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市场部制冷原理培训讲义 1 制冷方法概述 　　制冷技术是为适应人们对低温条件的需要而产生和发展起来的。　　制冷作为一门科学是指用人工的方法在一定时间和一定空间内将某物体或流体冷却,使其温度降到环境温度以下，并保持这个低温。　　这里所说的冷是相对于环境而言的。灼热的铁放在空气中，通过辐射和对流向环境传热，逐渐冷却到环境温度。它是自发的传热降温，属于自然冷却，不是制冷。制冷就是从物体或流体中取出热量，并将热量排放到环境介质中去，以产生低于环境温度的过程。　　机械制冷中所需机器和设备的总合称为制冷机。制冷机中使用的工作介质称为制冷剂。制冷剂在制冷机中循环流动，同时与外界发生能量交换，即不断地从被冷却对象中吸取热量，向环境排放热量。制冷剂一系列状态变化过程的综合为制冷循环。为了实现制冷循环，必须消耗能量。所消耗能量的形式可以是机械能、电能、热能、太阳能或其它可能的形式.　　制冷技术的研究内容可以概括为以下三方面：①研究获得低温的方法和有关的机理以及与此相应的制冷循环，并对制冷循环进行热力学的分析和计算。②研究制冷剂的性质，从而为制冷机提供性能满意的工作介质。机械制冷要通过制冷剂热力状态的变化才能实现。所以，制冷剂的热物理性质是进行循环分析和计算的基础数据。此外，为了使制冷剂能实际应用，还必须掌握它们的一般物理化学性质。③研究实现制冷循环所必须的各种机械和技术设备，包括它们的工作原理、性能分析、结构设计，以及制冷装置的流程组织、系统配套设计。此外，还有热绝缘问题，制冷装置的自动化问题，等等。 2．物质相变制冷 物质有三种集态气态、液态、固态。物质集态的改变称之为相变。相变过程中，由于物质分子的重新排列和分子热运动速度的改变，会吸收或放出热量。这种热量称作潜热。物质发生从质密态到质稀态的相变是将吸收潜热；反之，当它发生有质稀态向质密态的相变时，则放出潜热。 ? ?????? 　　各部件的作用 　　压缩机: 压缩和输送制冷蒸汽，并造成蒸发器中低压、冷凝器中高压，是整个系统的心脏。　　冷凝器: 是输出热量的设备，将制冷剂在蒸发器中吸收的热量和压缩机消耗功所转化的热量排放给冷却介质。　　　　节流阀: 对制冷剂起节流降压作用，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对象的热量，从而达到制冷的目的。 ? 单级蒸气压缩式制冷理论循环的热力计算 ????　　在进行制冷循环的热力计算之前,首先需要了解系统中各设备内功和热量的变化情况,然后再对循环的性能指标进行分析和计算。 　　根据热力学第一定律，如果忽略位能和动能的变化，稳定流动的能量方程可表示为 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(1) 　　式中 Q 和 P 是单位时间内加给系统的热量和功;qm是流进或流出该系统的稳定质量流量；h是比焓;下标1和2分别表示流体流进系统和离开系统的状态点.当热量和功朝向系统时,Q 和 P 取正值. 　　(1) 节流阀 　　制冷剂液体通过节流孔口时绝热膨胀，对外不作功, P=0,故方程式(1)变为 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(2) 因此，可认为节流前后其值不变.节流阀出口处（点4）为两相混合物，它的焓值也可由下式表示： 　　式中 hf0 和hg0 分别为蒸发压力p0 下饱和液体和饱和蒸汽的焓值；x4 为制冷剂出节流阀时的干度。将上式移项并整理得 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（3） 　　点4比容为 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（4） 式中 Vf0 和Vg0 分别为蒸发温度t0 下饱和液体和饱和蒸汽的比容。 　　（2）压缩机 　　如果忽略压缩机与外界环境所交换的热量，则由式（1）得 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（5） 式中 （h2-h1)表示压缩机每压缩并输送1kg的制冷剂所消耗的功，称为理论比功。 　　（3）蒸发器 　　被冷却物质通过蒸发器向制冷剂传送Q0 ,因为蒸发器不作功，故方程式（1）变为 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（6） 　　由上式可以看出制冷量与两个因数有关：制冷剂的质量流量qm和制冷剂进出口蒸发器的焓差(h1-h4)。(h1-h4)称为单位质量制冷量，它表示1kg制冷剂在蒸发器内从被冷却物质中吸取的热量，用q0表示。 　　质量流量与容积qv有如下关系： 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（7） 　　用压缩机进口出V1代入上式得： 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（8） 　　将方程（8）代入（6）得: