《制冷設(shè)備原理與維修》 課件 第一章.制冷與空調(diào)技術(shù)基礎(chǔ)

制冷設(shè)備原理與維修全國(guó)中等職業(yè)技術(shù)學(xué)校電子類(lèi)專(zhuān)業(yè)教材第一章制冷與空調(diào)技術(shù)基礎(chǔ)第一章

制冷與空調(diào)技術(shù)基礎(chǔ)1-11-21-3熱力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)制冷與空調(diào)基本原理制冷劑和冷凍機(jī)油31-1熱力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)學(xué)習(xí)目標(biāo)1．熟悉物質(zhì)的基本狀態(tài)參數(shù)及理想氣體各參數(shù)間的相互關(guān)系。2．了解熱量、比熱容的相關(guān)知識(shí)，熟悉熱量的傳遞形式。3．了解物質(zhì)的三種狀態(tài)，理解顯熱與潛熱、汽化與液化、飽和溫度與飽和壓力、過(guò)熱與過(guò)冷、臨界溫度與臨界壓力等基本概念。4．熟悉熱力學(xué)定律及其應(yīng)用。5一、溫度與溫標(biāo)1.溫度嚴(yán)冬很冷，酷暑很熱，這種通過(guò)人們的感覺(jué)來(lái)確定冷熱程度的誤差很大，并不是很準(zhǔn)確。實(shí)際上，冷熱程度可以用物理量來(lái)進(jìn)行客觀表達(dá)。當(dāng)兩個(gè)冷熱程度不同的物體相互接觸時(shí)，熱量會(huì)自動(dòng)從熱物體傳向冷物體，使熱物體變冷，冷物體變熱，最終兩物體的冷熱程度達(dá)到相同不再變化，此時(shí)兩物體達(dá)到熱平衡狀態(tài)。這種驅(qū)動(dòng)熱量傳遞的宏觀性質(zhì)稱(chēng)為溫度。冷熱程度不同，溫度就不同。溫度是衡量冷熱程度的標(biāo)尺，溫度的高低決定了熱量傳遞的方向6一、溫度與溫標(biāo)1.溫度從宏觀上講，溫度是表示物體冷熱程度的物理量；從微觀上講，溫度反映了分子熱運(yùn)動(dòng)的劇烈程度。溫度與人類(lèi)的生活息息相關(guān)，是確定物質(zhì)狀態(tài)的基本參數(shù)之一。圖1-1-1所示為某城市一周溫度曲線變化過(guò)程，根據(jù)曲線的特點(diǎn)，可以確定溫度變化的不同程度和規(guī)律，為人們安排日常生活和生產(chǎn)活動(dòng)提供方便。圖1-1-1某城市一周溫度曲線變化過(guò)程7一、溫度與溫標(biāo)2.溫標(biāo)為了便于度量溫度數(shù)值的高低，人們對(duì)測(cè)溫標(biāo)尺的零點(diǎn)和分度法做了規(guī)定，制定了溫度的標(biāo)定方法和測(cè)量數(shù)值單位。用來(lái)定量描述溫度的方法稱(chēng)為溫標(biāo)。常用的溫標(biāo)有攝氏溫標(biāo)、華氏溫標(biāo)和開(kāi)氏溫標(biāo)三種，如圖1-1-2所示。圖1-1-2

常用的溫標(biāo)8一、溫度與溫標(biāo)2.溫標(biāo)攝氏溫度的符號(hào)用t表示，其單位是攝氏度，記作℃。在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，以水的冰點(diǎn)為0℃，沸點(diǎn)為100℃，其間劃分為100等份，每等份間隔為1℃。攝氏溫標(biāo)是瑞典物理學(xué)家攝爾修斯在1742年制定的。我國(guó)普遍采用攝氏溫標(biāo)，如果沒(méi)有特別說(shuō)明，人們?cè)谌粘Ｉ钪兴f(shuō)的溫度數(shù)值就是攝氏溫度。例如，天氣預(yù)報(bào)播報(bào)的城市溫度數(shù)值指的就是攝氏溫度。（1）攝氏溫標(biāo)9一、溫度與溫標(biāo)2.溫標(biāo)華氏溫度的符號(hào)用F表示，其單位是華氏度，記作℉。在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，以水的冰點(diǎn)為32℉，沸點(diǎn)為212℉，其間劃分為180等份，每等份間隔為1℉。華氏溫標(biāo)是德國(guó)物理學(xué)家華倫海特在1710年制定的，在歐美國(guó)家被廣泛采用。（2）華氏溫標(biāo)10一、溫度與溫標(biāo)2.溫標(biāo)開(kāi)氏溫度的符號(hào)用T表示，其單位是開(kāi)爾文，簡(jiǎn)稱(chēng)為開(kāi)，記作K。在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，以水的冰點(diǎn)為273.15K，沸點(diǎn)為373.15K，其間劃分為100等份，每等份間隔為1K。開(kāi)氏溫標(biāo)是英國(guó)科學(xué)家開(kāi)爾文在1848年建立的。開(kāi)氏溫標(biāo)把物質(zhì)分子熱運(yùn)動(dòng)完全停止時(shí)作為0K，與測(cè)溫物質(zhì)的屬性無(wú)關(guān)。開(kāi)氏溫標(biāo)對(duì)于熱力學(xué)的研究意義重大，又稱(chēng)為熱力學(xué)溫標(biāo)。（3）開(kāi)氏溫標(biāo)11一、溫度與溫標(biāo)3.三種溫標(biāo)的相互關(guān)系表1-1-1所列為三種溫標(biāo)的相互關(guān)系。表1-1-1

三種溫標(biāo)的相互關(guān)系12一、溫度與溫標(biāo)4.溫度計(jì)僅憑人的感覺(jué)來(lái)判斷物質(zhì)的冷熱程度是不準(zhǔn)確的，要準(zhǔn)確判斷物質(zhì)的冷熱程度，必須使用專(zhuān)門(mén)用來(lái)計(jì)量物質(zhì)溫度高低的裝置——溫度計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)。常用的溫度計(jì)有液柱式、指針式、數(shù)顯式等幾種。13一、溫度與溫標(biāo)4.溫度計(jì)液柱式溫度計(jì)根據(jù)測(cè)溫物質(zhì)不同，分為煤油溫度計(jì)、酒精溫度計(jì)、水銀溫度計(jì)等，它們是根據(jù)液體熱脹冷縮的性質(zhì)制成的。溫度升高時(shí)，液體膨脹，液柱上升；溫度降低時(shí)，液體收縮，液柱下降。液柱式溫度計(jì)由內(nèi)徑較細(xì)的玻璃殼體、玻璃泡、測(cè)溫物質(zhì)和刻度等組成。日常生活中常用的寒暑表、體溫計(jì)都屬于液柱式溫度計(jì)。寒暑表如圖1-1-3所示，體溫計(jì)如圖1-1-4所示。（1）液柱式溫度計(jì)圖1-1-3寒暑表14一、溫度與溫標(biāo)4.溫度計(jì)液柱式溫度計(jì)的測(cè)量方法如下。1）測(cè)溫前要估計(jì)被測(cè)物質(zhì)的大致溫度范圍，選擇合適的溫度計(jì)。2）測(cè)溫時(shí)要保證玻璃泡與被測(cè)物質(zhì)緊密接觸，不可觸碰其他物體。3）觀察玻璃殼體上的液柱，當(dāng)液柱位置穩(wěn)定且不再變化時(shí)，讀出所對(duì)應(yīng)的刻度數(shù)值。（1）液柱式溫度計(jì)圖1-1-4體溫計(jì)15一、溫度與溫標(biāo)4.溫度計(jì)指針式溫度計(jì)利用雙金屬片的熱脹冷縮原理制成，如圖1-1-5所示。在殼體內(nèi)采用兩種熱膨脹系數(shù)不同的金屬盤(pán)制成螺旋狀，鉚合在一起作為感溫元件。當(dāng)溫度發(fā)生變化時(shí)，兩種金屬膨脹或收縮量不同，使螺旋狀裝置產(chǎn)生不同彎曲程度的變化，與之相連的指針就在刻度盤(pán)上指示出溫度的變化。（2）指針式溫度計(jì)16圖1-1-5指針式溫度計(jì)一、溫度與溫標(biāo)4.溫度計(jì)數(shù)顯式溫度計(jì)裝有液晶顯示屏，可將測(cè)量的溫度數(shù)值在屏幕上直接顯示出來(lái)，與其他種類(lèi)的溫度計(jì)相比，具體直觀、方便的特點(diǎn)，如圖1-1-6所示。數(shù)顯式溫度計(jì)的感溫元件是高精度的熱敏電阻，測(cè)量精度較高。（3）數(shù)顯式溫度計(jì)圖1-1-6數(shù)顯式溫度計(jì)17二、壓力、壓強(qiáng)與真空度1.壓力當(dāng)一個(gè)作用力作用于物體時(shí)，受力物體會(huì)產(chǎn)生形變，這個(gè)力稱(chēng)為壓力?，F(xiàn)實(shí)生活中的例子有很多，桌子上的物體給桌面的壓力、水桶內(nèi)的水給水桶的壓力等，如圖1-1-7所示。在一個(gè)密閉的容器內(nèi)盛裝某種氣體、液體物質(zhì)，由于大量分子不停地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，不斷與容器器壁發(fā)生撞擊，這種撞擊就表現(xiàn)為氣體、液體對(duì)容器器壁產(chǎn)生壓力。這個(gè)壓力的方向總是垂直于容器表面。圖1-1-7壓力18二、壓力、壓強(qiáng)與真空度2.壓強(qiáng)實(shí)際中，人們習(xí)慣把液體、氣體的壓強(qiáng)稱(chēng)為壓力，在制冷技術(shù)領(lǐng)域也是如此，所說(shuō)的壓力數(shù)值實(shí)際上是指壓強(qiáng)的大小。19單位面積上受到的壓力大小稱(chēng)為壓強(qiáng)。壓強(qiáng)=壓力/受力面積，即p=F/S我國(guó)法定的壓強(qiáng)單位為帕斯卡，簡(jiǎn)稱(chēng)帕，用Pa表示。1帕=1牛/米2，即1Pa=1N/m2由于Pa單位太小，制冷工程計(jì)量上常用其倍數(shù)單位MPa（兆帕）來(lái)表示。