《制冷技术与原理》——第1章 制冷方法.ppt

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1、第2章制冷方法2.1物质相变制冷2.2电、磁、声制冷2.3气体涡流管制冷2.4气体膨胀制冷2.1.1蒸气压缩制冷2.1.2吸收式制冷2.1.3吸附式制冷2.1.4蒸汽喷射式制冷2.5绝热放气制冷气体液体固体凝固熔解升华凝华冷凝蒸发2.1物质相变制冷NEXT液体蒸发制冷2.1.1蒸气压缩式制冷包含：压缩机冷凝器节流阀蒸发器2.1.2蒸气吸收式制冷包含：吸收器发生器溶液泵热交换器冷凝器节流阀蒸发器吸收工质对∶水-氨；溴化锂水溶液-水工作原理：一定的液体对某种制冷剂气体的吸收能力随温度不同而变化消耗热能2.1.3吸附式制冷

2、吸附工质对∶沸石-水；硅胶-水；活性炭-甲醇；氯化锶-氨；氯化钙-氨间歇制冷，可采用两个以上吸附器实现连续制冷工作原理：一定的固体吸附剂对某种制冷剂气体的吸附能力随温度不同而变化有物理吸附和化学吸附两种方式包含：喷射器冷凝器泵锅炉冷凝器节流阀蒸发器2.1.4蒸气喷射式制冷蒸气喷射式制冷机只用单一物质为工质虽然从理论上谈可应用一般的制冷剂作为工质,但到目前为止，只有以水为工质的蒸气喷射式制冷机得到实际应用。当用水为工质所制取的低温必须在0℃以上，故蒸气喷射式制冷机目前只用于空调装置或用来制备某些工艺过程需要的冷媒水。2

3、.2电、磁、声制冷热电制冷(亦名温差电制冷、半导体制冷或电子制冷)是以珀尔帖效应的原理制冷。塞贝克效应：在两种不同金属组成的闭合线路中，如果保持两接触点的温度不同，就会在两接触点间产生一个电势差——接触电动势。珀尔贴效应：在两种不同金属组成的闭合线路中通以直流电，就会使一个接点变冷，一个变热，亦称温差电现象。2.2.1热电制冷半导体材料内部结构的特点，决定了它产生的温差电现象比其他金属要显著得多，所以热电制冷都采用半导体材料，亦称半导体制冷图2-165所示，当电偶通以直流电流时，P型半导体内载流子(空穴)和N型半导体

4、内载流子(电子)在外电场作用下产生运动，并在金属片与半导体接头处发生能量的传递及转换。如果将电源极性互换，则电偶对的制冷端与发热端也随之互换。NEXT多级热电堆一对电偶的制冷量是很小的，如φ6xL7的电偶对,其制冷量仅为3.3～4.2kJ/h为了获得较大的冷量可将很多对电偶对串联成热电堆，称单级热电堆单级热电堆在通常情况下只能得到大约50℃的温差。为了得到更低的冷端温度，可用串联、并联及串并联的方法组出多级热电堆，图2-166示出多级热电堆的结构型式。图2-166多级热电堆的结构型式a)串联二级热电堆b)并联二级热电

5、堆c)串并联三级热电堆半导体制冷设备的特点及应用1)半导体制冷设备的特点及应用不用制冷剂无机械传动部分冷却速度和制冷温度可任意调节可将冷热端互换体积和功率都可做得很小2)半导体制冷的用途方便的可逆操作可做成家用冰箱，或小型低温冰箱可制成低温医疗器具可对仪器进行冷却可做成零点仪2.2.2电化学制冷原理：化学反应伴随有吸热和放热例：FeCL2+0.5CL2吸热放热FeCL3电化学制冷装置：电解液在正极板上发生还原反映（吸热）在负极板上发生氧化反应（放热）电解液通过泵在正极槽和负极槽中循环2.2.3磁制冷1907年郎杰斐（

6、P.Langevin）就注意到：顺磁体绝热去磁过程中，其温度会降低。机理：固体磁性物质（磁性离子构成的系统）在受磁场作用磁化时，系统的磁有序度加强（磁熵减小），对外放出热量；再将其去磁，则磁有序度下降（磁熵增大），又要从外界吸收热量。这种磁性离子系统在磁场施加与除去过程中所出现的热现象称为磁热效应。不同的磁介质产生的附加磁场情况不同，附加磁场与原磁场方向相同的磁介质为顺磁体（如铁、锰）顺磁体：抗磁体：附加磁场与原磁场方向相反的磁介质为抗磁体（如铋、氢等）。磁制冷卡诺循环组成：1－2等温磁化（放热）2－3绝热退磁（降温

7、）3－4等温退磁（吸热制冷）4－1绝热磁化（升温）01234sT磁制冷装置冰箱磁场2.2.4热声制冷热声效应：可压缩流体的声振荡与固体介质之间由于热相互作用而产生的时均能量效应。声波在空气中传播时会产生压力、位移及温度的波动，当这种波动作用到固体边界时，就会发生明显的声波能量与热能的相互转换。即可制成声发动机和声制冷机1、涡流管结构组成：喷嘴、涡流室、分离孔板、控制阀及冷热两端的管子2.3气体涡流管制冷2气体涡流制冷机理涡流冷却效应实质：用人工的方法使压缩气体产生漩涡运动并分离为冷、热两部分，利用分离出来的冷气流即可

8、制冷。历史上第一次实现的气体制冷机是以空气作为工质的，并且称为空气制冷机压缩式空气制冷机的工作过程也是包括等熵压缩，等压冷却，等熵膨胀及等压吸热四个过程这与蒸汽压缩式制冷机的四个工作过程相近，其区别在于工质在循环过程中不发生集态改变2.4气体膨胀制冷2.4.1布雷顿制冷循环一、等熵膨胀制冷高压气体绝热可逆膨胀过程，称为等熵膨胀。气体等熵膨胀时，