學過程不可逆性表示。在熱力學中，是用以說明熱力學過程不可逆性的一個比較抽象的物理量。熵是熱力系統(tǒng)內(nèi)微觀粒子無序度的一個量的一個比較抽象的物理量。熵是熱力系統(tǒng)內(nèi)微觀粒子無

22、序度的一個量度，熵的變化可以判斷熱力過程是否為可逆過程。度，熵的變化可以判斷熱力過程是否為可逆過程。2.2 熱力學基本定律與常用術(shù)語熱力學基本定律與常用術(shù)語 1.熱力學第一定律熱力學第一定律 熱力學第一定律是能量守恒定律熱力學第一定律是能量守恒定律,即一定量的熱消失時必然產(chǎn)生即一定量的熱消失時必然產(chǎn)生一定量的功；消耗一定量的功必然出現(xiàn)與之相對應的一定量的熱。熱一定量的功；消耗一定量的功必然出現(xiàn)與之相對應的一定量的熱。熱和功之間的轉(zhuǎn)換用下式表示：和功之間的轉(zhuǎn)換用下式表示：Q =A L式中式中Q消耗的熱量消耗的熱量(J或或kJ)； L得到的功得到的功(kgm)； A功熱當量功熱當量(Kg kgm)

23、。 因為熱量和功的計量單位不同，所以式中引入一個功熱當量因為熱量和功的計量單位不同，所以式中引入一個功熱當量A ，其值約為其值約為14274.1868kJ kgm。 2.熱力學第二定律熱力學第二定律 如果兩個溫度不同的物體相接觸，熱量總是從高溫物體傳向低如果兩個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行。機械能可以通過摩擦變?yōu)闊崮?，而熱能卻不溫物體而不能逆向進行。機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械能。前一過程是自發(fā)進行的不需要任何條件，能通過摩擦轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能。前一過程是自發(fā)進行的不需要任何條件，而后一過程卻不能自發(fā)進行，要使它成為可能，必須具備一

24、定的補充而后一過程卻不能自發(fā)進行，要使它成為可能，必須具備一定的補充條件，即消耗一定的外界功。條件，即消耗一定的外界功。 熱力學第二定律說明，熱量能自動地從高溫物體向低溫物體傳熱力學第二定律說明，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，即消耗一定的機械能。高溫物體傳遞，必須借助外功，即消耗一定的機械能。 3.顯熱、潛熱顯熱、潛熱 1）物質(zhì)三態(tài)及狀態(tài)變化。物質(zhì)具有質(zhì)量和占有空間。它以固態(tài)、）物質(zhì)三態(tài)及狀態(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

25、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，如圖不同，三態(tài)之間可以相互轉(zhuǎn)化，如圖1-3所示。如果把固體冰加熱便所示。如果把固體冰加熱便變成水，水再加熱就變成蒸汽；相反，將水蒸汽冷卻可變成水，繼續(xù)變成水，水再加熱就變成蒸汽；相反，將水蒸汽冷卻可變成水，繼續(xù)冷卻可結(jié)成冰。這樣的狀態(tài)變化對制冷技術(shù)有著特殊意義。冷卻可結(jié)成冰。這樣的狀態(tài)變化對制冷技術(shù)有著特殊意義。 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,即應用熱力學第二定律的原理，通過制

26、冷機對制冷劑氣體的壓縮，以即應用熱力學第二定律的原理，通過制冷機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，實現(xiàn)熱量從低溫空間向外部及在冷凝器中的冷凝和蒸發(fā)器中的汽化，實現(xiàn)熱量從低溫空間向外部高溫環(huán)境的轉(zhuǎn)移，達到制冷的目的。高溫環(huán)境的轉(zhuǎn)移，達到制冷的目的。 2)顯熱。物體在加熱顯熱。物體在加熱(或冷卻或冷卻)過程中，溫度升高過程中，溫度升高(或降低或降低)所需吸所需吸收收(或放出或放出)的熱量，稱為顯熱，它能使人們有明顯的冷熱變化感覺。的熱量，稱為顯熱，它能使人們有明顯的冷熱變化感覺。通?？梢杂脺囟扔嫓y量物體的溫度變化。通?？梢杂脺囟扔嫓y量物體的溫度變化。 如果把一杯開水如果把一

