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制冷原理與制冷劑
                                                             制冷原理與制冷劑
     “制冷”是指用人工的方法將被冷卻對象（如物體或空間）的溫度降低到環(huán)境溫度一下，并保持這個溫度。
      制冷過程與冷卻過程的區(qū)別是熱量的傳遞方向不同，冷卻過程是熱量自地從高溫?zé)嵩磦飨虻蜏責(zé)嵩吹倪^程。制冷過程與冷卻過程相反，顧又稱為逆向傳熱過程。人們把這個從低溫?zé)嵩慈〕鰺崃康倪^程又稱為??低溫?zé)嵩捶懦隼淞康倪^程，即制冷。
      根據(jù)熱力學(xué)**定律，制冷過程是不可能自發(fā)進行的。為使冷卻過程得以實現(xiàn)，必須消耗一定的外界能量給予補償。這種能量可以是電能、熱能、太陽能或其他能量。實現(xiàn)人工制冷的機器和設(shè)備統(tǒng)稱為“制冷機”。制冷機時一種耗能機械，多利用物質(zhì)的狀態(tài)變化來實現(xiàn)制冷的目的，工作在制冷機種的這類介質(zhì)就成為制冷劑（或成為制冷工質(zhì)）。人們對制冷集合制冷劑的不斷研究和發(fā)展，是制冷技術(shù)在個領(lǐng)域的作用日益加強。在各領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。
       從制冷的定義可以知道，從環(huán)境溫度以下接近OK這個范圍，都是制冷技術(shù)所研究的溫度范圍，人們利用各種制冷方法達到不同的低溫，根據(jù)研究對象、制冷方法和人們的習(xí)慣不同，制冷學(xué)界多數(shù)人的觀點是將制冷的溫區(qū)劃分為如下三個領(lǐng)域：
        1）普通制冷:120K以上。
        2） 低溫制冷：120~4.2K。
        3）超低溫制冷：4.2K一下。 
        普通制冷的方法常用的有液體氣化制冷、氣體膨脹制冷和熱點制冷。液體氣化制冷利用低溫制冷劑液體的氣化吸收被冷卻對象的熱量，來達到制冷的目的，例如蒸汽壓縮式制冷、吸收式制冷、吸附式制冷等就是這樣，氣體膨脹制冷利用高壓制冷劑氣體在降壓降溫膨脹后，吸收被冷卻對象的熱量，熱點制冷利用半導(dǎo)體熱電偶通直流電后兩結(jié)點處出現(xiàn)一端吸熱、一端放熱的現(xiàn)象來實現(xiàn)制冷。其他制冷方法如磁制冷等正在研制開發(fā)中。
目前，空調(diào)工程中應(yīng)用的制冷方法，主要是蒸氣壓縮式制冷和吸收式制冷，本課程制冷部分針對這兩部分內(nèi)容編寫。制冷技術(shù)是以熱工理論基礎(chǔ)和流體力學(xué)等課程為基礎(chǔ)的，學(xué)習(xí)過程中一定要重視理論聯(lián)系實際，才能為工程實踐打好基礎(chǔ)。
1—1 制冷原理
理想制冷循環(huán)——逆卡諾循環(huán)沒有不可逆損失。在兩恒溫?zé)嵩撮g工作的理想制冷循環(huán)可以用逆卡諾循環(huán)來實現(xiàn)。逆卡諾循環(huán)由兩個等溫過程和兩個等熵過程
組成。理論上，它可以在濕蒸氣區(qū)域內(nèi)，由壓縮機、冷凝器、膨脹機和蒸發(fā)器組成一個循環(huán)系統(tǒng)，利用制冷劑在濕蒸氣區(qū)的等溫蒸發(fā)和等溫冷凝實現(xiàn)制冷。這里要注意的是，逆卡諾循環(huán)是在假定蒸發(fā)和冷凝兩過程與低溫?zé)嵩春透邷責(zé)嵩撮g沒有傳熱溫差，高、低溫?zé)嵩春愣?，制冷劑流動時沒有流動阻力，壓縮和膨脹過程為等熵過程的可逆條件下做出的，循環(huán)的全過程均是可逆過程，因此稱其為理想制冷循環(huán)。
逆卡諾循環(huán)原理圖如圖1—1所示。制冷劑沿絕專線3＇＇→4＇＇膨脹，溫度從了T＇＇k降至T＇＇o；然后，沿定溫線4＇＇→1＇＇膨脹，在定溫膨脹過程中制冷劑在T＇＇o溫度下從要被冷卻的物質(zhì)中吸收熱量q＇＇o；制冷劑從狀態(tài)1＇＇被絕熱壓縮至狀態(tài)2＇＇，溫度從T＇＇o升至T＇＇k；*后沿定溫線2，一3，壓縮，在定溫壓縮過程中，制冷劑在T＇＇k溫度下向冷卻劑放出熱量q＇＇k。將循環(huán)1＇＇→2＇＇→3＇＇→4＇＇→1根據(jù)熱工學(xué)的知識，可以得出其制冷系數(shù)的表達式為制冷系數(shù)是制冷量與消壓縮功的功耗之比，它是一個經(jīng)濟性指標(biāo)，制冷系數(shù)越大，經(jīng)濟性越好。理想制冷循環(huán)的制冷系數(shù)*大，因此將其作為制冷循環(huán)的標(biāo)準(zhǔn)。實際制冷循環(huán)存在不可逆損失，制冷系數(shù)低于理想循環(huán)制冷系數(shù)，用熱力完善度?來表示實際制冷循環(huán)接近理想制冷循環(huán)程度的指標(biāo)。