第一章绪论
§1-1 制冷慨述
一、何谓制冷
冷和热是同一X畴的两个物理概念，都是物质分子运动平均动能的标志。日常生活中常说的“热”或“冷”是指温度高低的相对概念，是人体对温度高低感觉的反应。
在制冷技术中所说的冷，是指某空间内物体的温度低于周围环境介质（如水或空气）温度而言。因此“制冷”就是使某一空间内物体的温度低于周围环境介质的温度，并连续维持这样一个温度的过程。
二、何谓人工制冷
我们都知道，热量传递终是从高温物体传向低温物体，直至二者温度相等。热量决不可能自发地从低温物体传向高温物体，这是自然界的客观规律。
然而，现代人类的生活与生产经常需要某个物体或空间的温度低于环境温度，甚至低得很多。例如，储藏食品需要把食品冷却到０℃左右或-15℃左右，甚至更低；合金钢在-70℃～-90℃低温下处理后可以提高硬度和强度。而这种低温要求天然冷却是达不到的，要实现这一要求必须有另外的补偿过程（如消耗一定的功作为补偿过程）进行制冷。这种借助于一种专门装置，消耗一定的外界能量，迫使热量从温度较低的被冷却物体或空间转移到温度较高的周围环境中去，得到人们所需要的各种低温，称谓人工制冷。而这种装置就称谓制冷装置或制冷机。
三、实现制冷的途径
制冷的方法很多，可分为物理方法和化学方法。但绝大多数为物理方法。目前人工制冷的方法主要有相变制冷、气体绝热膨胀制冷和半导体制冷三种。
１、相变制冷即利用物质相变的吸热效应实现制冷。如冰融化时要吸取80 kcal/kg的熔解热；氨在１标准大气压下气化时要吸取327kcal/kg的气化潜热；干冰在１标准大气压下升华要吸取137kcal/kg的热量，其升华温度为-78.9℃。目前干冰制冷常被用在人工降雨和医疗上。
２、气体绝热膨胀制冷利用气体通过节流阀或膨胀机绝热膨胀时，对外输出膨胀功，同时温度降低，达到制冷的目的。
３、半导体制冷珀尔帖效应告诉我们：两种不同金属组成的闭合电路中接上一个直流电源时，则一个接合点变冷，另一个接合点变热。但是纯金属的珀尔帖效应很弱，且热量通过导线对冷热端有相互干扰，而用两种半导体（Ｎ型和Ｐ型）组成的直流闭合电路，则有明显的珀尔帖效应且冷热端无相互干扰。因此，半导体制冷就是利用半导体的温差电效应实现制冷地。目前温差电制冷只用在小型制冷器中，如电子计算机恒温冷却、精密测量仪器的冷源及精密机床的油箱冷却器等等，都是温差电制冷。
利用物理现象制冷的方法还有很多，我们不一一介绍。目前生产实际中广泛应用的制冷方法是：利用液体的气化实现制冷，这种制冷常称为蒸气制冷。它的类型有：蒸汽压缩式制冷（消耗机械能）、吸收式制冷（消耗热能）和蒸汽喷射式制冷（消耗热能）三种。
四、制冷体系的划分
制冷服务对象不同，要求的制冷温度也不同。在工业生产和科学研究上，人们通常根据制冷温度的不同把人工制冷分为“普冷”和“深冷”两个体系。一般把制取温度高于-120℃的称为“普冷”、低于-120℃的称为“深冷”。其中深冷又可分为深度制冷、低温制冷与超低温制冷。
由于低温X围的不同，制冷系统的组成也不同，因此，根据食品制冷要求，本课程我们只介绍普通制冷温度X围内的蒸气压缩制冷。
§1-2 制冷的发展简史及应用
一、我国制冷的发展简史
人类最早的制冷方法是利用自然界存在的冷物质-冰、深井水等。我国早在周朝就有了用冰的历史。到了秦汉，冰的使用就更进了一步，据《艺文志》记载：大秦国有五宫殿，以水晶为柱拱，称水晶宫，内实以冰，遇夏开发。”这实质是我国最早的空调房间。到了唐朝已生产冰镇饮料并已有了冰商。冰酪、奶冰也发源于中国，是冰淇淋的雏形，在元朝时由意大利著名旅行家马可·波罗带到了欧洲。
人工制冷至今在世界上才有100多年的历史。旧中国制冷工业基本上是空白，解放前XX只有几家很小的“冰箱厂”且只搞维修业务，全国冷库也仅有几座。解放后，制冷工业得到飞速发展，特别是八十年代通过引进国外先进技术，使我国的制冷、空调产品打入了国际市场。
二、制冷技术的应用
随着制冷工业的发展，制冷技术的应用也日益广泛，现已渗透到人们生活和生产活动的各个领域，从日常的衣、食、住、行，到尖端科学技术都离不开制冷技术。
１、空调工程
空调工程是制冷技术应用的一个广阔领域。光学仪器仪表、精密计量量具、纺织等生产车间及计算机房等，都要求对环境的温度、湿度、洁净度进行不同程度的控制；体育馆、大会堂、宾馆等公共建筑和小汽车、飞机、大型客车等交通工具也都需有舒适的空调系统。
