制冷低温系统技术基础知识
电冰箱制冷原理与系统培训
压缩过程：压缩机把从蒸发器出来的低温低压制冷剂蒸汽压缩成高温高压 的过热蒸汽。
冷凝过程：从压缩机排出来的高温高压蒸汽通过冷凝器进行冷却，使过热 蒸汽逐渐变成饱和蒸汽，进而变成饱和液体或过冷液体。
节流过程：高压制冷剂液体通过毛细管节流降压，变为低压气液混合体。
蒸发过程：低温低压的制冷剂液体经过蒸发器吸收热量实现制冷，后蒸发 成气态制冷剂。
4、电冰（即冷气自然对流式）电冰箱 ； 间冷式（即冷气强制对流式）电冰箱，又称风冷电冰箱、无霜电冰箱； 风直冷电冰箱，即包含直冷、风冷两种制冷方式的电冰箱。
四、直冷与风冷冰箱工作原理
1、直冷冰箱
原理：直冷冰箱是最简单的冰箱制冷系统，通过机械温控器控制压缩机启停，各间室采用热传 导和空气自然对流冷却食物，冷冻室中食物可与蒸发器直接接触。
优点：结构简单，无风扇和化霜加热丝等耗电元件，相对比较省 电，噪音较低，制冷靠蒸发器热传导和空气自然对流，不会风干 食物，成本低。
缺点：制冷速度相对较慢、箱 内温度不如风冷箱均匀、需 人工化霜。
压缩机→冷凝水蒸发管→冷凝器→除露管→干燥过 滤器→毛细管→内藏式蒸发器→回气管→压缩机
2、风冷冰箱
原理：通过电子温控器控制压缩机启停，依靠箱内翅片式
蒸发器，通过风扇强制对流循环间接冷却食物。
优点：靠强制对流风循环制冷，制冷速度快；箱内温度
较均匀；自动化霜无需人工除霜。
缺点：结构相对复杂，有风扇和化霜加热丝等耗电元件； 耗电相对较高；噪音相对偏大；风循环制冷会导致食物 风干。
压缩机→冷凝水蒸发管→冷凝器→除露管→干燥过滤 器→毛细管→翅片式蒸发器→回气管→压缩机
直至二者温度相等，如一杯开水放置冷却至凉白开，是一个自发的传热过程，属于自然冷却，不是制冷，
低温冰箱是如何进行制冷的？
低温冰箱是如何进行制冷的？
一、制冷系统的工作原理
低温冰箱内部的制冷系统主要由压缩机、冷凝器、蒸发器和膨胀阀
等组件构成。
首先，压缩机将低温工质气体压缩成高温高压气体，然
后通过冷凝器冷却并变成高温液体。
高温液体通过膨胀阀减压后变成
低温低压液体，进入蒸发器蒸发并吸收低温箱内的热量，使其温度下降。
二、工质的选择与使用
制冷系统中的工质种类繁多，常见的有氨、氟利昂等。
其中，氟利
昂具有低毒性、不燃性和高效性的特点，因此被广泛应用于制冷系统中。
但是，由于其对大气臭氧层的破坏作用，近年来逐渐被禁止使用，推动了低温冰箱工艺制冷工质的研究和应用。
三、制冷效率的提升与能源节约
随着科技的不断进步，制冷技术也在不断改进，以提高能源利用率
和减少对环境的影响。
通过优化系统结构、改进传热方式和提高蒸发
器表面积等措施，可以有效提升低温冰箱的制冷效率，减少能源消耗，实现能源节约和环保的目标。
四、温度控制的精确性
低温冰箱在制冷过程中需要保持箱内温度稳定，以确保食物和药品
的新鲜度和安全性。
为了实现温度的精确控制，制冷系统通常配备有
温度传感器和微处理器控制系统，根据箱内温度实时变化来调节制冷系统的工作状态，以保持所需的低温环境。
五、应用领域和未来发展趋势
低温冰箱广泛应用于食品、医药、科研等领域，为人们的生活和工作提供了便利。
未来随着科技的不断发展，制冷技术将进一步提高效率、减少能源消耗，推动低温冰箱的智能化和自动化发展，为人们创造更加舒适、健康的生活环境。
制冷与空调技术基础知识..
