食品冷冻冷藏原理与技术.docx

《食品冷冻冷藏原理与技术》原理部分复习大纲第一章蒸气压缩式制冷循环第一节相关基本知识1. 温度、压力、能？？、功的基本概念；温度指物体的冷热程度，取决于物体 内部分子运动的速度工程上所说的“压力” 是物理学中的“压强”，即： 物体在单位面积上所受到的垂直作用力，国际单位制单位为：N/m2,也叫帕 斯卡，Pa在热力学中，除热能以外其它形式的能量传递都称为“功”，功是 能的一种形式2. 热传递的三种基本方式热传导热对流热辐射3. 热力学第二定律及其在制冷过程中的体现热力学第二定律的表述方法很多，常见表述有：单热源的热机是不存在的，即利用一个热源是无法完成循环过 程的只利用一个热源就可以一直做功的发动机称为第二类永动机，也是不 能实现的 热量不可能自发地、不付代价地、从一个低温物体传到另一个高温物体如果要实现这样一个反向的过程，就必须要有一个消耗能量的 补偿过程4. 掌握压焓图中各点、线、区的概念及含义在一定的压力下，液体沸腾时的 状态为饱和状态，此时的压力称为饱和压力，温度为饱和温度液体的饱和 温度（即沸点）随着压力的上升而上升、下降而下降在一定的压力下，如 果：液体温度低于沸点，则为过冷液体；气体温度高于沸点，则为过热蒸气。

热体过气区D 5皿 1网］500 201K> 2500 3000h (Lj/kg)饱和液体线饱和蒸汽线饱和液体、饱和蒸汽、气液混合过冷液体、过热蒸汽第二节热力循环经济性指标得到的收益1. 衡量热力循环经济性的指标 付出的代价2. 制冷循环与热泵循环的区别1.两者的目的不同如果循环是为了移走低温热 源中的热量、以便保持其低温环境，则为制冷循环；如果循环是为了将低温 热源中的热量转移到高温热源，则为热泵循环2.两者的工作温区往往有所 不同消耗外界提供的能量，将热量从低温热源传递到高温热源的循环为逆向循环£ = q 0 = Tc =63. 逆卡诺循环制冷系数的计算方法 巧 Th - Tc c从上式可见：按照逆向卡诺循环工作的制冷机，其制冷系数与制冷剂的性质 无关，而只是工作温度Th和Tc的函数，即周围介质的温度Th越高被冷却 物体的温度Tc越低，则循环的制冷系数越小这里还应说明，Tc变化1度对£的影响比Th变化1度的影响要大4. 热力完善度的概念及计算方法将工作于相同温度范围的制冷循环的制冷系 数£与逆向卡诺循环的制冷系数£ c之比，称为这个制冷循环的热力完善度， 用代号n表示 £门=——£c第三节液体蒸发制冷的基本原理和系统1. 液体蒸发制冷构成循环的四个基本过程①节流：高压液体经过节流，降低压 力变为低压、低温气液混合物；②蒸发：低压、低温气液混合物在低压、低 温下蒸发，成为低压蒸气；③压缩：将该低压蒸气提高压力，成为高压蒸气; ④冷凝：将高压蒸气冷凝，使之成为高压液体，返回到①从而完成循环。

第四节单级蒸气压缩式制冷机的理论循环1. 在压焓图中绘制单级压缩理论制冷循环的示意图2. 单级压缩制冷循环四个过程与相应设备的对应关系3. 单级压缩理论制冷循环的热力计算1)单位制褚量映("钮)教|才p29称为制［撅率q0=kl-h5 =h l-h4戏」％一巧) 口【有化潜热rO和节流后的干度x5］制号剂的汽化潜热越大，或节流所形成的蒸气越少3越小办则循环的单位制冷量就越大(2浬位制;淮技(kJM)(3理钏顷翻尊位压缩^ ww = . — R (kJ ■'' kg) &④(4啤位冷凝垫技4.C =说2 —境)个成一七I =为一宙4 ⑤织=&+w5)制冷剂的康量流量G = £h(k矽砂 ⑥式中Q0-需要的制冷量了％即或与 G制冷剂的质量流量，kg/s 如：制冷剂的单位制泠量，kJ.-kg.(6) ism 楠冷襁气虬= Gf3扇) ⑦(7) 压缩机所需哩论功率匏网］本)耳=5") (8)⑻冷康器的热负荷0=G%S (9)3)制冷系数W 知_周㈣劫蔻度= (idR 口：—*1 L4.过冷的概念、过冷对制冷系统经济性的影响及过冷循环制冷系数的计算方法 除可提高制冷系数之外，节流前制冷剂的过冷可以减小液体制冷剂到达节流 装置前在液体管路中闪蒸的可能性，有利于节流阀的稳定工作。