２、食品工程
易腐食品从采购或捕捞、加工、贮藏、运输到销售的全部流通过程中，都必须保持稳定的低温环境，才能延长和提高食品的质量、经济寿命与价值。这就需有各种制冷设施，如冷加工设备、冷冻冷藏库、冷藏运输车或船、冷藏售货柜台等。
３、机械与电子工业
精密机床油压系统利用制冷来控制油温，可稳定油膜刚度，使机床能正常工作。对钢进行低温处理可改善钢的性能，提高钢的硬度和强度，延长工件的使用寿命。多路通讯、雷达、卫星地面站等电子设备也都需要在低温下工作。
４、医疗卫生事业
血浆、疫苗及某些特殊药品需要低温保存。低温麻醉、低温手术及高烧患者的冷敷降温等也需制冷技术。
５、国防工业和现代科学
在高寒地区使用的发动机、汽车、坦克、大炮等常规武器的性能需要作环境模拟试验，火箭、航天器也需要在模拟高空条件下进行试验，这些都需要人工制冷技术。人工降雨也需要制冷。
６、家用冰箱及空调等日常生活方面也是制冷技术的应用。
7、水利工程
水利工程中大坝浇注的混凝土降温，有一次风冷、二次风冷、片冰生产等。
8、煤矿矿井施工及地铁施工
煤矿矿井施工及地铁施工采用冻结法施工工艺。
总之，制冷技术的应用是很广泛的，随着国民经济的发展，科学技术的进步，人民生活水平的不断提高，制冷技术的发展与应用将会走向新的领域。
第二章制冷技术的热力学基础
§2-1制冷工质的热力状态参数
在制冷循环中，工质不断地进行着热力状态变化。描述工质所处热力状态的物理量称为工质的热力状态参数，简称状态参数。一定的状态，其状态参数有确定的数值。工质状态变化时，初、终状态参数之间的差值，仅与初、终状态有关，而与状态变化的过程无关。
制冷技术中常见的状态参数有：温度、压力、比容、内能、焓与熵等。这些参数对于进行制冷循环的分析和热力计算，都是非常重要的。
一、温度温度是描述热力系统冷热状态的物理量，是标志物体冷热程度的参数。
物体的温度可采用测温仪表来测定。为了使温度的测量准确一致，就要有一个衡量温度的标尺，简称温标，工程上常用的温标有：
1、摄氏温标又叫国际百度温标，常用符号t表示，单位为℃。
2、绝对温标常用符号T表示，单位为开尔文（代号为K）。
绝对温标与摄氏温标仅是起点不同而已（t=0℃时，T=273.16K），它们每度的温度间隔确是一致的。在工程上其关系可表示为：
T=273+t（K）
二、压力压力是单位面积上所承受的垂直作用力，常用符号P表示。
压力可用压力表来测定。在国际单位制中，压力单位为帕斯卡（Pa），实际应用时也可用兆帕斯卡（MPa）或巴（bar）表示,1MPa=106Pa而1bar=105Pa。
压力的标记有绝对压力、表压力和真空度三种情况。绝对压力是指容器中气体的实际压力，用符号P表示；
表压力（P B ）是指压力表（或真空表）所指示的压力；而当气体的绝对压力比大气压力（B ）还低时，容器内的绝对压力比大气压力低的数值，称为真空度（P K ）。三者之间的关系是：
P=P B +B 或 P=B-P K
作为工质的状态参数应该是绝对压力，而不是表压力或真空度。
三、比容比容是指单位质量工质所占有的容积，用符号υ表示。
比容是说明工质分子之间密集程度的一个物理量。比容的倒数为工质的密度，即单位容积工质所具有的质量，用符号ρ表示。比容和密度之间互为倒数关系。
四、内能内能是工质内部所具有的分子动能和分子位能的总和，用符号ｕ表示。
分子动能包括分子的直线运动动能、旋转运动动能和分子内部振动能三项，其大小与气体的温度有关。而分子位能的大小与分子间的距离有关，亦即与工质的比容有关。
既然气体的内动能决定于气体的温度、内位能决定于气体的比容，所以气体的内能是其温度和比容的函数。也就是说内能是一个状态参数。
五、焓焓是一个复合的热力状态参数，表征系统中所有的总能量，它是内能与压力之和。对１kg 工质而言，可表示为：
ｈ＝ｕ＋P υ （kJ/kg ）或（kcal/kg ）
式中ｈ— 焓或称比焓（kJ/kg 或kcal/kg ）υ— 比容（m 3
/kg ）
ｕ— 内能（kJ/kg 或kcal/kg ）P — 绝对压力（N/m 2
或[wqp1][wqp2]Pa ） 在工程单位制中，压力单位常用工程气压、物理大气压和毫米水柱等单位。