1MPa=106Pa二、壓力、壓強(qiáng)與真空度3.大氣壓與標(biāo)準(zhǔn)大氣壓空氣中的氣體分子運(yùn)動(dòng)過(guò)程中與物體表面不斷發(fā)生碰撞產(chǎn)生的壓力，稱(chēng)為大氣壓。地球上空氣密度是不同的，靠近地球表面的地方，空氣密度相對(duì)大，其大氣壓高。遠(yuǎn)離地球表面近的地方，空氣密度相對(duì)小，其大氣壓低。大氣壓的高低不但隨高度位置的變化而變化，與氣候、溫度等條件也有密切的關(guān)系。20二、壓力、壓強(qiáng)與真空度3.大氣壓與標(biāo)準(zhǔn)大氣壓在緯度45°的海平面上，當(dāng)溫度為0℃時(shí)，760mm高水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)叫做標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，用符號(hào)“atm”表示。211標(biāo)準(zhǔn)大氣壓（1atm）=1.01325×105Pa壓強(qiáng)有時(shí)也采用液柱高度來(lái)表示，例如毫米水柱（mmH2O）、毫米汞柱（mmHg）等。若ρ為液體密度，h為液柱高度，容器底面積為S，則F=ρgSh二、壓力、壓強(qiáng)與真空度3.大氣壓與標(biāo)準(zhǔn)大氣壓壓強(qiáng)為22p=F/S=ρgh影響液體壓強(qiáng)的因素是液柱高度和液體的密度，與容器底面積無(wú)關(guān)。二、壓力、壓強(qiáng)與真空度4.壓強(qiáng)單位的換算制冷工程中常用的壓強(qiáng)單位有帕（Pa）、標(biāo)準(zhǔn)大氣壓（atm）、巴（bar）、磅/平方英寸（psi）等。壓強(qiáng)單位換算關(guān)系見(jiàn)表1-1-2。表1-1-2壓強(qiáng)單位換算關(guān)系23二、壓力、壓強(qiáng)與真空度5.絕對(duì)壓力與相對(duì)壓力由于測(cè)量與計(jì)算的需要，常常需要用到絕對(duì)壓力與相對(duì)壓力等幾種方式來(lái)表示壓力的大小。絕對(duì)壓力是以絕對(duì)真空作為基準(zhǔn)，容器中的氣體對(duì)容器內(nèi)壁產(chǎn)生的實(shí)際壓力。相對(duì)壓力是以大氣壓力作為基準(zhǔn)，容器中的氣體對(duì)容器內(nèi)壁產(chǎn)生的壓力。絕對(duì)壓力與相對(duì)壓力的換算關(guān)系為：絕對(duì)壓力=相對(duì)壓力+大氣壓力由于大多數(shù)測(cè)壓儀表所測(cè)得的壓力都是相對(duì)壓力，故相對(duì)壓力也稱(chēng)表壓力。表壓力=絕對(duì)壓力-大氣壓力24二、壓力、壓強(qiáng)與真空度6.真空度氣體的絕對(duì)壓力小于大氣壓力時(shí)的狀態(tài)稱(chēng)為真空，它們之間的差值稱(chēng)為真空度。制冷系統(tǒng)中的壓力數(shù)值如果低于外界大氣壓力，安裝在制冷系統(tǒng)上的壓力真空表所測(cè)量的表壓力就會(huì)是負(fù)值，即真空度，如圖1-1-8所示。氣體實(shí)際壓力越小，真空度越高。圖1-1-8真空度25三、熱能與熱量1.熱能熱能是物質(zhì)內(nèi)部分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能，它是隨物質(zhì)運(yùn)動(dòng)由一種形式轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N形式的能量，是實(shí)現(xiàn)內(nèi)能運(yùn)動(dòng)的基本條件。制冷技術(shù)就是研究和利用熱能的轉(zhuǎn)移過(guò)程及數(shù)量的科學(xué)。2.熱量熱量是物體吸熱或放熱多少的物理量，它是物質(zhì)在狀態(tài)變化過(guò)程中能量轉(zhuǎn)換和變化的一個(gè)度量，用符號(hào)Q表示。26三、熱能與熱量3.熱量單位的換算（1）在工程單位制中，熱量的單位為大卡（kcal）。271kcal為1kg純水在1atm下溫度升高1℃所需要的熱量。在上述條件下把1g純水升高1℃所需的熱量稱(chēng)為1cal（1卡）。（2）在國(guó)際單位制中，熱量的單位為焦耳（J）。1J=0.24cal1kJ=1000J三、熱能與熱量3.熱量單位的換算（3）在英制單位中，熱量的單位為“英熱單位”。281磅純水升高或降低1℉所吸收或放出的熱量，稱(chēng)為1個(gè)英熱單位（Britishthermalunit），簡(jiǎn)寫(xiě)為Btu。1Btu=0.25kcal=1.05kJ（4）在大型制冷工程中，熱量的單位為“冷噸”。在24h內(nèi)將1噸純水從0℃的水凍結(jié)為0℃的冰所需要的熱量稱(chēng)為1冷噸。1冷噸=13878kJ/h三、熱能與熱量4.熱量的傳遞熱量傳遞是自然界普遍存在的一種自然現(xiàn)象。熱量從高溫物體傳遞給低溫物體，或從物體中溫度較高的部位傳遞給溫度較低的部位。溫度高的物體失去熱能而溫度下降，溫度低的物體得到熱能而溫度升高。這種熱能在溫差作用下的轉(zhuǎn)移過(guò)程稱(chēng)為熱量的傳遞。熱量傳遞的基本形式有熱傳導(dǎo)、對(duì)流和熱輻射三種。熱量的傳遞過(guò)程或由三種形式的其中之一呈現(xiàn)，或綜合呈現(xiàn)。29三、熱能與熱量4.熱量的傳遞如圖1-1-9所示，底部的熱源以熱輻射形式加熱水壺底部，水壺底部受熱后通過(guò)熱傳導(dǎo)形式把熱量傳遞給壺里的水，受熱的水由于密度變小而上升，溫度較低的水由于密度較大而向下流動(dòng)，形成對(duì)流換熱。（1）熱傳導(dǎo)1）熱傳導(dǎo)的方式物體間直接接觸，不產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，將熱量由一個(gè)物體傳遞給另一個(gè)物體或從物體的一部分傳遞到另一部分的傳熱過(guò)程，稱(chēng)為熱傳導(dǎo)。圖1-1-9加熱水壺的熱量傳遞三、熱能與熱量4.熱量的傳遞固體的熱傳導(dǎo)是由分子之間發(fā)生的碰撞和遷移所引起的熱能傳遞。液體中的熱傳導(dǎo)是通過(guò)平衡位置的分子振動(dòng)形成的熱能傳遞。氣體中的熱傳導(dǎo)是通過(guò)分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)時(shí)互相碰撞而發(fā)生的熱能傳遞。熱量傳遞的過(guò)程中，高溫的物體溫度下降，低溫的物體溫度上升，如圖1-1-10所示。根據(jù)不同物體熱傳導(dǎo)能力的不同，可分為熱的良導(dǎo)體與熱的不良導(dǎo)體。易于熱傳導(dǎo)的物體稱(chēng)為熱的良導(dǎo)體，例如金屬中的銀、銅、鋁、鐵等；不易于熱傳導(dǎo)的物體稱(chēng)為熱的不良導(dǎo)體，例如石棉、木頭、空氣等。一般情況下，熱傳導(dǎo)能力的強(qiáng)弱表現(xiàn)為固體>液體>氣體，金屬>非金屬。31三、熱能與熱量4.熱量的傳遞在制冷工程中，為加快換熱器的熱量交換，提高換熱效率，宜采用熱傳導(dǎo)能力較強(qiáng)的銅材和鋁材，如圖1-1-11所示。為了減少金屬管道的熱量損失，會(huì)在管道上包扎保溫管，這種保溫管就是熱傳導(dǎo)能力很弱的絕熱材料，如圖1-1-12所示。高溫低溫圖1-1-11銅材換熱器圖1-1-12金屬管道上的保溫管圖1-1-10熱量由高溫物體、向低溫物體傳遞32三、熱能與熱量4.熱量的傳遞2）導(dǎo)熱系數(shù)在穩(wěn)定傳熱條件下，面積為1m2、厚度為1m、兩側(cè)表面溫差為1℃的某種物質(zhì)，在1h內(nèi)由一側(cè)面?zhèn)鬟f到另一側(cè)面的熱量稱(chēng)為該物質(zhì)的導(dǎo)熱系數(shù)，單位為kJ/（m·h·℃）。33三、熱能與熱量4.熱量的傳遞2）導(dǎo)熱系數(shù)導(dǎo)熱系數(shù)與物質(zhì)的組成結(jié)構(gòu)、密度、含水率、溫度等因素有關(guān)，不同物質(zhì)具有不同的導(dǎo)熱系數(shù)。表1-1-4所列為不同物質(zhì)材料的導(dǎo)熱系數(shù)。34表1-1-4不同物質(zhì)材料的導(dǎo)熱系數(shù)三、熱能與熱量4.熱量的傳遞2）導(dǎo)熱系數(shù)在制冷工程中，熱傳導(dǎo)一般是通過(guò)單層或多層平壁的壁面之間來(lái)進(jìn)行。單層壁面導(dǎo)熱量的代數(shù)表達(dá)式為35Q=λSZ?t/δ式中，λ——物質(zhì)材料的導(dǎo)熱系數(shù)，kJ/（m·h·℃）；S——平壁面積，m2；δ——平壁厚度，m；Z——傳熱時(shí)間，h；?t——平壁兩表面溫差，℃。三、熱能與熱量4.熱量的傳遞2）導(dǎo)熱系數(shù)一定時(shí)間內(nèi)，單層壁面?zhèn)鲗?dǎo)的熱量與物質(zhì)材料的導(dǎo)熱系數(shù)、平壁面積、平壁兩表面溫差成正比，與平壁厚度成反比。36三、熱能與熱量4.熱量的傳遞（2）對(duì)流平時(shí)生活中用杯子喝熱水時(shí)，會(huì)習(xí)慣性用口吹氣，用吹氣的方式把熱水的熱量帶走，這是一種對(duì)流換熱現(xiàn)象。物體因存在溫度差、密度差和壓力差而流動(dòng)進(jìn)行的熱量傳遞稱(chēng)為對(duì)流。對(duì)流分自然對(duì)流和強(qiáng)制對(duì)流。