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第二章制冷及低温工质优秀课件

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制冷技术原理与应用基础课件第2章 常用制冷工质及其性质

制冷技术原理与应用基础课件第2章 常用制冷工质及其性质
但无论何种制冷剂，都是某些方面较优，而又难免存在不 足，完全满足上述各种要求的制冷剂并不存在。因此，应根据 工程实际要求，首先满足主要要求，对于不足之处则采取措施 加以弥补，从而找出最佳方案。
制冷技术
2.2.1 制冷剂代号与种类
由于制冷剂种类繁多，为了书写和表达方便，国际上统一 规定了制冷剂的简化代号，可用的每种制冷剂均有唯一的、国 际统一的代号，代号与种类是相关的。常用制冷剂按组成区分 有单一制冷剂和混合制冷剂；按化学成分区分有有机制冷剂和 无机制冷剂。
制冷技术
2.3 环境影响指标
自1974年，莫林纳(M.J.Molina)和罗兰(F.S.Rowland) 提出臭氧层问题以来，大量的研究和大气实测数据表明， 臭氧层问题已经非常严重。目前，臭氧层被破坏问题以成 为全球性环境问题。
2.3.1 根据环保观点的命名 2.3.2 消耗臭氧物质对环境的破坏作用 2.3.3 对环境影响的评价指标
链 烷 烃 的 卤 族 元 素 衍 生 物 制 冷 剂 编 号 规 则 为 R(m1)(n+1)(x)B(z) ； 链 烯 烃 的 卤 族 元 素 衍 生 物 制 冷 剂 编 号 规 则 为 R1(m-1)(n+1)(x)B(z)；环烷烃的卤族元素衍生物制冷剂编号规则 为RC(m-1)(n+1)(x)B(z)；如制冷剂中无Br，则在编号中不出现 B(z)项；对于同分异构体，在后面加英文字母来区别。
制冷技术
第2章 常用制冷工质及其性质
2.1制冷剂的演化过程 2.2制冷剂的选用原则 2.3环境影响指标 2.4制冷剂的热力性质 2.5制冷剂的化学性质与实用性质 2.6制冷剂的溶解性质 2.7常用制冷剂 2.8载冷剂简介 2.9润滑油简介
制冷技术

制冷与低温工程

制冷与低温工程

绪论一、名词解释制冷、制冷机、制冷量、制冷剂、制冷循环二、概念制冷与低温划分的温度标准；制冷的发展历史（现代制冷技术开始的标志，最早被发现的制冷剂、谁发明第一台蒸气压缩式制冷机、第一台空气制冷机、第一台氨压缩式制冷系统、第一台家用冰箱？谁在哪年首次发现氟利昂12？未来制冷技术的发展体现哪3个需要和4个方面）第2章制冷方法一、名词解释潜热、显热、吸收剂、吸附剂、珀尔贴效应二、概念制冷方法根据是否存在物质相变可分为两大类；干冰和冰、冰盐的制冷能力大小比较。

哪些具体的制冷方法属于相变制冷？液体蒸发制冷循环必须具备哪四个基本过程？蒸汽压缩式制冷系统、蒸气吸收式制冷系统、蒸汽喷射式制冷系统、蒸气吸附式制冷系统和半导体制冷系统的工作原理及系统组成？第3章蒸汽压缩式制冷系统一、名词解释热源、热汇、热泵型制冷机、性能系数、循环效率、单级压缩、容积效率（又叫输气系数）、制冷剂代号含义（包括国际标准代号和CFCs、HCFCs、HFCs、FCs的含义）、制冷剂安全等级含义（例如A2)、共沸混合物制冷剂、标准蒸发温度（又叫标准沸点）、临界温度、ODP、GWP、TEWI、复叠式制冷、亚临界循环、跨临界循环二、概念要点1. 应用COP和循环效率在评价制冷循环经济性时，两者的异同？2. 单级蒸气压缩式制冷的理论循环作了哪些假设？3. 熟练掌握用压力-比焓图描述各种蒸气压缩式制冷循环的工作过程。

4.获得液体过冷的方法有哪些？液体过冷、压缩机吸气过热对制冷循环经济性能的影响。

5. 冷凝温度变化、蒸发温度变化对制冷循环的性能影响。

6. 制冷剂的分类。

判断某种物质是否适合作为蒸气压缩式制冷系统的制冷剂应该考虑哪些方面？7. 共沸混合物制冷剂具有哪些优点？8. 氟利昂制冷剂具有哪些共性？氨、水和二氧化碳作为制冷剂具有哪些特点？9. 会判别单级、多级和复叠式压缩制冷分别适用的制冷温度范围，以及什么原因导致单级压缩或多级压缩制冷循环存在局限性？10. 能够熟练地绘出两级压缩制冷循环和简单的二元单级压缩复叠式制冷循环的系统流程图，并说明系统的主要工作原理。