由于内能和压力位能都是温度的参数，所以焓也是状态参数。确切地说，焓是一定质量的流体，从某一初始状态变为任一热力状态所加入的总热量。
六、熵熵是一个导出的热力状态参数，熵的中文意义是热量被温度除所得的商，熵的外文原名意义是“转变”，指热量可以转变为功的程度，它表征工质状态变化时，与外界热交换的程度。熵是通过其他可以直接测量的数量间接计算出来的。
§2-2 热力学第二定律与理想制冷循环
一、热力学第二定律
在热量传递和热、功转换时，热力学第一定律只能说明它们之间的数量关系，的确不能揭示热功转换的条件和方向性。对于能量传递和转换过程进行的方向、条件和限度则是由热力学第二定律来揭示的，它指出：“热量能自发的从高温物体传向低温物体，而不能自发的从低温物体传向高温物体”。这正像石头或水不可能自发的从低处向高处运动一样。但这并不是说石头和水在任何条件下都不可能由低处移向高处，只要外界给它们足够大的作用力，在这个力的作用下石头或水就能由低处移向高处，这个外界作用力称为补偿。同样，不能把热力学第二定律的说法理解为：“不可能把热量从低温物体传到高温物体”。而是只要有一个补偿过程，热量就能自低温物体传到高温物体。制冷装置就是以消耗一定的外间功作为补偿过程而实现人工制冷的。 二、循环与理想制冷循环
逆循环
正循环
(一)循环热变功的根本途径是依靠工质的膨胀。为了持续不断地将热转换为功,工程上是通过热机来实现的。但工质在热机汽缸中仅仅完成一个膨胀过程是不可能满足要求的。为了能重复地进行膨胀，工质在每次膨胀之后必须进行压缩，以便使其回到初态。我们把工质从初态出发，经过一系列状态变化又回到初态的封闭过程，称为“循环”。循环按其进行方向不同又可分为正循环和逆循环。如下图所示：
评价正循环的好坏，通常用循环热效率ηt 来衡量，循环热效率是指工质在整个热力循环中，对外界所作的净功w 0 与循环中外界所加给工质的热量q 1的比值。即：
2.逆循环及性能系数
膨胀--压缩循环按逆时针方向进行的，称为逆循环。如图2-1所示。逆循环的压缩线3—2—1位于膨胀线1—4—3之上。其循环的净功为负值。若用q 1表示工质向高温热源放出的热量，用q 2表示工质从低温热源吸收的
01
2 120
上式说明，外界对工质做功，且热量的传递方向也全部改变。也就是说，逆循环的效果是消耗外界的功，将热量从低温物体传递给高温物体。如逆循环的目的是从低温物体中吸收热量，则称为制冷循环。如逆循环的目的是给高温物体供热，则称为热泵循环。
逆循环的好坏通常用性能系数ε来衡量。对于制冷机来说，是指从冷源吸收的热量
q 2与消耗的循环净功w 0的比值ε1称为制冷系数。对于热泵来说，是指供给热源的热量q 1与消耗的循环净功w 0
的比值ε2称为供热系数。则有：
从上述分析可见，伴随着低温热源把一部分热量q 2传送到高温热源中去的同时, 循环的净功w 0也将转变为热量并流向高温热源，这就是使热量从低温热源传给高温热源所必需的补偿条件。没有这个补偿条件，热量是不可能从低温热源传给高温热源的。
（二）理想制冷循环
理想制冷循环可通过逆卡诺循环来说明。 逆卡诺循环如图2-2所示，它由两个等温过程
和两个绝热过程组成。假设低温热源（即被冷却物
体）的温度为T 0，高温热源（即环境介质）的温度 为T k , 则工质的温度在吸热过程中为T 0，在放热过 程中为T k , 就是说在吸热和放热过程中工质与冷源 及高温热源之间没有温差，即传热是在等温下进行
T T 图2-2 逆卡诺循环T —S 图
的，压缩和膨胀过程是在没有任何损失情况下进行
的。其循环过程为：
首先工质在T0下从冷源（即被冷却物体）吸取热量q0，并进行等温膨胀4-1，然后通过绝热压缩1-2，使其温度由T0升高至环境介质的温度T k, 再在T k下进行等温压缩2-3，并向环境介质（即高温热源）放出热量q k, 最后再进行绝热膨胀3-4，使其温度由T k 降至T0即使工质回到初始状态4，从而完成一个循环。
对于逆卡诺循环来说，由图2-2可知：
q0=T0(S1-S4）
q k=T k(S2-S3)=T k(S1-S4）
w0=q k-q0=T k(S1-S4)-T0(S1-S4)=(T k-T0)(S1-S4）
则逆卡诺循环制冷系数εk 为：