先以水蒸气的形成过程为例解释几个概念。图1–3所示的开口容器中装有 25℃的水，水面上有一个能上下自由移动，却又起密封作用的活塞，活塞的重 量略去不计，即水面有一个大气压的作用。若将水加热到饱和温度100℃时，这 时称为饱和水。25℃的水显然比100℃的饱和温度低，这种比饱和温度低的水称 为过冷水。饱和温度与过冷温度之差为过冷度。其中过冷水的过冷度为 100℃﹣25℃＝75℃。若将饱和水继续加热，水温将保持100℃不变，而水不断 汽化为水蒸气。这时容器中是饱和水和饱和蒸汽的混合物，称为湿蒸汽。再继 续加热时，水全部汽化为蒸汽而温度保持100℃不变，此时的蒸汽称为干蒸汽。 若再继续加热，干蒸汽继续加热升温，温度超过饱和温度100℃，此时的蒸汽称 为过热蒸汽。过热蒸汽的温度与饱和温度之差称为过热度。
2. 工质 在热力工程中，把可以实现能量转换和物态改变的物质称为工质。在制冷技 术中工质又称为制冷剂或制冷工质，例如家用冰箱、空调器过去常用的制冷剂氟 利昂12、氟利昂22等。
3. 介质 在制冷技术中，凡可用来转移热量和冷量的物质，称为介质。一般常用的介质 是水和空气。
1.1.12 热传递与热平衡
对流传热是基本的传热方式。热对流的传热流量由对流速度、传热面积及对流的 物质决定。热对流的基本计算公式为：
Φ aAt （W）
式（1–6）
式中：α —— 传热系数，单位为W／(m2·K)； Δt —— 流体与壁面间的温度差，单位为K ； A —— 换热面积，单位为m2。
1 称为传热热阻，单位为m2·K／W ，与导热热阻相对应。
1.1.7 压力和真空度
1. 压力 工程上常把单位面积上受到的垂直作用力叫做压力，压力的法定单位是Pa（帕）。 2. 绝对压力和表压力 测量气体压力时，由于测量压力的基准不同，因此压力有绝对压力和表压力 两种表示方法。绝对压力是指作用在单位面积上的压力的绝对值，而表压力是指 压力表上的读数。
制冷基本知识1
第一章制冷与空调作业安全技术第一节基础知识一、基本概念1．物态（物质状态）与物态变化具有一定质量及占有空间的任何物体称为物质。
自然界一切物质都是由分子组成的，分子间存在着相互作用力，同时分子又处在永不停息的无规则运动中，这种运动称之为热运动。
由于分子间的作用力及其热运动等原因，使物质在常态（物态）下呈现固态、液态和气（汽）态，称物质“三态”。
固态时，分子间的相互引力最大，固体中的分子紧密地排列在一起，热运动仅在平衡位置的附近作微小的振动，不能作相对移动。
因此固态时的物质有一定的体积和形状，并具有一定的机械强度。
液态时，分子间的引力仍较大，使分子之间仍能保持一定的距离。
因此液态物质有固定体积，并有自由液面。
此外，液态物质的分子不仅在平衡位置附近振动，还可以相对移动，所以它具有流动性而无固定的形状。
气态时，分子间距大，引力很小，分子间不能相互约束。
因此，它没有一定的形状和一定的体积，可以充满任何的空间。
在热运动中可相互碰撞发生旋转运动。
同种物质在不同条件下，由于分子间作用力和分子热运动的结果也会以不同的状态存在。
当物质在吸热或放热时，除了温度变化以外，还有状态的变化（称相变），即固态、液态、气态之间的相互转化，气体变成液体的过程称为液化（或冷凝）；液体变成固体的过程称为凝固；固体变成液体的过程称为融化（熔化）；液体变成气体的过程称为气化；固体直接变化成气体的过程称为升华；反之称为固化（或凝华）。
人们利用物质相变过程向周围介质吸热，转移潜热，使周围介质降温进行制冷，如从液体变成气（汽）体、固体变成液体、固体直接变成气（汽）体所转移的相变潜热获取低温。
