城市轨道交通车站空调与通风系统（中篇共上中下3篇）

Ventilationandair-conditionengineering车站空调与通风系统维护制冷概述制冷概述制冷概述制冷概述Ventilationandair-conditionengineering目录专题引入1制冷概述2总结3Ventilationandair-conditionengineering一、专题引入一、专题引入 思考：为什么要学制冷原理？轨道交通车站属于大型建筑，其空气调节系统涉及到热工学、制冷原理等基础知识，从事轨道交通车站空调系统维护人员需要有热工学、制冷原理的知识储备，才能够在工作中解决系统运行过程中出现的专业技术问题。因此，本章重点介绍热工学、制冷原理的基本知识，并由此掌握冷热源设备的组成。Ventilationandair-conditionengineering一、什么是制冷？一、什么是制冷？制冷就是使自然界的某物体或空间温度达到低于周围环制冷就是使自然界的某物体或空间温度达到低于周围环境温度，并在一定时间内维持该温度。境温度，并在一定时间内维持该温度。实现制冷有两种途径实现制冷有两种途径：（一一）天然冷源；天然冷源；（二二）人工冷源。人工冷源。Ventilationandair-conditionengineering（一）天然冷源（一）天然冷源深井水深井水天然冰天然冰天然冷源具有价廉和不需要复杂技术设备等优点天然冷源具有价廉和不需要复杂技术设备等优点。受时间、地区等条件限制受时间、地区等条件限制。不宜用来大量获取不宜用来大量获取0 0以下温度。以下温度。Ventilationandair-conditionengineering（二二）人工冷源人工冷源19世纪中叶，第一台机械制冷装置问世，人类开始采用人工冷源。也称为人工制冷，是利用人工方法，依靠一定的机械装置，通过工质的状态变化，消耗一定的能量（电能、热能、太阳能等）来达到人工制冷的目的。Ventilationandair-conditionengineeringVentilationandair-conditionengineering三、总结三、总结空气调节用制冷技术属于普通制冷范畴，主要采用液体气化制冷法，其中包括蒸汽压缩式制冷、吸收式制冷、蒸汽喷射式制冷。本书重点讲述单级蒸汽压缩式制冷。吸收式制冷和喷射式制冷作简单介绍。Ventilationandair-conditionengineering作业作业什么是制冷？制冷的途径有哪些？举例说明什么是天然冷源？有什么优缺点？人工冷源是什么？空气调节用制冷技术主要采用什么制冷方法？Ventilationandair-conditionengineering本专题结束本专题结束Ventilationandair-conditionengineering车站空调与通风系统维护热工学基础热工学基础热工学基础热工学基础Ventilationandair-conditionengineering目录专题引入热工学基础1基本概念2热力学定律3总结4Ventilationandair-conditionengineering专题引入思考：为什么要学热工学基础？要了解和掌握制冷原理，必须具备有一定的热力学知识，本单元主要介绍空调制冷经常使用的热力学第一定律、热力学第二定律、热力过程在T-S图或p-v图图上的表达。热力学是从物理的热学发展而来，是研究与热现象有关的能量转换规律的一门学科。工程热力学是热力学的重要分支，是从工程应用的角度研究热能能与与机械能机械能相互转换的规律。Ventilationandair-conditionengineering专题引入 热工学基热工学基础础工程热工程热力力学学 传传热学热学工程热工程热力力学主要学主要研究研究热能与热能与机械机械能能相互相互转换规转换规律律的一的一门门科科学。学。传传热学主要热学主要研究研究热量热量传递传递过程的一过程的一门门科科学。学。Ventilationandair-conditionengineering工工程程热力力学学简介介热电厂厂 (热能能机械能机械能)汽汽车(热能能机械能机械能)飞机机 (热能能机械能机械能)冰箱冰箱(机械能机械能热能能)能能源源的的利利用用伴随着社会伴随着社会的的发发展展，能，能源源(特特别别是热能是热能)利利用的用的原原理是理是什么？工程热什么？工程热力力学学将会告将会告诉诉我我们们。专题引入Ventilationandair-conditionengineeringN.L.S.Carnot N.L.S.Carnot 卡诺卡诺(17961832(17961832年年)1824 1824 年年发表了著名的表了著名的论文文“火的火的动力的思考力的思考”,”,阐述了卡述了卡诺循循环及及卡卡诺定理。（法定理。（法国国）J.R.MayerJ.R.Mayer迈耶迈耶(18141878(18141878年年)1842 1842 年提出了能量年提出了能量转换定律。（定律。（德德国国）H.L.HelmholtzH.L.Helmholtz亥姆霍兹亥姆霍兹(18141878(18141878年年)1847 1847 年推年推导出能量出能量转换定律。定律。（德（德国国）L.KelvinL.Kelvin开尔文开尔文(W.Thomson,(W.Thomson,1824190718241907年年)18481848年建立了年建立了热力力学温学温标。并并在其著作中首次使用在其著作中首次使用“T“Thermodynamic”hermodynamic”一一词。（。（英英国国）R.J.E.ClausiusR.J.E.Clausius克劳修斯克劳修斯(18221888(18221888年年)18501850年第一年第一个个阐述了述了两个两个基本基本规律：律：热力力学学第一、第二定律。第一、第二定律。