由上式可见，逆卡诺循环的制冷系数与工质的性质无关，只取决于冷源（即被冷却物体）的温度T0和热源（即环境介质）的温度T k；降低T k，提高T0，均可提高制冷系数。此外，由热力学第二定律还可以证明：“在给定的冷源和热源温度X围内工作的逆循环，以逆卡诺循环的制冷系数为最高”。任何实际制冷循环的制冷系数都小于逆卡诺循环的制冷系数。
总上所述，理想制冷循环应为逆卡诺循环。而实际上逆卡诺循环是无法实现的，但它可以用作评价实际制冷循环完善程度的指标。通常将工作于相同温度间的实际制冷循环的制冷系数ε与逆卡诺循环制冷系数εk之比，称为该制冷机循环的热力完善度，用符号η表示。即：
η=ε/εk
热力完善度是用来表示制冷机循环接近逆卡诺循环循环的程度。它也是制冷循环的一个技术经济指标，但它与制冷系数的意义不同，对于工作温度不同的制冷机循环无法按其制冷系数的大小来比较循环的经济性好坏，而只能根据循环的热力完善度的大小来判断。
§2-3 制冷剂的相态变化及其状态图
一、制冷剂的相态变化
众所周知，物质有三种状态，就是固态、液态和气态。通常我们把固态的物体叫固体，液态的物体叫液体，气态的物体叫气体。物质的三种状态，在一定的压力和温度条件下是可以相互转化的。其转化过程分别称为：
1.汽化物质从液态转变为气态的过程称为汽化。
汽化有蒸发和沸腾两种形式。其中，在液体表面进行的汽化过程叫蒸发，在液体内部产生气泡的剧烈汽化过程叫沸腾。在一定压力下，蒸发在任何温度下都可进行，而沸腾只有液体被加热到一定温度才开始进行。当汽液两相共存并且保持平衡状态时称为饱和状态。此时的蒸汽和液体分别叫做饱和蒸汽和饱和液体，处于饱和状态的压力与温度称为饱和压力与饱和温度。饱和压力与饱和温度总是相互对应的，即一定的饱和压力对应着一定的饱和温度，反之亦然。二者之间的对应关系是：饱和温度愈高，饱和压力也愈高。反之，饱和压力愈高，饱和温度也愈高。这是饱和状态的一个重要特点。
2.冷凝物质从汽态转变为液态的过程称为冷凝或叫做液化。
汽体的液化温度与压力有关，增大压力，可使汽体在较高的温度下液化。液化的基本方法是降低温度和增加压力。
3.升华物质由固态直接转变为气态的过程称为升华。
4.凝华物质由气态直接转变为固态的过程称为凝华。例如空气中的水蒸汽在膨胀阀上结霜时发生的过程。
二、制冷剂的压—焓图及热力性质表
制冷剂的热力状态可以用其热力性质表来说明(常用制冷剂的饱和热力性质表见附表)，也可以用压—焓图来表示。压—焓图(lgP —h 图)是一种以绝对压力的对数值lgP 为纵坐标，焓值为横坐标的热工图表。采用对数值lgP （而不采用P ）为纵坐标的目的是为了缩小图的尺寸，提高低压区域的精确度，但在使用时仍然直接从图上读出P 的数值即可。
1.1. 压—焓图(lgP —h 图)的结构
压—焓图中有两条比较粗的曲线，左边一条为饱和液体线(干度χ=0)，右边一条为干饱和蒸汽线(干度χ=1)，两线交于一点K ，且将图分成了三个区域。其中K 称为临界点，饱和液体线左侧为过冷液体区，干饱和蒸汽线右侧为过热蒸汽区，两线之间为湿蒸汽区。
⑤等比容线υ：在湿蒸汽区和过热蒸汽图2—3压—焓图 区中，为从左到右稍向上弯曲的虚线，但比
等熵线平坦，液体区无等比容线，因为不同压力下的液体容积变化不大。
⑥等干度线χ：只存在于湿蒸汽区和过热蒸汽区域内，走向与饱含液体线或干饱和蒸汽线基本一致。
压—焓图上每一点都代表制冷剂的某一状态，在温度、压力、比容、焓、熵、干度六个状态参数中，只要知道其中任意两个独立的状态参数，就可以在图中确定其状态点，从而查出其它几个状态参数。
制冷工程中，高压区和湿蒸汽区的中间部分很少用到，所以有些压一焓图中往往将这两部分删去不画。不同的制冷剂，其压—焓图(lgP —h 图)的形状也有所不同，常用制冷剂R717、R12及R22的饱和热力性质表见附表。
在工程计算中，根据需要可以查取制冷剂的饱和热力性质表，根据一个状态参数，再查取制冷剂的饱和液体或干饱和蒸汽的其它状态参数。
2.压—焓图(lgP —h 图)的应用
压—焓图(lgP —h 图)是进行制冷循环分析和计算的重要工具，在进行制冷循环的热力分析和计算之前，必须首先确定循环的工作参数，以便利用压—焓图再来确定循环的各有关状态点的参数值，如图2—4所示。
