第二部分
制冷知识基础
制冷的方法很多，根据制冷的原理不同可以分为液体汽化制冷、热电制冷、气体膨胀制冷、涡流管制冷、磁制冷、绝热放气制冷和电化学制冷等。常见的有以下四种：
1、液体汽化制冷、
2、气体膨胀制冷、
3、涡流管制冷
4、热电制冷。
2.1 制冷方式
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液体汽化制冷是利用液体汽化时的吸热效应而实现制冷的。在一定压力下液体汽化时，需要吸收热量，该热量称为液体的汽化潜热。液体所吸收的热量来自被冷却对象，使被冷却对象温度降低，或者使它维持低于环境温度的某一温度。
为了使上述过程得以连续进行，必须不断地将蒸气从容器（蒸发器）中抽走，再不断地将液体补充进去。由此可见，液体汽化制冷循环由液体工质低压下汽化、工质气体升压、高压气体液化、高压液体降压四个基本过程组成。
压缩式、吸收式、喷射式和吸附式制冷都属于液体汽化制冷方式。
2.1.1.1 压缩式制冷
如图2-1所示，压缩式制冷系统由压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器组成，用管道将其连成一个封闭的系统。工质在蒸发器内与被冷却对象发生热量交换，吸收被冷却对象的热量并汽化，产生的低压蒸气被压缩机吸入，压缩机消耗能量（通常是电能），将低压蒸气压缩到需要的高压后排出。压缩机排出的高温高压气态工质在
冷凝器内被常温冷却介质(水或空气)冷
却，凝结成高压液体。高压液体流经膨胀
阀时节流，变成低压、低温湿蒸气，进入
蒸发器，其中的低压液体在蒸发器中再次汽化制冷。
2.1.1.2 吸收式制冷
吸收式制冷是以热能为动力、利用溶液吸收和发生制冷剂蒸气的特性来完成循环的。吸收式制冷系统的主要部件如图2-2所示。如果将它与压缩式制冷系统相比较，不难看出，图中的冷凝器，
节流阀、蒸发器的作用与压缩式制冷系统中的相应部件一一对应。而压缩机则由图中的吸收器、发生器、溶液泵、节流阀5及溶液回路所取代。
设该系统使用氨-水溶液为工作物质，则吸收器中充有氨水稀溶液，用它吸收氨
蒸气。溶液吸收氨蒸气的过程是放热过
程。因此，必须对吸收器进行冷却，否则
随着温度的升高，吸收器将丧失吸收能
力。吸收器中形成的氨水浓溶液用溶液泵
提高压力后送入发生器。在发生器中，浓
溶液被加热至沸腾。产生的蒸气先经过精
馏，得到几乎是纯氨的蒸气，然后进入冷凝器。在发生器中形成的稀溶液通过热交换器返回吸收器。为了保持发生器和吸收器之间的压力差，在两者的连接管道上安装了节流阀5。在这一系统中，水为吸收剂，氨为吸收剂。
1.压缩机
2.冷凝器
3.节流阀
4.蒸发器 图2-1 压缩式制冷系统示意图 1.冷凝器2.节流阀3.蒸发器4.发生器
5.溶液节流阀
6.吸收器
7.溶液泵 图2-2 吸收式制冷的原理图
吸收式制冷的另外一种常见类型是以水为制冷剂，溴化锂水溶液为吸收剂的溴化锂吸收式制冷机，用于生产冷水，可供集中式空气调节使用，或者提供生产工艺需要的冷却用水。
吸收式制冷机消耗热能，可用多种不同品位的热能驱动。通常用1MPa （表压力）以下的蒸气或燃气、燃油为驱动热源。也可以利用温度在75℃以上的热水、废气等低品位余热驱动；还可以利用太阳能、地热等能源。因此，吸收式制冷易于实现能源的综合利用。
2.1.1.3 喷射式制冷
喷射式制冷以蒸气的压力能为驱动能源，用喷射器造成一个真空环境，使制冷剂在低温下蒸发而制冷。如图2-3所示，是一种开式循环的喷射式制冷原理图。从锅炉来的蒸气进入喷射器的喷嘴，在其中迅速膨胀，在喷嘴出口处达到很大速度并形成真空状态。由于高速气流的引射作用，将蒸发器内的蒸气不断抽吸出来，从而保持蒸发器的真空。在喷射器内，工作蒸气与被引射蒸气经过充分混合后以冷凝压力流出。所以，喷射式制冷机中，制冷剂和工作蒸气是同一种物质。
2.1.1.4 吸附式制冷
吸附制冷系统也是以热能为动力的能量转换系统，其机理是，一定的固
体吸附剂对某种制冷剂气体具有吸附
作用。周期性地加热和冷却吸附剂，使
之交替吸附和解吸，解吸时，释放出制冷剂气体，并使之冷凝为液体；吸附时，制冷剂液体蒸发，产生制冷作用。吸附
制冷的工作介质是吸附剂-制冷剂工质对。
以沸石-水工质对为例，由吸附床、冷凝器、蒸发器和管道构成一个封闭系统，吸附床内充装了沸石，制冷剂液体（水）聚集在蒸发器中。吸附床被加热时，沸石温度升高，产生解吸作用，从沸石中脱附出水。此时，系统内的水压力上升，当达到与环境温度对应的饱和压力时，水在冷凝器中凝结，同时放出潜热，凝水贮存在蒸发器中。对吸附床冷却时，沸石温度逐渐降低，它吸附水的能力逐步提高，造成系统内气体压力降低，蒸发器中的水不断蒸发出来，用以补充沸石对水的吸附。蒸发过程吸热，达到制冷的目的。
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1.喷射器(a.喷嘴b.扩压器c.吸入室)
2.冷凝器
3.蒸发器
4.节流阀5,6泵 图2-3喷射式制冷原理
2.1.2 热电制冷
热电制冷又称温差电制冷或半导体制冷。
在铜丝的两头各接一根铋丝，再将两根铋丝分别接到直流电源的正、负极上，通电后，发现一个接头变热，另一个接头变冷，这个现象称为帕尔帖效应，是热电制冷的依据。
热电制冷的效果主要取决于两种材料的热电势。纯金属材料的导电性好、导热性也好，但其帕尔帖效应很弱，制冷效率极低(不到1%)。半导体材料具有较高的热电势，可以成功地用来做成小型热电制冷器。
但热电制冷的效率不高，半导体器件的价格又很高，而且必须使用直流电源，因此往往需要变压整流装置，增加了热电堆以外的体积，所以热电制冷在需要制冷量较大的场合不宜使用。但由于它改变电流方向就可以实现制冷、制热的相互转换，灵活性强、使用方便可靠，非常适合于空间探测飞机上的科学仪器、电子仪器和医疗器械的制冷装置上，核潜艇驾驶舱的空调设备上，还常在手提式冷热箱中采用热电制冷，很适合于郊游、兵营、或汽车司机使用。
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高压气体绝热膨胀时，对膨胀机作功，同时气体的温度降低。用这种方法可以获得低温。与液体汽化式制冷相比，空气膨胀制冷是一种没有相变的制冷方式，所采用的工质主要是空气。此外，根据不同的使用目的，工质也可以是CO 2，O 2，N 2，He 或其它理想气体。
构成这种制冷方式的循环系统称为理想气体的逆向循环系统。其循环型式主要有：定压循环，有回热的定压循环和定容循环。
最早出现的空气制冷机采用的是定压循环，它由两个等压过程和两个等熵过程组成，其制冷流程见图2-4。从压缩机排出的高温、高压气体（温度为T 2）进入冷却器，在定压下被冷却到温度T 3，然后进入膨胀机，等熵膨胀到冷室的压力(一般为105Pa 左右)，同时温度降到了T 4，成为低温低压冷气流，冷气流进入冷室，使被冷却对象降温，而空气本身因吸收了热量，温度回升到了T 1，这个过程是在低压下的等压吸热过程。离开冷室的空气被压缩机吸入，完成下一次循环。
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涡流管制冷首先是由法国人兰克(Ranque)提出的。他在1933年发明一种装置，可以使压
缩气体产生涡流，并将气流分成冷、热两部分，该装置称为涡流管，又叫兰克管。这种制冷方法称为涡流管制冷。涡流管装置的结构如图2-5所示。它由喷嘴、涡流室、孔板、管子和控制阀组成。涡流室将管子分为冷端、热端两部分。喷嘴沿涡流室切向布置，孔板在涡流室与冷端管子之间，热端管子出口处装控制阀。管外为大气。
经过压缩并冷却到常温的气体(通常是空气，也可以是C02，N 2等其他气体)进入喷嘴，在喷嘴中膨胀并加速到音速，从切线方向射入涡流室，形成自由涡流。自由涡流的旋转角速度离中心越近就越大。由于角速度不同，在环形气流的层与层之间产生摩擦，内层气体失去能量，从孔板流出时具有较低的温度；外层气体吸收能
量，动能增加，又因为与管壁摩擦，将部分动能变成热能，使得从控制阀流出的气体具
有较高的温度。由此可见，涡
图2-4 空气膨胀制冷原理图
图2-5 涡流管制冷装置
流管可以同时获得冷、热两种效应。用控制阀控制热端管子中气体的压力，从而控制冷、热两股气流的流量及温度。只有在阀部分开启时，才出现冷、热分流现象。
涡流管工作原理的定性解释比较清楚，但由于管内气流之间的传导和对流情况比较复杂，故对冷、热端温度进行定量的理论计算尚有困难。实验表明，当高压气体为常温时，冷气流的温度可达-10℃～-50℃，热端温度可达100～130℃。
涡流管制冷的主要缺点是：效率太低、气流噪声大。但它结构简单、维护方便、启动快，使用灵活，因而常用在有高压气源或易于低价获得高压气体的场合。
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2.1.5 绝热放气制冷
刚性容器中的高压气体在绝热放气时温度降低(该过程称焦耳膨胀)，利用此效应可以制冷。如果放气前容器中气体压力足够高，温度又很低，那么，绝热放气时残留在容器中的气体将能够降到液化的温度。利用放气制冷而又连续工作的制冷机有G-M循环制冷机、S循环制冷机和脉管制冷机。
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2.1.6 磁制冷
固体磁性物质在受磁场作用磁化时，系统的磁有序度增加，对外放出热量；再将其去磁，磁有序度下降，又要从外界吸收热量。这种磁性离子系统在施加与除去磁场的过程中所出现的现象称磁热效应，利用磁热效应的制冷方式即为磁制冷。磁制冷是在顺磁体绝热去磁过程中获得冷效应的，可以达到极低的温度。一般，制冷温度在16K以下者称低温磁制冷，高于该温度则为高温磁制冷。目前，低温磁制冷技术比较成熟，高温磁制冷尚处于研究阶段。