1）自然對(duì)流是指當(dāng)流體內(nèi)部出現(xiàn)溫差時(shí)，流體冷熱各部分的密度不同而引起流體自發(fā)性流動(dòng)。溫度較高的部分因膨脹而密度減小，向上流動(dòng)；溫度較低的部分因收縮而密度增大，受重力影響下沉。37三、熱能與熱量4.熱量的傳遞（2）對(duì)流如圖1-1-13所示，暖氣片表面附近的空氣受熱向上流動(dòng)。直冷式電冰箱冷藏室蒸發(fā)器與箱內(nèi)空氣的熱量交換、電冰箱冷凝器與外部環(huán)境空氣的熱量交換都屬于自然對(duì)流方式。圖1-1-13暖氣片表面附近的空氣受熱向上流動(dòng)38三、熱能與熱量4.熱量的傳遞（2）對(duì)流2）強(qiáng)制對(duì)流是依靠外力強(qiáng)制進(jìn)行的對(duì)流現(xiàn)象。例如，電風(fēng)扇強(qiáng)制攪動(dòng)空氣循環(huán)流動(dòng)的方式就屬于強(qiáng)制對(duì)流換熱過(guò)程。39三、熱能與熱量4.熱量的傳遞（2）對(duì)流間冷式電冰箱在箱內(nèi)安裝有微型電風(fēng)扇，它的換熱方式屬于強(qiáng)制對(duì)流，如圖1-1-14所示。流體流過(guò)固體壁面情況下所發(fā)生的熱量交換過(guò)程，熱傳導(dǎo)與對(duì)流往往同時(shí)存在，稱(chēng)為對(duì)流換熱。對(duì)流換熱過(guò)程中，換熱強(qiáng)度大小通常用換熱系數(shù)來(lái)表達(dá)。圖1-1-14間冷式電冰箱箱內(nèi)采用電風(fēng)扇強(qiáng)制對(duì)流40三、熱能與熱量4.熱量的傳遞（2）對(duì)流對(duì)流換熱換熱量Q的基本表達(dá)式為41Q=aSZ?t式中，Q——換熱量，kJ；a——換熱系數(shù)，kJ/（m2·h·℃）；S——流體與固體接觸面積，m2；Z——換熱時(shí)間，h；?t——流體與固體壁面之間的溫度差，℃。三、熱能與熱量4.熱量的傳遞（2）對(duì)流影響對(duì)流換熱時(shí)換熱能力的主要因素有流體的對(duì)流速度與流動(dòng)狀態(tài)、流體的物理性質(zhì)（比熱、黏度、密度、導(dǎo)熱系數(shù)等）、固體的幾何形態(tài)等。表1-1-5所列為不同物質(zhì)的換熱系數(shù)。42表1-1-5不同物質(zhì)的換熱系數(shù)三、熱能與熱量4.熱量的傳遞（3）熱輻射物體在互不接觸的情況下，通過(guò)電磁輻射把熱能向外散發(fā)的傳熱形式稱(chēng)為熱輻射。它不依賴(lài)任何外界條件，采用電磁波來(lái)傳遞能量，是一種在真空中也能有效傳熱的方式。例如，冬季取暖用的反射式電暖氣就是利用熱輻射形式來(lái)加熱的，如圖1-1-15所示。圖1-1-15電暖氣利用熱輻射形式供暖43三、熱能與熱量4.熱量的傳遞（3）熱輻射熱輻射的強(qiáng)度與物體的溫度和表面情況有關(guān)，物體間的溫差越大，高溫物體向外發(fā)射的輻射熱量越多，低溫物體從外界接收的輻射熱量越多。物體的表面越粗糙、顏色越深，發(fā)射和接收輻射的能力越強(qiáng)；物體的表面越平滑、顏色越淺白，發(fā)射和接收輻射的能力越弱。由于熱輻射的兩面性，一方面，電冰箱為增強(qiáng)傳熱效果，冷凝器的外表面加工成黑色；另一方面，為減弱對(duì)外界熱輻射的吸收，電冰箱的外壁表面要做的白亮而光滑。44三、熱能與熱量4.熱量的傳遞（3）熱輻射實(shí)際上，熱傳遞過(guò)程往往是三種形式同時(shí)進(jìn)行的。例如，電冰箱冷凝器管道中高壓蒸氣的熱量先以對(duì)流換熱的形式傳遞給管壁內(nèi)表面，然后以熱傳導(dǎo)的形式傳至管壁外側(cè)，最后以對(duì)流換熱的形式傳導(dǎo)到空氣中。45三、熱能與熱量5.比熱容單位質(zhì)量的某種物質(zhì)溫度升高或降低1℃所吸收或放出的熱量，稱(chēng)為該物質(zhì)的比熱容，簡(jiǎn)稱(chēng)比熱。不同物質(zhì)有不相同的比熱容。即使同一種物質(zhì)，溫度條件改變，比熱容也不相同。計(jì)算物質(zhì)的溫度變化和熱量轉(zhuǎn)移關(guān)系式為：Q=cm?t46四、物質(zhì)的聚集態(tài)1.物質(zhì)的聚集態(tài)表現(xiàn)聚集態(tài)是一般物質(zhì)在一定的溫度和壓強(qiáng)條件下所處的相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)。在自然界中，物質(zhì)通常以三種聚集態(tài)形式存在：固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)。（1）固態(tài)固態(tài)物質(zhì)的分子排列規(guī)則，分子間的距離很小，都被擠壓在很小的范圍內(nèi)，只能做微弱的振動(dòng)。分子相互間的引力很大，難以脫離。固態(tài)物質(zhì)具有一定的形狀、體積和強(qiáng)度。47四、物質(zhì)的聚集態(tài)1.物質(zhì)的聚集態(tài)表現(xiàn)（2）液態(tài)液態(tài)物質(zhì)的分子密集，分子間距離較大，相互間的引力較小，可做振幅較大的振動(dòng)而移動(dòng)位置。液態(tài)物質(zhì)沒(méi)有固定的形狀，具有一定的體積，基本上不可壓縮。（3）氣態(tài)氣態(tài)物質(zhì)的分子間距大而無(wú)定值，相互間的引力小而不能相互約束，處于不規(guī)則的運(yùn)動(dòng)當(dāng)中，既可以壓縮，也可以無(wú)限膨脹充滿(mǎn)任何形狀的空間。48四、物質(zhì)的聚集態(tài)1.物質(zhì)的聚集態(tài)表現(xiàn)（3）氣態(tài)物質(zhì)處于哪種狀態(tài)，取決于分子熱運(yùn)動(dòng)的強(qiáng)弱和分子間作用力的大小。物質(zhì)的分子運(yùn)動(dòng)微弱振幅很小時(shí)，物質(zhì)呈現(xiàn)固態(tài)形式；物質(zhì)的分子劇烈運(yùn)動(dòng)，擺脫相互間引力束縛，物質(zhì)呈現(xiàn)氣態(tài)形式。通常情況下，物質(zhì)在一定壓力下經(jīng)過(guò)吸熱、放熱過(guò)程都會(huì)改變其狀態(tài)。例如自然界中的水，常溫下為液態(tài)，遇熱升溫變成氣態(tài)，給它冷卻又變成固態(tài)，這種變化就是水的狀態(tài)變化。按照分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，在一定條件下，同一物質(zhì)的三種狀態(tài)可以互相轉(zhuǎn)化，這些狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)化伴隨著熱量的傳遞與轉(zhuǎn)移。49四、物質(zhì)的聚集態(tài)1.物質(zhì)的聚集態(tài)表現(xiàn)（3）氣態(tài)蒸氣壓縮式制冷就是利用制冷劑在不同條件下的狀態(tài)轉(zhuǎn)化，實(shí)現(xiàn)從低溫處吸熱、向高溫處放熱的過(guò)程。物質(zhì)的聚集態(tài)轉(zhuǎn)化共有六種：熔解、凝固、汽化、液化、升華、凝華。圖1-1-16所示為物質(zhì)的聚集態(tài)轉(zhuǎn)化與熱量轉(zhuǎn)移。圖1-1-16物質(zhì)的聚集態(tài)轉(zhuǎn)化與熱量轉(zhuǎn)移50四、物質(zhì)的聚集態(tài)1.物質(zhì)的聚集態(tài)表現(xiàn)（3）氣態(tài)物質(zhì)從固態(tài)變成液態(tài)的過(guò)程稱(chēng)為熔解，熔解過(guò)程要吸收熱量；物質(zhì)從液態(tài)變成固態(tài)的過(guò)程稱(chēng)為凝固，凝固過(guò)程要放出熱量。物質(zhì)從液態(tài)變成氣態(tài)的過(guò)程稱(chēng)為汽化，汽化過(guò)程要吸收熱量；物質(zhì)從氣態(tài)變成液態(tài)的過(guò)程稱(chēng)為液化，液化過(guò)程要放出熱量。物質(zhì)從固態(tài)變成氣態(tài)的過(guò)程稱(chēng)為升華，升華過(guò)程要吸收熱量；物質(zhì)從氣態(tài)變成固態(tài)的過(guò)程稱(chēng)為凝華，凝華過(guò)程要放出熱量。51四、物質(zhì)的聚集態(tài)2.顯熱與潛熱（1）顯熱物質(zhì)的狀態(tài)不變而溫度發(fā)生變化，變化過(guò)程中所吸收的熱量稱(chēng)為顯熱。顯熱發(fā)生時(shí)有明顯的溫度變化，可用溫度計(jì)測(cè)量出來(lái)。例如，20℃的水加熱后上升至80℃，水所吸收的熱量即為顯熱。顯熱熱量得失的計(jì)算公式為Q=cm?t52四、物質(zhì)的聚集態(tài)2.顯熱與潛熱（2）潛熱物質(zhì)的溫度不變而狀態(tài)發(fā)生變化，變化過(guò)程中所吸收的熱量稱(chēng)為潛熱。例如，100℃的水繼續(xù)加熱后變?yōu)?00℃的水蒸氣，水所吸收的熱量即為潛熱。潛熱可分為汽化潛熱、液化潛熱、熔解潛熱、凝固潛熱、升華潛熱、凝華潛熱。53四、物質(zhì)的聚集態(tài)3.物質(zhì)的聚集態(tài)變化（1）汽化與汽化熱物質(zhì)由液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)的過(guò)程稱(chēng)為汽化，汽化有兩種方式：蒸發(fā)和沸騰。只在液體表面發(fā)生的汽化現(xiàn)象稱(chēng)為蒸發(fā)。