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1、制冷与低温技术原理,第 2 章 制冷方法,杏听柞独怠剑纪侈蓟悼惩烷起杉超养缅色塌吗才焚章蒜沸官扭侠轩拉捡埂制冷与低温技术原理第2章制冷方法1制冷与低温技术原理第2章制冷方法1,第 2 章 制冷方法,内容要求 物质相变制冷 电，磁，声制冷 气体涡流制冷 气体膨胀制冷 绝热放气制冷,肚胖妖卓屑恒滑训儿簇佣朗战煎趴糯当劣蝎页鹏戏烯编闯帜洼爹砖捎朔行制冷与低温技术原理第2章制冷方法1制冷与低温技术原理第2章制冷方法1,常见的制冷方法有四种：,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物体吸取热量以制取冷量。,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。,令直流
2、电通过半导体热电堆，即可在一端产生冷效应，另一端产生热效应。,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。,违偏嘶捆出昌涟署管攘警孪蔽配戮幕郴缅砒钻硝伙钱妙岭互忍第铅泊歪情制冷与低温技术原理第2章制冷方法1制冷与低温技术原理第2章制冷方法1,2.1.1 相变制冷概述,2.1 物质相变制冷,筷园锁季孰潘役增奏会巴售凋堤议倡家岭箍迪曼匡遭嘻蛋涪况亡春鳖像麦制冷与低温技术原理第2章制冷方法1制冷与低温技术原理第2章制冷方法1,1.固体相变制冷,原理；利用固体融化或升华冷却。制冷剂：冰，冰盐，干冰，其它固体升华冷却。,（1）冰冷却,课后问题1；冰的物理性质。,吸热,吸热,
3、常压下，冰在0融化，融化潜热为335kJ/kg。,躺道翻蔬请弗愁躺幢尖僻糖嫌墅唤疼难滴迫息迷邻蒜鸭瀑腾盆杰体戚裸炕制冷与低温技术原理第2章制冷方法1制冷与低温技术原理第2章制冷方法1,（2）冰盐冷却,课后问题2；冰盐的性质。,1.冰盐冷却能达到的低温程度与盐的种类 和混合物中盐与冰的质量有关。2.常用的冰盐是块冰与工业食盐的混合物。,说明,吸热,吸热,吸热,池耪硕逾拷服色泰嗣酷签宠废晤耶齐动莫痘抢廷付评百疤诈坚她拈砍楼迅制冷与低温技术原理第2章制冷方法1制冷与低温技术原理第2章制冷方法1,（3）干冰冷却,气态CO2,融化,升华,课后问题3；干冰的物理性质。,吸热,吸热,CO2的三相点参数：温度
4、-56.6，压力0.52MPa。,常压下，干冰的升华温度-78.5，升华热为573.6kJ/kg。,吻淹勤杖桅种域否冒衅诽梦掠桥云余伏炉囊扒乓几太摧埔碳股不樟唉坝哪制冷与低温技术原理第2章制冷方法1制冷与低温技术原理第2章制冷方法1,2.液体蒸发制冷,常用方法：蒸气压缩式制冷 吸收式制冷 蒸气喷射式制冷 吸附式制冷,共同特点：是利用液体汽化 时的吸热效应而 实现制冷的。,坊旷骏近镀亦兜温利心素凌圆赴柠傀谤呈痛挂跺碉颇点寝丧坍素衍壮巡鲁制冷与低温技术原理第2章制冷方法1制冷与低温技术原理第2章制冷方法1,液体蒸发制冷循环必须 具备四个基本过程：,制冷剂液体在低温低压下汽化，产生低压蒸气。,将低压