27、杯開水(100)放在空氣中冷卻，不斷地放出熱量，溫放在空氣中冷卻，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，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之前放之前放出的熱量也是顯熱。出的熱量也是顯熱。 3)潛熱。當單位質(zhì)量的物體在吸收或放出熱量的過程中，其形態(tài)潛熱。當單位質(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測量出來，人發(fā)生變化，但溫度不發(fā)生變化，這種熱量無法用溫度計測量出來，人體也無法

28、感覺到，但可通過試驗計算出來，這種熱量就稱為潛熱。體也無法感覺到，但可通過試驗計算出來，這種熱量就稱為潛熱。 4.汽化和液化汽化和液化 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干燥。這是因為水變成水蒸汽跑到空氣里去的緣故。通常把慢慢恢復干燥。這是因為水變成水蒸汽跑到空氣里去的緣故。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，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，從水的表面不斷有水蒸汽逸出，這也是蒸發(fā)過程；但當水與此同時，從水的表面不斷有水蒸汽逸出，這也是蒸發(fā)

29、過程；但當水被加熱到被加熱到100時，情況就發(fā)生顯著變化，這時水不斷地翻滾，并從時，情況就發(fā)生顯著變化，這時水不斷地翻滾，并從水里產(chǎn)生大量的氣泡，這種現(xiàn)象稱為沸騰。水里產(chǎn)生大量的氣泡，這種現(xiàn)象稱為沸騰。 2)液化。液化與汽化過程恰恰相反，當蒸汽在一定壓力下冷卻到液化。液化與汽化過程恰恰相反，當蒸汽在一定壓力下冷卻到一定溫度時，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一定溫度時，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。過程或稱凝結(jié)過程。 5.飽和溫度與飽和壓力飽和溫度與飽和壓力 1)飽和溫度。液體沸騰時所維持不變的溫度稱為沸點，又稱飽和溫度。液體沸騰時所維持不變

30、的溫度稱為沸點，又稱為在某一壓力下的飽和溫度。為在某一壓力下的飽和溫度。 2)飽和壓力。與飽和溫度相對應的某一壓力稱為該溫度下的飽和壓力。與飽和溫度相對應的某一壓力稱為該溫度下的飽和壓力。以水為例，其在一個大氣壓下的飽和溫度為飽和壓力。以水為例，其在一個大氣壓下的飽和溫度為100，則，則水在水在100時飽和壓力為一個大氣壓。時飽和壓力為一個大氣壓。 飽和溫度與飽和壓力之間存在著一定的對應關系，例如，在飽和溫度與飽和壓力之間存在著一定的對應關系，例如，在海平面，水到海平面，水到100才沸騰，而在高原地帶不到才沸騰，而在高原地帶不到100就沸騰。一就沸騰。一般來說，壓力升高，對應的飽和溫度也升高；

31、溫度升高，對應的般來說，壓力升高，對應的飽和溫度也升高；溫度升高，對應的飽和壓力也增大。飽和壓力也增大。 6.過熱和過冷過熱和過冷 1）過熱。在制冷技術(shù)中；過熱是針對制冷劑蒸汽而言的。過熱）過熱。在制冷技術(shù)中；過熱是針對制冷劑蒸汽而言的。過熱是指在一定壓力下，制冷劑蒸汽的實際溫度高于該壓力下相對應的飽是指在一定壓力下，制冷劑蒸汽的實際溫度高于該壓力下相對應的飽和溫度的現(xiàn)象；同樣，當溫度一定時，壓力低于該溫度下相對應的飽和溫度的現(xiàn)象；同樣，當溫度一定時，壓力低于該溫度下相對應的飽和壓力的蒸汽也是過熱。例如，制冷劑和壓力的蒸汽也是過熱。例如，制冷劑R12，蒸發(fā)溫度為，蒸發(fā)溫度為-15時，時，對應的

