制冷原理 第2章 制冷方法08.ppt

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1、第2章制冷方法2.1物质相变制冷固体相变冷却冰融化冰盐冷却干冰升华液体汽化制冷蒸汽压缩式吸收式蒸汽喷射式吸附式2.1.1相变制冷概述固体相变冷却冰融化335kj/kg冰盐冷却NaCl冰盐，温度-0.7x干冰升华646kj/kg-78摄氏度1）固体相变制冷2）液体汽化制冷（1）原理蒸发过程气液蒸发汽液1补充水抽出蒸汽2被冷却物质是否可行？是否可行？12冷却介质蒸发冷凝12冷却介质蒸发冷凝增压降压怎样才能制冷制热呢?2.1.2蒸气压缩式制冷利用制冷剂由液体状态汽化为蒸气状态过程中吸收热量，达到制冷的目的。蒸气压缩式制冷蒸气压缩式制冷基本系统2.1.2蒸汽压缩式制冷2.1.3吸收式制冷1）吸收式

2、制冷原理2.1.3吸收式制冷吸收式制冷机是一种以热能为主要动力的制冷机。蒸汽压缩制冷循环：压缩机（消耗机械功）吸收式制冷循环：吸收塔，解吸器，换热器，泵（消耗低品位热量）气体制冷剂回复液体状态利用吸收或吸附方式制冷剂蒸发吸收热量制冷2.1.3吸收式制冷循环吸收式制冷循环由于它是利用工质对的质量分数变化，完成制冷剂的循环，因而被称为吸收式制冷发生器节流阀2吸收器热交换器溶液泵蒸发器节流阀1冷凝器QHQAQK1234Q0蒸汽吸收式制冷2.1.4蒸汽喷射式制冷工作过程2.1.4蒸汽喷射式制冷图2-5蒸汽喷射式制冷系统1－喷射器（α－喷嘴b－扩压器c－吸入室）2－冷凝器3－蒸发器4－节流阀5、6－

3、泵冷却水去锅炉冷水工作蒸汽空调回水喷射器冷凝器节流阀蒸发器泵泵abca喷嘴；b扩压器；c吸入室2.1.4蒸汽喷射式制冷2.1.4蒸气喷射式制冷循环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。2.1.4蒸汽喷射式制冷图2-6蒸汽喷射式制冷机理论工作循环的温－熵图现在可根据图2-6进行理论循环的热力计算。(2-6)式中——被引射制冷蒸气的流量锅炉的供热量(2-7)式中——工作蒸气流量冷凝器放热

4、量(2-8)制冷量泵功较小，如果予以忽略，则整个制冷机的热平衡式为其中比值称为喷射系数，它表示1Kg工作蒸气能引射的低压蒸气的数量(2-9)(2-10)2.1.5吸附式制冷方法吸附式制冷原理对制冷剂气体具有吸附作用——固体吸附剂。固体吸附剂吸附时，产生制冷作用，吸附能力与温度有关；解析时，加热吸附剂，释放出制冷剂气体，并使之凝为液体。是以热能为动力的能量转换系统。吸附式制冷水吸附床冷凝器蒸发器白天脱附水夜间吸附吸附式制冷系统的特点具有不耗电、无任何运动部件、系统简单、没有噪声、无污染、不需维修。提供家庭用热水和冬季采暖用热源。缺点是循环属于间歇性的，太阳能的波动会进一步影响到系统的循环特性

5、。2.2电磁声制冷热电制冷磁制冷声制冷2.2.1热电制冷珀尔贴效应，在两种不同金属组成的闭合线路中，若通以直流电，就会使一个接点变冷，一个变热，亦称温差电现象。（正效应塞贝克效应，会在两接触点间产生一个电势差——接触电动势。）热电制冷——温差电制冷。半导体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。热电制冷PN冷结点热结点铜片图2-11由P型和N型半导体组成的热电制冷元件制冷方法单级热电堆热电制冷具有其显著特点不用制冷剂无机械传动部分冷却速度和制冷温可任意调节可将冷热端互换体积和功率都可做得很小方便的可逆操作可做

6、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2.3涡流管制冷是利用人工方法产生漩涡，使气流分为冷热两部分。利用分离出来的冷气流即可制冷。涡流管制冷装置涡流管制冷装置涡流管制冷系统2.4气体膨胀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2.4.1气体绝热节流1.实际气体的节流(1)节流过程的热力学特征通过膨胀阀时焓不变，因阀中存在摩擦阻力损耗，所以它是个不可逆过程，节流后熵必定增加理想气体的焓值仅是温度的函数，气体节流时温度保持不变，而实际气体的焓值是温度和压力的函数，节流后温度一般会发生变化。焦耳－汤姆逊系数(2-34)（2）焦耳－汤

7、姆逊效应由热力学微分方程式推导得(2-35)(2-34)节流过程的物理特征节流时温度降低节流时温度不变节流时温度升高对实际气体对空气和氧在P＜15×103kPa(2-36)对理想气体(3)转化温度与转化曲线在T－P图上绘制绝热节流条件下的等焓曲线图2-21实际气体的绝热节流曲线3）零效应的连线称为转化曲线，如图上虚线所示。2）若节流后气体温度保持不变，这样的温度称为转化温度。1）焦耳－汤姆逊系数就是图上等焓线的斜率4）节