蒸發(fā)時(shí)要從液體中吸收熱量，使液體溫度降低，在一定壓力下，蒸發(fā)可以在液體任何溫度下發(fā)生。日常生活中洗完衣物晾曬的過(guò)程就是利用蒸發(fā)這種方式進(jìn)行的，蒸發(fā)過(guò)程的快慢與壓力、溫度、氣流、表面積等因素都有緊密聯(lián)系。當(dāng)液體被加熱到沸點(diǎn)時(shí)，它的表面和內(nèi)部同時(shí)產(chǎn)生劇烈的汽化現(xiàn)象，稱(chēng)為沸騰。液體的沸點(diǎn)是可以改變的，壓力下降，液體的沸點(diǎn)也會(huì)隨之下降，可在更低的溫度下汽化吸熱。制冷技術(shù)中所說(shuō)的蒸發(fā)，指的是蒸發(fā)和沸騰兩種汽化現(xiàn)象的統(tǒng)稱(chēng)，利用制冷劑定壓蒸發(fā)的方式進(jìn)行制冷，其沸點(diǎn)稱(chēng)為蒸發(fā)溫度，對(duì)應(yīng)的壓力稱(chēng)為蒸發(fā)壓力。54四、物質(zhì)的聚集態(tài)3.物質(zhì)的聚集態(tài)變化（1）汽化與汽化熱物質(zhì)由液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)，必需吸收熱量才能實(shí)現(xiàn)。某物質(zhì)在汽化溫度下，單位質(zhì)量的液態(tài)物質(zhì)蒸發(fā)變?yōu)橥瑴囟鹊臍鈶B(tài)物質(zhì)所需的熱量稱(chēng)為該物質(zhì)的汽化熱。同一種物質(zhì)，在不同的壓力下汽化，汽化熱不同；同一種物質(zhì)，在不同的溫度下汽化，汽化熱也不同。表1-1-6所列為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下不同物質(zhì)的汽化熱。55表1-1-6標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下不同物質(zhì)的汽化熱四、物質(zhì)的聚集態(tài)3.物質(zhì)的聚集態(tài)變化（2）液化與液化熱物質(zhì)由氣態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)的過(guò)程稱(chēng)為液化，液化是汽化的反過(guò)程。液化現(xiàn)象在日常生活中隨處可見(jiàn)，例如冬天對(duì)著窗戶(hù)的玻璃哈氣時(shí)，玻璃上就會(huì)出現(xiàn)許多顆粒狀的小水珠，這種現(xiàn)象就是液化。液化又稱(chēng)為冷凝，可通過(guò)降低溫度和壓縮體積的方法進(jìn)行。物質(zhì)從氣態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)需要放出熱量，在溫度降到足夠低時(shí)，所有氣態(tài)都可以液化，此時(shí)的溫度稱(chēng)為液化溫度。56四、物質(zhì)的聚集態(tài)3.物質(zhì)的聚集態(tài)變化（2）液化與液化熱在液化溫度下，單位質(zhì)量的某種氣態(tài)物質(zhì)液化為同溫度的液態(tài)物質(zhì)所放出的熱量稱(chēng)為該物質(zhì)的液化熱。圖1-1-17所示為1kg水在0.1MPa的壓力下各類(lèi)變化過(guò)程。57圖1-1-171kg水在0.1MPa的壓力下各類(lèi)變化過(guò)程五、熱力的基本狀態(tài)1.飽和壓力與飽和溫度密閉空間內(nèi)，飛離和返回液體表面的分子數(shù)相等時(shí)，達(dá)到氣、液平衡狀態(tài)，這種狀態(tài)稱(chēng)為飽和狀態(tài)。在此狀態(tài)下的蒸氣稱(chēng)為飽和蒸氣，飽和蒸氣所對(duì)應(yīng)的壓力稱(chēng)為飽和壓力，所對(duì)應(yīng)的溫度稱(chēng)為飽和溫度。同一種物質(zhì)，飽和溫度和飽和壓力是一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系。一個(gè)飽和溫度一定對(duì)應(yīng)一個(gè)飽和壓力，一個(gè)飽和壓力也一定對(duì)應(yīng)一個(gè)飽和溫度。其飽和狀態(tài)是針對(duì)同步變化而言的。58五、熱力的基本狀態(tài)2.飽和蒸氣與飽和液體一定溫度下，氣體與產(chǎn)生它的液體處于平衡狀態(tài)時(shí)，此時(shí)的氣體稱(chēng)為飽和蒸氣，此時(shí)的液體稱(chēng)為飽和液體。59五、熱力的基本狀態(tài)3.過(guò)熱與過(guò)冷壓力穩(wěn)定時(shí)，蒸氣的實(shí)際溫度高于該壓力下所對(duì)應(yīng)的飽和溫度時(shí)的狀態(tài)稱(chēng)為過(guò)熱，過(guò)熱蒸氣的溫度與飽和溫度的溫度差值稱(chēng)為過(guò)熱度。壓力穩(wěn)定時(shí)，液體的實(shí)際溫度低于該壓力下所對(duì)應(yīng)的飽和溫度時(shí)的狀態(tài)稱(chēng)為過(guò)冷，過(guò)冷液體的溫度與飽和溫度的溫度差值稱(chēng)為過(guò)冷度。4.臨界溫度與臨界壓力臨界溫度是指物質(zhì)處于臨界狀態(tài)時(shí)的溫度。臨界壓力是指物質(zhì)處于臨界狀態(tài)時(shí)的壓力。60六、熱力學(xué)定律熱力學(xué)定律是熱力學(xué)的基本定律，闡明了熱能與機(jī)械能和其他能量之間相互轉(zhuǎn)換的規(guī)律及效率，它是制冷技術(shù)和熱力學(xué)理論基礎(chǔ)。1.熱力學(xué)第一定律熱力學(xué)第一定律即能量守恒與轉(zhuǎn)換定律。能量守恒與轉(zhuǎn)換定律是自然界的基本規(guī)律之一，不同形式的能量之間可以相互轉(zhuǎn)換，熱可以轉(zhuǎn)換為功，功也可以轉(zhuǎn)換成熱。一定量的熱消失時(shí)，必然伴隨產(chǎn)生相應(yīng)量的功；消耗一定的功時(shí)，必然產(chǎn)生與之對(duì)應(yīng)量的熱。轉(zhuǎn)換關(guān)系表達(dá)式為Q=W61六、熱力學(xué)定律2.熱力學(xué)第二定律熱力學(xué)第二定律主要說(shuō)明了熱和功之間相互轉(zhuǎn)換的條件。（1）熱量不可能自發(fā)地、不花任何代價(jià)地從低溫物體傳向高溫物體。只有通過(guò)消耗一定的機(jī)械能才能將低溫物體的熱量轉(zhuǎn)移到外界高溫環(huán)境中，從而實(shí)現(xiàn)連續(xù)制冷的目的，如圖1-1-18所示。（2）各種形式的能量很容易轉(zhuǎn)換為熱能，但熱能卻不能無(wú)條件地全部轉(zhuǎn)換為功，因?yàn)闊崮苻D(zhuǎn)換為功時(shí)必定伴隨著熱量的損失，即熱功轉(zhuǎn)換必定存在能量損失。圖1-1-18熱力學(xué)第二定律621-2制冷與空調(diào)基本原理學(xué)習(xí)目標(biāo)1．了解常用的制冷方法。2．了解相變制冷的必備條件。3．熟悉蒸氣壓縮式制冷的工作原理及蒸氣壓縮式制冷系統(tǒng)的組成。4．熟悉吸收式制冷的工作原理及吸收式制冷系統(tǒng)的組成。5．熟悉半導(dǎo)體式制冷的工作原理及半導(dǎo)體式制冷系統(tǒng)的組成。64一、制冷的應(yīng)用領(lǐng)域1.食品工業(yè)及食品流通領(lǐng)域中的應(yīng)用制冷技術(shù)在食品生產(chǎn)、加工中的應(yīng)用相當(dāng)廣泛。例如：肉制品屠宰、分割生產(chǎn)加工車(chē)間中要求溫度不超過(guò)12℃，包裝車(chē)間中要求溫度不超過(guò)10℃；乳制品發(fā)酵劑的培養(yǎng)溫度一般在2～7℃；啤酒麥芽汁冷卻、發(fā)酵降溫；飲料的低溫灌裝等。利用低溫可抑制或減緩食品變質(zhì)的特性，為易腐食品（如畜產(chǎn)品、水產(chǎn)品、果蔬等）的儲(chǔ)藏、運(yùn)輸、物流周轉(zhuǎn)等提供安全保障。65一、制冷的應(yīng)用領(lǐng)域2.石油化工、生物醫(yī)藥行業(yè)中的應(yīng)用在石油化工工業(yè)中，借助制冷方法完成蒸氣液化、鹽類(lèi)晶體濃縮形成、提純催化等；在生物醫(yī)藥行業(yè)中，藥品、疫苗、血漿、生物樣本等需要在低溫環(huán)境下進(jìn)行功能性培養(yǎng)保存、運(yùn)輸、冷凍或冷藏。許多類(lèi)型的疾病手術(shù)、生物體的移植、醫(yī)療技術(shù)研究、驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)也需要在低溫環(huán)境中進(jìn)行。制冷技術(shù)的運(yùn)用為生物醫(yī)藥行業(yè)提供了更廣闊的發(fā)展前景。66一、制冷的應(yīng)用領(lǐng)域3.農(nóng)業(yè)、畜牧業(yè)中的應(yīng)用農(nóng)作物種子的低溫處理、耐寒品種的培育，菌類(lèi)特種栽培的生存環(huán)境及營(yíng)養(yǎng)液的低溫調(diào)控，牲畜精卵的儲(chǔ)存等。4.人們?nèi)粘Ｉ钪械膽?yīng)用隨著生活水平的提高以及生活節(jié)奏的加快，人們對(duì)冷凍或冷藏食品的認(rèn)知度越來(lái)越高，經(jīng)過(guò)低溫處理的冷飲、肉制品、速凍食品、乳制品、果蔬、花卉等產(chǎn)品進(jìn)入了人們的日常生活中。67二、制冷的分類(lèi)1.自然冷卻與人工制冷自然冷卻是在自然條件下通過(guò)熱傳導(dǎo)、對(duì)流、熱輻射等熱傳遞形式由物體向環(huán)境介質(zhì)排出熱量，降低物體的溫度，最終達(dá)到與環(huán)境溫度相同的自發(fā)性過(guò)程。