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 制冷剂进气 制冷剂出液 制冷剂出液 制冷剂进气 冷却水 出水冷却水 进水 制冷剂出制冷剂进冷却水出冷却水冷却水出 冷却水制冷剂进制冷剂出
·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 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 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 10、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 11、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。 12、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。 13、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。 ①无机化合物 ②有机化合物
半导体车载冰箱电子制冷原理 （资料来源：中国联保网）半导体电子制冷又称热电制冷，或者温差电制冷，它是利用“帕尔帖效应”的一种制冷方法，与压缩式制冷和吸收式制冷并称为世界三大制冷方式。 1843年，法国物理学家帕尔帖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，他惊奇的发现一个接头变热，另一个接头变冷；这个现象后来就被称为“帕尔帖效应”。 “帕尔帖效应”的物理原理为：电荷载体在导体中运动形成电流，由于电荷载体在不同的材料中处于不同的能级，当它从高能级想低能级运动时，就会释放出多余的热量。反之，就需要从外界吸收热量（即表现为制冷）。 所以，“半导体电子制冷”的效果就主要取决于电荷载体运动的两种材料的能级差，即热电势差。纯金属的导电导热性能好，但制冷效率极低（不到1%）。半导体材料具有极高的热电势，可以成功的用来做小型的热电制冷器。 经过多次实验，科学家发现：P型半导体（Bi2Te3- Sb2Te3）和N型半导体(Bi2Te3- Bi2Se3)的热电势差最大，应用中能够在冷接点处表现出明显制冷效果。 通上电源之后，冷端的热量被移到热端，导致冷端温度降低，热端温度升高，这就是著名的Peltiereffect。这现象最早是在1821年，由一位德国科学家ThomasSeeb
ack首先发现，不过他当时做了错误的推论，并没有领悟到背後真正的科学原理。到了1834年，一位法国表匠，同时也是兼职研究这现象的物理学家JeanPeltier，才发现背後真正的原因，这个现象直到近代随著半导体的发展才有了实际的应用，也就是[致冷器]的发明(注意，这种叫致冷器，还不叫半导体致冷器)。 由许多N型和P型半导体之颗粒互相排列而成，而NP之间以一般的导体相连接而成一完整线路，通常是铜、铝或其他金属导体，最後由两片陶瓷片像夹心饼乾一样夹起来，陶瓷片必须绝缘且导热良好，看起来像三明治. 电子冰箱简单结构为：将P型半导体，N型半导体，以及铜板，铜导线连成一个回路，铜板和导线只起导电作用，回路由12V直流电供电，接通电流后，一个接点变冷（冰箱内部），另一个接头散热（冰箱后面散热器）。