有过冷的循环：单位制冷量： 0 1 7单位压缩功：W ”2 ”15. 回热循环的基本概念、回热对制冷系统经济性的影响及有回热的制冷循环制 冷系数的计算方法式中1、循环的单位制冷量q0增大了，当制冷量Q0给定时， 制冷剂的循环量G可以减少2、吸入蒸气的温度提高了，可减少蒸气在吸 气管中的有害过热3、减少了吸入蒸气与气缸壁之间热交换的温差，使压 缩机的输气系数得到提高同时还改善了在低温下工作的压缩机的润滑条件4、采用回热后，使节流前制冷剂成为过冷状态，可以在节流过程中减少气化， 使节流机构工作稳定，具有由于制冷剂液体过冷所带来的优点Q =Gh -h） =Gh -h）R 7 9Qr = GC'（t7 -1 ） = GC （t -1\）第五节两级压缩制冷循环1. 采用两级压缩制冷循环的场合氨的绝热指数比氟利昂要大，我国规定氨的单级压缩比最大不允许超过8,而 氟利昂不允许超过10因此，不同冷凝温度下，在允许压缩比范围的最大值时，常用的中温制冷剂一般只能获得-20〜-40°C的低温要获得更低的温度，可采用多级压缩2. 氨、氟制冷剂两级压缩制冷循环的基本形式【氟】：两级压缩、一次节流、中间不完全冷却循环（有一个回热器）【氨】：两级压缩、一次节流、中间完全冷却循环（木有回热器）第二章压缩机1. 压缩机的作用和分类作用：抽吸来自蒸发器的制冷剂蒸对其进行压缩，提高温度和压力后将它排向冷凝器实现 不断循环流动。

气压缩式制冷装置中的制冷压缩机是装置中的关键核心设备，对系统的运行 性能、噪声、振动、使用寿命和能耗有决定性的作用，被称为制冷系统的“心脏”分类：容积型压缩机（活塞式回旋式（滚动活塞 滑片式 单螺杆式 双螺杆式 涡旋式））速 度型压缩机（离心型）2, 压缩机输气系数的基本概念及其影响因素容积效率入1= Vs / Vh实际输气量Vs :每小时压缩机压缩并输送给排气系统的、以吸气状态比容计算的气体量理论输气量Vh的：压缩机的活塞每小时行程所扫过的气缸物理容积容积效率入的影响因素1、 余隙容积的影响一一容积系数入v2、 吸气时的压力损失——压力系数入p3、 气体在吸气过程中与气缸壁之间的热交换——温度系数入t4、吸气阀等的不紧密——泄漏系数久l3. 活塞式和螺杆式压缩机的基本工作过程活塞式：当曲轴被电动机带动而旋转时，通过连杆的转动，活塞在气缸内上下往复运动，并 在吸排阀的配合下完成对制冷剂的吸入压缩排出螺杆式：靠气缸中的一对螺旋齿槽的阴阳转子相互噬合造成由齿型空间组成元容积的变化 进而制冷剂气体压缩第三章制冷剂、载冷剂和冷冻机油第一节制冷剂1. 制冷剂的环保性能指标ODP(Ozone Depletion Potential)大气臭氧层消耗的 潜能值；以R11为基准值，人为规定其值为1.0； GWP( Global Warming Potential) 全球变暖潜能；以R11为基准值，人为规定其值为1.0；2. 制冷剂的主要热力学性能。

