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制冷原理基础知识
制冷原理
一、概述
（一）制冷技术发展史
古代地窖作冷贮室、水蒸发降温等
1755年德国库仑利用乙醚蒸发使水结冰。
布莱克导出潜热概念，发明了冰量热器， (四)载冷剂（冷媒）
载冷剂用于向被间接冷却的物体输送制冷系统产生的冷量。
1、空气
价格低廉，容易获得；但空气的比热容小、热导率小。
2、水
（1）价格低廉，容易获得；比热容大、热导率大。
（2）凝固点为0℃，仅能用作0℃以上温度的载冷剂。
要制取低于0℃的冷量，可采用盐水溶液、有机化合物或其水溶液作载冷剂。
3、盐水溶液
常用的有氯化钠水溶液、氯化镁水溶液、氯化钙水溶液。
（1）为保证蒸发器中盐水溶液不发生冻结，一般应使盐水溶液的凝固温度（共晶温度）比制冷剂的蒸发温度低5℃左右。
例如氯化钠水溶液的共晶温度为－℃，所以只有当制冷剂的蒸发温度高于－16℃时才能采用其作载冷剂。
（2）盐水溶液对金属有强烈的腐蚀作用，因而会腐蚀管道和设备。
措施：选用纯度高的盐；
减少溶液与空气接触的机会，采用闭式循环系统，或者在盐水箱上加封盖；
在盐溶液中添加一定量的缓蚀剂，使溶液呈弱碱性，其PH值保持在
~ 。使用较多的缓蚀剂是氢氧化钠（NaOH）和重铬酸钠
（Na2Cr2O7）,一般两者的质量配比为NaOH：Na2Cr2O7＝27：100。
4、有机化合物
有机化合物腐蚀性较小，但其成本较高。
如乙二醇、丙三醇、二氯甲烷等。
三、单级蒸气压缩式制冷循环
（一）理论制冷循环
1、基本组成
蒸发器、压缩机、冷凝器、节流阀（或毛细管）是蒸气压缩式制冷系统的四个必不可少的基本部件。
（1）工作原理

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1）蒸发器（d→a）
制冷剂在蒸发器盘管内沸腾蒸发时保持温度和压力不变，相应的温度和压力称为蒸发温度和蒸发压力。蒸发温度随蒸发压力的增大而升高，它们有确定的对应关系。
制冷剂在蒸发器中沸腾蒸发时单位时间内从制冷空间介质吸收的热量就是制冷系统的制冷量Q0。
Q0＝H a－H d
2）冷凝器（2’→b→c）
制冷剂在冷凝器盘管内冷凝液化时保持温度和压力不变，相应的温度和压力称为冷凝温度和冷凝压力。冷凝温度随冷凝压力的增大而升高，它们有确定的对应关系。
利用流动空气冷却的冷凝器称为风冷冷凝器。利用流动水冷却的冷凝器称为水冷冷凝器。
制冷剂在冷凝器中向冷却介质排放的热量称为冷凝器的热负荷Q K。
Q K=H2’－H c
3）压缩机（a→2’）
用于将从蒸发器流出的低压制冷剂蒸气压缩，使蒸气的压力提高到与冷凝温度对应的冷凝压力，从而保证制冷剂蒸气能在常温下被冷凝液化。
压缩功W＝H2’－H a
4）节流装置（c→d）
让冷凝液先流经节流阀或毛细管绝热节流，将压力和温度降至需要的蒸发压力和蒸发温度后再进入蒸发器蒸发制冷。
（2）.
.=制冷量/电动机的输入功
（二）过冷、过热对制冷循环的影响及回热循环
1、冷凝液的过冷（c→3）

如图相应于c→3，再从3节流至4，制冷量Q=H a-H4,比没有过冷制冷量增加△Q=H d-H4。由此可见对于制冷，过冷是有益的。
过冷度△t=冷凝温度－过冷温度＝3~5℃
2、蒸气过热（a→1）

蒸发器中因吸热蒸发而产生的饱和蒸气，如果在等压下被加热便成为过热蒸气。由此多吸收热量H1－H a
过热可保证压缩机作干压缩，但压缩机吸入的蒸气比体积增大，由此要求压缩机容量增大，功耗增加、压缩机排气温度增加并使冷凝器负荷也相应增大。
3、回热循环


1835年热泵
（一）分类
1、按工作原理分
a. 蒸气压缩式
b. 气体压缩式
c. 蒸气喷射式
d. 吸收式


2、按热源分
a. 空气