电锅炉蓄热采暖系统的工作原理 电锅炉蓄热采暖系统是以电锅炉为热源，水为热媒，利用峰谷电价差，在供电低谷时，开启电锅炉将水箱的水加热、保温、储存；在供电高峰及平电时，关闭电锅炉，用蓄热水箱的热水供热。 系统是由电锅炉、蓄热水箱、换热器、水箱循环泵、供热泵、补水泵、定压装置、电动三通阀等设备组成。 电锅炉为热源，蓄热水箱用于蓄热和放热，定压装置用于用户侧定压，热交换器用于热源系统与采暖系统换热。 换热器一次侧由锅炉，蓄热水箱，蓄热泵，板换等组成热源系统。换热器二次侧由系统循环泵，换热器，定压装置，用户等组成了采暖供热系统。在系统中设置了电动三通调节阀,根据室外温度变化, 自动调节换热器二次侧的供水温度。从而节约能源，保证了采暖的舒适性。 系统内的电锅炉、水泵、电动三通阀均由系统控制柜控制，加上电动碟阀可做到无人值守全自动运行，在需要时全部设备也可手动操作运行。 电锅炉蓄热采暖的优越性 1.自动化程度高, 可根据室外温度变化调节采暖供水温度, 运行合理, 节约能源消耗。 2.运行安全可靠，具有过温、过压、过流、短路、断水、缺相等六重自动保护功能，实现了机电一体化。 3.无噪音、无污染、占地少（锅炉本体体积小，设备布置紧凑，不需要烟囱和燃料堆放地，锅炉房可建在地下）。 4.热效率高，运行费用低，可充分利用低谷电。 5.操作方便, 值班人员劳动强度小，节约人工费用。 6.适用范围广，可满足各种环境及条件的要求，可满足宾馆、饭店、机关、学校、厂房、住宅等多种取暖方式和生活热水的需要。 电锅炉蓄热采暖运行方式介绍 蓄热式电锅炉的运行方式，主要分为两种形式： 一种是全部使用低谷电，（23：00～7：00为低谷电价）即低谷时段电锅炉开启运行并蓄热，平电及高峰用电时段（7：00～8：00、11：00～18：00执行平电电价，8：00～11：00、18：00～23：00执行峰电电价）关闭电锅炉，由蓄热水箱中的热水向系统供热。 另一种运行方式是在使用低谷电的同时使用一部分平电，即低谷时段电锅炉开启运行并蓄热；白天关闭电锅炉，由蓄热水箱中的热水向系统供热、同时使用一部分平电蓄热或供热。
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, ℃; 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。 蒸气吸收式制冷 系统组成： 发生器、吸收器、冷凝器、蒸发器、溶液热交换器、溶液泵、冷剂泵等 工质对：制冷剂与吸收剂常用：氨—水溶液溴化锂—水溶液 工作原理：Ⅰ.溴化锂溶液在发生器中被热源加热沸腾，产生出制冷剂蒸汽在冷凝器被冷凝成冷剂水。冷剂水经U型管节流进入蒸发器，在低压下蒸发，产生制冷效应。 Ⅱ.发生器中出来的浓溶液，经热交换器降温、降压后进入吸收器，与吸收器中的稀溶液混合为中间浓度的溶液。中间热度的溶液被吸收器泵输送并喷淋，吸收从蒸发器中产生的冷剂蒸汽，形成稀溶液。稀溶液由发生器泵输送到发生器，重新被热源加热，形成浓溶液。 氨水吸收式制冷循环工作原理： 在发生器中的氨水浓溶液被热源加热至沸腾，产生的蒸气（氨气中含有一小部分水蒸汽）经精馏塔精馏后（得到几乎是纯氨的蒸气），进入冷凝器放出热量后被冷凝成液体，经节流机构节流，进入蒸发器，低压液体制冷剂，吸收被冷却物体的热量而蒸发，达到制冷的目的，产生的低压蒸气进入吸收器。而发生器中发生后的稀溶液，降压后也进入吸收器，吸收由蒸发器来的制冷剂蒸气，浓溶液经溶液泵加压后送入发生器。如此不断循环。
