第1章制冷技术基础知识
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第一章制冷与空调作业安全技术第一节基础知识一、基本概念1.物态(物质状态)与物态变化具有一定质量及占有空间的任何物体称为物质。
自然界一切物质都是由分子组成的,分子间存在着相互作用力,同时分子又处在永不停息的无规则运动中,这种运动称之为热运动。
由于分子间的作用力及其热运动等原因,使物质在常态(物态)下呈现固态、液态和气(汽)态,称物质“三态”。
固态时,分子间的相互引力最大,固体中的分子紧密地排列在一起,热运动仅在平衡位置的附近作微小的振动,不能作相对移动。
因此固态时的物质有一定的体积和形状,并具有一定的机械强度。
液态时,分子间的引力仍较大,使分子之间仍能保持一定的距离。
因此液态物质有固定体积,并有自由液面。
此外,液态物质的分子不仅在平衡位置附近振动,还可以相对移动,所以它具有流动性而无固定的形状。
气态时,分子间距大,引力很小,分子间不能相互约束。
因此,它没有一定的形状和一定的体积,可以充满任何的空间。
在热运动中可相互碰撞发生旋转运动。
同种物质在不同条件下,由于分子间作用力和分子热运动的结果也会以不同的状态存在。
当物质在吸热或放热时,除了温度变化以外,还有状态的变化(称相变),即固态、液态、气态之间的相互转化,气体变成液体的过程称为液化(或冷凝);液体变成固体的过程称为凝固;固体变成液体的过程称为融化(熔化);液体变成气体的过程称为气化;固体直接变化成气体的过程称为升华;反之称为固化(或凝华)。
人们利用物质相变过程向周围介质吸热,转移潜热,使周围介质降温进行制冷,如从液体变成气(汽)体、固体变成液体、固体直接变成气(汽)体所转移的相变潜热获取低温。
相变转移的热量是潜热,非相变转移的热量是显热(如水在1大气压下,从±o℃加热到100℃,它也是吸热过程,但没有相变,水还是水,这种吸收周围介质的热量叫显热,计算出的显热量是很少的)。
潜热转移量(如蒸发量)才有制冷量,显热转移量几乎没有制冷量,即人们是采用相变制冷。
制冷与空调技术作业指导书第1章制冷与空调技术概述 (3)1.1 制冷技术发展简史 (3)1.2 空调技术发展简史 (4)1.3 制冷与空调技术的关系 (4)第2章制冷原理及制冷循环 (5)2.1 制冷原理 (5)2.2 制冷循环类型 (5)2.3 制冷剂的性质与选择 (5)第3章压缩式制冷系统 (6)3.1 压缩机 (6)3.1.1 压缩机的作用 (6)3.1.2 压缩机的类型 (6)3.1.3 压缩机的选型 (6)3.2 冷凝器与蒸发器 (6)3.2.1 冷凝器 (6)3.2.1.1 冷凝器的类型 (6)3.2.1.2 冷凝器的设计与选型 (6)3.2.2 蒸发器 (6)3.2.2.1 蒸发器的类型 (6)3.2.2.2 蒸发器的设计与选型 (7)3.3 节流装置 (7)3.3.1 节流装置的作用 (7)3.3.2 节流装置的类型 (7)3.3.3 节流装置的选型与安装 (7)第4章吸收式制冷系统 (7)4.1 吸收式制冷原理 (7)4.1.1 吸收式制冷基本概念 (7)4.1.2 吸收式制冷循环 (7)4.2 溶液的性质与选择 (7)4.2.1 溶液的性质 (7)4.2.2 溶液的选择 (7)4.3 吸收式制冷系统的设计与优化 (8)4.3.1 设计原则 (8)4.3.2 系统优化 (8)4.3.3 设计要点 (8)第5章空调系统概述 (8)5.1 空调系统的分类 (8)5.2 空调系统的组成 (9)5.3 空调系统的工作原理 (9)第6章空调系统的负荷计算与设备选型 (10)6.1 空调系统负荷计算 (10)6.1.2 负荷计算方法 (10)6.1.3 负荷计算步骤 (10)6.2 空调设备选型 (10)6.2.1 制冷设备选型 (10)6.2.2 制热设备选型 (10)6.2.3 送风设备选型 (10)6.3 空调系统设计要点 (11)6.3.1 合理布局空调系统 (11)6.3.2 选用合适的空调形式 (11)6.3.3 优化控制系统 (11)6.3.4 节能措施 (11)6.3.5 保证室内空气质量 (11)第7章空调系统的自动控制 (11)7.1 自动控制基础 (11)7.1.1 自动控制概念 (11)7.1.2 自动控制原理 (11)7.1.3 自动控制系统的组成 (11)7.2 空调系统常用传感器与执行器 (12)7.2.1 传感器 (12)7.2.2 执行器 (12)7.3 空调系统自动控制策略 (12)7.3.1 室内温度控制策略 (12)7.3.2 室内湿度控制策略 (12)7.3.3 能效优化控制策略 (13)第8章制冷与空调系统的能效评价 (13)8.1 能效评价标准与方法 (13)8.1.1 能效评价标准 (13)8.1.2 能效评价方法 (13)8.2 制冷系统能效优化 (14)8.2.1 选择高效制冷压缩机 (14)8.2.2 优化制冷循环系统 (14)8.2.3 改进冷凝器和蒸发器设计 (14)8.2.4 提高系统的自动化控制水平 (14)8.3 空调系统能效优化 (14)8.3.1 选择高效空调设备 (14)8.3.2 优化空调系统设计 (14)8.3.3 提高空调系统的自动化控制水平 (14)8.3.4 利用可再生能源 (14)第9章制冷与空调系统的安装与调试 (14)9.1 制冷与空调系统的安装 (14)9.1.1 安装前的准备工作 (15)9.1.2 设备安装 (15)9.1.3 管道安装 (15)9.2 制冷与空调系统的调试 (15)9.2.1 调试前的准备工作 (15)9.2.2 制冷与空调系统调试 (16)9.3 制冷与空调系统的维护与保养 (16)9.3.1 定期检查 (16)9.3.2 定期保养 (16)9.3.3 应急处理 (16)第10章制冷与空调新技术与发展趋势 (16)10.1 制冷新技术 (16)10.1.1 环保制冷剂研究与应用 (16)10.1.2 热泵技术 (17)10.1.3 磁制冷技术 (17)10.1.4 太阳能制冷技术 (17)10.2 空调新技术 (17)10.2.1 变频空调技术 (17)10.2.2 热泵空调技术 (17)10.2.3 空气源热泵技术 (17)10.2.4 新型空调系统 (17)10.3 制冷与空调技术的发展趋势与展望 (17)10.3.1 制冷与空调技术的节能与环保 (17)10.3.2 智能化与网络化 (17)10.3.3 制冷与空调系统的集成与优化 (18)10.3.4 新型制冷与空调技术的研究与应用 (18)第1章制冷与空调技术概述1.1 制冷技术发展简史制冷技术是人类在摸索和利用自然规律的过程中逐渐发展起来的。
第一章绪论§1-1 制冷慨述一、何谓制冷冷和热是同一范畴的两个物理概念,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。