制冷与低温原理_图文

制冷与低温原理_图文

(1-13) (1-14)
(1-15)
闭口系完成一循环后，循环中与外界交换的 热量等于与外界交换的净功量
(1-16)
4.2 开口系统的能量平衡
图1-2 开口系统流动过程中的能量平衡
图示开口系统，dτ 时间内，质量
的微
元工质流入截面1-1，质量
的微元工质流出
2-2，系统从外界得到热量 ，对机器设备作功 。
热力完善度
(1-34) (1-35)
(1-36) (1-37)
(1-38)
(1-39)
温度 T
3.热源温度可变时的逆向可逆循环—洛伦兹循环
图1-10 洛伦兹循环的T-s图
洛伦兹循环工作 在二个变温热源 间。
与卡诺循环不同 之处主要是蒸发 吸热和冷却放热 均为变温过程
熵S
(假设制冷过程和冷却过程传热温差均为Δ T )
作为制冷剂应符合的要求
1.热力学性质方面
(1) 工作温度范围内有合适的压力和压力比。 蒸发压力≧大气压力 冷凝压力不要过高 冷凝压力与蒸发压力之比不宜过大
(2) 单位制冷量q0和单位容积制冷量qv较大。 (3) 比功w和单位容积压缩功wv小，循环效率高。 (4) 等熵压缩终了温度t2不能太高，以免润滑条件恶化
是系统为维持工质流动所需的功 ， 称为流动功
3．焓
焓
用符号H表示，单位是焦耳 （J）
H= U+pV
(1-5)
比焓
用符号h表示，单位是焦耳/千克 （J／kg
）
(1-6)
焓是一个状态参数。
焓也可以表示成另外两个独立状态参数的函数 。 如：h=f(T,v) 或 h=f(p,T); h=f(p,v) (1-9)
借传热来传递能量无需物体的宏观移动。

制冷和低温技术原理—第2章 制冷方法

制冷和低温技术原理—第2章 制冷方法

高压液体流 经膨胀阀节 流，形成低 压低温的 气，液两相 混合物进入 蒸发器。
4. 应用： 蒸气压缩式制冷机是应用最广泛的制冷机。 是本课程的重点内容之一。 具有100多年的历史，相当完备，广泛应用 在空气调节，各种冰箱，食品冷藏，冷加工 方面。 制冷的温度范围为5℃ — -150℃。
2.1.5 吸附式制冷
1. 系统组成：
吸附床，冷凝器，蒸发器 用管道连成一个封闭系统。
太阳辐射 沸石 吸附床 （沸石密封盒）
2. 工作原理：
肋片 （冷凝器） 储水器
一定的固体吸附剂对某种 （蒸发器） 制冷剂气体具有吸附作用， 白天脱附 夜间吸附 而且吸附能力随吸附剂温 太阳能沸石-水吸附制冷原理 度的改变而不同。 通过周期性地冷却和加热吸附剂， 使之交替地吸附和解吸。 解吸时，释放制冷剂气体，使之凝结为液体。 吸附时，制冷剂液体蒸发，产生制冷作用。
热电制冷
气体绝热膨胀制冷
高压气体经绝热膨胀即可达到较低 温度，令低压气体复热即可制取冷量。 高压气体经涡流管膨胀后即可分离冷, 热两股气流，用冷气流的复热过程即 可制冷。
气体涡流制冷
2.1 物质相变制冷
2.1.1 相变制冷概述
液体蒸发制冷 固体相变制冷
以流体为制冷剂，通 过一定的机器设备构 成制冷循环，利用液 体汽化时的吸热效应 ，实现对被冷却对象 的连续制冷。
2.2.2 磁制冷
1. 工作原理： 是利用磁热效应的一种制冷方式。
既是固体磁性物质（磁性离子构成的系统）在受磁场 作用磁化时，系统的磁有序度加强（磁熵减小）， 对外放出热量；再将其去磁，则磁有序度下降（磁熵 增大），又要从外界吸收热量。
2.2.3 声制冷
1. 工作原理： 是利用热声效应的一种制冷方式。