1.0 热电制冷的介绍 1.1 热电制冷器，也被称为珀尔帖制冷器，是一种以半导体材料为基础，可以用作小型热泵的电子元件。通过在热电制冷器的两端加载一个较低的直流电压，热量就会从元件的一端流到另一端。此时，制冷器的一端温度就会降低，而另一端的温度就会同时上升。值得注意的是，只要改变电流方向，就可以改变热流的方向，将热量输送到另一端。所以，在一个热电制冷器上就可以同时实现制冷和加热两种功能。因此，热电制冷器还可以用于精确的温度控制。 1.1.1为了给新用户提供一个热电制冷器制冷量的大致概念，我们首先以一个典型的单级热电制冷器为例。将这个单级热电制冷器放置在散热器上，使其保持在室温。然后将其连接在一个适当的电池上或者直流电源上，制冷器的冷端温度会降低到大约-40 ℃。此时，制冷器上将达到相对热平衡状态，而且制冷器两端将达到最大的温差(D T max)。如果向冷端不断输入热量，冷端温度会逐渐增加，直到与热端温度相同。这一时刻，制冷器会达到最大制冷量(Q max）。 1.2热电制冷器与传统的机械式制冷器都遵循相同的热力学法则，并且，尽管两者的组成形式有很大不同，但是其工作原理却是相同的。 在机械式制冷单元中，首先使用压缩机增加液体的压力，使制冷剂在体系中循环流动。然后，制冷剂在冷冻区固化，在随后的升华过程中吸收热量使冷冻区温度降低。而在冷冻区被吸收的热量被运输到压缩机，并通过制冷剂压缩这个过程将热量传递给环境。相对的，在热电制冷系统中，掺杂的半导体材料就充当了液态制冷剂的作用，而冷凝器被散热器所取代，压缩机被直流电源所取代。通过在热电制冷器上加载直流电源，使半导体中的电子发生运动。在半导体材料的冷端，热量被电子运动所吸收，这些电子运动到材料的另外一端，即热端。由于材料的热端连接在散热器上，热量也就从材料体内传到散热器上，然后再被输送到环境中。 1.3尽管商业化的热电制冷器在1960年前后才有所发展，但是热电制冷器的物理理论可以追溯到19世纪早期。第一个与热电理论相关的重要发现是在1821年由德国科学家托马斯·塞贝克发现的。他发现，在一个由两种不同金属导体构成的闭合回路中，当两个接头的温度不同时，回路中会有持续的电流流动。然而，实际上塞贝克没有给出他这个发现的科学解释，并且，他错误的假设热流的流动与电流的流动能够产生相同的效果。在1834年，一个法国制表师兼物理学家简·珀尔帖在研究塞贝克效应的过程中发现，这一现象具有一个相反的现象，也就是当闭合回路中有电流流动的时候，两个接头之一会吸热，而另一个会放热。20年后，威廉姆·汤姆逊（即开尔文勋爵）为塞贝克效应和珀尔帖效应提出了一个系统的解释，并建立了两者的关系。但是此时，对这些现象的研究仍然仅仅局限在实验室中，并没有发现任何实际应用的可能性。 在20世纪30年代，俄罗斯科学家们开始通过研究一些早期的热电效应，试图在一些偏远地区建立热电的发电站。这些俄罗斯科学家对热电材料的兴趣最终扩展到了全世界，并且激发了热电制冷器在实际应用中
半导体制冷片工作原理 Company number：【0089WT-8898YT-W8CCB-BUUT-202108】
半导体制冷片工作原理 致冷器件是由半导体所组成的一种冷却装置，随着近代的半导体发展才有实际的应用，也就是致冷器的发明。其工作原理是由直流电源提供电子流所需的能量，通上电源后，电子负极(-)出发，首先经过P型半导体，于此吸热量，到了N型半导体，又将热量放出，每经过一个NP模块，就有热量由一边被送到令外一边造成温差而形成冷热端。冷热端分别由两片陶瓷片所构成，冷端要接热源，也就是欲冷却之。在以往致冷器是运用在CPU的，是利用冷端面来冷却CPU，而热端面散出的热量则必需靠风扇来排出。致冷器也应用于做成车用冷/热保温箱，冷的方面可以冷饮机，热的方面可以保温热的东西。 半导体致冷器的历史 致冷片是由半导体所组成的一种冷却装置，于1960左右才出现，然而其理论基础Peltier effect可追溯到19世纪。下图(1)是由X及Y两种不同的金属导线所组成的封闭线路，通上电源之后，A点的热量被移到B点，导致A点温度降低，B点温度升高，这就是着名的Peltier effect。