相变转移的热量是潜热，非相变转移的热量是显热（如水在1大气压下，从±o℃加热到100℃，它也是吸热过程，但没有相变，水还是水，这种吸收周围介质的热量叫显热，计算出的显热量是很少的）。
潜热转移量（如蒸发量）才有制冷量，显热转移量几乎没有制冷量，即人们是采用相变制冷。
制冷技术问答题
制冷工基础知识问答题1、热力学第一定律、第二定律在热力学研究中有什么意义答：热力学第一定律是能量转换及守恒定律在热力过程中的具体表述，应用于确定各种热力系统与外界交换能量的能量方程；热力学第二表明自然界的自发过程具有一定的方向性和不可逆性，非自发过程的实现必须具备补充条件，应用于解决热功转换的条件、方向及限度问题。
因此，热力学第一、第二定律是热力学研究的理论基础。
2、流体有那两种流态判别流态的判据是什么答：流体的两种流态主要有层流和紊流两种。
判别流态的判据是流体的雷诺数Re，Re∠2000时为层流，Re>2000时为紊流。
3、减少流动阻力的措施有那些答：减少流阻力的主要途径是改善边壁对流动的影响，措施包括减少沿程阻力（减少管壁的粗糙度和采用柔性边壁），以及减少局部阻力（使流体进口尽量平顺，采用渐扩和渐缩代替流通截面的突然扩大和缩小，减少转弯，处理好三通管的结构布置，合理衔接和布置管件、泵或风机，尽量缩短管线等）。
4、传热有那些基本方式各在什么情况下发生答：传热有导热、对流换热和辐射换热三种基本方式。
导热发生在同一物体内部温度不同的各部分之间或是发生在直接接触而温度不同的物体之间的热量传递；对流换热是发生在流体与固体壁面之间的热量传递；辐射换热是由于热因（自身的温度或微观粒子的热运动）而物体激发向外界辐射电磁波，使物体之间产生互相辐射和吸收热量的总效果。
5、和为传热方程如何使传热增强和削弱答；传热方程为Q=KA（t1-t2）。
根据传热方程，提高传热系数K，扩展传热面积A，增大传热温差Δt都可以使传热量增大，反之则减少。
增强传热的措施有：合理扩大传热面积。
加大传热温差，增大流体流速，去除污垢降低热阻：削弱传热的措施有；敷设保温材料，降低流体流速，改变传热面表面状况（如加遮热板）等。
6、简述氟里昂制冷剂的性质和应用范围。
答：氟里昂是饱和碳氢化合物中全部或部分氢元素被卤族元素氟、氯、溴取代后衍生物的总称。
空调制冷基础知识培训教材.pptx
蒸汽压缩式制冷原理图（壁挂为例）
吹出凉风
吹出热风 吹出冷风
2
1 3
吸入热风
1-压缩机 2-冷凝器 3-膨胀阀 4-蒸发器 5 - 在这个密封系统内流动的
——制冷剂
4
➢通常，我们把压缩机，冷凝器，膨胀阀以及蒸 发器为空调“四大件”； ➢把冷凝器，蒸发器成为“两器”（热交换器）
（一）、制冷剂
• 制冷剂是制冷机中的工作流体，它通过自身热力状态 的循环变化不断与外界发生能量交换，达到制冷的目
• 分类：1、电子膨胀阀（多为工业用/小型的膨胀阀也应 用于商用和家用空调上 ） 2、毛细管（家用制冷用） 3、浮球调节阀（工业、商业、生活用）
到室内机蒸发器 毛细管
从冷凝器过来
电子膨胀阀
毛细管
毛细管节流（减压）原理
高压：制冷剂流入毛细 管前“堵车”，“车流 缓慢” （室外机）
毛细管
只有少量制冷剂可以流过
制冷循环
制暖循环（热泵工况）
空调基础知识
空调的定义
空调即空气调节[1]（air conditioning），是指用人工手段 ，对建筑/构筑物内环境空气的温度、湿度、洁净度、速 度等参数进行调节和控制的过程。一般包括冷源/热源设 备，冷热介质输配系统，末端装置等几大部分和其他辅助 设备。主要包括水泵、风机和管路系统。末端装置则负责 利用输配来的冷热量，具体处理空气，使目标环境的空气 参数达到要求。
行冷/热处理。 制冷剂系统：通过室外机的压缩机直接将气/液态的制冷剂
经过配管送至各个室内机端末，在室内机的内部
通过热交换器对室内的空气进行冷/热处理。
定频压缩机：按照一定的转速进行运转的压缩机。
变频压缩机：根据室内的状态，转速会自动进行快慢调节的压缩机。
冷水机组制冷原理
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热力学第二定律
5、热力学第二定律 总结自然界中常发生的机械能与热能的相互转换以及热 量传递现象，热力学第二定律可表述为： 机械能可以全部变为热，但热却不能无条件地全部转换 成机械功。由此可知，利用一个热源(或冷源)无法完成循环 过程，也无法实现能量的连续转换。
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热力学第二定律
不可能把热从低温物体传到高温物体而不引起其他变化 。它说明热从低温物体传到高温物体不能自发地进行，要 使之实现，必须花费一定的“代价”或具备一定的“条件 ”(或者说要引起其他变化)，在制冷机或热泵中，此代价就 是消耗的功量或热量。反之热从高温物体传到低温物体可 以自发地进行，直到两物体达到热平衡为止。
无机物沸点333凝固点779单位容积制冷量大粘性小传热性好流动阻力小毒性较大有一定的可燃性安全分类为b2氨蒸气无色具有强烈的刺激性臭味氨液飞溅到皮肤上会引起肿胀甚至冻伤氨系统中有水分会加剧对金属腐蚀同时减小制冷量以任意比与水互溶但在矿物润滑油中的溶解度很小系统中氨分离的游离氢积累至一定程度遇空气爆炸氨液比重比矿物润滑油小油沉积下部需定期放出在氨制冷机中不用铜和铜合金材料磷青铜除外常用制况剂氨222氟利昂化学稳定性很好溶水性比r12强得多对系统干燥和清洁性要求更高用不r12丌同的干燥剂
制冷原理
一、制冷基础知识 二、制冷剂、载冷剂、润滑油 三、制冷系统的组成 四、制冷机组工作循环
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一、制冷基础知识
定义
1、制冷定义： 制冷是指用人工的方法在一定时间和一定空间内将某 物体或流体冷却，使其温度降到环境温度以下，并保 持这个温度。 2、空调定义： 空气调节简称空调。是研究造成室内空气环境符合一定 的空气温度、相对湿度、空气的流动速度、空气的新鲜 度、洁净度，并在允许范围内有一定波动的技术。
制冷低温工程课程设计方案
制冷低温工程课程设计方案一、课程概述《制冷低温工程》是一门面向制冷与低温技术领域学习的专业课程。
本课程旨在向学生介绍制冷低温工程的基本原理、设备与系统，并帮助学生建立对制冷与低温技术的基本认识和应用能力。
二、课程目标1. 能够理解制冷与低温工程的基本原理和技术；2. 能够分析和设计制冷系统与设备；3. 能够应用制冷与低温技术解决实际问题；4. 能够熟练掌握制冷与低温工程领域的基本实验技能；5. 能够了解制冷与低温工程在能源、环保和社会发展等方面的影响。
三、教学内容与方法1. 教学内容：（1）制冷与低温工程的基本概念与原理；（2）制冷设备与系统的设计与分析；（3）制冷与低温工程在不同领域的应用；（4）制冷与低温工程的实验工艺与技术；（5）制冷与低温工程的相关法规与环保意识。