此外，在化学反应中，往往伴随有吸热或放热现象，我们也可以利用吸热效应实现制冷。
综上所述，制冷的方法有很多，都有各自的优点和局限性。但在普通制冷温度范围，液体汽化制冷仍然占据压倒性地位。
2.2 制冷剂载冷剂冷冻机油
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2.2.1 制冷剂
2.2.1.1制冷剂的命名与标识
制冷剂的标识符号由字母“R”和它后面的一组数字和字母构成。“R”是英语中制冷剂（refrigerant）的首字母，后面的数字则根据制冷剂的化学组成按一定规则编写。
▍无机化合物制冷剂：
无机物制冷剂的符号是R7加上该物质的分子量的整数部分，例如氨的符号表示是R717。
▍氟利昂制冷剂：
氟利昂的分子通式是C m H n F x Cl y Br z，其中，n+x+y+z=2m+2，简写为R(m-1)(n+1)(x)B(z)。
分子中含氯、氟、碳的完全卤代烃简称为“CFC”制冷剂，例如R12
分子中含氢、氯、氟、碳的不完全卤代烃简称为“HCFC”制冷剂，例如R22
分子中含氢、氟、碳而不含氯的卤代烃简称“HFC”制冷剂，例如R134a
▍碳氢化合物制冷剂，简称“HC”制冷剂:
a.饱和碳氢化合物，命名规则基本上和它的衍生物氟利昂一样。
例如：丙烷代号为R290：(分子式为C3H8，m=3，n=8，x=0，那么m-1=2，n+1=9)；
但丁烷代号为R600是个例外（化学式为CH3CH2CH2CH3）；
同素异构物在代号后面加字母a以示不同，如异丁烷代号为R600a（它的化学式为CH(CH3)3）。
b.非饱和碳氢化合物与他们的卤族元素衍生物的符号命名是先在R后面写上一个
“1”，然后再按氟利昂编号规则书写“1”后面的数字，
例如乙烯代号为R1150 （它的化学式是C2H4）。
c.环状有机物，是在R后面先写上一个“C”，然后按氟利昂的命名方法书写后面的数
字。如八氟环丁烷，它的化学式为C4H8，代号为RC318。
▍混合物制冷剂
a. 共沸制冷剂，是由两种或两种以上互相混溶的单纯制冷剂按一定比例混合而成。这种混合物在固定的压力下蒸发或者冷凝时，蒸发温度或冷凝温度保持不变，气相和液相的组分也保持不变，就好象单纯的制冷剂一样。其代号规定为在R后面的第一个数字为5，其后的两位数字按混合工质命名的先后次序编写，最早命名的共沸制冷剂就记为R500，以后依次为R501、R502、R503等。共沸制冷剂的组成与代号如表2-1所示：
代号组成质量百分比相对分子量沸点（℃）
R500 R12/R152a 73.8/26.2 99.3 -33.3
R501 R22/R12 75.0/25.0 93.1 -43.0
R502 R22/R115 48.3/51.2 111.6 -45.6
R503 R23/R13 40.1/59.9 87.2 -88.7
R504 R32/R115 48.2/51.8 79.2 -57.2
R505 R12/R31 78.0/22.0 _ ≈-32
R506 R31/R114 55.1/44.9 _ -12.5
b. 非共沸制冷剂，是由两种或两种以上的单纯制冷剂组成的混合物，在固定的压力下蒸发时，低沸点的组分蒸发的比例大，高沸点的组分蒸发的比例小，因而其气相和液相的组成不同，而且在整个蒸发过程中，温度是变化的。在固定的压力下冷凝时也有类似的特性。非共沸制冷剂没有专有的符号表示，一般直接写出混合物的组分并用“/”隔开。如R22和R152a组成的混合物写成“R22/R152a”或者写成“HCFC22/HFC152a”。
所谓热力学性质是指其热力参数，如压力、温度、比容、比焓、比熵、比热容与绝热指数等及其相互关系。
▍饱和压力与饱和温度
制冷剂的饱和蒸汽压力—温度特性决定了给定工作温度下制冷循环的压力差和压缩比。
制冷剂在标准大气压(101.32kPa)下的沸腾温度称为标准蒸发温度或标准沸点，。制冷剂的标准蒸发温度大体上可以反映用它制冷能够达到的低温范围。所以，习惯上往往依据标准蒸发温度的高低，将制冷剂分为高温、中温、低温制冷剂。
▍临界温度
临界温度是制冷剂不可能加压液化的最低温度，
标准沸点低的低温制冷剂的临界温度也低，不可能找到一种制冷剂，它既有较高的临界温度又有很低的标准沸点。所以对于每一种制冷剂，其工作温度范围是有限的。
▍压缩终温
在相同的蒸发温度条件下，制冷剂蒸气经等熵压缩终了的温度取决于制冷剂的绝热指数K和制冷机的压缩比。压缩终温T d是实际制冷机中必须考虑的一个安全性指标。若制冷剂的T d过高，有可能引起制冷剂自身在高温下分解、变质；并造成机器润滑条件恶化、冷冻机油结焦，甚至出现拉缸故障。但事实上，为了避免湿压缩，还必须设法使低压蒸汽过热后再压缩。常用的中温制冷剂R717和R22，其排气温度较高，需要在压缩过程中采取冷却措施，以降低压缩终温T d。
▍导热性
制冷剂的导热性用导热系数λ[W／(m·K)]表示。气体的导热系数一般很小，并随温度的升高而增大，在制冷技术常用的压力范围内，气体的导热系数实际上不随压力而变化。只有压力低于2.7kpa时，导热系数才随压力的下降而减小。液体的导热系数主要受温度影响，受压力影响很小。
▍化学稳定性
氟利昂类制冷剂对热的稳定性比其他制冷剂要好。当受800℃以上高温火焰加热后会产
生刺激性的卤素碳氢蒸气、有毒的微量光气及一氧化碳等。纯制冷剂与500℃的金属接触尚
能稳定，但如果有冷冻机油、水、空气存在，温度达到200～300℃时就会产生化学反应。
氟里昂在普通状态下，对金属没什么腐蚀作用（镁和含镁2％以上的镁铝合金除外），所
以氟制冷系统的金属材料可以任意选用钢、铜、锌、铝、铅、锡等。但在有水存在的条件下，
氟利昂会水解为酸性物质，对金属有腐蚀作用，氟利昂与冷冻机油的混合物能溶解铜。因此，
当与系统中的铜或铜合金接触时，铜便溶解到混合物中，再与铸铁接触时，被溶解的铜离子
会析出，并沉积在钢铁表面上，形成一层铜膜，出现所谓的“镀铜”现象。这种现象会因水
分含量的增加和温度的升高而加剧，特别在轴承表面，阀门、活塞环、汽缸壁等光洁而又经
常摩擦的地方比较明显。“镀铜”会破坏轴封的密封，影响气体阀隙流道，影响汽缸与活塞
的配合间隙。
氟里昂制冷剂是一种良好的有机溶剂，很容易溶解天燃橡胶和树脂，对高分子化合物虽不溶解，但却能使它们变软、膨胀和起泡，即所谓的“膨润”现象。因此，制冷系统中密封和绝缘材料不要使用天然橡胶和树脂化合物，应采用耐氟的氯丁乙烯、氯丁橡胶、尼龙等材料。没有使用过的高分子材料都要经过氟里昂制冷剂浸泡试验，以保证不发生膨润现象。
▍溶水性
氟里昂和烃类制冷剂都难溶于水，氨极易溶于水。考虑制冷剂的溶水性主要有两个原因：一是难溶于水的制冷剂，当含水量超过其溶解度时，游离态的水会在低温下结冰，特别易在毛细管、膨胀阀等节流处形成冰堵，使制冷机无法正常工作；二是溶于水的制冷剂会因此发生水解作用，生成的物质会对金属设备具有腐蚀性。所以，制冷系统中必须严格控制含水量。
▍溶油性
在蒸气压缩式制冷装置中，除采用离心压缩机外，制冷剂一般均与冷冻机油接触。根据制冷剂在冷冻机油中的溶解度，可将制冷剂分为以下三类：
难溶或微溶于冷冻机油的制冷剂。如R717、R741、R13、R14、R115等，几乎是不溶于油的，与油共存时，有明显的分层线，油易于分离。
有限溶于冷冻机油的制冷剂。如R22、R114、R152等，在高温时无限互溶，在低温时分为两层混合物，一层含油多，另一层含油少。
完全溶于冷冻机油的制冷剂。如R12、R11、R21、R113、R500等，它们与油形成均匀溶液，没有分层现象。
当温度变化时，完全溶油与有限溶油是可以相互转化的。氟利昂与冷冻机油的混合物存在一个溶油的临界温度，在此温度之上时是完全互溶的，在此温度之下时，则是有限溶油。
制冷剂在冷冻机油中的可溶解性对制冷有利也有弊。若制冷剂溶油性好，换热器表面不会形成油膜，有利传热。同时，油中溶有制冷剂会使油的凝固点下降，在低温下有利于润滑；但也使油变稀而导致油膜太薄或形不成油膜，因此事先要考虑采用高粘度的冷冻机油。制冷剂中溶有油，会使其压力与温度特性有所偏离，在相同的压力下蒸发温度会升高，造成制冷效果下降；而且沸腾时会产生泡沫，造成液面的不稳定并影响传热。若制冷剂的溶油性差，其利弊刚好与上述相反。
▍粘度与表面张力
制冷剂流体具有粘性，粘性的大小用粘度来表示，与流体种类、温度、压力有关。工程
上常用动力粘性系数μ(N·s/m2)和运动粘性系数ν(m2/s)衡量粘性的大小。制冷剂的粘度小，
则管内流动时阻力小，压降就小。
当压力不超过0.1MPa时，无论气体还是蒸气都可近似看作理想气体，其动力粘性系数
与压力无关，只是温度的函数。当压力超过0.1MPa时，气态工质的动力粘性系数是压力和
温度的函数。过冷液体的动力粘性系数可近似取相同温度下饱和液体的动力粘性系数。
表面张力的大小与液体的性质、温度以及所接触的介质有关。多数液体的表面张力随温
度的升高而减小，达到临界温度时，表面张力为零。
▍毒性
制冷剂的毒性是用豚鼠做实验，按它在制冷剂蒸汽中造成重伤或死亡的时间来划分毒性等级的。一般分为六个基本等级，一级毒性最大，六级毒性最小，每相邻两级之间还用a，b，c等作更细的划分，见表2-2。
▍燃烧性和爆炸性
制冷剂的燃烧性用燃点表示,它是制冷剂蒸气与空气混合后能产生闪火并继续燃烧的最低温度。制冷剂的爆炸性用爆炸极限表示。它是制冷剂蒸气在空气中含量比例的一个范围，制冷剂在空气中的含量超过该范围时，则气体混合物遇到明火将发生爆炸。表2-3示出了一些制冷剂的燃点和爆炸极限。
▍电绝缘性
电绝缘性能常以电击穿强度表示。在全封闭和半封闭式制冷压缩机中电动机的绕组与制冷剂和冷冻机油直接接触，因此，要求制冷剂和冷冻机油具有良好的电绝缘性能。冷冻油的电击穿强度一般在10KV/cm 以上。需要注意的是，制冷剂或冷冻机油中有杂质存在，会使其电击穿强度下降。