人工制冷是指用人工的方法，不斷從冷卻對(duì)象中吸取熱量并轉(zhuǎn)移到周?chē)h(huán)境介質(zhì)中去，并在規(guī)定時(shí)間內(nèi)維持其低溫狀態(tài)的過(guò)程。2.根據(jù)制冷溫度范圍分類(lèi)根據(jù)制冷溫度范圍高低，可分為普通制冷、深度制冷、低溫制冷和超低溫制冷。普通制冷：120K以上；深度制冷：120～20K；低溫制冷：20～0.3K；超低溫制冷：0.3K以下。68三、常用的制冷方法1．蒸氣壓縮式制冷蒸氣壓縮式制冷是目前電冰箱普遍采用的制冷方式，它是利用低沸點(diǎn)的制冷劑在汽化過(guò)程中吸收熱量來(lái)實(shí)現(xiàn)制冷。69三、常用的制冷方法1．蒸氣壓縮式制冷蒸氣壓縮式制冷系統(tǒng)是由不同直徑的管道組成的一個(gè)閉合回路系統(tǒng)，制冷劑在其中流動(dòng)，并產(chǎn)生液態(tài)—?dú)鈶B(tài)—液態(tài)的重復(fù)變化，利用制冷劑汽化時(shí)吸熱、冷凝時(shí)放熱達(dá)到制冷的目的，如圖1-2-1所示。單級(jí)蒸氣壓縮式制冷系統(tǒng)由壓縮機(jī)、冷凝器、干燥過(guò)濾器、毛細(xì)管（膨脹閥）、蒸發(fā)器等部件組成，如圖1-2-2所示。（1）蒸氣壓縮式制冷系統(tǒng)的組成圖1-2-1蒸氣壓縮式制冷系統(tǒng)圖1-2-2單級(jí)蒸氣壓縮式制冷系統(tǒng)70三、常用的制冷方法1．蒸氣壓縮式制冷（2）蒸氣壓縮式制冷原理1）制冷循環(huán)過(guò)程壓縮機(jī)不斷地抽吸蒸發(fā)器中的制冷劑蒸氣，并將之壓縮成高壓、高溫蒸氣送至冷凝器。制冷劑蒸氣在冷凝器中放出熱量，傳遞給周?chē)慕橘|(zhì)從而冷凝成液體。可見(jiàn)，蒸氣冷凝時(shí)的溫度一定要高于周?chē)橘|(zhì)的溫度。冷凝后的液體制冷劑通過(guò)節(jié)流元件（膨脹閥或毛細(xì)管）進(jìn)入蒸發(fā)器。制冷劑在節(jié)流元件中從高壓降到低壓，并出現(xiàn)少量液體的汽化。制冷劑離開(kāi)節(jié)流元件時(shí)，變?yōu)橐骸鈨上嗷旌蠣顟B(tài)，繼而進(jìn)入蒸發(fā)器。制冷劑在蒸發(fā)器中蒸發(fā)，從被冷卻物體中吸取所需的汽化熱，其蒸發(fā)溫度一定要低于被冷卻物體的溫度。低溫、低壓制冷劑蒸氣再由壓縮機(jī)抽吸、壓縮，進(jìn)入下一次循環(huán)。71三、常用的制冷方法1．蒸氣壓縮式制冷（2）蒸氣壓縮式制冷原理1）制冷循環(huán)過(guò)程制冷劑從某一狀態(tài)開(kāi)始，經(jīng)過(guò)各種狀態(tài)變化，又回到初始狀態(tài)，在此熱力過(guò)程中，從低溫物體中吸收熱量，并將此熱量轉(zhuǎn)移到高溫物體，這種一面改變制冷劑狀態(tài)，一面完成制冷作用的全過(guò)程稱(chēng)為制冷循環(huán)。72三、常用的制冷方法1．蒸氣壓縮式制冷（2）蒸氣壓縮式制冷原理1）制冷循環(huán)過(guò)程在這個(gè)循環(huán)過(guò)程中，壓縮機(jī)起著壓縮和輸送制冷劑蒸氣，使制冷劑在蒸發(fā)器中產(chǎn)生低溫低壓、在冷凝器中產(chǎn)生高溫高壓的作用，是整個(gè)循環(huán)系統(tǒng)的心臟。節(jié)流元件起著節(jié)流降壓和調(diào)節(jié)進(jìn)入蒸發(fā)器的制冷劑流量的作用。制冷劑在蒸發(fā)器內(nèi)蒸發(fā)，吸收被冷卻物體的熱量，完成制取冷量。制冷劑從蒸發(fā)器中吸收的熱量連同壓縮機(jī)產(chǎn)生的熱量在冷凝器中被冷卻介質(zhì)帶走，使制冷劑不斷從低溫物體吸熱，向高溫介質(zhì)放熱，從而達(dá)到制冷的目的。制冷循環(huán)過(guò)程如圖1-2-3所示。圖1-2-3制冷循環(huán)過(guò)程73三、常用的制冷方法1．蒸氣壓縮式制冷（2）蒸氣壓縮式制冷原理2）制冷劑狀態(tài)的變化過(guò)程制冷劑在循環(huán)系統(tǒng)中不停地流動(dòng)，其狀態(tài)也不斷地變化，它在循環(huán)系統(tǒng)中每一部位的狀態(tài)都是各不相同的。制冷劑蒸氣由蒸發(fā)器的末端進(jìn)入壓縮機(jī)吸氣口時(shí)處于飽和蒸氣狀態(tài)。制冷劑蒸氣在壓縮機(jī)中被壓縮成過(guò)熱蒸氣，壓力由蒸發(fā)壓力升高到冷凝壓力。由于壓縮過(guò)程是在瞬間完成的，制冷劑蒸氣幾乎來(lái)不及與外界發(fā)生熱量交換，所以稱(chēng)為絕熱壓縮過(guò)程。制冷劑蒸氣被壓縮是由于外界施給能量而實(shí)現(xiàn)的，即外界的能量對(duì)制冷劑蒸氣做功，使得制冷劑蒸氣的溫度進(jìn)一步升高，從而產(chǎn)生過(guò)熱蒸氣。74三、常用的制冷方法1．蒸氣壓縮式制冷（2）蒸氣壓縮式制冷原理2）制冷劑狀態(tài)的變化過(guò)程過(guò)熱蒸氣進(jìn)入冷凝器后，在壓力不變的條件下，先散發(fā)出一部分熱量，使過(guò)熱蒸氣冷卻成飽和蒸氣；然后飽和蒸氣在等溫條件下，繼續(xù)放出熱量而冷凝產(chǎn)生飽和液體；繼續(xù)不斷地冷凝，飽和液體越來(lái)越多，飽和蒸氣越來(lái)越少，最終將飽和蒸氣全部冷凝成飽和液體。飽和液體制冷劑經(jīng)過(guò)節(jié)流元件，由冷凝壓力降至蒸發(fā)壓力，溫度由高溫降至低溫。由節(jié)流元件出口流出的制冷劑變?yōu)橐骸鈨上嗷旌蠣顟B(tài)，這其中少量蒸氣的產(chǎn)生，是由于壓力下降液體膨脹而出現(xiàn)的閃發(fā)氣體，汽化時(shí)吸收的熱量來(lái)源于制冷劑本身，與外界幾乎不存在熱量交換。因而制冷劑在節(jié)流元件前后的能量不變，所以稱(chēng)為絕熱膨脹過(guò)程。75三、常用的制冷方法1．蒸氣壓縮式制冷（2）蒸氣壓縮式制冷原理2）制冷劑狀態(tài)的變化過(guò)程壓縮機(jī)排出高壓過(guò)熱的制冷劑蒸氣，第一階段，在冷凝器最前端，逐步降溫，降到飽和溫度，這一階段叫過(guò)熱蒸氣冷卻（氣體的顯熱），溫度降低，狀態(tài)不變（相不變，依然是氣態(tài)）；第二階段，飽和蒸氣冷凝成飽和液體，這一階段叫冷凝（物質(zhì)釋放潛熱），溫度不變，狀態(tài)變化（由氣態(tài)冷凝成液態(tài)）；第三階段，飽和液體繼續(xù)冷卻，變成過(guò)冷液體，這個(gè)階段叫過(guò)冷，釋放液體顯熱，溫度下降，狀態(tài)不變。76三、常用的制冷方法2.吸收式制冷吸收式制冷是利用物質(zhì)的汽化吸熱獲取低溫，實(shí)現(xiàn)制冷循環(huán)。吸收式制冷系統(tǒng)與蒸氣壓縮式制冷系統(tǒng)的不同之處是用于完成吸氣、壓縮過(guò)程的壓縮機(jī)被吸收器、發(fā)生器、泵所替代，如圖1-2-4所示。圖1-2-4吸收式制冷系統(tǒng)77三、常用的制冷方法2.吸收式制冷吸收式制冷系統(tǒng)有制冷劑和吸收劑兩種物質(zhì)，兩種物質(zhì)在同一壓力下的沸點(diǎn)不同。低沸點(diǎn)的是制冷劑，蒸發(fā)時(shí)能吸取外界熱量，以產(chǎn)生冷效應(yīng)；高沸點(diǎn)的是吸收劑，有吸收制冷劑蒸氣的能力。最常見(jiàn)的吸收式制冷形式有氨—水和溴化鋰—水兩種。78三、常用的制冷方法2.吸收式制冷（1）氨—水吸收式制冷氨—水吸收式制冷系統(tǒng)主要由精餾塔（即發(fā)生器）、冷凝器、蒸發(fā)器、吸收器、節(jié)流閥、溶液泵、溶液熱交換器和過(guò)冷器等組成，如圖1-2-5所示。圖1-2-5氨—水吸收式制冷系統(tǒng)79三、常用的制冷方法2.吸收式制冷（1）氨—水吸收式制冷氨液被溶液泵加壓后，經(jīng)溶液熱交換器加熱到飽和狀態(tài)送入發(fā)生器蒸發(fā)，濃度變稀，溫度升高。蒸氣經(jīng)過(guò)發(fā)生器提餾，在發(fā)生器內(nèi)濃度得到提高，溫度相應(yīng)降低，經(jīng)回流冷凝器后進(jìn)入冷凝器冷凝成氨液。氨液經(jīng)過(guò)冷器過(guò)冷，再經(jīng)節(jié)流閥節(jié)流降到蒸發(fā)壓力，形成濕蒸氣進(jìn)入蒸發(fā)器。在蒸發(fā)器內(nèi)吸收熱量變成氨氣后，經(jīng)過(guò)冷器氨氣被加熱，進(jìn)入吸收器，再送入溶液泵。發(fā)生器出來(lái)的稀溶液，經(jīng)溶液熱交換器加熱（濃溶液被冷卻），再經(jīng)節(jié)流閥節(jié)流，使壓力從發(fā)生器內(nèi)的壓力降至吸收器內(nèi)的壓力，進(jìn)入吸收器。吸收器溶液用氨泵加壓而使循環(huán)重復(fù)進(jìn)行。80三、常用的制冷方法2.吸收式制冷（2）溴化鋰—水吸收式制冷溴化鋰—水吸收式制冷系統(tǒng)主要由發(fā)生器、冷凝器、蒸發(fā)器、吸收器、節(jié)流U形管、溶液熱交換器、發(fā)生器泵、蒸發(fā)器泵、吸收器泵等組成，如圖1-2-6所示。圖1-2-6溴化鋰—水吸收式制冷系統(tǒng)81三、常用的制冷方法3.半導(dǎo)體式制冷當(dāng)直流電通過(guò)由兩種不同金屬材料構(gòu)成的回路時(shí)，在不同節(jié)點(diǎn)處，產(chǎn)生吸熱和放熱現(xiàn)象，節(jié)點(diǎn)處是吸熱還是放熱取決于電流的方向，這種現(xiàn)象稱(chēng)為珀?duì)柼?yīng)，如圖1-2-7所示。半導(dǎo)體式制冷是以珀?duì)柼?yīng)為基礎(chǔ)、以電能為動(dòng)力進(jìn)行的能量轉(zhuǎn)換過(guò)程。