制冷技术基础第三版教学课件第二章 制冷概述

制冷技术基础第三版教学课件第二章 制冷概述
下面简要介绍“发生器—吸收器组”的工作原理。
24 第 二 章 制 冷 概 述
§2—2 制冷的方法及基本原理
2．吸收式制冷的工作原理 如图所示为吸收式制冷循环
示意图，来自发生器的高温、高压 吸收剂液体经调压阀降压后进入吸 收器，在冷却水的作用下降温后强 烈地吸收来自蒸发器的低温、低压 制冷剂蒸气，从而形成制冷剂—吸 收剂混合溶液。
4 第二章 制冷概述
制冷概念示意图
§2—1 制冷的概念、分类和应用
二、制冷的分类
1、普通制冷 简称普冷，取得的温度在稍低于环境温度到-153.15 ℃之间,这类制
冷常用于一般的生产和日常生活。
5 第二章 制冷概述
§2—1 制冷的概念、分类和应用
2、深度制冷 简称深冷，取得的温度在-253.15～-153.15 ℃之间，这类制冷常用
37 第 二 章 制 冷 概 述
蒸气压缩式制冷系统组成图
§2—2 制冷的方法及基本原理
2、蒸气压缩式制冷的工作原理 （1）制冷剂汽化吸热 如图所示为蒸气压缩式制冷
循环示意图，在蒸气压缩式制冷中， 蒸发器用于制冷剂的汽化吸热，而 压缩机、冷凝器和节流元件则用来 处理“废气”，具体工作原理如下：
18 第 二 章 制 冷 概 述
蒸气压缩式制冷循环示意图
6．医疗卫生 医务人员利用制冷技术对病人进行低温手术、低温麻醉，在低温条
件下保存血液、人体干细胞、人体器官和其他药品等。
13 第 二 章 制 冷 概 述
§2—1 制冷的概念、分类和应用
7．气体的液化 液态氧、氢、氮、氦是医疗、国防等诸多领域需要的特殊物质，这
些物质的获得通常只能采用在加高压的同时冷冻空气的办法将它们分离 出并保存起来。
燃烧爆炸危险，汽化潜热大。 （5）工作蒸汽消耗量大，制冷循环效率较低。