2. 教学方法：（1）理论课程教学采用讲授与案例分析相结合的方式，引导学生深入理解制冷与低温工程的基本理论；（2）实验课程教学采用模拟实验与实物实验相结合的方式，培养学生对制冷与低温工程的操作技能与实验能力；（3）课程设计采用项目驱动的教学方法，引导学生理论与实践的结合，培养学生分析与解决问题的能力。
四、课程设置1. 基础课程（1）制冷与低温工程基础概念；（2）热力学与热传导原理；（3）制冷循环过程与原理；（4）低温制冷剂与工质选型；（5）制冷设备与系统设计。
2. 实践课程（1）制冷系统组装与调试实验；（2）低温设备运行与维护实验；（3）制冷系统故障分析与处理实验；（4）低温制冷剂性能测试与评价实验。
3. 应用课程（1）食品冷链与冷藏技术；（2）生物医药与生物制冷技术；（3）超导磁体与低温超导技术；（4）工业与能源领域的低温应用。
五、教学评估1. 平时成绩：包括课堂表现、作业考核、实验操作等；2. 期中考核：以笔试形式考核学生对基本理论和知识的掌握程度；3. 期末考核：以综合考核形式考核学生对制冷与低温工程的理论与实践能力。
六、教学资源支持1. 实验设备与教材：提供相应的实验设备和教材，让学生能够在实践中学习制冷与低温工程知识；2. 教师团队：建立由制冷与低温工程领域的专家和教授组成的教师团队，为学生提供专业的指导与支持；3. 实习基地与行业合作：与相关生产企业、科研院校和行业协会合作，为学生提供实习和实训机会，让学生能够了解行业发展趋势和相关技术需求。
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（五）载冷剂
—直接冷却系统 —间接冷却系统：被冷却物体的热量是 通过载冷剂传给制冷剂
常用的载冷剂 常用的载冷剂是水、无机盐水溶液或有
机物液体。它们适用于不同的载冷温度。
各种载冷剂能够载冷的最低温度受其凝固
点的限制。
(1)水
• 水可以用于蒸发温度高于0℃的制冷装置中的 载冷剂。由于水价格便宜、易于获得、传热 性能好，因此在空调装置及某些0℃以上的冷 却过程中广泛地用作载冷剂。 • 水的缺点是只适合于载冷温度在0℃以上的使 用场合。
（二）制冷剂的分类
（1）无机物制冷剂。如NH3、CO2和H2O等。 （2）卤代烃制冷剂（氟利昂）。如R12、R134a、 R22、R11、R123等。 （3）碳氢化合物制冷剂。如甲烷、乙烷、丙烷、 异丁烷、乙烯、丙烯等。 （4）环烷烃的卤代物、链烯烃的卤代物也可作制 冷剂使用，如八氟环丁烷，二氟二氯乙烯等。 （5）共沸制冷剂。如R500，R502、R507等。 （6）非共沸制冷剂。如R400，R402、R407等。
（１）共沸混合制冷剂
» 共沸混合制冷剂是由两种或两种以上不同的制冷剂、 按一定比例相互溶解而成的制冷剂。它与单组分的制 冷剂一样，在一定的压力下蒸发时能保持恒定的蒸发 温度，且液相与气相始终具有相同的组分。
（ 2 ）非共沸混合制冷剂
» 非共沸混合制冷剂是由两种或两种以上不同的制冷剂 、按一定比例相互溶解而成的制冷剂。在饱和状态下 ，气液两相的组成组分不同，低沸点组分在气相中的 成分总是高于液相中的成分。非共沸混合制冷剂没有 共沸点。在定压下蒸发或凝结时，气相和液相的成分 不同，温度也在不断变化。
制冷低温系统
技术基础知识
（一） 制冷剂
制冷剂： 是制冷机中的工作流体，它是制冷系 统中为实现制冷循环的工作介质，也 称为制冷工质，或简称工质。
蒸气制冷机中的制冷剂从低温热 源中吸取热量，在低温下气化，再在 高温下凝结，向高温热源排放热量。 因此，只有在工作温度范围内能够气 化和凝结的物质才有可能作为制冷剂 使用。
卤代烃