當(dāng)直流電通過(guò)由兩種不同導(dǎo)電材料構(gòu)成的回路時(shí)，節(jié)點(diǎn)上將產(chǎn)生吸熱現(xiàn)象（當(dāng)電流方向相反時(shí)為放熱）。由于半導(dǎo)體材料主要有導(dǎo)電性好的碲化鉍作為基本的三元固熔體合金，珀?duì)柼?yīng)特別顯著。圖1-2-7珀?duì)柼?yīng)82三、常用的制冷方法3.半導(dǎo)體式制冷單只半導(dǎo)體材料的能力是很小的，在實(shí)際應(yīng)用中，為了獲得較大的制冷量，一般需要多個(gè)N型和P型半導(dǎo)體串聯(lián)起來(lái)，冷端（吸熱端）置于一側(cè)，熱端（放熱端）置于另一側(cè)，稱(chēng)為熱電堆。同時(shí)在熱端連接散熱器，冷端通過(guò)蓄冷片與待冷卻物體直接相連。改變直流電的大小，可以改變冷、熱兩端吸收或放出熱量的多少，從而使冷端的產(chǎn)冷量或熱端的產(chǎn)熱量滿(mǎn)足實(shí)際需求；改變直流電的方向，可以改變冷、熱端的方向，如圖1-2-8所示。在實(shí)際應(yīng)用中，當(dāng)一級(jí)制冷不能達(dá)到所需的工作溫度時(shí)，可用二級(jí)或多級(jí)制冷進(jìn)行工作。圖1-2-8半導(dǎo)體式制冷83三、常用的制冷方法3.半導(dǎo)體式制冷半導(dǎo)體式制冷具有以下突出優(yōu)點(diǎn)。（1）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，質(zhì)量小，作用速度快，無(wú)噪聲。（2）屬于固態(tài)制冷，沒(méi)有活動(dòng)部件，也就沒(méi)有磨損，因此不需要維護(hù)。（3）不需要制冷劑，無(wú)污染，成本低。（4）操作具有可逆性，方便靈活，功耗小。841-3制冷劑和冷凍機(jī)油學(xué)習(xí)目標(biāo)1．了解制冷劑的種類(lèi)及命名。2．了解制冷設(shè)備對(duì)制冷劑各種性能的要求。3．掌握常用制冷劑的特性以及選用與鑒別。4．熟悉制冷劑儲(chǔ)存、運(yùn)輸?shù)陌踩夹g(shù)。5．熟悉冷凍機(jī)油的功能規(guī)格、性能要求和使用中的注意事項(xiàng)。6．了解清洗劑的分類(lèi)與使用方法。86一、制冷劑制冷劑是在制冷系統(tǒng)中不斷循環(huán)并通過(guò)本身的熱力狀態(tài)變化與外界發(fā)生熱能交換，從而實(shí)現(xiàn)制冷目的的工作介質(zhì)，又稱(chēng)為工質(zhì)。早期廣泛使用的制冷劑如乙醚、氨等，多數(shù)是可燃的揮發(fā)性溶劑或是有毒的介質(zhì)，由于它們本身的缺陷，基本上已被淘汰或限制使用。取而代之的是CFC（氯氟烴類(lèi)）、HCFC（氫氯氟烴類(lèi)）制冷劑，這類(lèi)制冷劑的特點(diǎn)是安全穩(wěn)定、持久性能良好，后來(lái)發(fā)現(xiàn)這類(lèi)制冷劑破壞大氣臭氧層，現(xiàn)在也已被禁用和限制使用。目前能用作制冷劑的物質(zhì)有幾十種。87一、制冷劑通常對(duì)制冷劑的性能要求有熱力學(xué)、物理化學(xué)、安全性和經(jīng)濟(jì)性四個(gè)方面。1.對(duì)制冷劑各種性能的要求（1）熱力學(xué)方面的要求1）臨界溫度要高臨界溫度高的制冷劑在常溫條件下能夠冷凝，同時(shí)能在遠(yuǎn)離臨界狀態(tài)下使汽化潛熱增大，降低節(jié)流損失，提高循環(huán)的性能。2）單位容積制冷量盡量大這樣在制冷量一定時(shí)，可以減少制冷劑的循環(huán)量，縮小壓縮機(jī)的尺寸，同規(guī)格的設(shè)備中可以獲取較大的制冷量。88一、制冷劑1.對(duì)制冷劑各種性能的要求（1）熱力學(xué)方面的要求3）工作壓力要適當(dāng)要求蒸發(fā)壓力接近或略高于大氣壓力，防止制冷系統(tǒng)出現(xiàn)負(fù)壓使外界空氣滲入系統(tǒng)，從而影響制冷設(shè)備的性能。冷凝壓力不宜過(guò)高，冷凝壓力與蒸發(fā)壓力之比不宜過(guò)大。4）要求制冷劑的汽化潛熱大在一定的飽和壓力下，制冷劑的汽化潛熱大，可得到較大的單位制冷量。89一、制冷劑1.對(duì)制冷劑各種性能的要求（1）熱力學(xué)方面的要求5）凝固溫度要低凝固溫度降低，可使制冷系統(tǒng)在獲取較低的蒸發(fā)溫度時(shí)不會(huì)發(fā)生凝固現(xiàn)象，保證制冷劑良好的流動(dòng)性。6）制冷劑的絕熱指數(shù)要小制冷劑的絕熱指數(shù)小，可使壓縮過(guò)程功耗減少，壓縮終了時(shí)的排氣溫度不過(guò)高，從而改善運(yùn)行性能和簡(jiǎn)化機(jī)器結(jié)構(gòu)。90一、制冷劑1.對(duì)制冷劑各種性能的要求（2）物理化學(xué)方面的要求1）要求制冷劑的黏度和密度盡可能小，以減小流動(dòng)阻力，提高換熱設(shè)備的傳熱強(qiáng)度。2）制冷劑的導(dǎo)熱系數(shù)應(yīng)當(dāng)高，以提高換熱設(shè)備的效率，減小傳熱面積使制冷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，節(jié)省材料。3）要求制冷劑的熱化學(xué)穩(wěn)定性好，高溫下不爆炸、不燃燒，使用中不分解、不變質(zhì)。制冷劑與油、水相混合時(shí)對(duì)金屬材料不應(yīng)有明顯的腐蝕作用。對(duì)密封材料的溶脹作用應(yīng)小。91一、制冷劑1.對(duì)制冷劑各種性能的要求（3）安全性方面的要求1）要求有良好的電氣絕緣性。2）要求所選擇的制冷劑無(wú)毒或低毒，無(wú)刺激性氣味，不燃燒、不爆炸。3）要求萬(wàn)一泄漏的制冷劑與食品接觸時(shí)，食品不會(huì)變色、變味，不會(huì)被污染及損傷組織。4）要求消耗臭氧潛能值（ODP）與全球增溫潛能值（GWP）等環(huán)保指標(biāo)盡可能小，減小對(duì)大氣臭氧層的破壞。92一、制冷劑1.對(duì)制冷劑各種性能的要求（4）經(jīng)濟(jì)性方面的要求1）要求制冷劑的生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，以降低制冷劑的生產(chǎn)成本。2）要求制冷劑來(lái)源充足，價(jià)格便宜。93一、制冷劑2.制冷劑的種類(lèi)（1）按照化學(xué)成分及組成分類(lèi)制冷劑的種類(lèi)很多，采用化學(xué)名稱(chēng)命名、分子式命名或商品名稱(chēng)命名等多種形式的命名均有出現(xiàn)。我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《制冷劑編號(hào)方法和安全性分類(lèi)》（GB/T7778—2017）中采用美國(guó)供暖制冷空調(diào)工程師學(xué)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)規(guī)定，標(biāo)準(zhǔn)的命名方法是將制冷劑的編號(hào)同它的種類(lèi)和化學(xué)構(gòu)成聯(lián)系起來(lái)，只要知道它的化學(xué)分子式，就可以寫(xiě)出它的編號(hào)，即用英文單詞Refrigerant（制冷劑）的首字母“R”開(kāi)頭，后邊加上按一定規(guī)則編寫(xiě)組合的數(shù)字或字母，表示制冷劑的種類(lèi)和化學(xué)結(jié)構(gòu)。94一、制冷劑2.制冷劑的種類(lèi)（1）按照化學(xué)成分及組成分類(lèi)1）無(wú)機(jī)化合物制冷劑無(wú)機(jī)化合物制冷劑有氨（NH3）、二氧化碳（CO2）、水（H2O）等，無(wú)機(jī)化合物制冷劑的編號(hào)是用英文字母R加三個(gè)或四個(gè)數(shù)字來(lái)表示。7代表無(wú)機(jī)化合物制冷劑，開(kāi)頭數(shù)字統(tǒng)用7來(lái)代表，后兩個(gè)或三個(gè)數(shù)字為該制冷劑相對(duì)分子質(zhì)量的整數(shù)部分。當(dāng)有兩種或兩種以上無(wú)機(jī)化合物制冷劑的相對(duì)分子質(zhì)量整數(shù)部分相同時(shí)，可在其后加大寫(xiě)字母（如A、B、C等），以便區(qū)分它們。表1-3-1所列為常見(jiàn)的無(wú)機(jī)化合物制冷劑。95一、制冷劑2.制冷劑的種類(lèi)（1）按照化學(xué)成分及組成分類(lèi)1）無(wú)機(jī)化合物制冷劑無(wú)機(jī)化合物制冷劑有氨（NH3）、二氧化碳（CO2）、水（H2O）等，無(wú)機(jī)化合物制冷劑的編號(hào)是用英文字母R加三個(gè)或四個(gè)數(shù)字來(lái)表示。7代表無(wú)機(jī)化合物制冷劑，開(kāi)頭數(shù)字統(tǒng)用7來(lái)代表，后兩個(gè)或三個(gè)數(shù)字為該制冷劑相對(duì)分子質(zhì)量的整數(shù)部分。當(dāng)有兩種或兩種以上無(wú)機(jī)化合物制冷劑的相對(duì)分子質(zhì)量整數(shù)部分相同時(shí)，可在其后加大寫(xiě)字母（如A、B、C等），以便區(qū)分它們。表1-3-1所列為常見(jiàn)的無(wú)機(jī)化合物制冷劑。96一、制冷劑2.制冷劑的種類(lèi)（1）按照化學(xué)成分及組成分類(lèi)1）無(wú)機(jī)化合物制冷劑表1-3-1常見(jiàn)的無(wú)機(jī)化合物制冷劑97一、制冷劑2.