选用制冷剂时，应该全面考虑其安全性、热力性质、物理化学性质、价格和供应等方面，具体应满足以下要求：
①临界温度要高，使之在常温或一般低温下能够液化；
②凝固温度要低，在较低的蒸发温度下制冷剂不会凝固；
③饱和压力适中，蒸发压力最好不低于大气压，以保证系统在正压下运行，可避免空气渗入系统内。冷凝压力不能过高，以降低压缩机耗功。同时压缩比不要太大，以防压缩机排气温度过高和输气系数降低；
⑤单位容积制冷能力要大，可以减小压缩机的尺寸。
⑥绝热指数要小，可使排气温度不致过高和减小压缩功，同时压缩机的润滑条件也会得以改善；
⑦导热系数要大，可提高传热效率；液体比热容要小，可减小节流损失；粘度和密度要小，以减小流动阻力，提高循环性能；
⑧化学稳定性和热稳定性要好，高温下不分解、不燃烧、不爆炸；与冷冻机油不起化学作用；
⑨无毒害，无刺激性气味；不腐蚀金属；
⑩品质好、价格便宜，来源广、容易买到。
当然，完全满足上述要求的制冷剂几乎是不存在的，一旦选定制冷剂后，在制冷系统的设计上要根据制冷剂本身的一些特点来进行流程布置、结构设计以及运行管理。
近些年来，科学家的研究证实R11、R12、R13等氯氟烃化合物（CFC）制冷剂，当它们泄漏或排放后扩散到地球的同温层中，会破坏臭氧层，结果使地球上生物遭到紫外线的损害，进而危及人类的健康与安全，另一方面，氯氟烃化合物的排放会加剧地球的温室效应，会像二氧化碳那样使地球温度升高。
CFC中含氯元素，对臭氧层具有最大的破坏作用，是禁用制冷剂；而HCFC中由于氢元素的存在，大大减弱了对臭氧层的破坏作用，目前还可以继续使用，属过渡制冷剂；至于无氯的HFC，则不会对臭氧层破坏，受到国际社会的重视，成为替代制冷剂。
臭氧（O3）是大气中具有微腥臭的浅蓝色气体，主要集中在地面20至25Km的平流层内，科学家称此为臭氧层，它是地球上生命的保护伞，阻挡99%的紫外线辐射，使地球生物免遭紫外线的伤害。
臭氧层消减和南极上空臭氧层出现“空洞”的原因主要有两种：一是自然因素，太阳黑子爆炸产生的带电质子轰击臭氧层，使臭氧分解，加上氧流的上升运动使南极上空的臭氧浓度降低；二是人为因素，制冷剂、发泡剂、灭火剂、消毒剂等向大气中排放了氟利昂，在太阳紫外线的照射下，会分解出氯原子，氯原子会夺取臭氧分子中的一个原子而使臭氧变成普通氧。
破坏了臭氧层，结果使地球上生物遭到紫外线的损害，进而危及人类的健康与安全，另一方面会使地球温度升高。
由于CFC是含氯的氟利昂，对大气的臭氧层有严重的破坏作用，所以禁用制冷剂CFC。
由于氢元素的存在，大大减弱了对臭氧层的破坏作用，HCFC可作过渡制冷剂。
HFC这是一类不含氯的制冷剂，对环境无害。
2.2.1.6 常用制冷剂
▍水（R718）
水无毒、无味、不燃烧、不爆炸、来源广，是安全而又廉价的制冷剂。它的标准沸点为100℃，冰点为0℃。但水蒸汽的比容大，常压下的饱和温度高，由于这两个特点，水适用于O℃以上的蒸发温度，且不宜在压缩式制冷机中使用，一般只用于蒸气喷射式制冷或溴化锂吸收式制冷系统中。
▍氨（R717）
氨的标准蒸发温度为-33.4℃，凝固温度为-77.7℃。氨有良好的热力性质和热物理性质。它在常温和普通低温范围内压力比较适中。单位容积制冷量大，粘性小，流动阻力小，比重小，传热性能好。此外，氨的价格低廉，又易于获得，所以它是应用最早而且目前仍广为使用的制冷剂。
氨的主要缺点是毒性大，有强烈的刺激性气味，易燃、易爆。氨液飞溅到人的皮肤上会引起肿胀甚至冻伤。氨蒸气无色，在空气中氨蒸气的容积浓度达到0.5～0.6%时，人停留半小时就会引起中毒；容积浓度到11～14%时可点燃(黄色火焰)；容积浓度为16～25%时，遇明火会引起爆炸。因此安全规定车间工作区氨蒸气的浓度不得超过20mg/m3。氨蒸汽对食品有污染和使之变味的不良作用，因此在氨冷库中，机房与库房应隔开一定距离。若制冷系统内部含有空气，高温下氨中会分解出游离态的氢，逐渐在压缩机中积存到一定浓度，遇到空气具有很强的爆炸性，可能引起恶性事故。所以氨制冷系统中必须设空气分离器，及时排除系统内的空气和其他不凝性气体。
氨很难溶于冷冻机油 (溶解度不超过1%)，在氨制冷机的管道和热交换器内部的传热表面上会积有油膜，影响传热效果。但氨与油的密度不同，在容器内油会积存在下部，因此也容易将油从系统中放出来，所以氨系统设有放油的一套设施，定期或经常将积存在冷凝器、贮液器以及蒸发器下部的冷冻机油放出。
氨与水能够以任意比例互溶，形成氨水溶液。在低温下也不会造成冰堵，所以氨系统不设干燥器。纯氨不腐蚀钢铁，但氨在有水存在时，会腐蚀锌、铜、青铜及其它铜合金（磷青铜例外）。因此氨制冷机系统不允许使用铜构件；耐磨件和密封件(如活塞销、轴瓦、密封环等)限定使用高锡磷青铜材料。另外，在形成氨水溶液的过程中要放出大量的热，氨水溶液比纯氨的蒸发温度高，影响其制冷能力，所以系统内含水量一般不得超过0.2%。
氨的压缩终温较高，故压缩机气缸要采取冷却措施。
氨的检漏方法：从刺激性气味很容易发现系统漏氨。寻找漏氨部位可以在接头、焊缝中涂肥皂水，若有气泡，则说明受检部位有泄漏；也可以用石蕊试纸或酚酞试纸化学检漏。
▍氟利昂
氟里昂制冷剂在以下方面具有共性：
1、流动性差，故在系统中循环时流动阻力损失大；
2、传热性能较差；绝热指数小，压缩终温比较低；
3、对金属材料的腐蚀性很小，但对天然橡胶、树脂、塑料等非金属材料有膨润作用；
4、溶水性极差。需严格控制系统中的含水量，以防“冰堵”或者因水解出酸性物质发
生“镀铜”腐蚀；
5、遇明火时，氟里昂中会分解出对人体有毒害的氟化氢、氯化氢或光气等。故其生产
和使用场所严禁明火；
6、价格高。已商品化生产的氟里昂价格远高于其它无机物或碳氢化合物制冷剂，至于
尚待开发的就更不必说了；
7、无味、渗透性强，在系统中极易泄漏，而且不易被觉察；
8、氟里昂含氢原子多的，可燃性强；含氯原子多的，有毒性；含氟原子多的，化学稳
定性好；完全卤代烃在大气中具有长寿命。
○ R12
R12的标准蒸发温度为-29.8℃，与氨和R22相比，在相同使用温度下它的压力较低、排气温度较低。它在空气中的体积含量达到20%时，人才开始有感觉；容积浓度超过30%时，会使人窒息。但R12遇明火或温度达到400℃以上时会分解出剧毒的光气。
R12在水中溶解度很小，在系统中易产生泳堵。
R12能与矿物冷冻机油以任何比例溶解，因此R12制冷系统的换热器不会产生油膜；在容器内也不出现分层，因而不可能从容器中把油分离出来。如果安装不当，油会积存在蒸发器里，影响传热效率，也影响压缩机的冷冻机油量，因此R12的蒸发器为了使油顺利回到压缩机，往往采用上进下出的连接方法。另外，在压缩机曲轴箱里，停机时因压力升高，油中的R12溶解量增多；当启动时，压力降低，油中的R12大量蒸发出来，使油起泡，会影响油泵工作，所以较大容量的R12制冷机在启动前先对曲轴箱内的油加热，让R12先蒸发出去。
R12的渗透性很强，甚至铸件的极细缝隙，螺纹接合处等都可能泄漏，因此要求机器的密封性要良好。
R12对一般金属不腐蚀，但能腐蚀镁及含镁超过2%的铝镁合金。R12对天然橡胶和塑料有膨润作用，因此R12系统的密封材料采用耐腐的丁腈橡胶或氯醇橡胶。
R12是出现早，使用量大、现在因为其破坏环境而禁用。
○R134a
R134a被认为是代替R12的新制冷剂。它的ODP值为0；GWP值为0.24～0.29。标准蒸发温度为-26.2℃；凝固点为-101℃。它的制冷循环特性不如R12（单位容积制冷量和COP值都小于R12）；R134a分子量大，流动阻力损失比R12大，但传热性能比R12好。
R134a与R12在溶油的种类和溶油特性上都有很大差异。R134a的分子极性大，在非极性油（例如矿物油和烷基苯油）中的溶解度极小。R134a制冷压缩机主要使用合成油，如PAGs(聚烯醇类油)、酯基油和氨基油。R134a虽与它们互溶，但在高温区溶解度随温度升高反而减小。这种特性使系统在较宽广的温度、压力范围运行有困难。
PAGs用作R134a系统冷冻机油对金属有轻微腐蚀。腐蚀程度取决于金属的微观结构和系统的含水量。
R134a自身不具备润滑性。机器中的运动部件供油不足时，会加剧磨损甚至产生烧结。为此，在合成油中需要增加添加剂以提高润滑性。
R134a对非金属材料的膨润作用比R12略强。但R134a的热分解温度远高于压缩机和系统中可能出现的温度，在一般的制冷应用范围，其化学稳定性是良好的。
R134a的分子直径比R12小，更容易泄漏。而稳定性高又使电子卤素检漏仪不易检测到，传统的CFC电子检漏仪对R134a的反应不敏感。这给制造和维修带来很大麻烦。
R134a价格昂贵。R134a的温室效应指标比较高。
○ R152a的ODP值为0，GWP值为0.023。在环境的可接受性上，它比R134a更好。R152a是极性化合物。在与冷冻机油相溶性方面与R134a类似。它最大的缺点是易燃烧，在空气中体积浓度达4.5%～21.8%时，就会着火。但一般认为在家用冰箱中使用可燃性制冷剂仍然是安全的。
R152a作为共沸混合制冷剂R500（R12／R152a）的一个组分，已有较广泛应用。它同时也是R12的较好替代物。R152a标准蒸发温度为-25℃。制冷循环特性上优于R12。
○ R22
R22的标准蒸发温度为-40.8℃，凝固温度为-160℃。它的饱和压力特性与氨相近，单位容积制冷量也与氨差不多。压缩终温虽不如氨高，但在氟里昂类中属于高的，如果在高压比下工作，压缩机要采取冷却措施。
R22毒性比R12略大，但仍属安全的制冷剂。
R22仍属于不溶于水的物质，系统中含水量超标则有可能引起冰堵和“镀铜”现象。
R22与冷冻机油有限溶解。在系统高温侧部分(冷凝器、贮液器中)R22与油完全溶解；在低温侧，R22与油的混合物处于溶解临界温度以下时，蒸发器或低压贮液器中液体将出现分层。上层主要是油、下层主要是R22，所以要有专门的回油措施。干式蒸发器为了保证顺利回油，一般采用“上进下出”的进液方式；管内制冷剂要有足够的流速；特别是上升回气