点5：为制冷剂在冷凝器中凝结成饱和液体的状态。它可由P k =C 的等压线与饱和液体线相交得到。
点3：为制冷剂液体过冷后的状态。因为制冷剂液体在过冷过程中的等于冷凝压力P k ，它的温度低于冷凝温
图2—4
制冷原理及设备期末复习 有不全的大家相互补充 题型：填空20分；选择10分；判断10分；简答45分（5道）；计算1道，带计算器。 绪论 ?实现人工制冷的方法（4大类，简单了解原理） 1.利用物质的相变来吸热制冷； 融化（固体—液体）,气化（液体—气体）,升华（固体—气体） 气化制冷（蒸气制冷）： 包括蒸气压缩式制冷、吸收式制冷、蒸汽喷射式制冷、吸附式制冷。 2.利用气体膨胀产生低温 气体等熵膨胀时温度总是降低的，产生冷效应。 3.气体涡流制冷 高压气体经涡流管膨胀后，可分为冷热两股气流； 4.热电制冷（半导体制冷） 利用半导体的温差电效应实现的制冷。 ?根据制冷温度的不同，制冷技术可大体上划分三大类： ?普通冷冻：＞120K【我们只考普冷】 ?深度冷冻：120K~20K ?低温和超低温：＜20K。 t=T-273.15 (t, ℃; T, Kelvin 开）T=273+t 常用制冷的方法有：液体蒸发制冷循环必须具备以下四个基本过程：液体气化制冷制冷剂液体在低压下汽化产生低压蒸气， 气体膨胀制冷将低压蒸气抽出并提高压力变成高压气， 涡流管制冷将高压气冷凝成高压液体， 热电制冷高压液体再降低压力回到初始的低压状态。 按照实现循环所采用的方式之不同，液体蒸发制冷有 蒸气压缩式制冷蒸气吸收式制冷蒸气喷射式制冷吸附式制冷等 蒸气压缩式制冷 系统组成： 1-压缩机2-冷凝器3-膨胀阀4-蒸发器组成的密闭系统。 工作原理：制冷剂在蒸发器中吸收被冷却对象的热量而蒸发，产生的低压蒸气被压缩机吸入，经压缩机压缩后制冷剂压力升高，压缩机排出的高压蒸气在冷凝器中被常温冷却介质冷却，凝结成高压液体。高压液体经膨胀阀节流，变成低压、低温湿蒸气，进入蒸发器，低压液体在蒸发器中再次汽化蒸发。如此周而复始。
制冷原理与设备复习题 绪论 一、填空： 1、人工制冷温度范围的划分为：环境温度~－153.35为普通冷冻；－153.35℃~-268.92℃为低温冷冻；-268.92℃~接近0k为超低温冷冻。 2、人工制冷的方法包括（相变制冷）（气体绝热膨胀制冷）（气体涡流制冷）（热电制冷）几种。 3、蒸汽制冷包括（单级压缩蒸气制冷）（两级压缩蒸气制冷）（复叠式制冷循环）三种。 二、名词解释：人工制冷；制冷；制冷循环；热泵循环；制冷装置；制冷剂。 1.人工制冷：用人工的方法，利用一定的机器设备，借助于消耗一定的能量不断将热量由低温物体转移给高温物体的连续过程。 2.制冷:从低于环境温度的空间或物体中吸取热量,并将其转移给环境介质的过程称为制冷。 3.制冷循环：制冷剂在制冷系统中所经历的一系列热力过程总称为制冷循环 4.热泵循环：从环境介质中吸收热量，并将其转移给高于环境温度的加热对象的过程。 5.制冷装置：制冷机与消耗能量的设备结合在一起。 6.制冷剂：制冷机使用的工作介质。 三、问答： 制冷原理与设备的主要内容有哪些？ 制冷原理的主要内容： 1.从热力学的观点来分析和研究制冷循环的理论和应用； 2.介绍制冷剂、载冷剂及润滑油等的性质及应用。 3.介绍制冷机器、换热器、各种辅助设备的工作原理、结构、作用、型号表示等。 第一章制冷的热力学基础 一、填空： 1、lp-h图上有_压强_、_温度_、_比焓_、__比熵_、_干度_、比体积_六个状态参数。 2、一个最简单的蒸气压缩式制冷循环由_压缩机__、__蒸发器_、_节流阀、_冷凝器___几大件组成。 3、一个最简单的蒸气压缩式制冷循环由_绝热压缩、_等压吸热_、_等压放热_、__绝热节流_几个过程组成。 4、在制冷技术范围内常用的制冷方法有_相变制冷_、__气体绝热膨胀制冷_、_气体涡流制冷_、_热电制冷_几种。 5、气体膨胀有__高压气体经膨胀机膨胀_、_气体经节流阀膨胀_、_绝热放气制冷三种形式。 6、实际气体节流会产生零效应_、热效应_、冷效应_三种效应。制冷是应用气体节流的_冷_效应。理想气体节流后温度_不变_。 二、名词解释： 相变制冷；气体绝热膨胀制冷；气体涡流制冷；热电制冷；制冷系数；热力完善度；热力系数； 洛伦兹循环；逆向卡诺循环； 1.