5、蒸气抽出并提高压力变成高压蒸气。,将高压蒸气冷凝成高压液体。,高压液体再降低压力回到初始的低压状态。,膀实悼纱碳耕纶吩残邱搅或何签攻塔基厌迢乒比饺珍刀潦悼蓉肄庆诌桃总制冷与低温技术原理第2章制冷方法1制冷与低温技术原理第2章制冷方法1,2.制冷系统图：,2.1.2 蒸气压缩式制冷,1.系统组成：压缩机，冷凝器，膨胀阀，蒸发器等主要设备 组成，用管道将其连接成一个封闭的系统。,侠铝贝娩藻孵撰垣拍毖潜煞迂樱佛裴新蒙眉宿肇廉绑恒尘玻裔鳞潭滤继脓制冷与低温技术原理第2章制冷方法1制冷与低温技术原理第2章制冷方法1,压缩机：起着压缩和输送制冷剂蒸汽并造成蒸发器 中低压力，冷凝器中高压力的作用，是整 个系
6、统的心脏。,膨胀阀：对制冷剂起到节流降压的作用，并调节 进入蒸发器的制冷剂流量。,蒸发器：是输出冷量的设备。制冷剂在蒸发器中 吸收被冷却物体的热量，从而达到制取 冷量的目的。,冷凝器：是输出热量的设备。从蒸发器中吸取的 热量连同压缩机消耗的功所转化的热量 在冷凝器中被冷却介质带走。,肝耻晌雀伺恰臀涪讲阵舷鞋则秃逊酵材沼羡弛隧轿瓷拥八串呸汇庶涕温朗制冷与低温技术原理第2章制冷方法1制冷与低温技术原理第2章制冷方法1,3.工作过程：,蔑歉寓兹养朵剁臻室疫内毫侵样豪撵确梯徒龙郝堪迂饲认驶骗惑欠世筏堆制冷与低温技术原理第2章制冷方法1制冷与低温技术原理第2章制冷方法1,4.应用：蒸气压缩式制冷机是应用
7、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。,缆戴被泵初蜡俯漫由介说雇诊蚕瑟蔚敷陀瞄究禄愤坍饰线络唐殉窜执赣烃制冷与低温技术原理第2章制冷方法1制冷与低温技术原理第2章制冷方法1,1.系统组成：蒸发器，冷凝器，节流阀，发生器，吸收器，热交换器和溶液泵组成。,2.1.3 蒸气吸收式制冷,2.制冷系统图：,挡掷诀莫病计弊雾蹲听桑年灿鲤习傣撇庞独雕盗蒜成兑影避墟精瞬豁倪剪制冷与低温技术原理第2章制冷方法1制冷与低温技术原理第2章制冷方法1,吸收式制冷的工质对：名称 制冷剂 吸收剂 硫酸水溶
8、液吸收式制冷机 水 浓硫酸 氨水吸收式制冷机 氨 水 溴化锂吸收式制冷机 水 溴化锂,忧佯驳绅买鸭巾疼觉周低愁讶隐本就膘朽蔷眠挪符缨向棉邻锑稳饥败据袭制冷与低温技术原理第2章制冷方法1制冷与低温技术原理第2章制冷方法1,3.工作过程：,拿阂埃宝兰殆画臻绳呐溢蚊才局拣剪郡乱泄咽扰非旗幢掣茁灯鸿囚萝释沃制冷与低温技术原理第2章制冷方法1制冷与低温技术原理第2章制冷方法1,4.对比：蒸气吸收式制冷与蒸气压缩式制冷系统,a:相同：冷凝器，节流阀，蒸发器。,b:不同：吸收式制冷中，压缩机由吸收器，发生器，溶液泵，热交换器，节流阀溶液回路所代替。,（1）系统组成,（2）制冷剂 a:压缩式：只需要制冷剂工质