立管，在管径设计时，必须考虑满足最小带油速度。另外，压缩机排气管上应设油分离器，以便将运行中有可能从压缩机带入系统的冷冻机油减到最少。
R22对有机物的膨润作用很强。系统的密封件应采用耐氟材料。
R22属HCFC类物质。环境指标ODP为0.05左右，GWP为0.35左右。
R22在近期内也将采取禁用措施。
▍主要制冷剂的使用范围
目前常用的有烷烃类和烯烃类制冷剂。前者的化学性质很不活泼；后者的化学性质活泼。它们都不溶于水，但易溶于有机溶剂中。如乙烷易溶于醚、醇类有机物；乙烯、丙烯易溶于酒精和其它有机溶剂中。
丙烯的制冷温度范围与R22相当。它可以用于两级压缩制冷装置，也可以在复迭式制冷装置中作高温部分的制冷剂。
乙烷、乙烯的制冷温度范围与R13相当，只在复迭式制冷系统的低温部分使用。甲烷可以与乙烯、氨(或丙烷)组成三元复迭制冷系统，获得-150℃左右的低温，用于天然气液化装置。丁烷、异丁烷已经用在家用冰箱制冷系统中。
用碳氢化合物作制冷剂的制冷系统，低压侧必须保持正压，否则一旦有空气渗入，便有爆炸的危险。
目前常用的主要制冷剂的使用范围见表2-4
2.2.1.7 制冷剂的压焓图
▍压焓图的构成
在进行制冷安全分析和制冷循环的计算时，经常需要确定制冷剂的状态及其变化过程。为此人们为各种制冷剂制定了热力性质图，这种图就是制冷剂的压焓图。
压焓图实际为压力-比焓图，简称压焓图，也称lgp-i图。它是以制冷剂的比焓h作为横坐标，以压力p作为纵坐标绘制而成的，见图2-6。
lgP
图2-6 制冷剂的压焓图
制冷剂的压焓图中共有八种线条，六个参数：
（1）饱和液体线（X=0）；
（2）干饱和蒸气线（X=1）；
（3）等干度线，参数为X（X=定值）；
（4）等压线，参数为p（p=定值）；
（5）等温线，参数为t（t=定值）；
（6）等比焓线，参数为i（i=定值）；
（7）等比熵线，参数为s（s=定值）
（8）等比体积线，参数为v（v=定值）。
饱和液体线与干饱和蒸气线将lgp-h图分成三个区域：
①饱和液体线的左边：过冷液体区域；
②饱和液体线与干饱和线之间：湿饱和蒸气区域；
③干饱和线的右边：过热区域。
▍压焓图的应用
制冷剂的参数中饱和压力和饱和温度，是互相不独立的状态参数，知道其中一个参数的值，就可以从制冷剂的饱和热力性质表中查得另一个参数的值。在压焓图饱和区中，这一段的等压线与等温线重合。
除此以外，一般只要知道制冷剂的任何两个独立的状态参数，即可在压焓图上找出代表这个状态的一个点，在这个点上可以找出其他有关参数的数值。
在制冷剂的压焓图上，可以做出制冷系统运行工况图，从中看出制冷剂的状态变化及其变化过程。
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2.2.2载冷剂
采用载冷剂的优点在于：
①可以将制冷剂系统的设备集中在一个较小的范围内；
②制冷系统的连管和接头大大减少，便于密封和系统检漏；
③减少制冷剂的充注量；
④集中供冷的装置中采用载冷剂便于解决冷量的控制和分配问题；
⑤有利于生产规模化，便于现场安装；
⑥便于机组的运行管理、维修和自动化控制的实施。
其缺点是系统稍加复杂；投资有所增加；存在二级传热温差，能耗也有所增加。
2.2.2.1载冷剂的选用原则
①在使用温度范围内应始终呈液态，在载冷系统中不结冰、不挥发；
②凝固点应低于制冷机的蒸发温度，沸点则应远高于使用温度；
③密度要小、粘度要低、传热性好、比热容要大。
④化学稳定性好，在大气压力下不分解，不氧化，不改变其物理、化学性质；
⑤无毒、无可燃性、无刺激性气味，不腐蚀管道和设备，对人体无危害；
⑥价廉易得。
2.2.2.2常用的载冷剂
常用的载冷剂是水、盐水溶液和有机液体。它们适用于不同的载冷温度。
▍水
集中式空气调节系统中，常用水作载冷剂。因为水的比热容大，对流传热性好，无毒、不燃烧、不爆炸，基本上对管道和设备无腐蚀作用，且很容易获得。水的冰点是0℃，所以只适合于工作温度在0℃以上的场合。
▍盐水溶液
工作温度在0℃以下时，常使用盐水作载冷剂。具有一定浓度的盐水溶液，其最低凝固温度即共晶点都低于0℃，因此适合在中、低温制冷装置中使用。最广泛使用的是氯化钙(CaCl2)水溶液，还有氯化钠(NaCl)和氯化镁(MgCl2)水溶液。盐水的共晶点随盐水温度和浓度的变化而变化，其变化规律如图2-7所示，它们的最低凝固点见表2-5。
盐水种类CaCl2水溶液NaCl水溶液MgCl2水溶液
冰盐共晶
点温度（℃）-55 -21.2 -33.6 浓度（%）42.7 29 25.9
适用蒸发温度范围（℃）＞-50 ＞-16 ＞-27
在图中，左边一条曲线是析冰线，右边一条曲线是析盐线，两线的交点就是共晶点。共晶点所对应的温度T E和浓度ξE分别叫做共晶温度和共晶浓度。
由析冰线可以看出，盐水溶液开始析冰的温度随着含盐量的增加而降低，直到冰盐的共晶点为止。溶液温度降低时是先析出冰还是先析出盐与浓度有关。当ξ＜ξE时，首先析出冰，随着ξ增大析冰温度降低，直到ξ＝ξE时，达到最低结冰温度；当浓度继续增大，ξ＞ξE时，首先析出盐，而且析盐温度随着浓度的增大而升高。如何选择盐水溶液的浓度呢？盐水溶液的浓度越大，其密度越大，流动阻力也越大，而且浓度大，比热容就减小，输送同样冷量时盐水溶液的流量须增加。所以只要保证蒸发器中盐水不冻结，其浓度不要选择过高，尤其不应大于共晶点温度。一般配制盐水溶液浓度应注意以下几点：
①盐水溶液的浓度应在共晶点的
左侧；
②凝固温度不必选择过低，一般
比蒸发温度低6～8℃即可；
③不同的盐水适用不同的蒸发温
度系统；
④盐水易吸收空气中的水分而变
稀，使凝固点上升而结冰。因此要定
期测量、调整盐水浓度；
⑤盐水与空气中的氧结合，会生
成酸性物质，加剧对金属的腐蚀。应
使盐水溶液略呈碱性，pH值在8.5左右
为宜，可以用酚酞试纸来测定。为此，
常加入适量的缓蚀剂。缓蚀剂由氢氧
化钠（NaOH）和重铬酸钠（Na2Cr2O7
•2H2O）按100：27的质量百分比混合
而成。缓蚀剂的使用量见表2-6。
在配制重铬酸钠时应注意不要损伤人的皮肤，操作时最好戴上手套和眼镜。对于冻结食品的盐水中，严禁加入重铬酸钠，以防中毒。例如冰棒生产盐水槽内就不能加重铬酸钠。氯化钙水溶液有特殊的苦味，而氯化钠盐水有咸味，都不能直接与食品接触。
▍有机载冷剂
①甲醇(CH3OH)、乙醇(C2H6OH)和它们的水溶液
甲醇的冰点为-97℃，乙醇的冰点为-117℃。它们的流动性都比较好（甲醇比乙醇的水溶液粘性稍大一些）、纯液体比重和比热容都比盐水低，可以在更低温度下作载冷剂使用。二者都有挥发性和可燃性，使用中须注意防火，特别是当机器停止运行、系统处于室温时。
②乙二醇、丙二醇和丙三醇水溶液
乙二醇和丙二醇水溶液的特性相似，它们的共晶点温度可达-60℃左右(对应的共晶浓度为60%左右)。它们的比重和比热容较大，溶液粘度高，略有毒性，但无危害。
丙三醇(甘油)是极稳定的化合物，其水溶液对金属无腐蚀。无毒，可以和食品直接接触，是良好的载冷剂。
③纯有机液体
纯有机液体如二氯甲烷R30(CH2Cl2)、三氯乙烯R1120(C2HCl3)和其他氟利昂液体。它们的凝固点很低(在-100℃左右或更低)。特点是密度大、粘性小、比热容小。可以用来在更低的温度下工作。
还有因特殊需要，使用油类物质作载冷剂的。
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。
制冷知识基础 制冷是一种将热能从低温物体传递到高温物体的过程，使低温物体的温度降低的技术。它在生活中的应用非常广泛，如冰箱、空调、冷库等。下面将介绍一些与制冷相关的基础知识。 1. 制冷原理 制冷原理主要涉及热力学和热传导学的基本原理。根据热力学第一定律，能量守恒，热量可以从高温物体传递到低温物体。而根据热力学第二定律，热量自发地从高温物体流向低温物体，不会反向流动。制冷过程中，一般采用制冷剂来传递热量，通过压缩制冷循环来实现。 2. 制冷循环 制冷循环是制冷设备中最常用的一种工作原理。它包括四个主要组件：蒸发器、压缩机、冷凝器和节流装置。首先，制冷剂在蒸发器中吸收外界的热量并蒸发，从而使周围环境温度降低。然后，压缩机将低温低压的气体制冷剂压缩成高温高压的气体。接着，制冷剂通过冷凝器释放热量，并在过程中冷凝成液体。最后，制冷剂通过节流装置降压后重新进入蒸发器，循环往复。 3. 制冷剂 制冷剂是制冷循环中的重要组成部分，它在制冷循环中起到传递热量的作用。常见的制冷剂有氨、氟利昂等。制冷剂选择时需要考虑
其物理性质、环境影响和安全性等因素。近年来，由于氟利昂等制冷剂对臭氧层破坏和温室效应的影响，需求环保制冷剂的研究和应用。 4. 制冷效率 制冷效率通常用制冷系数COP（Coefficient of Performance）来衡量。COP定义为制冷量与所消耗的功率之比。COP越高，表示单位能量消耗下制冷量越大，制冷效果越好。提高制冷效率的方法包括改进制冷循环、增加换热面积、减小温度差等。 5. 制冷设备 制冷设备包括冰箱、空调、冷库等。冰箱以制冷为主要功能，通过控制温度来保持食物的新鲜度。空调则是通过制冷和除湿来调节室内温度和湿度，提供一个舒适的环境。冷库主要用于食品、药品等物品的储存，通过低温来延缓物品的变质。 6. 制冷应用 制冷在日常生活中有着广泛的应用。除了冰箱、空调、冷库等家用和商用设备外，制冷还应用于食品加工、医药、化工、航空航天等领域。例如，食品加工中的冷冻和冷藏能够延长食品的保质期；医药领域中的冷链运输保证药品的质量和安全性；航空航天领域中的液氢制冷技术用于燃料的储存和运输等。 制冷知识基础涵盖了制冷原理、制冷循环、制冷剂、制冷效率、制