①分子量较大、密度高、流动性差，在制冷系统 中循环时流动阻力大； ②绝热指数小，压缩终了温度低； ③传热性能较差； ④溶水性极差，系统中应严格控制水的含量； ⑤对金属的腐蚀性很小； ⑥遇明火时，卤代烃中会分解出氟化氢、氯化氢 或光气 ； ⑦无味、渗透性强，在系统中极易渗透； ⑧价格高 。
混合制冷剂
• 如在盐水溶液中添加缓蚀剂，使溶液呈中性（pH 值调整到7.0～8.5）。缓蚀剂通常采用二水重铬 酸钠（Na2Cr2O7· 2H2O）和氢氧化钠（NaOH）。 • 通常是在每1m3氯化钙溶液里加1.6kg的重铬酸钠 和0.432kg的氢氧化钠；在每1m3氯化钠溶液里加 3.2kg的重铬酸钠和0.862kg的氢氧化钠。
作为制冷剂应该符合如下要求：
1．热力学性质方面： （1）在工作温度范围内有合适的压力和压力比。 （2）通常要求单位制冷量q0和单位容积制冷量qv 较大 。 （3）单位质量所消耗的功w和单位容积压缩功wv 要小，循环效率高，经济性好。 （4）等熵压缩的终了温度不要太高。 （5）绝热压缩指数要小。 （6）气化潜热要大。
《蒙特利尔议定书》
1．对CFCs，包括CFC11、CFCl2，CFCll3、CFCll4、 CFCll5 等氯氟烃物质： （1）对发达国家，规定从1996年1月1日起完全停止 生产与消费； （2）对发展中国家（CFCs人均消耗量小于0.3kg/年 ），最后停用的日期是2010年。 2．对HCFCs，包括HCHC22、HCFCl42b、HCFCl23等： （1）对发达国家，从1996年起冻结生产量，2004年 开始削减，至2020年完全停用； （2）对发展中国家，从2016年开始冻结生产机盐水溶液
盐水，如氯化钙、氯化钠、氯化镁等的 水溶液。无机盐水溶液有较低的凝固温度， 适合于在中、低温制冷装置中载冷。它的主 要缺点是对一些金属材料有腐蚀作用。
图2—3
盐水溶液的相图（T—ξ图）
盐水溶液的密度和比热容都比较大， 因此，传递一定的冷量所需盐水溶液的体 积循环量较小。盐水溶液具有腐蚀性，尤 其是略呈酸性且与空气相接触的稀盐溶液 对金属材料的腐蚀性很强。为此需要采取 一定的缓蚀措施。
谢谢大家！
2．传输性质方面：
（1）粘度、密度尽量小。 （2）热导率大。 （3）物理化学性质方面。 ① 无毒、不燃烧、不爆炸、使用安全。 ② 化学稳定性和热稳定性好。 ③ 对大气环境无破坏作用。 （4）对材料的作用 ——“镀铜”现象。 （5）与润滑油的关系。 （6）对水的溶解性。 （7）泄漏性。 （8）抗电性。 （9）安全性。 （10）来源充足，制造工艺简单，价格便宜。
在选用制冷剂时，除了要考虑其热 力学性质外，还需要考虑制冷剂的物理 化学性质，如毒性、燃烧性、爆炸性、 与金属材料的作用、与润滑油的作用、 与大气环境的“友好性”等。
唐开永安全培训课件.四川内江
（四）常用和新型的制冷剂
#氨：
它在蒸发器中的蒸发压力一般为0.098～0.491Mpa，在冷
凝器内的冷凝压力一般为0.981 ～ 1.570 MPa，标准蒸发温度 为-33.4℃，凝固温度为-77.9℃。氨具有较好的热力学性质和热 物理性质，单位容积制冷量大，粘性小，流动阻力小，传热性能 好。此外，氨的价格低廉，又易于获得。 • 氨的主要缺点是对人体有较大的毒性，也有一定的可燃性 。 • 氨的压缩终温较高 。 • 氨在矿物油中的溶解度很小 。 • 纯氨不腐蚀钢铁 。 • 氨能以任意比例与水相互溶解 。 • 氨的检漏方法：从刺激性气味很容易发现系统漏氨；可以用 石芯试纸或酚酞试纸化学检漏。