制冷基本原理PPT课件

制冷基本原理PPT课件

三、其他换热器
作用：提高工作效率，或用于较低蒸 发温度的系统．
类型：回热器、中间冷却器、冷凝蒸发器和 板式换热器等．
１.回热器
进气
1 进液
出液
2
图4-13 盘管式回热器结构
1-壳体 2-盘管 3-进、出气接管及法兰
出气 3
２、板式换热
降压降温，保证压差：PK P0，TK T0
漏。
❖ 3.具有自动补偿功能。
第7章 辅助设备
辅助设备 作用：完善制冷系统的技术性能，保证可靠的
运行． 分类：制冷剂的贮存、分离、净化设备和润滑
一.目前有哪些主要的制冷方法
气体膨胀制冷 蒸气压缩制冷 固态物质升华制冷
二.蒸气压缩式制冷
1. 基本组成 压缩机、冷凝器、节流阀、蒸发器
第三章 制冷剂
一.什么叫制冷剂 制冷剂就是能从一个地方吸收热量，而 在另一个地方排出热量，以达到制冷目 的的工质。
二.常用的制冷剂概述
1.无机化合物 例如: NH3 H2O 2.氟里昂 例如: R12 R22 R134a 3.碳氢化合物 例如: CH4 C2H6
外平衡热力膨胀阀示意图
外平衡热力膨胀阀的安装位置
感温包的安装位置
三、毛细管 安装位置：冷凝器与蒸发器之间 作 用：作为制冷循环的流量控与 节流元件
工作原理：根据流体在管内流动产生 摩擦阻力，来改变其流 量．管短，压降小，流量大； 反之压降大流量小．
结构特点
❖ 1.结构简单，制造方便，价格低廉。 ❖ 2.没有运动部件，本身不容易产生故障和泄
制空气流动）．
1 水出 水进
2 5
3
A4
7 8 9
10
11
A
B
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使用中不变质，不与润滑油反应，不腐蚀制冷机构件，在压缩终了的 高温下不分解。 3）对大气环境无破坏作用，即不破坏大气臭氧层，没有温室效应。 4、其他要求 原料来源充足，制造工艺简单，价格便宜。
完全满足上述要求的制冷工质是不存在的。各种制冷工质总是在某些 方面有其长处，另一些方面又有不足
工业上不用CO作为制冷剂
选用制冷工质应遵循以下原则：
1、热力性质方面
1）在工作温度范围内有合适的压力和压力比；即希望蒸发压力不低于大 气压力，避免制冷系统的低压部分出现负压，使外界空气渗入系统， 影响制冷工质的性质，或加剧对设备材料的腐蚀，或引起其他一些不 良后果（如燃烧、爆炸等）；冷凝压力不要过高，以免设备过分笨重； 冷凝压力与蒸发压力之比也不宜过大，以免压缩终了的温度过高或使 往复活塞式压缩机的输气系数过低。
Ideal properties for a refrigerant
It will be useful to remind ourselves of the requirements for a fluid used as
a refrigerant.
➢ A high latent heat of vaporization
结焦）或制冷工质自身在高温下分解。
2、传输性质方面 1）粘度、密度尽量小，这样可减少制冷工质在系统中的流动阻力，以及
制冷工质的充注量。 2）热导率大，这样可以提高热交换设备的传热系数，减少传热面积，使
系统结构紧凑。 3、物理化学性质方面 1）无毒、不燃烧、不爆炸、使用安全。 2）化学稳定性和热稳定性好，制冷工质要经得起蒸发和冷凝的循环变化，
1974年美国加利福尼亚大学的莫利纳和罗兰教授首先撰文指出，卤代 烃中的氯原子会破坏大气臭氧层
在制冷工质中，R11、R12、R13、R14、R113、R114等都是全卤代烃， 即在它们的分子中只有氯、氟、碳原子，这类氟利昂称氯氟烃，简称 CFCs（氯与碳均用C表示，但写在最后一位的C表示碳，写在前面第 一或第二位的C表示氯）；如果分子中除了氯、氟、碳原于外，还有 氢原子（如R22），称氢氯氟烃，简称HCFCs；如果分子中没有氯原 子，而有氢原子、氟原子和碳原子，称氢氟烃，简称HFCs；如果分 子中只有氢原子和碳原子，称烷烃，简称HCs
使用要求、机器容量和使用条件不同，对制冷工质性质要求的侧重面 就不同，应按主要要求选择相应的制冷工质。一旦选定制冷工质后， 由于它本身性质上的特点，又反过来要求制冷系统在流程、结构设计 及运行操作等力面与之相适应。这些都必须在充分掌握制冷工质性质 的基础上恰当地加以处理。
由于低温工质主要为无机物，非人工合成产品．不存在环境问题。但 是，为了使低温制冷机效率更高，寻找合适的新的低温工质，仍然是 低温领域研究的重要方向之一。对于制冷工质的有关选用原则，大部 分适合低温工质*近年来，混合工质研究已成为低温工质研究的重要 内容
➢ ReasoLeabharlann able working pressures (not too high, or below atmospheric pressure)
➢ High dielectric strength (for compressors with integral motors)
➢ Low cost
第二章制冷及低温工质
所谓工质就是制冷机中的工作介质，它在制冷机系统中循环流动变化 与外界发生能量交换，从而实现制冷的目的
蒸气制冷机中的制冷工质从低温热源中吸取热量，在低温下气化，再 在高温下凝结，向高温热源排放热量。所以，只有在工作温度范围内 能够气化和凝结的物质才有可能作为蒸气制冷机的制冷工质使用。多 数制冷工质在大气压力和环境温度下呈气态
根据莫利纳和罗兰的理论，CFCs对人气臭氧层的破坏性最大。这就是 著名的CFCs问题。联合国环保组织于1987年在加拿大蒙特利尔市召开 会议，36个国家和10个国际组织共同签署了《关于消耗大气臭氧层物 质的蒙特利尔议定书》，正式规定了逐步削减并最终禁止CFCs生产与 消费。从80年代后期开始，世界各国的科学家和技术专家就一直在寻 找新的制冷工质
卤代烃也称氟利昂（Freon，美国杜邦公司过去曾长期使用的商标名 称），是链状饱和碳氢化合物的氟、氯、溴衍生物的总称。在18世纪 后期，人们就已经知道了这类化合物的化学组成，但当作制冷工质使 用是汤姆斯·米杰里于1929~1930年间首先提出来的。氟利昂制冷工质 的种类很多，它们之间的热力性质有很大区别，但在物理、化学性质 上又有许多共同的扰点，所以得到迅速推广，成为普冷范围主要的一 类制冷工质工质
2）通常希望单位制冷量qo和单位容积制冷量qv比较大。因为对于总制冷 量一定的装置，qo大可减少制冷工质的循环量；qv大可减少压缩机的 输气量，故可缩小压缩机的尺寸，这对大型制冷装置是有意义的。但 对于离心式压缩机，尺寸过小会带来制造上的困难，因此必须采用qo 和qv稍小的制冷工质。
3）比功w和单位容积压缩功wv小，循环效率高。 4）等熵压缩的终了温度不太高，以免润滑条件恶化（润滑油粘性下降、
➢ A high density of suction gas
➢ Non-corrosive, non-toxic and non-flammable
➢ Critical temperature and triple point outside the working range
➢ Compatibility with component materials and lubricating oil
➢ Ease of leak detection ➢ Environmentally friendly
A. R. Trott and T. Welch Refrigeration and Air-Conditioning
2.1 制冷与低温工质的命名
为了书写方便，国际上统一规定用字母“R”和它后面的一组数字或字 母作为制冷工质的简写符号。字母“R”表示制冷工质，后面的数字或 字母则根据制冷工质的分子组成按一定的规则编写。具体参阅《制冷 剂编号方法和安全性分类》（GB/T7778—2001）。