制冷劑的種類(lèi)（1）按照化學(xué)成分及組成分類(lèi)2）氟利昂制冷劑氟利昂是飽和碳?xì)浠衔铮ㄍ樽澹┲腥炕虿糠謿湓氐缺畸u族元素替代后衍生物的總稱(chēng)。目前，氟利昂制冷劑的飽和碳?xì)浠衔锎蠖鄬儆诩淄椋–H4）和乙烷（C2H6）等。表1-3-2所列為常見(jiàn)的氟利昂制冷劑。表1-3-2常見(jiàn)的氟利昂制冷劑98一、制冷劑2.制冷劑的種類(lèi)（1）按照化學(xué)成分及組成分類(lèi)2）氟利昂制冷劑為了區(qū)分各種氟利昂制冷劑對(duì)大氣臭氧層的破壞程度，根據(jù)“蒙特利爾破壞臭氧層物質(zhì)管制議定書(shū)”規(guī)定新的命名方法。①氯氟烴類(lèi)（CFC）。②氫氯氟烴類(lèi)（HCFC）。③氫氟烴類(lèi)（HFC）。99一、制冷劑2.制冷劑的種類(lèi)（1）按照化學(xué)成分及組成分類(lèi)3）飽和碳?xì)浠衔镏评鋭┻@類(lèi)制冷劑主要用于石油化工工業(yè)，常用的有甲烷、乙烷、丙烷、丁烷等，編號(hào)規(guī)則與氟利昂制冷劑相同。例如，甲烷為R50，乙烷為R170，丙烷為R290，丁烷為R600。另外，如果屬于同分異構(gòu)體，需在編號(hào)后邊加一個(gè)字母“a”，例如，異二氟乙烷為R152a，異丁烷為R600a。表1-3-3所列為常見(jiàn)的飽和碳?xì)浠衔镏评鋭?00一、制冷劑2.制冷劑的種類(lèi)（1）按照化學(xué)成分及組成分類(lèi)3）飽和碳?xì)浠衔镏评鋭┍?-3-3常見(jiàn)的飽和碳?xì)浠衔镏评鋭?01一、制冷劑2.制冷劑的種類(lèi)（1）按照化學(xué)成分及組成分類(lèi)4）非飽和碳?xì)浠衔锛捌潲u族元素衍生物這類(lèi)制冷劑的編號(hào)是在R后邊先寫(xiě)一個(gè)“1”，然后按氟利昂制冷劑的編號(hào)規(guī)則書(shū)寫(xiě)。例如，乙烯為R1150，丙烯為R1270，二氟二氯乙烯為R1112a。表1-3-4所列為常見(jiàn)的非飽和碳?xì)浠衔锛捌潲u族元素衍生物。102表1-3-4常見(jiàn)的非飽和碳?xì)浠衔锛捌潲u族元素衍生物一、制冷劑2.制冷劑的種類(lèi)（1）按照化學(xué)成分及組成分類(lèi)5）共沸混合制冷劑共沸混合制冷劑由兩種或兩種以上互溶的單純制冷劑在常溫下按一定比例相互混合而成，它的性質(zhì)與單純制冷劑的性質(zhì)一樣，在恒定的壓力下平衡蒸氣相和液相的組分相同，且具有恒定的蒸發(fā)溫度。但它的熱力性質(zhì)卻不同于混合前的物質(zhì)，利用共沸混合物可以改善制冷劑的特性。共沸混合制冷劑的命名是字母“R”后面第一個(gè)數(shù)字為5，后邊的數(shù)字按命名的先后次序編寫(xiě)，由00開(kāi)始。表1-3-5所列為共沸混合制冷劑。103一、制冷劑2.制冷劑的種類(lèi)（1）按照化學(xué)成分及組成分類(lèi)5）共沸混合制冷劑表1-3-5所列為共沸混合制冷劑。104表1-3-5共沸混合制冷劑一、制冷劑2.制冷劑的種類(lèi)（1）按照化學(xué)成分及組成分類(lèi)6）非共沸混合制冷劑非共沸混合制冷劑由兩種或兩種以上相互不形成共沸溶液的單純制冷劑混合而成，被加熱時(shí)，在一定的蒸發(fā)壓力下，較易揮發(fā)的組分蒸發(fā)的比例大，難揮發(fā)的組分蒸發(fā)的比例小，因此氣、液兩相的組成不相同，且制冷劑在蒸發(fā)過(guò)程中溫度不再保持恒定，在冷凝過(guò)程中也有類(lèi)似的特性。非共沸混合制冷劑的命名是字母“R”后面第一個(gè)數(shù)字為4，后邊的數(shù)字按命名的先后次序編寫(xiě)，由00開(kāi)始。105一、制冷劑2.制冷劑的種類(lèi)（1）按照化學(xué)成分及組成分類(lèi)6）非共沸混合制冷劑表1-3-6所列為非共沸混合制冷劑。106表1-3-6非共沸混合制冷劑一、制冷劑2.制冷劑的種類(lèi)（2）按照壓力大小與溫度范圍分類(lèi)按照制冷劑在大氣壓條件下標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)和冷凝壓力的高低，可將其分為高溫（低壓）、中溫（中壓）和低溫（高壓）三類(lèi)。表1-3-7所列為制冷劑按照壓力大小與溫度范圍分類(lèi)。107表1-3-7制冷劑按照壓力大小與溫度范圍分類(lèi)一、制冷劑3.常用制冷劑的特性與選用（1）常用制冷劑的特性目前較常用的制冷劑有氨（R717）、二氟二氯甲烷（R12）、二氟一氯甲烷（R22）、四氟乙烷（R134a）、R600a、R410A等。表1-3-8所列為常用制冷劑的特性。表1-3-8常用制冷劑的特性108一、制冷劑3.常用制冷劑的特性與選用（1）常用制冷劑的特性表1-3-8常用制冷劑的特性109一、制冷劑3.常用制冷劑的特性與選用（1）常用制冷劑的特性氨是目前應(yīng)用最為廣泛的一種中壓中溫制冷劑，氨在潤(rùn)滑油中的溶解度很小，油進(jìn)入制冷系統(tǒng)后，會(huì)在換熱器的傳熱表面上形成油膜，影響傳熱效果，因此在氨制冷系統(tǒng)中往往設(shè)有油分離器。純氨對(duì)鋼鐵無(wú)腐蝕作用，但當(dāng)氨中含有水分時(shí)將腐蝕銅和銅合金（磷青銅除外），因此氨制冷系統(tǒng)中不能使用銅及銅合金材料。氨與水可以任意比例互溶，形成氨水溶液，即使在低溫下水也不會(huì)從氨液中析出凍結(jié)而發(fā)生“冰塞”現(xiàn)象，所以氨制冷系統(tǒng)中不必設(shè)置干燥器。但水分的存在會(huì)加劇對(duì)金屬的腐蝕，氨中的含水量被限制在≤0.2%的范圍內(nèi)。1）氨（R717）制冷劑110一、制冷劑3.常用制冷劑的特性與選用（1）常用制冷劑的特性氨的蒸氣無(wú)色，有強(qiáng)烈的刺激臭味，有較強(qiáng)的毒性和可燃性。當(dāng)氨液飛濺到皮膚上時(shí)會(huì)引起凍傷。當(dāng)空氣中氨的含量達(dá)到0.5%～0.6%時(shí)，人在其中停留30min即可中毒，達(dá)到11%～13%時(shí)即可點(diǎn)燃，達(dá)到16%時(shí)遇明火就會(huì)爆炸。氨在常溫下不易燃燒，但加熱至350℃時(shí)，則分解為氮和氫氣，氫氣與空氣中的氧氣混合后會(huì)發(fā)生爆炸。因此，氨制冷機(jī)房必須注意通風(fēng)排氣，并需經(jīng)常排出系統(tǒng)中的空氣及其他不凝性氣體，機(jī)房?jī)?nèi)空氣中氨的濃度不得超過(guò)0.02mg/L。1）氨（R717）制冷劑111一、制冷劑3.常用制冷劑的特性與選用（1）常用制冷劑的特性R12通常作為-40～10℃溫度范圍內(nèi)制冷系統(tǒng)的制冷劑。R12無(wú)色、透明、氣味很弱、毒性小、不燃燒、不爆炸，但當(dāng)溫度達(dá)到400℃以上遇明火時(shí)，會(huì)分解出具有劇毒性的光氣。R12單位容積制冷量小，相對(duì)分子質(zhì)量大，流動(dòng)阻力大，導(dǎo)熱系數(shù)較小，屬于中壓中溫制冷劑。R12能以任意比例與礦物性潤(rùn)滑油互溶且能溶解各種有機(jī)物，系統(tǒng)中不能用一般天然橡膠作密封墊片，而應(yīng)采用丁腈橡膠或氯乙醇等人造橡膠。否則，會(huì)造成密封墊片膨脹而引起制冷劑的泄漏。2）二氟二氯甲烷（R12）112一、制冷劑3.常用制冷劑的特性與選用（1）常用制冷劑的特性水在R12中的溶解度很小，低溫狀態(tài)下水易析出而形成冰塞，因此R12制冷系統(tǒng)內(nèi)必須嚴(yán)格限制含水量，并規(guī)定R12產(chǎn)品的含水量不得超過(guò)0.0025%，且系統(tǒng)中的設(shè)備和管道在充灌R12前，必須經(jīng)過(guò)干燥處理，在充液管路中及節(jié)流閥前的管路中加設(shè)干燥器。R12對(duì)一般金屬?zèng)]有腐蝕作用，但能腐蝕鎂及含鎂量超過(guò)2%的鋁鎂合金，含水后會(huì)產(chǎn)生鍍銅現(xiàn)象。R12對(duì)天然橡膠及塑料等有機(jī)物有膨潤(rùn)作用，故密封材料應(yīng)使用耐氟利昂腐蝕的丁腈橡膠或氯乙醇橡膠，封閉型壓縮機(jī)中電動(dòng)機(jī)繞組導(dǎo)線要涂覆耐氟絕緣漆，電動(dòng)機(jī)采用B級(jí)或E級(jí)絕緣。R12極易滲透，故對(duì)鑄件質(zhì)量及制冷系統(tǒng)的密封性要求較高。2）二氟二氯甲烷（R12）113一、制冷劑3.常用制冷劑的特性與選用（1）常用制冷劑的特性R22標(biāo)準(zhǔn)蒸發(fā)溫度為-40.8℃，凝固溫度約為-160℃。R22無(wú)色、氣味很弱、不燃燒、不爆炸、毒性比R12略大。R22化學(xué)穩(wěn)定性不如R12，傳熱性能與R12相近，溶水性比R12高，但仍屬于不溶于水的物質(zhì)。R22含水量仍限制在0.0025%之內(nèi)，與R12相同。R22對(duì)有機(jī)物的膨潤(rùn)作用更強(qiáng)，密封材料可采用氯乙醇橡膠，封閉型壓縮機(jī)中的電動(dòng)機(jī)繞組線圈可采用QF改性縮醛漆包線（F級(jí)或E級(jí)）或QZY聚酯亞胺漆包線。R22的單位容積制冷量比R12約高60%，故目前R22被廣泛應(yīng)用于-40～-60℃的雙級(jí)壓縮或空調(diào)制冷系統(tǒng)中。3）二氟一氯甲烷（R22）114一、制冷劑3.常用制冷劑的特性與選用（1）常用制冷劑的特性R134a作為目前國(guó)際公認(rèn)的替代R12的制冷劑之一，它的許多特性與R12很相近，屬于中溫制冷劑。R134a無(wú)色、無(wú)味、無(wú)毒、不燃燒、不爆炸，安全類(lèi)別為A1，是很安全的制冷劑。