制冷与空调彭榕北京航空航天大学能源与动力工程学院010-82339101* 本课程包括制冷部分和空调部分 制冷部分16学时，空调部分16学时。 制冷部分主要讲述蒸气压缩制冷循环。同时对其他制冷方法简单介绍。 空调部分主要讲述集中式空调系统。*参考书籍： 吴业正等编著，制冷与低温技术原理，高等教育出版社，2004 韩宝琦，李树林主编，制冷空调原理及应用（第二版），机械工业出版社，2003 戴永庆编，溴化锂吸收式制冷技术及应用，机械工业出版社，1996 王如竹主编，制冷学科进展研究与发展
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，科学出版社，2007*国内制冷技术研究高校和研究所： 上海交通大学 西安交通大学 清华大学 浙江大学 华中科技大学 同济大学 上海理工大学 中国科学院理化研究所（低温中心）*空调部分课程内容（一） 原有内容 干湿空气、焓－湿图； 冷热负荷计算； 空气处理； 空调的系统组成； 变频技术与飞行器空气调节*课程内容（二） 补充部份： 工业洁净环境； 生物洁净环境； 半导体制冷； 臭氧技术；*第一章绪论 制冷：使某物体或某空间达到低于周围环境的温度，并使之维持这个温度。 制冷技术应用广泛。空气调节，食品和物资储存，工业生产工艺，低温和超低温。 实现制冷的两种途径：利用天然冷源；利用人造冷源（人工制冷）。*蒸气压缩制冷 蒸气压缩制冷法是液体气化制冷法的一种，其工作原理是：低温低压液体在蒸发器中吸热变成低压低温气体，经过压缩机压缩变成高温高压气体，然后在冷凝器中放热冷凝为高温高压液体，最后经过膨胀机构节流膨胀变成低温低压液体。*单级压缩式的制冷循环原理典型的单级压缩式的制冷
流程
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图*制冷系统原理图冷却水冷冻水冷媒冷凝器主机膨胀阀压缩机蒸发器冷却塔空调末端空调制冷系统流程示意图低温低压气体7℃12℃32℃37℃高温高压气体低温高压液体低温低压液体*吸收式与压缩式的比较* 比较项目 压缩式 吸收式 结构 压缩机 吸收器、液泵、发生器 耗能类型 机械能 热能（蒸汽、燃油、燃气、废热、余热） 工况特点 冷凝压力高 冷凝压力低 制冷工质 制冷剂（氨、氟里昂） 工质对：吸收剂-制冷剂（溴化锂-水、水-氨） 热力计算 压缩式制冷热力计算 溴化锂吸收式制冷热力计算溴化锂吸收式制冷机单效溴化锂吸收式制冷机*蒸气喷射式制冷机*热电式制冷技术1．制冷原理（半导体制冷）：利用某种半导体材料的热电效应。建立在帕尔帖(peltire)效应（电流流过两种不同导体的界面时，将从外界吸收热量，或向外界放出热量）原理上。2．工作过程*吸附式制冷技术1.制冷原理：固体吸附剂受热解吸出制冷剂，在制冷剂压力达到冷凝压力时即开始解吸-冷凝过程，制冷剂被冷凝成液体。2.特点：无膨胀阀吸附床间歇式制冷3.结构及工作过程：*第一章绪论 现代制冷是指人工制冷。 人工制冷的办法：液体气化法，气体膨胀法，热电法等。 按制冷温度的不同分类：普通制冷：高于-120K深度制冷：-120K—20K低温和超低温：20K-0.3K超低温：0.3K以下*制冷技术的应用领域 工业生产 农牧业 建筑业 食品工业 国防工业 医疗卫生（低温除水，超高真空等）（人工气候室育种，人造雨雪等）（制冷冻结土壤以便挖掘）（冷冻保鲜等）（仪表控温，环境模拟等）（低温麻醉，人工冬眠等）*制冷技术的发展概况16世纪，人类开始使用冰盐混合物对食物保鲜1834年，英国人波尔金斯制成用乙醚为工质的制冷机1844年，美国人约翰.高里制成用空气为工质的制冷机1862年法国人卡尔里制成吸收式制冷机1874年瑞士人皮克采用二氧化硫做制冷剂，同年德国人林杰设计成功氨制冷机1881年林杰和文德豪津制成二氧化碳制冷机1930年后开始使用氟利昂作为制冷剂*制冷技术在国内发展概况1980年代初，进口电冰箱逐渐进入家庭1980年代后期，空气调节器逐步进入家庭1990年代中期，最大的冰箱和空调产品制造国总体而言，制冷大国，大而不强。*分布式能源系统组成： 活塞式发动机（核心机） 太阳能光伏或光热系统（辅机） 制冷系统（吸收式和蒸气压缩制冷机） 热气系统（供暖、热水、厨具）影响： 人类重回“薪材时代” 电力工业的终结者*社区冷热电气联供系统 管道燃气供应 供暖系统 制冷空调系统 生活废水处理系统 生活垃圾处理系统 生活用电供应 太阳能与风能管理系统*生活废水（液体） 饮食（剩饭菜、餐具清洗） 清洁（衣服、洗澡、家庭卫生） 厕所清洗（有机肥料）*生活垃圾（固体） 废纸、废衣服、废家具 食物残渣 无机固体（装修）*制冷与低温工程制冷与低温工程技术方法： 物质相变制冷（液氦的沸点：0.93K） 半导体制冷（可到20K） 磁制冷（<1K） 激光冷却技术（10-12K）应用领域 超高真空技术（凝聚态物理、半导体技术） 超精密加工技术*原子晶格结构简图*加热元件加热元件 镍铬、铁铬铝电阻丝（1000℃） 碳化硅发热体（1300℃） 二硅化钼发热体（国内1650℃，国外1800℃） 石墨发热体（3000℃）（还原气氛） 钼丝通氢气（国内1600℃，国外1900℃） 钨丝（大于2000℃）（还原气氛）*高温测量高温测量 镍铬、铁铬铝热电偶（1200℃） 铂铑－铂热电偶（1700℃） 钨－铼热电偶（2000℃）（还原气氛） 碳化硼热电偶（2200℃）（还原气氛） 光学高温计（IRCON，Raytek）*超高真空技术超高真空获得设备 旋片泵和滑阀泵（10－1Pa） 扩散泵（10－1～10－5Pa） 涡轮分子泵（10－1～10－7Pa） 钛升华泵和离子泵（10－5～10－8Pa） 低温泵（10－1～10－10Pa）*低温泵*超高真空技术应用领域 极端条件凝聚态物理（玻色－爱因斯坦凝聚的实现） 先进半导体制造（Ⅲ－Ⅴ族半导体） 电子真空管制造技术（磁控管、速调管、行波管） 精密惯性导航技术（静电陀螺、压电陀螺）*洁净技术应用领域 先进制造技术的支撑技术 半导体制造技术 超精密加工技术 食品工业和医疗卫生（臭氧消毒） 生物制药（中国GMP、美国FDA） 实验动物制冷技术产值约为高技术工业产值1/10.*制冷技术课程要求1.了解制冷剂、载冷剂的分类、特点2.掌握热力学、传热学和流体力学的基础知识3.掌握单级蒸汽压缩制冷的组成、原理、热力计算及各种影响因素的分析4.掌握多级蒸汽压缩制冷的组成、工作过程和工作特点5.掌握吸收式制冷的原理、类型、工作过程与及热力计算6.了解其他各类制冷方法的简单原理7.了解热泵的原理、特点、分类及应用8.能查阅有关制冷方面的资料、图表、
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