工作温度范围内有合适的压力和压力比蒸发压 力不低于大气压力、冷凝压力不要过高、冷凝压力与蒸发压力之比不宜过大 (2)单位制冷量和单位容积制冷量大⑶单位容积压缩功wv小⑷等熵压 缩终了温度不能太高，以免润滑条件恶化或制冷剂自身在高温下分解第二节载冷剂1、 载冷剂的种类和使用场合；常用的载冷剂有水、无机盐水溶液或有机物液体 水的缺点是只适合于载冷温度在0°C以上的使用场合；无机盐这类载冷剂适用 于中、低温制冷装置；丙二醇丙三醇即甘油可直接接触食品，纯有机液体以用 于低温场合载冷剂的应用场合一一间接冷却系统水:只适合于载冷温度在0C以上的使用场合 无机盐水溶液：适用于中、低温制冷装置 有机物液体：可以用于低温场合2、 直接冷却系统和间接冷却系统的概念及其特点直接冷却系统：直接由制冷剂 吸收被冷却物体的热量间接冷却系统：被冷却物体的热量通过载冷剂传给制 冷剂，或者说：用制冷剂来冷却载冷剂，再由载冷剂去冷却被冷却物体优点：(1)减小制冷机系统的容积及制冷剂的充灌量；(2)热容量大，被冷却对象 的温度易于保持稳定，蓄冷能力大；(3)便于机组的运行管理，便于安装缺 点：(1)增加了动力消耗及设备费用；(2)加大了被冷却物与制冷剂之间的传 热温差，需要较低的制冷机蒸发温度，总的传热不可逆损失增大第三节冷冻机油1、 冷冻机油的作用。

润滑作用、冷却降温作用、密封作用、防锈和清洁作用、传 递动力作用、消声作用2、 冷冻机油的主要性能指标凝固点低(即不易凝固)、要有适当的黏度、要有 较好的黏温性能、闪点要高、要有良好的化学稳定性、不应有腐蚀性、不含水 及酸等杂质、透明度好、浊点要低、绝缘性好、灰分少、第四章制冷热交换器 第一节冷凝器1、冷凝器的作用将压缩机排出的高温、高压制冷剂过热蒸气冷却及冷凝成液体「壳管式｝需配用匿却耋 水冷式IJ会管式「自然对流式空气冷却式」L强制对流式2、 冷凝器的类型及其应用场合合冷却式 立式 壳管式冷凝器应用：大中型氨制冷系统卧式壳管式冷凝器应用：普遍用于大、 中、小型氨、氟系统套管式冷凝器应用：一般用于制冷量小于40kW的氟制 冷系统改用不锈钢管之后也可用于氨系统自然对流空气冷却式冷凝器用于 300L以下家用冰箱和小型制冷装置强制对流空气冷却式冷凝器使用场合制 冷量小于60kW的中小型机组蒸发式冷凝器应用：适用于气候干燥和缺水地 区3、 影响冷凝器换热的因素制冷剂侧，蒸气的流速和流向、传热壁面的粗糙度、 空气或其它不凝性气体、冷冻机油、冷凝器的构造型式；冷却介质侧，冷却介 质的性质、冷却介质的流速、冷却介质的洁净程度第二节蒸发器1、 蒸发器的作用是利用液态制冷剂在低压下沸腾，转变为蒸气并吸收被冷却物体 或介质的热量，达到制冷目的，是制冷系统中制取冷量和输出冷量的设备。

2、 蒸发器的类型及其应用场合水箱型（沉浸式）：1立管式一一氨系统2螺旋管式 氨系统3蛇管式一一小型氟系统卧式壳管式：1. 满液式 氨系统、氟系统2, 干式一一氟系统冷风机：1吊顶式 氨系统、氟系统2落地式 氨系统、氟系统排管式：1顶排管一一氨冷库顶排管2搁架式 小型氨氟冻结间第五章节流装置与辅助设备第一节节流装置1、 节流装置的作用对制冷剂的流动掉遏制的作用，降低来自冷凝器的高 压液 态制冷剂的压力；控制进入蒸发器的制冷剂的质量流量2、 节流装置的类型与特点①手动膨胀阀（仅用于部分氨系统）②热力膨胀阀（蒸发器阻力损失不大的场合最常见的）③热电膨胀阀④毛细管⑤低压浮 球阀（大型制冷系统的低压循环桶供液）3、 各种节流装置的应用场合第二节制冷系统的管道和辅助设备1、 制冷系统中管道的分类制冷剂管道有排气管、吸气管、高压液管、低压液管2、 油分离器等主要辅助设备的应用场合氨洗涤式油分离器用于氨制冷装置；离 心式油分离器离心式油分离器；过滤式油分离器常用于氟制冷装置；高压贮液 器贮存由冷凝器来的高压制冷剂液体；氨液分离器，机房用气液分离器：与机 房压缩机的总回气管路相连接，库房用气液分离器：一般用在氨重力供液系统 中；低压循环桶，在液泵供液系统中，贮存循环使用的低压液体制冷剂，同时。