这现象最早是在1821年，由一位德国科学家Thomas Seeback首先发现，不过他当时做了错误的推论，并没有领悟到背后真正的科学原理。到了1834年，一位法国表匠，同时也是兼职研究这现象的物理学家JeaNPeltier，才发现背后真正的原因，这个现象直到近代随着半导体的发展才有了实际的应用，也就是「致冷器」的发明。 一、因半导体致冷片薄而轻巧，体积很小，不占空间，并可以携带，做成车用电冷/热保温箱，放置车上，不占空间，并可变成冰箱及保温箱，夏天可以摆上几瓶饮料，就可以便冰饮，在冬天就可以变成保温箱。 二、致冷器件的结构与原理
太阳能供热采暖系统工作原理（参考北京地区的阳光指数） 系统包括太阳能集热系统、储热膨胀水箱，生活热水系统、辅助热源系统、末端供暖系统和控制系统。 太阳能集热系统采用多台供热采暖两用太阳热水器并联运行。太阳能可置于任何受光位置。以水为工质，温度控制运行状态。蓄热水箱同时具有膨胀水箱功能。太阳能水箱具有换热、供给热水、供暖和温差发电功能。辅助热源采用电采暖炉，整个系统运行状态无需人工操作。 太阳能供热采暖系统特点 ①采用高效供热采暖两用太阳热水器，使用寿命长，运行安全可靠，全年综合得热量高。 ②太阳能循环系统采用家用暖通循环系统，安装方法与土暖气相似。 ③太阳能的安装位置不受地理的限制，实现太阳能系统与建筑完美结合。 ④太阳能水箱具有常压承压两个压力状态，保证系统长寿命和在恶劣情况下无故障运行。 ⑤生活热水与采暖水相互隔离，保证了水质。 ⑥系统实现全自动运行，保证在停电、停水等意外工况的系统安全。 ⑦辅助热源用户可自选，利用电采暖炉作辅助热源有利于系统的全自动。
系统参数：(假设采暖面积为100平米的家用采暖) ①采暖面积：100㎡ ②集热面积45-50㎡，采暖面积选用58*1800真空管。 ③蓄热膨胀水箱0.5-1t ④电加热功率6KW 散热设备采用超导散热器或集成地暖。系统节能效益系统使用寿命15年以上。太阳能系统初投资400-600元/㎡左右。每年可节电2000KW·h,采暖季节煤3650kg. 系统运行情况地板采暖供水温度40-50℃，室内温度20℃以上。用户多采用经济运行方法，即调节散热器阀门或地暖分水器阀门，控制房间温度。达到最佳节能状态。 对于上述采暖技术描述，根据您所处的地域以及实际采暖现状要求（鉴于河北地区冬季阳光辐射量较少），600平米的采暖面积需要使用58*1800真空管集热面积在300平米左右，一吨集热器的采暖面积为16.2平米，所以为了保证使用效果需要采用集热器共20吨才能满足冬季采暖要求。
制冷原理-知识点总结
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、
供热空调水系统各种阀门的工作原理 供热空调水系统各种阀门的工作原理-上海阀门知识 阀门在供热空调水系统中被广泛应用于控制水的压力、流量和流向。供热空调水系统阀门的种类和工作原理：供热空调水系统中常用的阀门按阀体结构形式和功能可分为闸阀、蝶阀、截止阀、球阀、旋塞阀、止回阀、减压阀、安全阀、疏水阀、平衡阀等类。按照驱动方式分为手动、电动、液动、气动等四种方式。按照公称压力分高压、中压、低压三类。供热空调水系统常用的鸿丰阀门的工作原理及特点如下： 闸阀是指关闭件（阐板）沿介质通道轴线的垂直方向移动的阀门。其优点是流阻系数小，启、闭所需力矩较小，介质流向不受限制。缺点是结构尺寸大，启闭时间长，密封面易损伤，结构复杂。把闸阀分为不同类型，最常见的形式是平行式和楔式闸阀，根据阀杆的结构，还可分成明杆闸阀。闸阀按结构形式可分为以下四种： 闸阀 （1）平行式闸阀：指两个密封面相互平行的闸阀。适用于低压，中、小口径（DN50-400mm）的管道。 （2）楔式闸阀：指两个密封面成楔形的闸阀。分为双阐板、单阐板和弹性阐板。 （3）明杆闸阀：由于能较直观显示其启闭程度，所以多年来中小通径被广泛应用，通常DN 小于等于80mm选用明杆闸阀。 （4）暗杆闸阀：其阀杆螺母在阀体内与介质直接接触。适用于大口径阀门和安装空间受限制的管路，如地下管线。 蝶阀 其名称来源于翼状结构的蝶板。在管道上它主要用于切断和节流，当蝶阀用于切断时，多用弹性密封，材料选橡胶、塑料等，当用于节流时，多用金属硬密封。鸿丰蝶阀的优点是体积小，重量轻，结构简单，启闭迅速，调节和密封性能良好，流体阻力和操作力矩较小。蝶阀按结构可分为杠杆式（双摇杆）、中心对称门 指关闭体（阀瓣）沿阀座中心线移动的阀门。它在管道中一般只作切断用，而不用于节流，通常公称通径都限制在DN250mm以下。缺点是压力损失大。截止阀种类很多，按照结构一般分为直通式、确式和直流式。角式截止阀在制冷系统中较多采用，其进口通道呈90度直角，会产生压力降，最大优点是安装在管路系统的拐角处，既省90度弯头，又便于操作。球阀 球阀是由旋塞阀演变而来的，它在管道上主要用于切断、分配和改变介质流向。它的特点是流体阻力最小，其阻力系数与同长度的管段相等，启闭快，密封可靠，结构紧凑，易于操作和维修，因而广泛用于许多场合。球阀按球体的结构形式可分为以下三种： （1）浮动球球阀：其结构简单，密封性能良好，由于球所承受的工作介质载荷全部传给了出口端阀座密封圈，因而这种结构只适用于中、低压场合，其缺点是组装困难，制作精度要
采暖系统的压力计算原理 一、流体力学基础 1，流体的压强p：单位帕斯卡（Pa) 1Pa=1N/㎡。单位面积所受的压力。流体压强产生源于它的流动性，因此流体微元对各个方向的压强大小相等。水的压强公式：p=ρgh 只与水柱高度有关，这也是为什么人们常用水柱高度(m)来表达压强。 2，流体的能量（单位均为焦耳)：压力能P、位能（重力势能）Z=ρgz、动能ρν2/2。 (1)压力能与压强的区别：压力能P是能量，单位是焦耳；压强p是压力，单位是帕斯卡。要注意区别。两者关系：p=P/ρg。 (2)水的压强公式中h和位能公式中z的区别：h是水柱本身的高度，z是水柱的重心距离0参考面的距离。如下图所示： 3，伯努利方程 流体在单位体积下： Z1+P1+ρν12/2=Z2+P2+ρν22/2+ΔQ （单位：焦耳）ΔQ ——由阻力产生的能量损耗伯努利方程是特定情况下的能量守恒定律。 z1+p1+ν12/2g=z2+p2+ν22/2g+ΔH （单位：mH2o）ΔH——阻力损耗此公式是伯努利方程的变形，用压强的形式间接表达了能量守恒定律。也可表示为： Z1/ρg+P1/ρg+ν12/2g=Z2/ρg+P2/ρg+ν22/2g+ΔH 这个式子，是用水柱高度（即水头）表达的伯努利方程。Z1/ρg为位置水头，P1/ρg为压强水头，ν12/2g为速度水头。 经此变形，可知，伯努利方程可以用压力来表达能量，压力的变化即能量的变化。 二、循环流体
1，循环流体的特点：1）管径变化不大的情况下，动能的变化是很小的，因此一般是可以忽略不计的； 2）循环水泵只负责补充由于摩擦阻力和局部阻力产生的能量损耗，因此，循环水泵运行时的扬程是系统的总阻力损耗，而对压力能P、位能（重力势能）Z=ρgz、动能ρν2/2是没有影响的，水泵扬程只等于ΔH。(当采用热水自然循环系统时，热水供回水的密度差承担了循环水泵的功能） 3）由于动能的忽略不计，水柱的总能量一般只考虑压力能P、位能（重力势能）Z=ρgz两部分，（即伯努利方程中的前两项Z1/ρg+P1/ρg），称为测压管水头H c=Z1/ρg+P1/ρg。