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杭州电子科技大学－精品课程制冷空调与自动化(?Automation?of?Refrigeration? Air-conditioning?)?? 杭州电子科技大学自动化学院人工环境实验室精品课制作小组2007年8月第一讲 制冷技术概述第一节 制冷技术发展的历史第二节 制冷的主要方法 第三节 制冷技术在国民经济的应用 第四节 本课程的安排与基本要求 第一节 制冷技术发展的历史什么是制冷技术？制冷技术就是研究人工冷却的一门科学。研究内容包括：制冷过程、制冷过程热力学和传热学原理，以及制冷机器与设备的制造、性能、操作与控制、故障诊断与维修技术等。目前制冷技术实际上是一门非常综合性的学科，涉及到多个领域。 人类 “制冷技术”的发展，经历了“自然冷却”和“人工制冷”两个阶段。我国早在三千年前的周朝 ———人们利用天然冰来冷藏食品和制作饮料 《诗经》: “二之日凿冰冲冲,三之日纳入凌阴” 汉书?《周礼》中记载了: 周朝专管冰的官史——凌人春秋战国和秦汉时期:天然用冰制冷技术有了较大的发展 《汉书》上载道: 春秋时期，秦国皇宫造有一座冰宫魏国曹植在《大暑赋》中有: “积素冰于幽馆，气飞积而为霜”秦汉以后: 冰的应用范围逐步扩大唐朝， 在长安市场出现了一种有名的冷饮： 槐叶冷淘 “青青高槐叶，采摘付中橱，经齿冷于雪，劝人投此珠” ———杜甫 元朝:饮料生产技术已相当发达 意大利著名旅游家——马可.波罗， 曾来我国长期居住，并把饮料生产技术带回意大利，传向欧洲。 近代现代：自然冷却技术的在各领域得到全面发展冰镇啤酒、饮料，冰冻鱼肉地窑、山洞的综合运用发动机、机床的水冷却电风扇、水空调1755年 化学家库仑在爱丁堡利用乙醚蒸发制造出冰——人类首次人工制冷1834年 美国发明家波尔斯在伦敦造出了第一台以乙醚为工质的蒸汽压缩机1844年 美国医生高里在弗罗里达州利用刚发明的制冰机造出了第一台空调器，并于1851年获得美国专利（No 8080#）1910年 第一台以氨为工质的冰箱问世1920年 美国开利公司制造出第一台开启式压缩机的卧式柜型空调器1930年 第一台以氟利昂为工质（R-12)的制冷机问世1951年 第一台窗式空调器正式问世1964年 我国第一台“双鹿”牌——窗式空调器问世80年代末 我国电冰箱产量占全世界第一位90年代中 我国空调器产量占全世界第一位第二节 制冷的主要方法及分类1. 主要方法分类相变制冷－蒸汽压缩，吸收式制冷，吸附式制冷气体绝热膨胀制冷气体涡流管制冷热电制冷磁制冷太阳能制冷热管制冷脉管制冷等等蒸汽压缩以及吸收式制冷气体绝热膨胀制冷涡流制冷热电制冷磁热效应-磁制冷磁热效应： 利用磁致冷材料的磁热效应(基本原理是磁性材料的磁化放热和退磁吸热)。 基于材料的磁热效应和一定的热力流程可以构成磁制冷循环。永磁体驱动室温磁制冷原理样机2. 制冷技术的分类：制冷技术一般按温度范围来划分，可分为：120K（-153 ℃）以上 ——— 普通制冷 120K~20K（-153 ℃ ~ -253 ℃ ）——— 深温制冷120K~20K（-153 ℃ ~ -253 ℃ ）——— 深温制冷 20K~0.3K（-253 ℃ ~ -273 ℃ ）——— 低温制冷 0.3K （-273 ℃）以下 ———超低温制冷绝对温度T（K）= 摄氏温度t (℃）+ 273华氏温度F（℉ ）= 1.8 × 摄氏温度t (℃）+ 32图1-17 低温温度范围 第三节 制冷技术应用1. 空气调节2. 人工环境3. 食品冷冻与冷冻干燥4. 低温生物医学技术5. 低温电子技术6. 机械设计7. 红外遥感技术8. 加工过程9. 材料回收10. 火箭推力系统与高能物理图1-26 制冷与空调的关系 (1)干式冷却 (2)减湿冷却 (3)减湿与干式冷却混合方式 1. 空气调节制冷和空调的关系相互联系又独立制冷在空调中的作用 (1) 低温环境试验 (2) 湿热试验 (3) 盐雾试验 (4) 多种气候试验 (5) 空间模拟试验 2.人工环境用人工方法构成各种人们所希望达到的环境条件，包括地面的各种气候变化和高空宇宙及其它特殊的要求。 与制冷有关的人工环境试验有以下几种 (1) 食品的冷藏与冷却 (2) 食品的冻结与冻藏 (3) 冷冻干燥 3. 食品冷冻与冷冻干燥根据对食品处理方式不同，食品低温处理工艺可分3类： 低温生物学-研究低温对生物体产生的影响及应用的学科。 低温医学-研究温度降低对人类生命过程的影响，以及低温技术在人类同疾病作斗争中的应用的学科。 低温生物医学-低温生物学和低温医学的统称。 (1)细胞组织程序冷却的低温保存(2)超快速的玻璃化低温保存方法(3)利用低温器械使病灶细胞和组织低温损伤 而坏死的低温外科。