他他还提出提出 热力力学学能能UU和和 熵SS的的概概念念W.J.M.RankineW.J.M.Rankine朗肯朗肯(18201872(18201872年年)18531853年提出年提出“热效率效率”概概念，念，并并于于18541854年提出年提出p-p-v v图，18591859年出版第一本年出版第一本热力力学教学教科科书。（英。（英国国）热力学发展简史热力学发展简史Ventilationandair-conditionengineeringN.A.OttoN.A.Otto奥托奥托(18321891(18321891年年)18761876年制造了使用年制造了使用OttoOtto循循环的的内内燃机。（德燃机。（德国国）G.B.BraytonG.B.Brayton布雷顿布雷顿(18301892(18301892年年)18761876年制造了使用年制造了使用Brayton Brayton 循循环的的内内燃机。（美燃机。（美国国）J.W.GibbsJ.W.Gibbs吉布斯吉布斯(18391903(18391903年年)1878 1878 年年发表表 相律相律，并并建立了建立了T-T-s s图和多相系平衡的和多相系平衡的热力力学学分析方法。分析方法。（美（美国国）R.C.K.DieselR.C.K.Diesel狄塞尔狄塞尔(18581913(18581913年年)18971897年提出了年提出了实用的用的Diesel Diesel 内内燃机循燃机循环。第一定律第一定律时间、人物和事件。、人物和事件。（德（德国国）van der Waalsvan der Waals范得瓦尔斯范得瓦尔斯(18371923(18371923年年)18731873年提出了年提出了实际气气体体状状态方程方程，并并由此由此获得得19011901年年诺贝尔物理尔物理学学奖。（荷。（荷兰）K.OneesK.Onees昂尼斯昂尼斯(18531926(18531926年年)19081908年液化了世界上最后一年液化了世界上最后一种气种气体体氦氦，研研究低究低温温下物下物质的性的性质并并发现超超导现象，因象，因此此获得得19131913年年诺贝尔物理尔物理学学奖。（荷。（荷兰）热力学发展简史热力学发展简史Ventilationandair-conditionengineering蒸汽蒸汽动力装置力装置能量转换装置示例能量转换装置示例Ventilationandair-conditionengineering燃燃气气轮机装置机装置能量转换装置示例能量转换装置示例燃气轮机的工作原理将高温、高压油气燃烧物喷向涡轮叶片，使涡轮高速旋转，从而产生动力和带动自身各部附件工作。Ventilationandair-conditionengineering内内燃机装置燃机装置能量转换装置示例能量转换装置示例内燃机的工作原理利用燃料在汽缸内燃烧产生的热能，通过气体受热膨胀推动活塞移动，再经过连杆传递到曲轴使其旋转做功。Ventilationandair-conditionengineering能量转换装置示例能量转换装置示例制冷装置制冷装置思考题：思考题：蒸蒸汽汽动动力循力循环环能量能量发发生了哪生了哪些些形形式的式的转转化？化？Ventilationandair-conditionengineering项目一、基本概念一、一、工质工质二、二、热力系统热力系统三、三、工质的热力状态及状态参数工质的热力状态及状态参数四、四、理想气体状态方程理想气体状态方程五、五、热力过程热力过程Ventilationandair-conditionengineering一、工质热能与机械能之间的转换必须借助相关的转换设备和载体。设备一般是指热力设备（热机），而载体一般是指工质，即能够装载能量的物质。能量与物质实质上是不可分割的，能量可以认为是物质运动的量度。工程上所遇到的工质是多种多样的，有气态、液态、固态。液态与气态具有良好的热膨胀性和流动性，在工程上应用广泛，如：水、水蒸气、湿空气、烟气、制冷剂等。Ventilationandair-conditionengineering二、工质的热力状态及状态参数在热力设备中，能量的相互转换与转移是通过工质吸热或放热、膨胀或压缩等变化来实现的。例如，锅炉中燃料燃烧生成的高温烟气将锅筒中的水加热成为高温热水，即高温烟气与水之间的温差导致热量的转移。将工质在某一瞬间的表现出来的宏观热力性质状态称为热力状态或状态，用来描述状态的各宏观物理量，称为工质的状态参数，简称状态参数。Ventilationandair-conditionengineering二、工质的热力状态及状态参数工质的状态由工质的状态参数来描述。工质状态发生变化，其状态参数也相应发生变化。工质发生状态变化的终状态参数变化值仅与初、终状态有关而与工质状态变化的途径无关。图1-3工质状态变化过程式中：x工质的某一状态参数例：例：温温度度变化化山高度山高度变化化数学数学上：上：点函数Ventilationandair-conditionengineering二、工质的热力状态及状态参数总结状态参数的特征如下：状态确定，则状态参数也确定，反之亦然；状态参数的积分特征：状态参数的变化量与路径无关，只与初终态有关。Ventilationandair-conditionengineering二、工质的热力状态及状态参数常用的状态参数有温度（T）、压力（p）、体积（V）或比体积v（密度）、热能（U）、焓（H或i）、熵（S）等.温度（T）、压力（p）、比体积（v）可以通过仪器、仪表等直接或间接测量称为基本状态参数;其他参数只能由基本状态参数间接计算求得，称为导出参数。Ventilationandair-conditionengineering二、工质的热力状态及状态参数强度参数与广延参数强度参数：与物质的量无关的参数如压力p p、温度T T广延参数：与物质的量有关的参数可加性如质量mm、容积V V、内能U U、焓H H、熵S S比参数：比容比内能比焓比熵单位：/kg/kmol具有强度量的性质Ventilationandair-condit