相变制冷：利用液体在低温下的蒸发过程或固体在低温下的融化或升华过程从被冷却的物体吸取热量以制取冷量。 2.气体绝热膨胀制冷：高压气体经绝热膨胀以达到低温，并利用膨胀后的气体在低压下的复热过程来制冷 3．气体涡流制冷：高压气体经涡流管膨胀后即可分离为热、冷两股气流，利用冷气流的复热过程即可制冷。4.热电制冷：令直流电通过半导体热电堆，即可在一段产生冷效应，在另一端产生热效应。 5制冷系数：消耗单位功所获得的制冷量的值，称为制冷系数。ε=q。/w。 6.热力完善度：实际循环的制冷系数与工作于相同温度范围内的逆向卡诺循环的制冷系数之比。其值恒小于1。 7.热力系数：获得的制冷量与消耗的热量之比。用ζ0表示 8.洛仑兹循环：在热源温度变化的条件下，由两个和热源之间无温差的热交换过程及两个等熵过程组成的逆向可逆循环是消耗功最小的循环，即制冷系数最高的循环。 9.逆向卡诺循环：当高温热源和低温热源的温度不变时，具有两个可逆的等温过程和两个可逆的绝热过程组成的
·制冷原理思考题 1、什么是制冷？ 从物体或流体中取出热量，并将热量排放到环境介质中去，以产生低于环境温度的过程。 自然冷却：自发的传热降温 制冷机/制冷系统：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 制冷循环：制冷剂一系列状态变化过程的综合 2、常用的四种制冷方法是什么？ ①液体气化制冷（蒸气压缩式、蒸气吸收式、蒸气喷射式、吸附制冷） ②液体绝热节流 ③气体膨胀制冷 ④涡流管制冷、热电制冷、磁制冷 3、液体汽化为什么能制冷？ ①当液体处在密闭容器内，液体汽化形成蒸气。若容器内除了液体及液体本身的蒸气外不存在
任何其他气体，也提出在某一压力下将达到平衡，处于饱和状态。 ②将一部分饱和蒸气从容器中抽出时，必然要再汽化一部分来维持平衡。 ③液体汽化时，需要吸收热量，这一部分热量称为汽化热。汽化热来自被冷却对象，因而被冷却对象变冷或者使它维持在环境温度以下的某个低温。 4、液体汽化制冷的四个基本过程是什么？ ①制冷剂低压下汽化 ②蒸气升压 ③高压气液化 ④高压液体降压 5、什么是热泵及其性能系数？ 制冷机：使用目的是从低温热源吸收热量 热泵：使用目的是向高温热汇释放能量 6、性能系数：W Q W W Q COP H /)(/0+== 7、劳伦兹循环 在热源温度变化的情况下，由两个与热源做无温差传热的多变过程及两个 等熵过程组成的逆向可逆循环，称为洛伦兹循环，这是变温条件下制冷系 数最大的循环。为了表达变温条件下可逆循环的制冷系数，可采用平均当 量温度这一概念，T0m 表示工质平均吸热温度，Tm 表示工质平均放热温度， ε表示制冷系数。洛伦兹循环的制冷系数相当于在恒温热源T0m 和Tm 间 工作的逆卡诺循环的制冷系数。 8、什么是制冷循环的热力学完善度，制冷剂的性能系数COP ？ 热力学完善度：实际制冷循环性能系数与逆卡诺循环性能系数之比 制冷剂的性能系数：制冷量与压缩耗功之比。 9、单级蒸气压缩制冷循环的四个基本部件？ 压缩机：压缩和输送制冷剂，保持蒸发器中的低压力，冷凝器里的高压力 膨胀阀：对制冷剂节流降压并调节进入蒸发器的制冷剂的流量
制冷原理的学习与应用 朱慰予 学习制冷原理是从蒸汽压缩式制冷循环开始的，教材编排一般先介绍理想循环，再介绍理论循环，再介绍实际循环，再介绍回热循环及双级压缩制冷循环和复叠式制冷循环。对于基础差的初学者，看了这些循环概念就绕的头疼，要搞懂就有点不容易了。那么怎样才能学懂制冷原理呢，下面我来谈谈制冷原理的学习方法。 我认为，学习制冷原理最基本的是要搞清楚热量是怎么从低温环境转移到高温环境的，即热量转移的道理，然后搞懂如何提高制冷效率。 一、热量是怎样转移的 热量能自发的从高温系统向低温系统转移，而不需要附加任何条件，比如：热水可以自然的放凉。但热量不能自发的从低温系统向高温系统转移，一杯凉水放在桌子上不会自发的热起来。这是自然规律。 人工制冷的目的是使热量从低于环境温度的被冷却对象中转移到环境冷却介质中去，并在必要长的时间内维持这个低温。简单的说是要使热量从低温环境向高温环境转移，这个过程不能自发的完成，必须付出一定代价，即要消耗一定的能量，要有一个能量补偿过程。