系统每一点的测压管水头连接成线，即是水压图： 2，资用压差：测压管水头H c=Z1/ρg+P1/ρg 是管道内水柱的总能量体现。因此，在循环水系统中，H c即是某一点水系统能提供的总压力，即“资用压力”，那么供回水之间资用压力的差值（即“资用压差”）就是该供回水管段之间所有连接的末端设备可以损耗的能量的总能量。如采暖入口的资用压差为50KPa,那整个系统的阻力损失最多只能是50KPa,否则，系统将不能正常运行。资用压差=系统阻力损失。 3，静压：流体静止时对容器壁的压强。p=ρgh 4，工作压力：流体工作时对容器壁的压强。由于工作时水泵的加压作用，测压管水头H c 大于静止时的值。而系统任意点的位置水头Z1/ρg是固定的，不因系统静止或运行而改变（因为距离基准点的距离是不变的）因此，测压管水头H c增加的部分都转化为压强水头P1/ρg，
热电制冷 热电制冷也叫温差电制冷、半导体制冷或电子制冷，是以温差电现象为基础的制冷方法。它是利用“塞贝克效应”的逆效应——珀尔帖效应的原理制冷的。 塞贝克效应就是一百多年前人们发现的温差电现象。即在两种不同金属组成的闭合线路中，如果保持两接触点的温度不同，就会在两接触点间产生一个电势差——接触电动势，同时闭合线路中就有电流流动，称为温差电流。反之，在两种不同金属组成的闭合线路中，若通以直流电流，就会使一个接点变冷，另一个接点变热。这种现象称为珀尔帖效应。此效应是由法国科学家Jean C．A．Peltier在1834年发 现的，亦称温差电现象。 由于半导体材料内部结构的特点，决定了它产 生的温差电效应比其它金属更显著。所以热电制 冷都采用半导体材料，故亦称为半导体制冷。 由一块P型半导体和一块N型半导体联结成的 电偶，如图1—7所示。当通过直流电流I时，P 型半导体内载流子(空穴)和N型半导体内载流子(电子)，在外电场作用下产生运动。由于载流子(空穴和电子)在半导体内和金属片内具有的势 能不一样，势必在金属片与半导体接头处发生能量的传递及转换。因为空穴在P型半导体内具有的势能，高于空穴在金属片内的势能，在外电场作用下，当空穴通过结点a时，就要从金属片I中吸取一部分热量，以提高自身的势能，才能进入P型半导体内。这样，结点a处就冷却下来。当空穴过结点b时,空穴将多余的一部分势能传递给结点b而进入金属片II,因此，结点b处就热起来。同理，电子在N型半导体内的势能大于在金属片中的势能,在外电场作用下，当电子通过结点d时，就要从金属片III中吸取一部分热量,转换成自身的势能,才能进入N型半导体内。这样结点d处就冷却下来。当电子运动到达结点c时,电子将自身多余的一部分势能传给结点c而进入金属片II,因此节点c处就热起来。这就是热电偶制冷与发热的基本原理。如果将电源极性互换，则电偶对的制冷端与发热端也随之互换。 一对电偶(由一块P型半导体和一块N型半导体组成)的制冷量是很小的，如此Φ6mm× 7mm的电偶对，其制冷量仅为0.92一1.16W。为了获得较大的冷量,可将很多对电偶串联组成热电堆，称单级热电堆。单级热电堆通常只能得到大约50℃的温差.为了得到更低的冷端温度，可用串联、并联及串并联的方法，组成多级热电堆，上一级热电堆的热端贴在下一级热电堆的冷端，下一级热电堆实际上起着上一级热电堆的散热器作用。图1-a\b为二级热电堆串联和并联型式。图1—8c为串并联三级热电堆结构示意。 半导体制冷是靠空穴和电子在运动中直接传递能量来实现的。它与蒸汽压缩式和吸收式制冷比较有如下特点：
