专业认识实习(制冷与空调概论)
45页1、2018/11/2,1,制冷与空调概论,专业认识实习,2018/11/2,2,一、制冷与空调的范畴,制冷(refrigeration):从低于环境温度的空间或物体中吸取热量, 并将其转移给环境介质的过程。,制冷几乎包括了从室温到0K附近的整个热力学温度范围。根据低温的要求,通常把制冷范围分为三个区间,即,普通制冷范围(普冷, 高温制冷):,低于环境温度-120(153K);,深度制冷范围(深冷,中温制冷):,-120-253(15320K);,低温制冷范围(低温,低温制冷):,-253-273(200K)。,2018/11/2,3,空调(air-condition):即空气调节,包括供暖、制冷、 增减空气的湿度、调节空气质量等。,制冷与空调是相互联系的两个领域,各有其范畴。,2018/11/2,4,二、主要应用(main application),1.环境空调:建筑空调、工业空调等;,2018/11/2,5,2.运输机械制冷空调:车辆空调、航空空调、运输冷藏冷冻等;,2018/11/2,6,4.工业制冷:工业加工应用等; 5.医用制冷:低温治疗、低温保存等; 6.深低温制冷:深低温加工
2、、特殊环境等; 7.热泵:供暖、制冷、干燥等。,3.食品冷藏冷冻:保鲜、冷冻、冷藏等;,2018/11/2,7,制冷方法归纳起来主要有三种:,(1)相变制冷(液体蒸发制冷、固体升华制冷、 溶解吸热制冷)。,(2)气体膨胀制冷,(3)热电效应制冷,另外,还有绝热去磁制冷、热声制冷、气体涡流制冷 和激光制冷等。 这其中以液体蒸发制冷形式应用最广泛。,三、制冷方法概述(methods of refrigeration),制冷技术经历了由古代天然用冷人工制冷,现代的制冷技术,是18世纪后期发展起来的。,2018/11/2,8,1、液体蒸发制冷(Evaporation of liquid refrigeration),液体蒸发制冷是利用制冷剂的蒸发、汽化来达到制冷目的的。,液体蒸发制冷,蒸汽压缩式制冷 吸收式制冷,机械式 喷射式,单机压缩 多级压缩 复叠式,1755年爱丁堡的化学教师库仑利用乙醚蒸发使水结冰。他的学生布拉克从本质上解释了融化和气化现象,提出了潜热的概念,并发明了冰量热器,标志着现代制冷技术的开始。 1834年发明家波尔金斯造出了第一台以乙醚为工质的蒸气压缩式制冷机,这是后来所有蒸
3、气压缩式制冷机的雏型,也标志着人工制冷的开始。 1859年,卡列发明了氨水吸收式制冷系统,申请了原理专利。 1875年卡利和林德用氨作制冷剂,从此蒸气压缩式制冷机开始占有统治地位。,2018/11/2,9,(1)机械式压缩制冷(mechanical compression refrigeration),机械式压缩制冷装置有压缩机,以消耗机械功为代价实现制冷,又可分为单级压缩、多级压缩和复叠式。,2018/11/2,10,2018/11/2,11,(2)蒸汽喷射式压缩制冷 (steam jet compression refrigeration),1910年左右,马利斯莱兰克发明了蒸气喷射式制冷系统。,2018/11/2,12,(3) 吸收式制冷(absorption refrigeration),2018/11/2,13,溴化锂吸收式制冷系统(LiBr absorption refrigeration),2018/11/2,14,蒸汽单效溴化锂吸收式制冷系统 (steam single-effect LiBr absorption refrigeration),2018/11/2,15
4、,双效溴化锂吸收式制冷系统 (double-effect LiBr absorption refrigeration),直燃型溴化锂吸收式制冷系统 (direct-fired LiBr absorption refrigeration),2018/11/2,16,2. 气体膨胀制冷(空气压缩制冷),气体膨胀制冷是利用气体的状态变化,实现逆向循环来制冷。 它属于显热形式制冷,因此效率较低; 由于气体比热较小,比容大,所以气缸容积必须很大、机体体 积大、制冷量低;,理论上讲,若充分膨胀可便于实现低温制冷; 采用回热的气体制冷机低温制冷时的热力学性能要好于其它制冷系统。,1844年,医生高里用封闭循环的空气制冷机为患者建立了一座空调站,空气制冷机使他一举成名。,2018/11/2,17,若要获得较低的温度,则装置的增压比较大,使压缩机、膨胀机负荷重,为此,低温时常采用回热,如下图。,威廉西门斯在空气制冷机中引入了回热器,提高了制冷机的性能。,2018/11/2,18,10、气体绝热节流制冷循环,11、冰式制冷; 12、固体二氧化碳干冰式制冷(即固体升华制冷);,6. 固体吸附制冷,5. 绝热
5、放气制冷,7. 电化学制冷,8. 磁制冷,9、热声制冷,4. 热电制冷(温差电制冷、半导体制冷、电子制冷),3. 气体涡流制冷(1933年法国工程师兰克提出),2018/11/2,19,现代的制冷技术,是18世纪后期发展起来的。 1755年爱丁堡的化学教师库仑利用乙醚蒸发使水结冰。他的学生布拉克从本质上解释了融化和气化现象,提出了潜热的概念,并发明了冰量热器,标志着现代制冷技术的开始。 1834年发明家波尔金斯造出了第一台以乙醚为工质的蒸气压缩式制冷机,这是后来所有蒸气压缩式制冷机的雏型,也标志着人工制冷的开始。 1844年,医生高里用封闭循环的空气制冷机为患者建立了一座空调站,空气制冷机使他一举成名。威廉西门斯在空气制冷机中引入了回热器,提高了制冷机的性能。 1859年,卡列发明了氨水吸收式制冷系统,申请了原理专利。 1875年卡利和林德用氨作制冷剂,从此蒸气压缩式制冷机开始占有统治地位。,四、现代制冷技术的发展,古代天然用冷人工制冷,2018/11/2,20,1877年卡里捷液化了氧气(O2:Tc=154.6K) ; 1895年林德液化了空气(N2 : Tc=126.2K) ,建立
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