R134a與礦物性潤(rùn)滑油不相溶，系統(tǒng)需要使用專(zhuān)用的壓縮機(jī)及專(zhuān)用的聚酯類(lèi)合成潤(rùn)滑油，密封元件須使用聚丁腈橡膠。R134a吸水性較強(qiáng)，且易與水反應(yīng)生成酸，腐蝕制冷機(jī)管路及壓縮機(jī)，故對(duì)系統(tǒng)的干燥度提出了更高的要求，壓縮機(jī)線圈及絕緣材料也須加強(qiáng)絕緣等級(jí)。R134a的擊穿電壓、介電常數(shù)比R12低，導(dǎo)熱系數(shù)比R12約高30%，對(duì)金屬、非金屬材料的腐蝕性及滲漏性與R12相同。4）四氟乙烷（R134a）115一、制冷劑3.常用制冷劑的特性與選用（1）常用制冷劑的特性R600a屬中溫制冷劑，主要用于電冰箱、冷柜、展示柜等制冷設(shè)備。R600a常溫下是一種無(wú)色、無(wú)味、無(wú)毒的易燃易爆氣體，在空氣中爆炸的體積分?jǐn)?shù)為1.8%～8.4%，汽化潛熱值大，導(dǎo)熱系數(shù)高，壓縮比小，對(duì)提高壓縮機(jī)的輸氣系數(shù)與效率以及延長(zhǎng)壓縮機(jī)的使用壽命有重要作用。R600a的單位容積制冷量?jī)H為R12的50%左右，與水不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，不腐蝕金屬，能和R12的潤(rùn)滑油互溶。R600a的消耗臭氧潛能值（ODP）為0，具有極好的環(huán)境特性，是替代R12的理想品。5）R600a116一、制冷劑3.常用制冷劑的特性與選用（1）常用制冷劑的特性R410A是由二氟甲烷R32（CH2F2）、五氟乙烷R125（C2HF5）以50%、50%的質(zhì)量百分比混合而成的非（近）共沸制冷劑，不燃燒，微毒，化學(xué)和熱穩(wěn)定性高，不與礦物油或烷基苯油相溶，水分溶解性與R22幾乎相同，是目前為止國(guó)際公認(rèn)的用來(lái)替代R22的最佳選擇。6）R410A117一、制冷劑3.常用制冷劑的特性與選用（2）常用制冷劑的選用隨著制冷技術(shù)的發(fā)展，對(duì)制冷劑的要求已經(jīng)從最初的能用即可發(fā)展到不污染、不破壞生態(tài)環(huán)境。制冷劑的性質(zhì)將直接影響制冷機(jī)的種類(lèi)、結(jié)構(gòu)、尺寸、流程、形式，因此合理選擇制冷劑是一個(gè)很重要的問(wèn)題。制冷劑的選用首先要符合制冷劑的熱力學(xué)、物理化學(xué)、安全性和經(jīng)濟(jì)性等方面的性能要求，其次還要對(duì)人類(lèi)生態(tài)環(huán)境無(wú)破壞作用，不破壞大氣臭氧層，不產(chǎn)生溫室效應(yīng)。118一、制冷劑3.常用制冷劑的特性與選用（2）常用制冷劑的選用此外，在實(shí)際中不同形式與用途的制冷系統(tǒng)、壓縮機(jī)和不同的工作溫度，對(duì)制冷劑還有一些特殊的選用要求。例如：活塞式壓縮機(jī)要求制冷劑的單位制冷量要大，以縮小機(jī)器的尺寸和減小制冷劑的循環(huán)量；離心式壓縮機(jī)要求制冷劑的相對(duì)分子質(zhì)量要大，以提高壓縮比，減少級(jí)數(shù)；小型制冷系統(tǒng)要求制冷劑與潤(rùn)滑油能相互溶解，以便利用回氣夾帶回油，簡(jiǎn)化系統(tǒng)；全封閉和半封閉型壓縮機(jī)要求制冷劑電絕緣性能要好；家用電冰箱中的制冷劑要求無(wú)毒、不燃燒、不爆炸。119一、制冷劑4.制冷劑的安全性分類(lèi)（1）制冷劑的毒性分類(lèi)根據(jù)容許的接觸量，制冷劑毒性分為A、B兩類(lèi)。A類(lèi)（低慢性毒性）：制冷劑的職業(yè)接觸限定值大于等于0.04%（可理解為制冷劑體積濃度大于等于0.04%時(shí)，沒(méi)有毒性危害）。B類(lèi)（高慢性毒性）：制冷劑的職業(yè)接觸限定值小于0.04%（可理解為制冷劑體積濃度小于0.04%時(shí)，有毒性危害）。120一、制冷劑4.制冷劑的安全性分類(lèi)（2）制冷劑的可燃性分類(lèi)按制冷劑的可燃性危險(xiǎn)程度，制冷劑的可燃性根據(jù)可燃下限、燃燒熱和燃燒速度分為1、2L（此處L表示低燃燒速度）、2和3四類(lèi)。第1類(lèi)（無(wú)火焰?zhèn)鞑ィ涸?01kPa和60℃大氣中實(shí)驗(yàn)時(shí)，未表現(xiàn)出火焰?zhèn)鞑?。?L類(lèi)（弱可燃）：在101kPa、60℃的實(shí)驗(yàn)條件下，有火焰?zhèn)鞑ィ恢评鋭┛扇枷孪薮笥?.5%（體積分?jǐn)?shù)）；燃燒產(chǎn)生熱量小于19000kJ/kg；在101kPa、23℃的實(shí)驗(yàn)條件下測(cè)試時(shí)，制冷劑的最大燃燒速度小于等于10cm/s。121一、制冷劑4.制冷劑的安全性分類(lèi)（2）制冷劑的可燃性分類(lèi)第2類(lèi)（可燃）：在101kPa、60℃的實(shí)驗(yàn)條件下，有火焰?zhèn)鞑ィ恢评鋭┛扇枷孪薮笥?.5%（體積分?jǐn)?shù)）；燃燒產(chǎn)生熱量小于19000kJ/kg。第3類(lèi)（可燃易爆）：在101kPa、60℃的實(shí)驗(yàn)條件下，有火焰?zhèn)鞑?；制冷劑可燃下限小于等?.5%（體積分?jǐn)?shù)），或燃燒產(chǎn)生熱量大于等于19000kJ/kg。122一、制冷劑4.制冷劑的安全性分類(lèi)（2）制冷劑的可燃性分類(lèi)按照制冷劑的毒性和可燃性，把制冷劑分為8個(gè)安全分類(lèi)（A1、A2L、A2、A3、B1、B2L、B2、B3）。表1-3-9所列為制冷劑的安全分類(lèi)。表1-3-9制冷劑的安全分類(lèi)123一、制冷劑4.制冷劑的安全性分類(lèi)（2）制冷劑的可燃性分類(lèi)表1-3-10常見(jiàn)制冷劑的安全分類(lèi)表1-3-10所列為常見(jiàn)制冷劑的安全分類(lèi)。124一、制冷劑5.制冷劑的儲(chǔ)存與使用制冷劑通常被壓縮成氣體或液體，儲(chǔ)存和運(yùn)輸要使用專(zhuān)用的制冷劑鋼瓶。制冷劑鋼瓶外包裝和鋼瓶外體上應(yīng)標(biāo)注有制冷劑的名稱(chēng)、商標(biāo)、生產(chǎn)廠家、性質(zhì)、規(guī)格、容積、質(zhì)量等技術(shù)參數(shù)指標(biāo)及安全標(biāo)志、防偽標(biāo)志等信息，如圖1-3-1所示。以上內(nèi)容要求字跡印刷清晰且信息無(wú)誤。125圖1-3-1制冷劑鋼瓶和外包裝一、制冷劑5.制冷劑的儲(chǔ)存與使用制冷劑通常被壓縮成氣體或液體，儲(chǔ)存和運(yùn)輸要使用專(zhuān)用的制冷劑鋼瓶。制冷劑鋼瓶外包裝和鋼瓶外體上應(yīng)標(biāo)注有制冷劑的名稱(chēng)、商標(biāo)、生產(chǎn)廠家、性質(zhì)、規(guī)格、容積、質(zhì)量等技術(shù)參數(shù)指標(biāo)及安全標(biāo)志、防偽標(biāo)志等信息，如圖1-3-1所示。以上內(nèi)容要求字跡印刷清晰且信息無(wú)誤。由于不同制冷劑的飽和壓力不同，對(duì)制冷劑鋼瓶的耐壓程度等要求也不同。根據(jù)國(guó)家《特種設(shè)備安全監(jiān)察條例》和《危險(xiǎn)化學(xué)品安全管理?xiàng)l例》等法規(guī)的有關(guān)要求，參照《氣瓶安全技術(shù)規(guī)程》，對(duì)制冷劑鋼瓶的標(biāo)志、包裝、運(yùn)輸、儲(chǔ)存的相關(guān)規(guī)定，一般要求如下。126一、制冷劑5.制冷劑的儲(chǔ)存與使用（1）制冷劑包裝容器上應(yīng)有牢固清晰的標(biāo)志，內(nèi)容包括產(chǎn)品名稱(chēng)、商標(biāo)、容積、生產(chǎn)廠廠名、廠址、凈含量、批號(hào)、產(chǎn)品等級(jí)、相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)。（2）制冷劑應(yīng)使用專(zhuān)用的制冷劑鋼瓶，不同種類(lèi)的制冷劑要使用不同顏色色標(biāo)的制冷劑鋼瓶加以區(qū)別。表1-3-11所列為非重復(fù)使用制冷劑鋼瓶的顏色色標(biāo)。表1-3-11非重復(fù)使用制冷劑鋼瓶的顏色色標(biāo)127一、制冷劑5.制冷劑的儲(chǔ)存與使用重復(fù)使用的鋼瓶外涂鋁白色，鋼瓶外壁用黑色油漆標(biāo)明產(chǎn)品名稱(chēng)、皮重，鋼瓶外壁打有鋼印號(hào)，不得混用。（3）鋼瓶充裝必須符合《氣瓶安全技術(shù)規(guī)程》等相關(guān)法規(guī)和技術(shù)文件的規(guī)定，定期進(jìn)行耐壓試驗(yàn)，不使用不符合規(guī)定的制冷劑鋼瓶。制冷劑的充注量控制在鋼瓶容積的2/3為宜，以免遇熱膨脹后壓力增大而爆裂。對(duì)于重復(fù)使用的鋼瓶，在產(chǎn)品使用后鋼瓶?jī)?nèi)應(yīng)保持正壓。（4）制冷劑應(yīng)儲(chǔ)存在陰涼、通風(fēng)、干燥的地方，要遠(yuǎn)離熱源，避免陽(yáng)光暴曬。（5）制冷劑鋼瓶裝卸運(yùn)輸過(guò)程中必須戴好安全帽，要特別注意安全，嚴(yán)禁撞擊、拖拉、摔落和直接暴曬。鋼瓶運(yùn)輸應(yīng)符合中華人民共和國(guó)鐵路、公路運(yùn)輸?shù)挠嘘P(guān)規(guī)定。128一、制冷劑6.常用制冷劑的鑒別品質(zhì)優(yōu)良的制冷劑在鋼瓶外包裝和鋼瓶外體上各類(lèi)技術(shù)參數(shù)指