半导体制冷片工作原理 致冷器件是由半导体所组成的一种冷却装置，随着近代的半导体发展才有实际的应用，也就是致冷器的发明。其工作原理是由直流电源提供电子流所需的能量，通上电源后，电子负极(-)出发，首先经过P型半导体，于此吸热量，到了N型半导体，又将热量放出，每经过一个NP模块，就有热量由一边被送到令外一边造成温差而形成冷热端。冷热端分别由两片陶瓷片所构成，冷端要接热源，也就是欲冷却之。在以往致冷器是运用在CPU的，是利用冷端面来冷却CPU，而热端面散出的热量则必需靠风扇来排出。致冷器也应用于做成车用冷/热保温箱，冷的方面可以冷饮机，热的方面可以保温热的东西。 半导体致冷器的历史 致冷片是由半导体所组成的一种冷却装置，于1960左右才出现，然而其理论基础Peltier effect可追溯到19世纪。下图(1)是由X及Y两种不同的金属导线所组成的封闭线路，通上电源之后，A点的热量被移到B点，导致A点温度降低，B点温度升高，这就是着名的Peltier effect。这现象最早是在1821年，由一位德国科学家Thomas Seeback首先发现，不过他当时做了错误的推论，并没有领悟到背后真正的科学原理。到了1834年，一位法国表匠，同时也是兼职研究这现象的物理学家JeaNPeltier，才发现背后真正的原因，这个现象直到近代随着半导体的发展才有了实际的应用，也就是「致冷器」的发明。 一、因半导体致冷片薄而轻巧，体积很小，不占空间，并可以携带，做成车用电冷/热保温箱，放置车上，不占空间，并可变成冰箱及保温箱，夏天可以摆上几瓶饮料，就可以便冰饮，在冬天就可以变成保温箱。 图(1) 致冷器件的作用原理致冷器的名称相当多，如 Peltier cooler、thermoelectric、thermoelectric cooler (简称或、thermoelectric module，另外又称为热帮浦 (heat pump)。 二、致冷器件的结构与原理
《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：
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
半导体制冷片工作原理
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半导体制冷片工作原理 致冷器件是由半导体所组成的一种冷却装置，随着近代的半导体发展才有实际的应用,也就是致冷器的发明。其工作原理是由直流电源提供电子流所需的能量，通上电源后，电子负极(-)出发，首先经过Ｐ型半导体,于此吸热量，到了N型半导体,又将热量放出，每经过一个NP模块,就有热量由一边被送到令外一边造成温差而形成冷热端。冷热端分别由两片陶瓷片所构成，冷端要接热源，也就是欲冷却之。在以往致冷器是运用在CPU的,是利用冷端面来冷却CPU,而热端面散出的热量则必需靠风扇来排出。致冷器也应用于做成车用冷／热保温箱,冷的方面可以冷饮机，热的方面可以保温热的东西。半导体致冷器的历史 致冷片是由半导体所组成的一种冷却装置，于１96０左右才出现,然而其理论基础Pｅltier effect 可追溯到1９世纪。下图(1)是由X及Ｙ两种不同的金属导线所组成的封闭线路，通上电源之后,A点的热量被移到B点，导致A点温度降低,B点温度升高,这就是著名的Peｌtiｅr efｆect。这现象最早是在1821年,由一位德国科学家ＴhｏmaｓSeebaｃk首先发现,不过他当时做了错误的推论，并没有领悟到背后真正的科学原理。到了1８３4年，一位法国表匠,同时也是兼职研究这现象的物理学家JeaNPeltier，才发现背后真正的原因，这个现象直到近代随着半导体的发展才有了实际的应用，也就是「致冷器」的发明。 一、因半导体致冷片薄而轻巧,体积很小,不占空间，并可以携带，做成车用电冷/热保温箱,放置车上，不占空间,并可变成冰箱及保温箱，夏天可以摆上几瓶饮料，就可以便冰饮,在冬天就可以变成保温箱。