制冷知识基础 制冷是指将物体的温度降低到低于周围环境温度的过程。制冷技术广泛应用于家庭、商业和工业领域，为人们提供舒适的环境和保鲜的食品。本文将从制冷原理、制冷剂、制冷循环和制冷设备等方面介绍制冷知识的基础内容。 一、制冷原理 制冷原理基于热力学的第一和第二定律。第一定律表明能量守恒，热量会从高温物体传递到低温物体，使得高温物体温度降低，低温物体温度升高。而第二定律则说明热量自然向低温传递的趋势，即热量不会自发地从低温物体传递到高温物体。利用这些原理，制冷系统可以将热量从室内或食品中移除，使其温度降低。 二、制冷剂 制冷剂是制冷系统中用于传递热量的介质。常见的制冷剂有氨、氟利昂、丙烷等。制冷剂具有低沸点和高蒸发潜热的特性，可以在低温下蒸发吸收热量，然后在高温下冷凝释放热量。制冷剂在制冷循环中循环流动，起到传递热量的作用。 三、制冷循环 制冷循环是制冷系统中的核心部分，通过循环流动的制冷剂实现热量的传递。常见的制冷循环有蒸发冷凝循环和吸收制冷循环。蒸发冷凝循环由压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器组成，通过制冷剂的
蒸发和冷凝来实现热量的传递。吸收制冷循环则利用制冷剂和吸收剂的吸收和析出来实现热量的传递。 四、制冷设备 制冷设备是实现制冷过程的关键装置。常见的制冷设备包括冰箱、空调和冷库等。冰箱利用制冷循环原理，将室内的热量传递到冷凝器外，使冷藏室内温度降低。空调则通过循环流动的制冷剂将室内的热量带走，实现室内温度的调节。冷库则利用制冷设备将空间内的温度降低到低于周围环境温度，用于食品的储存和保鲜。 五、制冷效率 制冷效率是衡量制冷设备性能的重要指标。制冷效率通常用COP （Coefficient of Performance）来表示，即单位制冷量所需的功率。COP越高，表示制冷设备的能效越高。提高制冷效率可以通过优化制冷循环、选择高效制冷剂和改进设备设计等方式来实现。 六、制冷系统的应用 制冷技术在日常生活中得到广泛应用。家用制冷设备如冰箱、空调等为人们提供了舒适的居住环境和新鲜的食品。商业制冷设备如超市冷柜、冷饮机等用于商品的陈列和销售。工业制冷设备则广泛应用于化工、制药、冷链物流等领域，为生产和物流提供低温环境。 制冷是一项基于热力学原理的技术，通过制冷剂的流动和热量的传递，将物体的温度降低到低于周围环境温度。制冷技术在家庭、商
制冷基础知识 一、制冷术语： 什么叫工质? 凡是用来实现热能与机械能的转换或用来传递热能的工作物质统称为工质。在制冷装置中，不断循环流动以实现能量转换的工作物质称为工质。也是制冷系统中完成制冷循环的工作介质。例如：氟利昂、氨、水等。 什么叫制冷剂？ 制冷剂即制冷工质，是制冷系统中完成制冷循环的工作介质。制冷剂在蒸发器内吸取被冷却对象的热量而蒸发，在冷凝器内将热量传递给周围空气或水而被冷凝成液体。制冷机借助于制冷剂的状态变化，达到制冷的目的。 什么叫载冷剂? 载冷剂也称冷媒是指在间接制冷系统中用以传送冷量的中间介质。载冷剂在蒸发器中被制冷剂冷却后，送到冷却设备中，吸收被冷却物体或环境的热量，再返回蒸发器被制冷剂重新冷却，如此不断的循环，以达到连续制冷的目的。载冷剂传递冷量是依靠显热作用，而不象别的制冷剂那样依靠蒸发潜热来实现制冷。例如：空气、水、盐水、有机化合物及其水溶液等。 二、制冷系统中的工作参数的概念 1、温度：温度是表示物质冷热程度的量度。 常用的温度单位（温标）有三种：摄氏温度、华氏温度、绝对温度 1)摄氏温度(t, C)：我们经常用的温度。用摄氏温度计测得的温度。
2)华氏温度(F , T)：欧美国家常用的温度。 3)绝对温标(T, oK): 一般在理论计算中使用。 三种温度单位之间换算： A 、华氏温度F ( T ) = 9/5 X摄氏温度t( C) + 32 (已知摄氏温度求华氏温度) B、摄氏温度t 「C)=[华氏温度F (T) -32] X 5/9 (已知华氏温度求摄氏温度) 例：F ( T) t (C) 212 100 32 0 5 -15 0 -17.8 C 、绝对温标T(oK) = 摄氏温度t ( C) ＋273 (已知摄氏温度求绝对温度) 例：t ( C ) T ( oK) -30 243 -10 263 273 303 30
制冷原理及基础知识 一、引言 制冷技术是现代生活中不可或缺的一部分，广泛应用于家庭、工业和商业领域。从冰箱到空调，从冷冻食品到冷却设备，制冷技术的影响无所不在。理解制冷原理和基础知识对于更好地使用和维护制冷设备，以及理解和评估其环境影响，都具有重要意义。 二、制冷原理 制冷技术的基础是热力学原理，主要是通过转移热量来实现温度降低。制冷系统一般包括四个主要部分：压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器。 1、压缩机：压缩机是制冷系统的动力源，它通过消耗电能或其他能源，将制冷剂压缩成高压气体。 2、冷凝器：压缩后的制冷剂经过冷凝器，通过散热将热量释放到环 境中，制冷剂冷却并从气态变为液态。 3、膨胀阀：液态的制冷剂通过膨胀阀，压力降低，体积增大，再次 变为气态。 4、蒸发器：蒸发器是制冷系统的核心部分，气态的制冷剂在蒸发器
中吸收热量，使周围的温度降低。 三、基础知识 1、制冷剂：制冷剂是制冷系统的重要组成部分，它能够在低温下吸收热量，然后在高温下释放热量。现代制冷系统大多使用氟利昂、氨或二氧化碳等作为制冷剂。 2、能效比（EER）：能效比是衡量制冷系统效率的重要指标，它等于系统在单位时间内产生的冷量与消耗的电能的比值。 3、COP（Coefficient Of Performance）：COP是评价制冷系统性能的重要参数，它表示系统在正常工况下，每消耗1单位电能所能产生的冷量。 四、结论 制冷技术是现代生活中的重要组成部分，它涉及到热力学、流体动力学等多个学科领域的知识。理解和掌握制冷原理及基础知识，可以帮助我们更好地理解和评估制冷设备的性能，从而更有效地使用和维护这些设备。随着环保意识的提高，我们也需要了解和制冷设备对环境的影响，以及如何通过改进设备和提高能效来减少环境影响。
第二部分 制冷知识基础 制冷的方法很多，根据制冷的原理不同可以分为液体汽化制冷、热电制冷、气体膨胀制冷、涡流管制冷、磁制冷、绝热放气制冷和电化学制冷等。常见的有以下四种： 1、液体汽化制冷、 2、气体膨胀制冷、 3、涡流管制冷 4、热电制冷。
2.1 制冷方式 ┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉ 2.1.1 液体汽化制冷 液体汽化制冷是利用液体汽化时的吸热效应而实现制冷的。在一定压力下液体汽化时，需要吸收热量，该热量称为液体的汽化潜热。液体所吸收的热量来自被冷却对象，使被冷却对象温度降低，或者使它维持低于环境温度的某一温度。 为了使上述过程得以连续进行，必须不断地将蒸气从容器（蒸发器）中抽走，再不断地将液体补充进去。由此可见，液体汽化制冷循环由液体工质低压下汽化、工质气体升压、高压气体液化、高压液体降压四个基本过程组成。 压缩式、吸收式、喷射式和吸附式制冷都属于液体汽化制冷方式。 2.1.1.1 压缩式制冷 如图2-1所示，压缩式制冷系统由压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器组成，用管道将其连成一个封闭的系统。工质在蒸发器内与被冷却对象发生热量交换，吸收被冷却对象的热量并汽化，产生的低压蒸气被压缩机吸入，压缩机消耗能量（通常是电能），将低压蒸气压缩到需要的高压后排出。压缩机排出的高温高压气态工质在 冷凝器内被常温冷却介质(水或空气)冷 却，凝结成高压液体。高压液体流经膨胀 阀时节流，变成低压、低温湿蒸气，进入 蒸发器，其中的低压液体在蒸发器中再次汽化制冷。 2.1.1.2 吸收式制冷 吸收式制冷是以热能为动力、利用溶液吸收和发生制冷剂蒸气的特性来完成循环的。吸收式制冷系统的主要部件如图2-2所示。如果将它与压缩式制冷系统相比较，不难看出，图中的冷凝器， 节流阀、蒸发器的作用与压缩式制冷系统中的相应部件一一对应。而压缩机则由图中的吸收器、发生器、溶液泵、节流阀5及溶液回路所取代。 设该系统使用氨-水溶液为工作物质，则吸收器中充有氨水稀溶液，用它吸收氨 蒸气。溶液吸收氨蒸气的过程是放热过 程。因此，必须对吸收器进行冷却，否则 随着温度的升高，吸收器将丧失吸收能 力。吸收器中形成的氨水浓溶液用溶液泵 提高压力后送入发生器。在发生器中，浓 溶液被加热至沸腾。产生的蒸气先经过精 馏，得到几乎是纯氨的蒸气，然后进入冷凝器。在发生器中形成的稀溶液通过热交换器返回吸收器。为了保持发生器和吸收器之间的压力差，在两者的连接管道上安装了节流阀5。在这一系统中，水为吸收剂，氨为吸收剂。 1.压缩机 2.冷凝器 3.节流阀 4.蒸发器 图2-1 压缩式制冷系统示意图 1.冷凝器2.节流阀3.蒸发器4.发生器 5.溶液节流阀 6.吸收器 7.溶液泵 图2-2 吸收式制冷的原理图
制冷方面的知识 1.制冷原理 制冷原理是利用各种物理原理和技术手段，将物体保持在低于环境温度的状态下，以满足人们对低温环境的需求。制冷技术的基本原理包括热力学和传热学的基本原理，以及物质相变和能量转化等原理。制冷循环是制冷技术的核心，它包括压缩、冷凝、膨胀和蒸发等四个主要过程。 2.制冷剂种类 制冷剂是制冷系统中用于传递冷量和实现制冷作用的介质。常用的制冷剂包括氨、氟利昂、氢、氦和二氧化碳等。这些制冷剂具有不同的物理和化学性质，如沸点、临界点、毒性、可燃性和对环境的影响等。制冷剂的选择应考虑制冷温度范围、设备的能效比、环境友好性以及使用安全性等因素。 3.制冷系统组成 制冷系统由制冷剂、压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器等主要部件组成。制冷剂在压缩机中被压缩并输送到冷凝器中，然后在冷凝器中放出热量并液化。液化后的制冷剂通过膨胀阀进入蒸发器，在蒸发器中吸收热量并汽化，从而实现制冷作用。 4.制冷设备与维护 制冷设备包括各种类型的制冷机组、冰箱、空调等。不同类型的制冷设备具有不同的特点和用途。在使用制冷设备时，应注意设备的安装和使用环境，定期进行维护和保养，如清洗冷凝器、更换润滑油
