空气调节用制冷技术..doc

空气调节用制冷技术 0 绪论 0.1 人工制冷的方法 本课程为“空气调节”用制冷技术，即是此制冷技术是为“空调”服务的。供热工程由热源、热网和热用户组成，热源是为热用户服务的。本课程作为空气调节之“冷源”的一门技术，讲述其制冷方法、工作原理、制冷系统的组成、设备构造及其计算、系统设计、运行调节等。 什么是空气调节？——使某一特定空间（房间）内空气温度、相对湿度、空气流速、压力、洁净度等参数进行人工调节的技术称为空气调节，简称为空调。对于某一空间，在夏季由于太阳辐射或内外温差向室内传进热量，以及室内人员、灯光、设备产生热量及湿量而在室内形成热、湿负荷，若要保持这房间内空气温、湿度，就必须要求空调设备将这些热、湿负荷从室内转移出去。如何转移呢？方法是利用温度较低的介质来吸取这些热量。 什么是制冷？——制冷是将低温热源（某物体或某空间）中的热量转移到高温热源中去，使其达到比环境更低的温度，并使之维持这个温度的过程。如冷库、冰箱等。 技术——在某一领域（某方面）积累的知识和经验或某方面的技巧。 所以说，制冷技术就是将低温热源中的热量转移到高温热源中去的知识、经验或技巧。 实现制冷可以通过两种途径：利用天然冷源和利用人工冷源。 天然冷源是自然界存在的冷源，例如冰、雪、地下水等，可用作食品的冷藏和防暑降温。我国对天然冷源的应用有悠久的历史，而且在采集、贮存和使用天然冷源方面积累了丰富的经验，直到现在，天然冷源在一些地区仍然得到应用。天然冷源具有价廉、贮量大等优点，而且利用它还不需要复杂的技术和设备。所以在满足使用要求的前提下，应优先考虑利用天然冷源。但是天然冷源受时间、地区及运输条件的限制，一般不能得到0℃以下的温度，而且不易控制和调节。所以天然冷源只用在防暑降温和少量食品的短期贮藏方面。工业生产及科学试验等对低温的要求，大都是通过人工冷源来实现。 人工冷源是利用各种类型的制冷机械进行冷量的生产，即利用人工的方法实现制冷。人工制冷需要比较复杂的技术和设备，而且生产的冷量成本较高，但是它完全避免了天然冷源的局限性，特别是可以根据不同的要求获得不同的低温。 人工制冷可以获得的温度称为制冷温度。人工制冷能达到的制冷温度范围很广范，从稍低于环境温度直到接近于绝对零度。 实现人工制冷的途径 制冷的方法很多，可分为物理方法和化学方法。但绝大多数为物理方法。目前人工制冷的方法主要有相变制冷（蒸发制冷）、气体膨胀制冷和半导体制冷三种。 １3. 气体涡流制冷 高压气体经涡流管膨胀后即可分离为热、冷两股气流。（1931年法国兰克） 4.半导体制冷（热电制冷） 1834年，法国物理学家帕尔帖发现了热电制冷和制热效应。（我们知道，由两种不同导体组成的一个闭合环路，如图所示，A、B分别表示两种不同的导体，当其中一个联接点被加热（称为热端），另一个联接点被冷却（称为冷端）时，也就是两个联接点有温差存在时，便在环路中产生了电动势，称为温差电动势，其大小与导体的性质及两个联接点的温差有关。对于两种导体，当冷端温度一定时，电动势的大小只与热端的温度有关。根据这个电动势的大小，就可以确定热端周围介质的温度。这种热电效应又叫温差电效应，也就是我们通常用来测量温度的热电偶原理。相反，如果在电路中通入电流，则一个联接点的温度就会降低成为吸热端（冷端），而另一个联接点的温度会上升成为放热端（热端），这样就形成了热电制冷和制热的效应。）珀尔帖效应告诉我们：两种不同金属组成的闭合电路中接上一个直流电源时，则一个接合点变冷，另一个接合点变热。但是纯金属的珀尔帖效应很弱，且热量通过导线对冷热端有相互干扰，而用两种半导体（Ｎ型和Ｐ型）组成的直流闭合电路，则有明显的珀尔帖效应且冷热端无相互干扰。因此，半导体制冷就是利用半导体的温差电效应实现制冷的。 热电制冷的系统和过程不同于另外两种制冷方式，它不需要借助工质实现能量的转移，整个装置没有任何机械运动部件，运行中没有噪声，设备体积小，便于实现自动控制，但耗电量大，制冷量小，能够获得的温差也不大。目前温差电制冷只用在小型制冷器中，如电子计算机恒温冷却、精密测量仪器的冷源及精密机床的油箱冷却器等等，都是温差电制冷。 利用物理现象制冷的方法还有很多，我们不一一介绍。综合上述，目前生产实际中广泛应用的制冷方法是：利用液体的气化实现制冷，这种制冷常称为蒸气制冷。我们将重点学习它。它的类型有：蒸汽压缩式制冷（消耗机械能）、吸收式制冷（消耗热能）和蒸汽喷射式制冷（消耗热能）三种。 制冷体系的划分 制冷服务对象不同，要求的制冷温度也不同。在工业生产和科学研究上，人们通常根据制冷温度的不同把人工制冷分为“普冷”和“深冷”两个体系。一般把制冷温度高于－120℃的称为“普冷”、低于－120℃的称为“深冷”。其中深冷又可分为深度制冷、低温制