热电制冷
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热电制冷 热电效应（Peltier–Seebeck效应）是温度差与电压之间的直接转换，反之亦然。当每边有不同的温度时，热电装置产生的电压。反之，当施加给它电压时，它会产生一个温差。在原子尺度，温度梯度导致材料中的载流子从热端向冷端扩散，类似于古典的气体受热膨胀，因此产生电流。 这种效应可以用来发电、测量温度或改变物体的温度。由于加热和冷却的方向是取决于施加电压的极性，因此，热电装置是一种有效的温度控制器。
Seebeck效应：温差—→电压 (b) Peltier效应：电压—→温差 热电效应（Peltier–Seebeck效应） Seebeck效应： 1821年， Seebeck发现，在两种不同金属组成的闭合线路中，如果两接触点的温度不同，其周围使指南针磁铁偏转。Seebeck最初认为这是由于温差所引起的磁性所致。进一步实验后，他很快就发现这是由于温差所引起的电流导致的磁铁偏转，而且符合电流感应定律。更具体地说，温差产生一个电势（电压），它在封闭的回路中产生电流，
这种效应被称为Seebeck效应。 Thomas Johann Seebeck, German（1770-1831） Seebeck效应产生的电压与两种材料之间交界处的温度差成正比。该比例常数被称为Seebeck系数，也通常称为热电势或热电。该Seebeck 电压不依赖于沿两种材料在两个交界处之间的温度分布。这种效应是一个热电偶温度计的测温物理基础。
半导体制冷片作为特种冷源，在技术应用上具有以下的优点和特点： 1、不需要任何制冷剂，可连续工作，没有污染源没有旋转部件，不会产生回转效应，没有滑动部件是一种固体片件，工作时没有震动、噪音、寿命长，安装容易。结构简单，部件少，维修方便 2、半导体制冷片具有两种功能，既能制冷，又能加热，制冷效率一般不高，但制热效率很高，永远大于1。因此使用一个片件就可以代替分立的加热系统和制冷系统。 3、半导体制冷片是电流换能型片件，通过输入电流的控制，可实现高精度的温度控制，再加上温度检测和控制手段，很容易实现遥控、程控、计算机控制，便于组成自动控制系统。 4、半导体制冷片热惯性非常小，制冷制热时间很快，在热端散热良好冷端空载的情况下，通电不到一分钟，制冷片就能达到最大温差。 5、半导体制冷片的反向使用就是温差发电，半导体制冷片一般适用于中低温区发电。 6、半导体制冷片的单个制冷元件对的功率很小，但组合成电堆，用同类型的电堆串、并联的方法组合成制冷系统的话，功率就可以做的很大，因此制冷功率可以做到几毫瓦到上万瓦的范围。 半导体电子制冷的优点为： 1.结构简单，部件少，维修方便 2.无机械传动部件，无磨损，无噪音，寿命长 3.无需制冷剂制冷（压缩式和吸收式都需要），绝对环保 4.效率高，耗电量低（在100W以下，耗电量只有压缩式和吸收式的一半）半导体电子制冷的缺点为： 1.制冷温度与环境温度有关（一般低于环境温度20度），不能制冰 2.冰箱容积不能超过100升（高于100升，其制冷效果下降，耗电量增加） 客房电子冰箱的结构 半导体制冷优缺点 优点 1.不使用制冷剂，故无泄漏，对环境无污染。 2.尺寸小，重量轻，适 合小容量、小尺寸的特殊的制冷环境。 3.无运动部件，因而工作时无 噪声，无磨损、寿命长，可靠性高。 4.半导体制冷器参数不受空间方 向的影响，即不受重力场影响，在航天航空领域中有广泛的应用。 5. 作用速度快，工作可靠，使用寿命长，易控制，调节方便，可通过调 节工作电流大小来调节器制冷能力。