和制冷剂等。同时，应根据设备的实际情况制定合理的维护计划，确保设备的正常运转和延长使用寿命。 5.制冷安全与环保 制冷技术在使用过程中涉及到各种安全和环保问题。在使用制冷设备时，应确保设备的安全性，遵守安全操作规程，避免发生事故。此外，制冷剂的排放和处理也需要注意环保问题。一些制冷剂对环境的影响较大，需要采取措施进行回收和处理，以减少对环境的污染。同时，应积极推广环保型的制冷技术和设备，减少对环境的影响。 6.制冷应用领域 制冷技术在许多领域都有广泛的应用，如工业、建筑、交通等。在工业领域中，制冷技术被广泛应用于石油、化工、制药等行业的生产过程中，为工艺流程提供所需的低温环境。在建筑领域中，制冷技术为建筑物的空调和通风系统提供冷量，为人们提供舒适的生活和工作环境。在交通领域中，汽车空调和冷藏车等都需要制冷技术来实现制冷和保温功能。未来制冷技术的发展趋势将更加注重能效比的提高、环保性的增强以及应用领域的拓展等方面。随着科技的不断进步和创新，制冷技术将在更多的领域得到应用和发展。 7.制冷技术的发展趋势 当前制冷技术的发展趋势主要表现在以下几个方面：首先是环保法规的日益严格。随着全球对环境保护的重视不断提高，对制冷剂等物质的环境友好性要求也越来越高，推动着制冷技术的发展更加注重环保。其次是新技术和新材料的运用。未来制冷技术的发展将更加注
制冷专业必备的知识 制冷专业是一个涉及制冷技术和制冷设备的学科领域。在这个领域中，掌握一些必备的知识对于从事制冷工作的人员来说是非常重要的。本文将从制冷原理、制冷循环、制冷剂以及制冷设备四个方面介绍制冷专业必备的知识。 一、制冷原理 制冷原理是制冷专业的基础知识，它涉及到物质的热力学性质和热传导规律。制冷原理的核心是利用物质的相变过程来吸收或释放热量，实现温度的降低。常用的制冷原理有蒸发制冷、吸收制冷和压缩制冷等。了解这些原理可以帮助制冷工程师选择合适的制冷循环和制冷设备，从而提高制冷系统的效率和性能。 二、制冷循环 制冷循环是制冷系统中的核心部分，它包括蒸发器、压缩机、冷凝器和节流装置等组成。蒸发器是制冷循环中的热交换器，通过蒸发剂与外部的低温介质进行热交换，从而吸收热量。压缩机是制冷循环中的能量转换装置，它将低温低压的蒸发剂压缩成高温高压的气体，提高其温度和压力。冷凝器是制冷循环中的热交换器，通过冷却剂与外部的高温介质进行热交换，从而释放热量。节流装置是制冷循环中的控制装置，通过减小蒸发剂的流量和压力，使其进入蒸发器时呈现饱和状态，从而实现制冷效果。 三、制冷剂
制冷剂是制冷系统中的工质，它起到传递热量和实现温度降低的作用。常用的制冷剂有氨、氟利昂、丙烷等。制冷剂的选择要考虑到其物理性质、环境影响和安全性等因素。制冷剂的物理性质包括饱和蒸汽温度、气化热、比容等，这些性质直接影响到制冷系统的性能和效率。制冷剂的环境影响主要涉及到其对臭氧层的破坏和温室效应，因此要选择对环境影响较小的制冷剂。制冷剂的安全性包括其毒性、燃烧性和爆炸性等，要选择对人身安全和设备安全影响较小的制冷剂。 四、制冷设备 制冷设备是制冷专业中的实体部分，它包括冷库、冷藏车、冷冻机组、空调设备等。冷库是用于存储冷冻或冷藏食品的设备，它通过制冷循环实现温度的控制和保持。冷藏车是一种用于运输冷藏货物的专用车辆，它通常配备有制冷机组，可以保持货物在一定的温度范围内。冷冻机组是用于工业冷冻和冷藏的设备，它通常由压缩机、冷凝器和蒸发器等组成，可以实现大规模的制冷效果。空调设备是用于调节室内空气温度和湿度的设备，它通过制冷循环和换热器实现空气的冷却和除湿。 制冷专业必备的知识包括制冷原理、制冷循环、制冷剂和制冷设备等方面。掌握这些知识可以帮助从事制冷工作的人员更好地进行制冷系统的设计、安装和维护，提高制冷系统的效率和性能。对于制冷专业的学生来说，深入学习这些知识可以为将来的工作打下坚实
制冷原理及基础知识 制冷技术是一种利用机械或其他手段将其中一系统中的热量转移至另 一系统中的技术。制冷的原理是通过创造低温区使得热量从高温区向低温 区传递，最终使得低温区的温度降低。本文将介绍制冷的基础知识，包括 空气制冷和液体制冷。 1.空气制冷： 空气制冷是常见的一种制冷方法。其基本原理是利用空气的物理性质，将空气进行压缩或膨胀，从而实现制冷目的。 空气制冷的循环包括压缩、冷却、膨胀和蒸发四个过程。首先，通过 压缩机将气体压缩，使其温度升高。然后，通过冷凝器将高温高压的气体 冷却至低温高压的液体。接下来，通过节流阀膨胀器将高压液体膨胀为低 温低压液体。最后，通过蒸发器将低温低压液体转化为低温低压气体并吸 收热量。 2.液体制冷： 液体制冷是利用液体的物理性质来实现制冷的方法，常用的液体制冷 剂有氨、氟利昂等。 液体制冷的循环包括蒸发、压缩、冷凝和膨胀四个过程。首先，制冷 剂在蒸发器中自液体转化为气体，吸收周围的热量。然后，通过压缩机将 低温低压的气体压缩为高温高压气体。接下来，通过冷凝器将高温高压气 体冷却至高温高压液体。最后，通过膨胀阀使高温高压液体变为低温低压 液体，并进入蒸发器循环。 3.制冷循环中的关键设备：
a.压缩机：将低温低压的气体压缩为高温高压气体的设备。 b.冷凝器：将高温高压气体冷却为高温高压液体的设备。 c.膨胀阀：控制制冷剂的流量和压力，使高温高压液体变为低温低压液体的设备。 d.蒸发器：将低温低压液体转化为低温低压气体并吸收热量的设备。 4.制冷剂的选择： 制冷剂是制冷系统中的重要组成部分，能够在低温下蒸发吸收热量，然后在高温下冷凝放热。制冷剂的选择需要考虑其热物理性质、化学稳定性和环境友好性等因素。 5.制冷系统的应用： 制冷技术广泛应用于空调、冷冻设备、冷藏设备、工业制冷等领域。其应用可以提供舒适的室内环境、延长食品的保质期、实现工业生产过程中的冷却和冷冻等。 总而言之，制冷技术是一种将热量从高温区传递至低温区的技术。其中，空气制冷和液体制冷是常见的制冷方法。制冷循环中的关键设备包括压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器。制冷剂的选择需要综合考虑其热物理性质、化学稳定性和环境友好性等因素。制冷技术在空调、冷冻设备、冷藏设备和工业制冷等领域具有广泛应用。通过制冷技术的应用，能够提供舒适的室内环境、延长食品的保质期，并满足工业生产过程中的冷却和冷冻需求。
制冷专业必备的知识 制冷专业是涉及制冷原理、制冷设备和制冷系统的学科领域。作为一名制冷专业人员，了解和掌握一些必备的知识是非常重要的。本文将从制冷原理、制冷设备和制冷系统三个方面介绍制冷专业必备的知识。 一、制冷原理 制冷原理是制冷专业的基础，了解制冷原理对于理解制冷设备和制冷系统的工作原理至关重要。制冷原理主要包括蒸发冷却、蒸发换热、压缩机循环、制冷剂的选择和性质等内容。掌握蒸发冷却的原理，可以了解制冷设备中制冷剂的蒸发过程；掌握蒸发换热的原理，可以了解制冷设备中的换热过程；掌握压缩机循环的原理，可以了解制冷设备中的压缩机工作原理；了解制冷剂的选择和性质，可以根据不同的应用需求选择合适的制冷剂。 二、制冷设备 制冷设备是制冷系统的核心组成部分，包括压缩机、冷凝器、蒸发器、节流装置等。了解制冷设备的工作原理和结构特点，对于制冷系统的设计、安装和维护都具有重要意义。压缩机是制冷系统中的动力设备，起到压缩制冷剂、提高制冷剂温度和压力的作用；冷凝器是将制冷剂从高温高压态转变为高温低压液体的装置；蒸发器是将制冷剂从低温低压液体转变为低温低压蒸汽的装置；节流装置是用于降低制冷剂压力和温度的装置。
三、制冷系统 制冷系统是由多个制冷设备组成的整体，用于实现制冷效果。制冷系统的工作原理和性能参数对于制冷专业人员来说是必备的知识。制冷系统的工作原理包括制冷循环过程、制冷负荷计算和制冷控制等内容。制冷循环过程是制冷系统中制冷剂的流动和相变过程；制冷负荷计算是根据空间的热负荷和制冷需求来确定制冷系统的制冷容量和参数；制冷控制是通过传感器、控制器等设备对制冷系统进行监测和控制，保证制冷效果的稳定和可靠。 制冷专业必备的知识主要包括制冷原理、制冷设备和制冷系统三个方面。制冷原理是制冷专业的基础，了解制冷原理对于理解制冷设备和制冷系统的工作原理至关重要；制冷设备是制冷系统的核心组成部分，了解制冷设备的工作原理和结构特点对于制冷系统的设计、安装和维护具有重要意义；制冷系统是由多个制冷设备组成的整体，了解制冷系统的工作原理和性能参数可以保证制冷效果的稳定和可靠。掌握这些必备的知识，可以使制冷专业人员在实际工作中更加熟练和有效地操作制冷设备和维护制冷系统。
制冷原理及基础知识 制冷原理及基础知识 引言 制冷技术广泛应用于我们的日常生活，从家用冰箱、空调到工业生产过程，它涉及到许多领域。了解制冷原理及基础知识，有助于我们更好地理解这一领域，并为后续相关技术的应用和发展奠定基础。 制冷原理 制冷是通过将热量从低温区传递到高温区，从而达到降低温度的目的。这个过程可以借助一系列的制冷设备来实现。最基本的制冷系统包括压缩机、蒸发器、冷凝器和控制装置等四个部分。 压缩机是制冷系统的核心部件，它通过吸入和排出气体来循环制冷剂。在蒸发器中，制冷剂吸热后变成高温气体，经过压缩机排出。高温气体在冷凝器中放热，变成液体，经过节流装置减缓流速，降低压力，最后进入蒸发器再次循环。控制装置则负责监控系统的运行状态，并根据需要调节制冷剂的流量和流向。 以冰箱为例，当冰箱内的温度高于外部环境温度时，蒸发器吸收箱内热量，使得箱内温度降低。同时，冷凝器将热量释放到外部环境，维持冰箱的正常运行。