热水可以放凉，但不能凉到比环境温度还低。 那么热量怎样才能从低温环境向高温环境转移呢，这主要利用了物质发生相变时伴有吸放热现象的自然物理规律。液体汽化要吸收热量，气体液化要放出热量。正是利用了液体汽化吸热达到了使被冷却物体降温的目的。自然界里一些物质在标准大气压下的沸腾温度一般在0℃以上，但有些合成物质在标准 大气压下的沸腾温度能达到零下几十摄氏度，比如R12的标准沸点为-29.8℃，R22的标准沸点为-41.2℃,R717的标准沸点为-33.4℃,这就为降温到零下温度创造了条件。我们把这类用来蒸发制冷，实现 热量转移的物质叫制冷剂。 为了把被冷却物质温度降低，我们把制冷剂节流降压，使其蒸发吸热，这样就达到了降温的目的。但这些制冷剂的合成有一定的成本，释放到大自然也会造成污染和危害，不能使用一次就排放掉，所以要回收，要想办法让其循环制冷，要循环制冷必须让它再液化，这就要用制冷机。 蒸汽压缩式制冷机由四大部件构成，分别为压缩机、冷凝器、节流阀、蒸发器。四大部件分别完成四大过程，即压缩过程、冷凝过程、节流过程、蒸发过程。四大部件用管道连接成一个封闭系统，制冷剂在制冷机里面循环流动，通过控制它的状态变化实现热量转移。在蒸发器里降压后的制冷剂液体吸热蒸发变成低温低压蒸气，吸热过程使被冷却物质温度降低，制冷剂蒸汽经压缩机吸入加压后变成高温高压蒸汽送到冷
-制冷原理思考题 1、什么是制冷？ 从物体或流体中取出热量，并将热量排放到环境介质中去，以产生低于环境温度的过程。自然冷却：自发的传热降温 制冷机/制冷系统：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 制冷循环：制冷剂一系列状态变化过程的综合 2、常用的四种制冷方法是什么？ ①液体气化制冷（蒸气压缩式、蒸气吸收式、蒸气喷射式、吸附制冷） ②液体绝热节流 ③气体膨胀制冷 ④涡流管制冷、热电制冷、磁制冷
3、液体汽化为什么能制冷？ ①当液体处在密闭容器内，液体汽化形成蒸气。若容器内除了液体及液体本身的蒸 气外不存在任何其他气体，也提出在某一压力下将达到平衡，处于饱和状态。 ②将一部分饱和蒸气从容器中抽出时，必然要再汽化一部分来维持平衡。 ③液体汽化时，需要吸收热量，这一部分热量称为汽化热。汽化热来自被冷却对象,
因而被冷却对象变冷或者使它维持在环境温度以下的某个低温 4、液体汽化制冷的四个基本过程是什么? ①制冷剂低压下汽化 ②蒸气升压 ③高压气液化 ④高压液体降压 5、什么是热泵及其性能系数？ 制冷机：使用目的是从低温热源吸收热量 热泵：使用目的是向高温热汇释放能量 6、性能系数：COP Q H/W (W Q0)/W 7、劳伦兹循环 在热源温度变化的情况下，由两个与热源做无温差传热的多变过程及两个等 熵过程组成的逆向可逆循环，称为洛伦兹循环，这是变温 条件下制冷系数最大的循环。为了表达变温条件下可逆循环的制冷 系数，可采用平均当量温度这一概念，T0m表示工质平均吸热温度，Tm表示工质平 均放热温度，￡表示制冷系数。洛伦兹循环的制冷系数相当于在恒温热源T0m和Tm 间工作的逆卡诺循环的制冷系数。
《制冷原理与设备》详细知识点 制冷原理与设备复习题 绪论 一、填空： 1接近0k为超低温冷冻。 2、人工制冷的方法包括（相变制冷）（气体绝热膨胀制冷）（气体涡流制冷）（热电制冷）几种。 3、蒸汽制冷包括（单级压缩蒸气制冷）（两级压缩蒸气制冷）（复叠式制冷循环）三种。 二、名词解释：人工制冷；制冷；制冷循环；热泵循环；制冷装置；制冷剂。 1. 人工制冷：用人工的方法，利用一定的机器设备，借助于消耗一定的能量不断将热量由低温物体转移给高温物体的连续过程。 2.制冷:从低于环境温度的空间或物体中吸取热量,并将其转移给环境介质的过程称为制冷。 3.制冷循环：制冷剂在制冷系统中所经历的一系列热力过程总称为制冷循环 4.热泵循环：从环境介质中吸收热量，并将其转移给高于环境温度的加热对象的过程。 5.制冷装置：制冷机与消耗能量的设备结合在一起。 6.制冷剂：制冷机使用的工作介质。