32、飽和壓力應為對應的飽和壓力應為182.7kPa。如果溫度不變，壓力低于。如果溫度不變，壓力低于182.7kPa，則此蒸汽為過熱蒸汽；如果壓力不變，溫度高于則此蒸汽為過熱蒸汽；如果壓力不變，溫度高于-15，也稱為過熱，也稱為過熱蒸汽。過熱蒸汽的溫度與飽和溫度之差稱為過熱度。蒸汽。過熱蒸汽的溫度與飽和溫度之差稱為過熱度。 如一個大氣壓力下的過熱水蒸汽溫度為如一個大氣壓力下的過熱水蒸汽溫度為105，其過熱度則為，其過熱度則為105-100=5。 2）過冷。制冷技術(shù)中，過冷是針對制冷劑液體而言的。過冷是）過冷。制冷技術(shù)中，過冷是針對制冷劑液體而言的。過冷是指在某一定壓力下，制冷劑液體的溫度低于該壓力下

33、相對應的飽和溫指在某一定壓力下，制冷劑液體的溫度低于該壓力下相對應的飽和溫度的現(xiàn)象。例如，制冷劑度的現(xiàn)象。例如，制冷劑R12的飽和溫度為的飽和溫度為30時，對應的飽和壓力時，對應的飽和壓力為為743.442kPa，如果將壓力為，如果將壓力為743.442kPa的的R12制冷液體冷卻到制冷液體冷卻到25，那么這時的制冷劑液體稱為過冷液體。過冷液體比飽和液體溫，那么這時的制冷劑液體稱為過冷液體。過冷液體比飽和液體溫度低的值稱為過冷度。例如，壓力在度低的值稱為過冷度。例如，壓力在743.442Kpa下的制冷劑下的制冷劑R12液液體的溫度為體的溫度為25時的過冷度為時的過冷度為30-25=5。 7.

34、臨界溫度與臨界壓力臨界溫度與臨界壓力 氣體的液化與溫度和壓力有關。增大壓力和降低溫度都可以使未氣體的液化與溫度和壓力有關。增大壓力和降低溫度都可以使未飽和蒸汽變?yōu)轱柡驼羝?，進而液化。氣體的壓力越小，其液化的溫度飽和蒸汽變?yōu)轱柡驼羝?，進而液化。氣體的壓力越小，其液化的溫度越低；隨著壓力的增加，氣體的液化溫度也隨之升高。溫度升高超過越低；隨著壓力的增加，氣體的液化溫度也隨之升高。溫度升高超過某一數(shù)值時，即使再增大壓力也不能使氣體液化，這一溫度叫做臨界某一數(shù)值時，即使再增大壓力也不能使氣體液化，這一溫度叫做臨界溫度。在這一溫度下，使氣體液化的最低壓力叫做臨界壓力。低于臨溫度。在這一溫度下，使氣體液化

35、的最低壓力叫做臨界壓力。低于臨界點溫度的氣體稱為蒸汽。制冷劑蒸汽只有將溫度降到了臨界點以下界點溫度的氣體稱為蒸汽。制冷劑蒸汽只有將溫度降到了臨界點以下時，才具備液化條件。時，才具備液化條件。2.3壓焓圖壓焓圖 在制冷工程中，最常用的熱力圖就是制冷劑的壓焓圖。熟練地在制冷工程中，最常用的熱力圖就是制冷劑的壓焓圖。熟練地掌握壓焓圖對涉及制冷設備的選型與系統(tǒng)調(diào)試時的熱力計算，是很重掌握壓焓圖對涉及制冷設備的選型與系統(tǒng)調(diào)試時的熱力計算，是很重要的。要的。 以特定制冷劑的焓值以特定制冷劑的焓值 (kJ/kg)為橫坐標，以壓力為橫坐標，以壓力 (MPa)為縱坐標為縱坐標繪制成的線圖稱為該制冷劑的壓焓圖。不