制冷基础知识 1、制冷剂：制冷剂是制冷系统中的关键媒介，它循环过程中吸收和释放热量。常用的制冷剂有氨、氟利昂和二氧化碳等。 2、热力学参数：在制冷系统中，涉及到一些重要的热力学参数，如温度、压力、热量和熵等。这些参数对于评估系统的性能和能耗具有重要意义。 3、制冷效率：制冷效率是衡量制冷系统性能的重要指标，它综合考虑了系统的功耗和制冷能力。提高制冷效率对于节能减排具有重要意义。 4、制冷系数：制冷系数是评价制冷系统经济性能的重要指标，它表示消耗单位功率所能获得的制冷量。 选择与维护 在选择制冷设备时，需要根据实际需求和运行条件进行综合考虑。例如，对于大型工业制冷系统，需要考虑到制冷能力、运行成本和环保性能等因素；对于家用冰箱或空调，还需要考虑外观设计、能效比和噪音等要素。 在维护制冷设备时，需要注意以下几点： 1、定期清洗和检查设备表面，确保设备的散热性能。
制冷知识基础 制冷技术是一种将热量从一个低温区域转移到一个高温区域的过程，以达到降低温度的目的。在我们的日常生活中，制冷技术被广泛应用于冷藏、冷冻、空调等领域。下面将介绍一些关于制冷的基础知识。 1. 制冷循环原理 制冷循环是制冷系统的核心部分，其基本原理是通过制冷剂在制冷剂循环系统中的相态变化来吸收和释放热量，实现温度的降低。制冷循环一般包括蒸发器、压缩机、冷凝器和节流阀四个主要组件。制冷剂在蒸发器中吸收热量蒸发成气态，然后由压缩机压缩成高温高压气体，再通过冷凝器散热释放热量冷凝成液体，最后通过节流阀降压进入蒸发器，循环往复。 2. 制冷剂的选择 制冷剂是制冷循环中的重要组成部分，它具有良好的传热性能和相态变化特性。常用的制冷剂有氨、氟利昂、丙烷等。制冷剂的选择要考虑到其物理性质、环境友好性和经济性等因素。 3. 制冷剂的相变过程 制冷剂在制冷循环中的相变过程是实现温度降低的关键。当制冷剂从液态转变为气态时，吸收周围环境的热量，从而使温度下降。相反，当制冷剂从气态转变为液态时，释放热量，使温度升高。这种
相变过程是由制冷循环中的蒸发器和冷凝器共同完成的。 4. 制冷系统的效能参数 制冷系统的效能参数反映了制冷性能的优劣，常用的效能参数有制冷量、制冷系数、COP等。制冷量是指单位时间内制冷系统从低温区域吸收的热量，制冷系数是指单位制冷量所需的功率，COP （Coefficient of Performance）是指单位制冷量所需的单位功率。 5. 制冷系统的应用领域 制冷技术广泛应用于冷藏、冷冻、空调等领域。冷藏和冷冻是通过控制温度和湿度来延长食品的保鲜期。空调则是通过调节室内的温度和湿度，提供舒适的室内环境。 6. 制冷系统的能耗问题 制冷系统的能耗一直是人们关注的焦点。为了提高制冷系统的能效，可以采用能耗较低的压缩机、改进传热器设计、增加换热面积等措施。此外，合理使用制冷系统、保持设备的清洁和维护也能有效降低能耗。 7. 制冷系统的环境影响 制冷剂的使用对环境有一定的影响，特别是对大气臭氧层的破坏和温室效应的加剧。因此，制冷系统的设计和选用制冷剂时要考虑环境友好性，选择无危害物质或低环境影响的制冷剂。
制冷专业必备的知识 制冷专业是一个研究和应用制冷技术的学科，涉及到许多基础知识和技能。本文将介绍制冷专业必备的知识，包括制冷循环、制冷剂、制冷设备和控制系统等方面。 1. 制冷循环 制冷循环是制冷系统的基础，也是制冷专业必备的知识之一。常见的制冷循环有蒸发-压缩-冷凝-膨胀四个过程组成。在制冷循环中，制冷剂在不同的压力和温度下进行相态变化，从而实现热量的转移和降温。 2. 制冷剂 制冷剂是实现制冷循环的关键物质。制冷剂应具有适当的饱和蒸汽压、温度滑动、热导率和危险性低等特点。常见的制冷剂有氨、氟利昂和丙烷等。制冷专业的学生需要了解不同制冷剂的性质和应用范围，以及制冷剂的环保性和安全性。 3. 制冷设备 制冷设备是制冷系统的核心部件，包括压缩机、冷凝器、蒸发器和膨胀阀等。压缩机是制冷系统的动力源，负责将制冷剂压缩成高温高压气体。冷凝器将压缩机输出的高温高压气体冷却并转化为高温高压液体。蒸发器通过蒸发过程吸收外界热量，使制冷剂从液体转化为蒸汽。膨胀阀调节制冷剂的流量，将高压液体膨胀成低压蒸汽。
4. 控制系统 制冷系统的控制是保证制冷效果和安全运行的关键。制冷专业的学生需要了解控制系统的组成和原理，包括传感器、控制器和执行器等。传感器用于获取制冷系统的参数，控制器根据传感器的反馈信号进行控制策略的制定，执行器根据控制器的指令进行相应的操作。 5. 热传导 热传导是制冷专业中重要的热力学知识之一。热传导是指通过固体、液体或气体的分子间相互碰撞传递热量的过程。制冷专业的学生需要了解热传导的基本原理和计算方法，以便在制冷系统的设计和优化中应用。 6. 热辐射 热辐射是热量通过电磁波传递的过程，也是制冷专业必备的知识之一。热辐射可以通过黑体辐射定律进行计算和分析。制冷专业的学生需要了解热辐射的特性和计算方法，以便在制冷系统中考虑热辐射对热量传递的影响。 7. 空气流动 空气流动是制冷系统中常见的热传递方式之一。制冷专业的学生需要了解空气流动的基本原理和计算方法，以便在制冷系统的设计和优化中考虑空气流动的影响。同时，还需要了解风机的选型和性能参数，以确保制冷系统的正常运行。
目录 一、蒸气压缩式制冷原理 (1) 二、制冷循环 (2) 三、制冷剂在制冷系统中状态 (2) 四、制冷量 (3) 五、制冷剂 (3) 对制冷剂的要求 (3) 制冷剂的种类 (3) 制冷剂的使用与存放 (4) 六、制冷系统的构造及组成 (4) 压缩机 (4) 冷凝器 (5) 蒸发器 (6) 节流装置 (6) 七、吸收式制冷原理 (8) 基本原理 (8) 溴化锂吸收式制冷 (9) 一、蒸气压缩式制冷原理 蒸气制冷是利用某些低沸点的液态制冷剂在不同压力下汽化时吸热的性质来实现人工制冷的。 在制冷技术中，蒸发是指液态制冷剂达到沸腾时变成气态的过程。液态变成气态必须从外界吸收热能才能实现，因此是吸热过程，液态制冷剂蒸发汽化时的温度叫做蒸发温度，凝结是指蒸汽冷却到等于或低于饱和温度，使蒸汽转化为液态。在日常生活中，我们能够观察到许多蒸发吸热的现象。比如，我们在手上擦一些酒精，酒精很快蒸发，这时我们感到擦酒精部分反应很凉。又如常用的制冷剂氟利昂F—12液体喷洒在物体上时，我们会看到物体表面很快结上一层白霜，这是因为F—12的液体喷到物体表面立即吸热，使物体表面温度迅速下降(当然这是不实用的制冷方法，制冷剂F—12不能回收和循环使用)。目前一些医疗机构采用的冷冻疗法即是利用了这一原理。 蒸气压缩式制冷是利用液态制冷剂汽化时吸热，蒸汽凝结时放热的原理进行制冷的。
二、制冷循环 压缩机是保证制冷的动力，利用压缩机增加系统内制冷剂的压力，使制冷剂在制冷系统内循环，达到制冷目的。开始压缩机吸入蒸发制冷后的低温低压制冷剂气体，然后压缩成高温高压气体送冷凝器；高压高温气体经冷凝器冷却后使气体冷凝变为常温高压液体；当常温高压液体流入热力膨胀阀，经节流成低温低压的湿蒸气，流入蒸发器，从周围物体吸热，经过风道系统使空调房间温度冷却下来，蒸发后的制冷剂回到压缩机中，又重复下一个制冷循环，从而实现制冷目的。 三、制冷剂在制冷系统中状态 从压缩机出口经冷凝器到膨胀阀前这一段称为制冷系统高压侧；这一段的压力等于冷凝温度下制冷剂的饱和压力。高压侧的特点是：制冷剂向周围环境放热被冷凝为液体，制冷剂流出冷凝器时，温度降低变为过冷液体。 从膨胀阀出口到进入压缩机的回气这一段称为制冷系统的低压侧，其压力等蒸发器内蒸发温度的饱和压力。制冷剂的低压侧段先呈湿蒸气状态，在蒸发器内吸热后制冷剂由湿蒸气逐渐变为汽态制冷剂。到了蒸发器的出口，制冷剂的温度回升为过热气体状态。过冷液态制冷剂通过膨胀阀时，由于节流作用，由高压降低到低压(但不消耗功、外界没有热交换）；同时有少部分液态制冷剂汽化，温度随之降低，这种低压低温制冷剂进入蒸发器后蒸发（汽 化）吸热。低温低压的气态制冷剂被吸入压缩机，并通过压缩机进入下一个制冷循环。
制冷系统基础知识 制冷系统是一种将热量从一个区域转移至另一个区域的技术。它在现代生活中起着重要的作用，广泛应用于家庭、商业和工业领域。本文将介绍制冷系统的基础知识，包括工作原理、主要组成部分和常见的制冷剂。 一、工作原理 制冷系统的工作原理基于热力学第二定律，即热量自高温区域自发地流向低温区域。制冷系统利用压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器等组件来实现热量的转移。其基本工作流程可分为四个步骤： 1. 蒸发器：制冷系统中的蒸发器是一个热交换器，其内部通过制冷剂的蒸发吸收外部环境的热量。当制冷剂从液态变为气态时，吸收热量使周围温度降低。 2. 压缩机：蒸发器中的制冷剂蒸发后，通过压缩机被压缩并提升其温度和压力。压缩机是制冷系统的“心脏”，其作用是将制冷剂压缩成高温高压气体。 3. 冷凝器：高温高压气体进入冷凝器，通过与外部环境的热交换，使制冷剂冷却并转变为液态。冷凝器通常采用散热器或冷却水循环来散热，使制冷剂的温度降低。
4. 膨胀阀：制冷剂经过冷凝器后，进入膨胀阀，在膨胀阀的作用下，制冷剂的压力和温度降低，进入蒸发器重新循环。 二、主要组成部分 制冷系统主要由以下几个组成部分构成： 1. 压缩机：将低压制冷剂气体压缩为高压气体，提高其温度和压力。 2. 冷凝器：通过散热器或冷却水循环，使高温高压制冷剂气体冷却并转变为液态。 3. 膨胀阀：控制制冷剂的流量和压力，将高压液态制冷剂转变为低压液态制冷剂。 4. 蒸发器：通过制冷剂的蒸发吸收外部环境的热量，使周围温度降低。 5. 制冷剂：制冷系统中的制冷剂起着传递热量的重要作用。常见的制冷剂包括氟利昂、氨、二氧化碳等。 三、常见的制冷剂 1. 氟利昂（Freon）：氟利昂是一类无色无味的气体，具有良好的制冷性能和化学稳定性。然而，由于其对臭氧层的破坏以及对全球变暖的影响，氟利昂的使用受到了限制。