三、问答： 制冷原理与设备的主要内容有哪些？ 制冷原理的主要内容： 1.从热力学的观点来分析和研究制冷循环的理论和应用； 2.介绍制冷剂、载冷剂及润滑油等的性质及应用。 3.介绍制冷机器、换热器、各种辅助设备的工作原理、结构、作用、型号表示等。 第一章制冷的热力学基础 一、填空： 1、lp-h图上有_压强_、_温度_、_比焓_、__比熵_、_干度_、比体积_六个状态参数。 2、一个最简单的蒸气压缩式制冷循环由_压缩机__、__蒸发器_、_节流阀、_冷凝器___几大件组成。 3、一个最简单的蒸气压缩式制冷循环由_绝热压缩、_等压吸热_、_等压放热_、__绝热节流_几个过程组成。 4、在制冷技术范围内常用的制冷方法有_相变制冷_、__气体绝热膨胀制冷_、_气体涡流制冷_、_热电制冷_几种。 5、气体膨胀有__高压气体经膨胀机膨胀_、_气体经节流阀膨胀_、_绝热放气制冷三种形式。 6、实际气体节流会产生零效应_、热效应_、冷效应_三种效应。制冷是应用气体节流的_冷_效应。理想气体节流后温度_不变_。 二、名词解释：
第一章制冷循环 点1表示制冷剂进入压缩机的状态。它是对应于蒸发温度t0的饱和蒸气。根据压力与饱和温度的对应关系，该点位于p0=f (t0)的等压线与饱和蒸气线（χ=1）的交点上。 点2表示制冷剂排出压缩机的状态，也就是进冷凝器时的状态。过程线1-2表示制冷剂蒸气在压缩机中的等熵压缩过程（s1=s2），压力由蒸发压力p0升高到冷凝压力p k。因此该点可通过1点的等熵线和压力为p k的等压线的交点来确定。由于压缩过程中外界对制冷剂作功，制冷剂温度升高，因此点2表示过热蒸气状态。 点3表示制冷剂出冷凝器时的状态。它是与冷凝度t k所对应的饱和液体。过程线2-2’-3表示制冷剂在冷凝器的冷却（2-2＇）和冷凝（2＇-3）过程。由于这个过程是在冷凝压力p k不变的情况下进行的，进入冷凝器的过热蒸气首先将部分热量放给外界冷却介质，在等压下冷却成饱和蒸气（点2＇），然后再在等压、等温下继续放出热量，直至最后冷凝成饱和液体（点3）。因此，压力p k的等压线和χ=0的饱和液体线的交点即为点3的状态。 点4表示制冷剂出节流阀时的状态，也就是进入蒸发器时的状态。过程线3-4表示制冷剂在通过节流阀时的节流过程。在这一过程中，制冷剂的压力由p k降到p o，温度由t k降到t o并进入两相区。由于节流过程是一个不可逆过程，所以用一虚线表示3-4过程。 过程线4-1表示制冷剂在蒸发器中的气化过程。由于这一过程是在等温、等压下进行的，液体制冷剂吸取被冷却介质的热量（即制冷）而不断气化，制冷剂的状态沿等压线p o向干度增大的方向变化，直到全部变为饱和蒸气为止。这样，制冷剂的状态又重新回到进入压缩机前的状态点1，从而完成一个完整的理
·制冷原理思考题 1、什么是制冷 从物体或流体中取出热量，并将热量排放到环境介质中去，以产生低于环境温度的过程。 自然冷却：自发的传热降温 制冷机/制冷系统：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 制冷循环：制冷剂一系列状态变化过程的综合 2、常用的四种制冷方法是什么 ①液体气化制冷（蒸气压缩式、蒸气吸收式、蒸气喷射式、吸附制冷） ②液体绝热节流 ③气体膨胀制冷 ④涡流管制冷、热电制冷、磁制冷
3、液体汽化为什么能制冷 ①当液体处在密闭容器内，液体汽化形成蒸气。若容器内除了液体及液体本身的蒸气外不存在任何其他气体，也提出在某一压力下将达到平衡，处于饱和状态。 ②将一部分饱和蒸气从容器中抽出时，必然要再汽化一部分来维持平衡。
③液体汽化时，需要吸收热量，这一部分热量称为汽化热。汽化热来自被冷却对象，因而被冷却对象变冷或者使它维持在环境温度以下的某个低温。 4、液体汽化制冷的四个基本过程是什么 ①制冷剂低压下汽化 ②蒸气升压 ③高压气液化 ④高压液体降压 5、什么是热泵及其性能系数 制冷机：使用目的是从低温热源吸收热量 热泵：使用目的是向高温热汇释放能量 6、性能系数：W Q W W Q COP H /)(/0+== 7、劳伦兹循环 在热源温度变化的情况下，由两个与热源做无温差传热的多变过 程及两个等熵过程组成的逆向可逆循环，称为洛伦兹循环，这是 变温条件下制冷系数最大的循环。为了表达变温条件下可逆循环 的制冷系数，可采用平均当量温度这一概念，T0m 表示工质平均吸热温度，Tm 表示工质平均放热温度，ε表示制冷系数。洛伦兹循环的制冷系数相当于在恒温热