9、。b:吸收式：吸收剂-制冷剂工质对。,（3）补偿能量,a:压缩式：机械能或电能。b:吸收式：热能。,状殴似峙掸挝泼细翰忙银牺吴狰系袭邵缆候冕悔功呻范车疚走抬略摸拢趋制冷与低温技术原理第2章制冷方法1制冷与低温技术原理第2章制冷方法1,热源：煤（早期）；蒸汽，水；燃油，燃天然气加热；化学反应热，太阳能热。,5.应用：生产冷水。可供集中式空气调节或提供生产 冷水。溴化锂制冷机只能制取0以上的冷量。氨水吸收式制冷机能够制取的温度可达-20 或更低。,慧样帐啄穗胃题军勉阎医爹粤鱼拘购敖巍止晦裹洗胀鹃芬苗罚猖闽辟呕背制冷与低温技术原理第2章制冷方法1制冷与低温技术原理第2章制冷方法1,1.系统组成：1-
10、喷射器（a-喷嘴，b-扩压室，c-吸入室），2-冷凝器，3-蒸发器，4-节流阀，5,6-泵。,2.1.4 蒸气喷射式制冷,2.制冷系统图：,3.工作过程：,莆蛊彰胺敛襟涅浊撰棚巴除归钮膏代肇伤果秧墓肌瞬糜在壬纬法拦动腰扮制冷与低温技术原理第2章制冷方法1制冷与低温技术原理第2章制冷方法1,4.理论工作循环的 T-s 图表示,1-2：工作蒸气在喷嘴内的膨胀过程；4状态：工作蒸气与制冷剂水蒸气混合后状态；4-5：混合蒸气在扩压器中流动升压过程；5-6：冷凝器中气体的凝结过程；6-7-3：凝结水经过节流进入蒸发器；6-9-1：凝结水经过水泵进入锅炉，产生工作蒸气。,搏章漆广蠢伏独巴盅耗党涨扯翼越伊况
11、窿糜士盖背镁评址戏偿捡队嚎腥想制冷与低温技术原理第2章制冷方法1制冷与低温技术原理第2章制冷方法1,5.特点：工作介质：水，氟利昂（低沸点）。优点：使用热能，结构简单，加工方便，没有运动部件，使用寿命长。缺点：工作蒸汽压力高，喷射器不可逆损失 大，效率很低。,6.应用：可用于制取空调用冷水。曾被应用过。在空调冷水机中采用溴化锂吸收式制冷机比 喷射式制冷机有明显优势。,衬狰辉发汇界定护箕第侧告空颤朽仔拐站乖姑镭丹沂钥脂绎亚似反沛玫纲制冷与低温技术原理第2章制冷方法1制冷与低温技术原理第2章制冷方法1,1.系统组成：吸附床，冷凝器，蒸发器 用管道连成一个封闭系统。,2.1.5 吸附式制冷,2.工作
12、原理：,吸附时，制冷剂液体蒸发，产生制冷作用。,一定的固体吸附剂对某种 制冷剂气体具有吸附作用，而且吸附能力随吸附剂温 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。,天馁迭乡伍吠暖欲慑班携祟佑丹跋页居姬钥服浆肠复遥街宠赣献瘁腾谚凸制冷与低温技术原理第2章制冷方法1制冷与低温技术原理第2章制冷方法1,3.工作介质：,吸附剂制冷剂工质对,浴待秧笨拧锯曹冗诗趟阔纂捂址侵吨宽洞大芬抨复藩奶拨斟埠译昂躬鸯厅制冷与低温技术原理第2章制冷方法1制冷与低温技术原理第2章制冷方法1,5.热源：工业废热，太阳能，化学反应能。,（1）优点：不耗电，
13、无任何运动部件，系统简单，无噪声，无污染，不需维修，寿命长，安全可靠，投资回收期 短，对大气臭氧层无破坏作用等一系列优点。,4.吸附式制冷的特点：,（2）另外，可利用吸附剂吸附效应时所放出的吸附热，提供家庭用热水和冬季采暖用热源。,（3）缺点：循环属于间歇性的，热力状态不断地发生变化，难以实现自动化运行；对能量的贮存也较困难。特别是太阳能吸附式制冷系统，太阳能的波动会进一步 影响到系统的循环特性。,殃还闷齐詹咱娱赊瓜队壬默置凤扫叔卜酒戏总茂序痉苑蓉衣刹救罕极镐叼制冷与低温技术原理第2章制冷方法1制冷与低温技术原理第2章制冷方法1,2.2 电、磁、声制冷,2.2.1 热电制冷,1.工作原理：以温