制冷基础知识——制冷剂 制冷剂的命名与标识 制冷剂的标识符号由字母“R”和它后面的一组数字和字母构成。“R”是英语中制冷剂（refrigerant）的首字母，后面的数字则根据制冷剂的化学组成按一定规则编写。 ▍无机化合物制冷剂： 无机物制冷剂的符号是R7加上该物质的分子量的整数部分，例如氨的符号表示是R717。 ▍氟利昂制冷剂： 氟利昂的分子通式是CmHnFxClyBrz，其中，n+x+y+z=2m+2，简写为R(m-1)(n+1)(x)B(z)。 分子中含氯、氟、碳的完全卤代烃简称为“CFC”制冷剂，例如R12分子中含氢、氯、氟、碳的不完全卤代烃简称为“HCFC”制冷剂，例如R22 分子中含氢、氟、碳而不含氯的卤代烃简称“HFC”制冷剂，例如R134a ▍碳氢化合物制冷剂，简称“HC”制冷剂: a. 饱和碳氢化合物，命名规则基本上和它的衍生物氟利昂一样。 例如：丙烷代号为R290：(分子式为C3H8，m=3，n=8，x=0，那么m-1=2，n+1=9)； 但丁烷代号为R600是个例外（化学式为CH3CH2CH2CH3）； 同素异构物在代号后面加字母a以示不同，如异丁烷代号为R600a（它的化学式为CH(CH3)3）。
b. 非饱和碳氢化合物与他们的卤族元素衍生物的符号命名是先在R后面写上一个“1”，然后再按氟利昂编号规则书写“1”后面的数字， 例如乙烯代号为R1150 （它的化学式是C2H4）。 c. 环状有机物，是在R后面先写上一个“C”，然后按氟利昂的命名方法书写后面的数 字。如八氟环丁烷，它的化学式为C4H8，代号为RC318。 ▍混合物制冷剂 a. 共沸制冷剂，是由两种或两种以上互相混溶的单纯制冷剂按一定比例混合而成。这种混合物在固定的压力下蒸发或者冷凝时，蒸发温度或冷凝温度保持不变，气相和液相的组分也保持不变，就好象单纯的制冷剂一样。其代号规定为在R后面的第一个数字为5，其后的两位数字按混合工质命名的先后次序编写，最早命名的共沸制冷剂就记为R500，以后依次为R501、R502、R503等。共沸制冷剂的组成与代号如下表所示： 共沸制冷剂的组成及其代号
制冷系统常见故障 1、吸气温度过高——主要是由于吸气过热度增大造成，注意吸气温度高不代表吸气压力高，因为吸气是过热蒸汽。 正常情况下压缩机缸盖应是半边凉、半边热。若吸气温度过高则缸盖全部发热。如果吸气温度高于正常值，排气温度也会相应升高。吸气温度过高的原因主要有: (1)系统中制冷剂充注量不足，即使膨胀阀开到最大，供液量也不会有什么变化，这样制冷剂蒸汽在蒸发器中过热使吸气温度升高。 (2)膨胀阀开启度过小，造成系统制冷剂的循环量不足，进人蒸发器的制冷剂量少，过热度大，从而吸气温度高。 (3)膨胀阀口滤网堵塞，蒸发器内的供液量不足，制冷剂液体量减少，蒸发器内有一部分被过热蒸汽所占据，因此吸气温度升高。 (4)其他原因引起吸气温度过高，如回气管道隔热不好或管道过长，都可引起吸气温度过高。 2、吸气温度过低——主要是蒸发器供液量偏大导致吸气过热度低造成的。 （1)制冷剂充注量太多，占据了冷凝器内部分容积而使冷凝压力增高，进入蒸发器的液体随之增多。蒸发器中液体不能完全气化，使压缩机吸人的气体中带有液体微滴。这样，回气管道的温度下降，但蒸发温度因压力未下降而未变化，过热度减小。即使关小膨胀阀也无显著改善。 (2)膨胀阀开启度过大。由于感温元件绑扎过松、与回气管接触面积小，或者感温元件未用绝热材料包扎及其包扎位置错误等，致使感温元件所测温度不准确，接近环境温度，使膨胀阀动作的开启度增大，导致供液量过多。 PS：压机结霜——原因一：如上；原因二：制冷剂充注量不足，会从蒸发器一直结到压缩机上(注：需核实)；原因三：由于外部原因制冷剂在蒸发器蒸发不足甚至不蒸发，此时会严重结霜，甚至造成湿压缩。（如中央空调回风不足或者空调箱过滤网严重堵塞，冷水机组主机压机回气管会结霜，排气温度也很低） 3、排气温度不正常——影响因素：绝热指数、压缩比、吸气温度 压缩机排气温度可以从排气管路上的温度计读出。它与制冷剂的绝热指数、压缩比(冷凝压力/蒸发压力)及吸气温度有关。吸气温度越高，压缩比越大，排气温度就越高，反之亦然。 吸气压力不变，排气压力升高时，排气温度上升;如果排气压力不变，吸气压力下降时，排气温度也要升高。这两种情况都是因为压缩比增大引起的。冷凝温度和排气温度过高对压缩机的运行都是不利的，应该防止。排气温度过高会使润滑油变稀甚至炭化结焦，从而使压缩机润滑条件恶化。 排气温度的高低与压缩比(冷凝压力/蒸发压力)以及吸气温度成正比。如果吸气的过热温度高、压缩比大，则排气温度也就高。如果吸气压力和温度不变，当排气压力升高时，排气温度也升高。 造成排气温度升高的主要原因有:
第一章制冷基础知识 一、制冷原理 1.基本概念 a.制冷：从某一物体或区域内移走热量，其反向过程即为制热。 b.能效比：单位时间内移走的热量与所耗的功之比。 一般来说，常规制冷机的能效比约为2.2-4.0，这就是说，耗费1W的输入功率，制冷机可以移走2.2-4.0W单位热量（即制冷量为2.2-4.0W），它并没有“制造”或“消灭”能量。这也是机械压缩式制冷（制热）比其它方式如热电式、吸收式制冷能量利用率高的原因。 2.基本制冷循环及其在压焓图上的表示 蒸气压缩式制冷的工作原理是使制冷剂在压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器等热力设备中进行压缩、放热、节流和吸热四个主要热力过程以完成制冷循环，如下图所示。 冷凝器：放 热 压缩机：压 在制冷工程计算中，常用压焓图来表示各个过程的状态变化，并可从其上直接查出制冷剂的各种状态参数，大大简化计算。纵坐标是绝对压力P的对数值，横坐标是焓值，所谓焓值即是制冷剂的内能与推动功之和，是系统中的总能量。焓的变化意味着制冷剂从外界吸收或向外界放出热量。图中焓差△h=h2-h1，即为制冷量。 二、制冷系统中主要部件简介 1.压缩机：将制冷剂由低温低压的气体压缩成为高温高压的气体，是制冷系统的心脏。压缩
机的形式如下所示： 按开启方式分类按压缩形式分类 ●全封闭式压缩机●往复式(活塞式)压缩机（天加风冷式冷热水机组、风冷管道式分体空调机组采用）●滚动转子式压缩机 ●半封闭式压缩机●涡旋式压缩机 ●开启式压缩机●螺杆式压缩机 ●离心式压缩机 2.冷凝器：将高温高压的制冷剂气体冷凝成为液体，冷凝器的热交换形式如下：（1）风冷式冷凝器：其结构为翅片管利用风机冷却 （2）水冷式冷凝器结构有板式、套管式、壳管式三种形式 ●板式冷凝器●套管式冷凝器 ●壳管式冷凝器 3.膨胀阀：使高温高压的制冷剂液体降压膨胀成为低温低压的液体。膨胀阀有内平衡和外平衡两种，内平衡式适于较小阻力的蒸发器，外平衡型可抵消蒸发器中的过大压力降。小型机组也可采用毛细管节流。 4.蒸发器：使低温低压的液体制冷剂吸热蒸发成为气体，蒸发器的热交换形式如下： ●翅片盘管式蒸发器●板式蒸发器 冷却水出 冷却水 制冷剂进制冷剂出 制冷剂出 制冷剂进 冷却水出 冷却水 制冷剂出液 制冷剂进气 冷却水 出水 冷却水 进水 制冷剂进气 制冷剂出液
制冷原理知识点整理
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。 1、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 2、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 3、性能系数：W Q W W Q COP H /)(/0+== 4、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。 5、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。 6、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 蒸发器：输出冷量，制冷剂吸收被冷却对象的热量，达到制冷的目的
冷凝器：输出热量，从蒸发器中吸收的热量和压缩机消耗功所转化的热量在冷凝器中被冷却介质带走 7、蒸汽压缩式制冷循环，当制冷剂确定后，冷凝温度、蒸发温度有什么因素决定？ 环境介质温度决定冷凝温度决定冷凝压力；制冷装置用途决定蒸发温度决定蒸发压力 8、过冷对循环性能有什么影响？ 在一定冷凝温度和蒸发温度下，节流前制冷剂液体过冷可以减少节流后的干度。节流后的干度越小，他在蒸发器中气化的吸收热量越大，循环的性能系数越高。 9、有效过热无效过热对循环性能有哪些影响？ 有效过热：吸入蒸气的过热发生在蒸发器本身的后部或者发生在安装与被冷却室内的吸气管道上，过热吸收的热量来自被冷却对象。 有害过热：由蒸发器出来的低温制冷剂蒸气在通过吸入管道进入压缩机之前，从周围环境吸取热量而过热，但没有对被冷却对象产生制冷效应。 10、不凝性气体对循环性能的影响 不凝性气体：在制冷机的工作温度、压力范围内不会冷凝、不会被溴化锂溶液吸收的气体。 原因：蒸发器、吸收器的绝对压力极低，易漏入气体 影响：①不凝性气体的存在增加了溶液表面分压力，使冷剂蒸气通过液膜被吸收时的阻力增加，吸收效果降低。 ②不凝性气体停留在传热管表面，会形成热阻，影响传热效果，导致制冷量下降。 ③不凝性气体占据换热空间，是换热设备的传热效果变差 ④压缩机的排气压力、温度升高，压缩机耗功增加 措施：在冷凝器与吸收器上部设置抽气装置 ①水气分离器：中间溶液喷淋，吸收水气，不凝性气体由分离器顶部排出，经阻油器进入真空泵排出。阻油器用于防止真空泵停机时，大气压力将油压入制冷系统中。 ②自动抽气：由引射器引射不凝性气体入气液分离器，打开放气阀排气。 11、单级蒸气压缩循环中，蒸发温度和冷凝温度对制冷循环性能的影响。 单位容积制冷量理论功率性能系数 蒸发温度下降下降上升下降