制冷與低溫技術(shù)原理—第2章制冷方法

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1、制冷與低溫技術(shù)原理第2章制冷方法第2章制冷方法內(nèi)容要求物質(zhì)相變制冷電，磁，聲制冷氣體渦流制冷氣體膨脹制冷絕熱放氣制冷常見的制冷方法有四種：物質(zhì)相變制冷氣體絕熱膨脹制冷氣體渦流制冷熱電制冷利用液體在低溫下的蒸發(fā)過程或固體在低溫下的融化或升華過程從被冷卻物體吸取熱量以制取冷量。高壓氣體經(jīng)絕熱膨脹即可達到較低溫度，令低壓氣體復(fù)熱即可制取冷量。令直流電通過半導(dǎo)體熱電堆，即可在一端產(chǎn)生冷效應(yīng)，另一端產(chǎn)生熱效應(yīng)。高壓氣體經(jīng)渦流管膨脹后即可分離冷,熱兩股氣流，用冷氣流的復(fù)熱過程即可制冷。2.1.1相變制冷概述2.1

2、物質(zhì)相變制冷以流體為制冷劑，通過一定的機器設(shè)備構(gòu)成制冷循環(huán)，利用液體汽化時的吸熱效應(yīng)，實現(xiàn)對被冷卻對象的連續(xù)制冷。液體蒸發(fā)制冷以一定數(shù)量的固體物質(zhì)為制冷劑，作用于被冷卻對象，實現(xiàn)冷卻降溫。一旦固體全部相變，冷卻過程即終止。固體相變制冷1.固體相變制冷原理；利用固體融化或升華冷卻。制冷劑：冰，冰鹽，干冰，其它固體升華冷卻。（1）冰冷卻冰水水蒸氣融化升華課后問題1；冰的物理性質(zhì)?？蓾M足0oC以上的制冷要求。說明吸熱吸熱常壓下，冰在0℃融化，融化潛熱為335kJ/kg。（2）冰鹽冷卻冰鹽鹽水膜和冰鹽水溶液鹽

3、溶解課后問題2；冰鹽的性質(zhì)。1.冰鹽冷卻能達到的低溫程度與鹽的種類和混合物中鹽與冰的質(zhì)量有關(guān)。2.常用的冰鹽是塊冰與工業(yè)食鹽的混合物。說明吸熱吸熱冰0℃融化冰融化吸熱（3）干冰冷卻固態(tài)CO2液態(tài)CO2氣態(tài)CO2融化升華課后問題3；干冰的物理性質(zhì)。干冰的制冷能力比冰和冰鹽都大。說明吸熱吸熱CO2的三相點參數(shù)：溫度-56.6℃，壓力0.52MPa。常壓下，干冰的升華溫度-78.5℃，升華熱為573.6kJ/kg。2.液體蒸發(fā)制冷常用方法：蒸氣壓縮式制冷吸收式制冷蒸氣噴射式制冷吸附式制冷共同特點：是利用液體

4、汽化時的吸熱效應(yīng)而實現(xiàn)制冷的。液體蒸發(fā)制冷循環(huán)必須具備四個基本過程：制冷劑液體在低溫低壓下汽化，產(chǎn)生低壓蒸氣。制冷劑低壓汽化高壓蒸氣液化高壓液體降壓蒸氣升壓將低壓蒸氣抽出并提高壓力變成高壓蒸氣。將高壓蒸氣冷凝成高壓液體。高壓液體再降低壓力回到初始的低壓狀態(tài)。2.制冷系統(tǒng)圖：2.1.2蒸氣壓縮式制冷1.系統(tǒng)組成：壓縮機，冷凝器，膨脹閥，蒸發(fā)器等主要設(shè)備組成，用管道將其連接成一個封閉的系統(tǒng)。壓縮機：起著壓縮和輸送制冷劑蒸汽并造成蒸發(fā)器中低壓力，冷凝器中高壓力的作用，是整個系統(tǒng)的心臟。膨脹閥：對制冷劑起到節(jié)