36、同性質(zhì)的制冷劑其壓焓圖的繪制成的線圖稱為該制冷劑的壓焓圖。不同性質(zhì)的制冷劑其壓焓圖的形狀是不相同的。為了縮小圖的尺寸，并使低壓區(qū)內(nèi)的線條交點清楚，形狀是不相同的。為了縮小圖的尺寸，并使低壓區(qū)內(nèi)的線條交點清楚，所以縱坐標使用壓力的對數(shù)值所以縱坐標使用壓力的對數(shù)值lgP繪制，因此壓焓圖又稱繪制，因此壓焓圖又稱lgP-h圖，如圖，如圖圖1-4所示。所示。 1.臨界點臨界點K和飽和曲線和飽和曲線 壓焓圖中有兩條比較粗的曲線，兩條曲線向上延伸交于一點，壓焓圖中有兩條比較粗的曲線，兩條曲線向上延伸交于一點，稱臨界點稱臨界點K。在該點，制冷劑的液態(tài)和氣態(tài)差別消失。在該點，制冷劑的液態(tài)和氣態(tài)差別消失。 K點左

37、邊的粗點左邊的粗實線實線Ka為飽和液體線，在為飽和液體線，在Ka線上任意一點的狀態(tài)，均是相應壓力的線上任意一點的狀態(tài)，均是相應壓力的飽和液體；飽和液體；K點的右邊粗實線點的右邊粗實線Kb為飽和蒸汽線，在為飽和蒸汽線，在Kb線上任意一點線上任意一點的狀態(tài)均為飽和蒸汽（或稱干飽和蒸汽）狀態(tài)。的狀態(tài)均為飽和蒸汽（或稱干飽和蒸汽）狀態(tài)。 2.三個狀態(tài)區(qū)三個狀態(tài)區(qū)Ka左側(cè)左側(cè)過冷液體區(qū)，該區(qū)域內(nèi)的制冷劑溫度低于同壓力下過冷液體區(qū)，該區(qū)域內(nèi)的制冷劑溫度低于同壓力下的飽和溫度；的飽和溫度；Kb右側(cè)右側(cè)過熱蒸汽區(qū)，該區(qū)域內(nèi)的蒸汽溫度高于同過熱蒸汽區(qū)，該區(qū)域內(nèi)的蒸汽溫度高于同壓力下的飽和溫度；壓力下的飽和溫度；

38、Ka和和Kb之間之間濕蒸汽區(qū)，即氣液共存區(qū)。該濕蒸汽區(qū)，即氣液共存區(qū)。該區(qū)內(nèi)制冷劑處于飽和狀態(tài)，壓力和溫度為一一對應關系。區(qū)內(nèi)制冷劑處于飽和狀態(tài)，壓力和溫度為一一對應關系。 等壓線等壓線 等熵線等熵線 等容線等容線 等干度線等干度線 等焓線等焓線 等溫線等溫線 壓焓圖壓焓圖2.4 傳熱學基礎傳熱學基礎 傳熱是熱量從高溫的物體通過中間媒介向低溫物體轉(zhuǎn)移的過程，傳熱是熱量從高溫的物體通過中間媒介向低溫物體轉(zhuǎn)移的過程，它有三種形式，即熱傳導、熱對流和熱輻射。它有三種形式，即熱傳導、熱對流和熱輻射。 在熱傳導和熱對流的過程中，傳熱的物體必須相互接觸，稱為接在熱傳導和熱對流的過程中，傳熱的物體必須相互接觸，稱為接觸傳熱；在輻射傳熱時，物體之間不必相互接觸，稱為非接觸傳熱。觸傳熱；在輻射傳熱時，物體之間不必相互接觸，稱為非接觸傳熱。在制冷技術(shù)中要解決傳熱的問題有兩種：一種是力求傳熱的加強在制冷技術(shù)中要解決傳熱的問題有兩種：一種是力求傳熱的加強(如如蒸發(fā)器、冷凝器的傳熱蒸發(fā)器、冷凝器的傳熱)；另一種是力求傳熱的減弱；另一種是力求傳熱的減弱(如電冰箱、空調(diào)如電冰箱、空調(diào)器或冷庫中的隔熱保溫器或冷庫中的隔熱保溫)。 1.熱的傳導熱的傳導 熱量因物質(zhì)分子的運動而由物體的某一部分傳遞到令一部分或由熱量因物質(zhì)分子的運動而由