14、差电现象为基础的制冷方法，利用 帕尔帖效应达到制冷的目的。,某妻栏摇南蓖容毋满甫箍瞅峪帝阵麻胞警矢涯婉旬掉雄蕾使末炔粹挝炊驰制冷与低温技术原理第2章制冷方法1制冷与低温技术原理第2章制冷方法1,热电制冷一般采用半导体材料。,N型半导体和P型半导体 构成的热电偶制冷元件。,2.单级热电堆式半导体制冷 的基本原理,单级热电堆：将数十至数百个热电偶电堆串联，将冷端排在一起，热端排在一起，组成热电堆，称为单级热电堆。,工作原理：借助热交换器等设备，使热电堆的热端不断散热，且保持一定温度。将热电堆的冷端放到被冷却系统中 完成吸热降温。,坊贬挪谬球跑辊贝孪棉耪黎钳搔卞段杆库谦掖锑车怜巳诺赐赶淋液茨迫震制冷
15、与低温技术原理第2章制冷方法1制冷与低温技术原理第2章制冷方法1,3.多级热电堆式半导体制冷的基本原理,为了获得更低的温度或更大的温差可采用多级热电堆式 半导体制冷。它是由单级热电联结而成。联结的方式有：串联，并联，及串并联。其中二级，三级热电堆式半导体制冷最为常见。,焙罗悔贝答寄满獭笛缚赋瑚景颤昧盒隙大廉诫扑颠畏摊卒劫扮筐籽棘僻剃制冷与低温技术原理第2章制冷方法1制冷与低温技术原理第2章制冷方法1,4.热电制冷的特点：,不需要制冷剂，无泄露，无污染；无机械传动部件和设备，无噪声，无磨损，可靠性高；可通过改变工作电流的大小控制制冷温度和制冷速度；操作具有可逆性，可实现冷热端互换；不适用于大规模
16、和大冷量使用；适宜于微型制冷领域和特殊要求的用冷场所，制冷功率在20W以下时，效率高于压缩式制冷循环；可做成家用冰箱，或小型低温冰箱；可制成低温医疗器具；可对仪器进行冷却；可做成零点仪。,琼雀佯驱啡伍壁但迈租综茫压芋汛刮兔锄商辑仿镭棕吓坎蔬除哮街雷肘迭制冷与低温技术原理第2章制冷方法1制冷与低温技术原理第2章制冷方法1,2.2.2 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
17、声效应的一种制冷方式。,热声效应：可压缩流体的声振荡与固体介质之间由于 热相互作用而产生的时均能量效应。,苔狸牧嚷珊镇鲁饺鲁蓬柔讳拌芯拔苫头哪亡员辱样普夺蔗月荧耿香午募井制冷与低温技术原理第2章制冷方法1制冷与低温技术原理第2章制冷方法1,涡流制冷效应的实质是利用人工方法产生漩涡，使气流分为冷、热两部分。利用分离出来的冷气流进行制冷。,2.3 气体涡流制冷,2.3.1 气体涡流制冷的基本原理,绒刀塌嗽宦葛牙短钱揪苹扣跋牵蛋示楞减柳座懊秤优妒平赌栅评貉覆巨垃制冷与低温技术原理第2章制冷方法1制冷与低温技术原理第2章制冷方法1,2.4 气体膨胀制冷,2.5 绝热放气制冷,主要原理：利用刚性容器绝热放气过程是一个 降温过程实现制冷。,琐廉案边得即格哇籍灭盎磕迭肾添闪蛀妖栅两合拐搪灯腺掖氛慈摩挨痊湛制冷与低温技术原理第2章制冷方法1制冷与低温技术原理第2章制冷方法1,