5、流降壓的作用，并調(diào)節(jié)進入蒸發(fā)器的制冷劑流量。蒸發(fā)器：是輸出冷量的設(shè)備。制冷劑在蒸發(fā)器中吸收被冷卻物體的熱量，從而達到制取冷量的目的。冷凝器：是輸出熱量的設(shè)備。從蒸發(fā)器中吸取的熱量連同壓縮機消耗的功所轉(zhuǎn)化的熱量在冷凝器中被冷卻介質(zhì)帶走。3.工作過程：蒸發(fā)器低溫低壓的制冷劑液體與被冷卻對象發(fā)生熱交換，吸收被冷卻對象的熱量并汽化形成冷劑蒸氣。壓縮機低壓蒸氣被壓縮機吸入，經(jīng)壓縮后形成高溫高壓蒸氣排出。冷凝器壓縮機排出的高壓制冷劑氣體進入冷凝器，被冷卻水或空氣冷卻、冷凝，成高壓液體。膨脹閥高壓液體流經(jīng)膨脹閥節(jié)流

6、，形成低壓低溫的氣，液兩相混合物進入蒸發(fā)器。4.應(yīng)用：蒸氣壓縮式制冷機是應(yīng)用最廣泛的制冷機。是本課程的重點內(nèi)容之一。具有100多年的歷史，相當(dāng)完備，廣泛應(yīng)用在空氣調(diào)節(jié)，各種冰箱，食品冷藏，冷加工方面。制冷的溫度范圍為5℃—-150℃。1.系統(tǒng)組成：蒸發(fā)器，冷凝器，節(jié)流閥，發(fā)生器，吸收器，熱交換器和溶液泵組成。2.1.3蒸氣吸收式制冷兩個回路制冷劑回路溶液回路2.制冷系統(tǒng)圖：吸收式制冷的工質(zhì)對：名稱制冷劑吸收劑硫酸水溶液吸收式制冷機水濃硫酸氨水吸收式制冷機氨水溴化鋰吸收式制冷機水溴化鋰吸收劑對制冷劑氣體

7、有很強的吸收能力。說明3.工作過程：制冷劑回路高壓制冷劑氣體在冷凝器中冷凝，產(chǎn)生的高壓制冷劑液體經(jīng)節(jié)流后到蒸發(fā)器蒸發(fā)制冷。另一方面，發(fā)生后的溶液重新恢復(fù)到原來成分，經(jīng)冷卻，節(jié)流后成為具有吸收能力的吸收液，進入吸收器，吸收來自蒸發(fā)器的低壓制冷劑蒸氣。一方面在吸收器中，吸收劑吸收來自蒸發(fā)器的低壓制冷劑蒸氣，形成富含制冷劑的溶液，再將該溶液用泵送到發(fā)生器，經(jīng)加熱使溶液中的制冷劑重新以高壓氣態(tài)發(fā)生出來，送入冷凝器。溶液回路4.對比：蒸氣吸收式制冷與蒸氣壓縮式制冷系統(tǒng)a:相同：冷凝器，節(jié)流閥，蒸發(fā)器。b:不同：

8、吸收式制冷中，壓縮機由吸收器，發(fā)生器，溶液泵，熱交換器，節(jié)流閥溶液回路所代替。（1）系統(tǒng)組成（2）制冷劑a:壓縮式：只需要制冷劑工質(zhì)。b:吸收式：吸收劑--制冷劑工質(zhì)對。（3）補償能量a:壓縮式：機械能或電能。b:吸收式：熱能。熱源：煤（早期）；蒸汽，水；燃油，燃天然氣加熱；化學(xué)反應(yīng)熱，太陽能熱。5.應(yīng)用：生產(chǎn)冷水?？晒┘惺娇諝庹{(diào)節(jié)或提供生產(chǎn)冷水。溴化鋰制冷機只能制取0℃以上的冷量。氨水吸收式制冷機能夠制取的溫度可達-20℃或更低。1.系統(tǒng)組成：1-噴