文档介绍：制冷原理
概述
制冷技术发展史
古代地窖作冷贮室、水蒸发降温等
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,标志着现代制冷技术的开始。
美国波尔金斯造出第一台以乙醚为工质的压缩式制冷机,成为后来蒸气压缩式制冷机的雏形。
美国高里用封闭循环的空气制冷机建立了一座空调站,标志着空气制冷机开始应用。
美国林德采用氨作制冷剂,从此蒸气压缩式制冷机在制冷领域中开始了它的统治地位。
凯利发明氨水吸收式制冷系统。
莱兰克在巴黎发明蒸气喷射式制冷系统。
1930年起发现氟利昂制冷剂;全封闭压缩机研制成功;混合制冷剂应用等。
制冷的定义
用人工的方法在一定的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,并保持这个低温。
(三)制冷方法
1、蒸汽压缩式制冷
2、蒸汽吸收式制冷
3、蒸汽喷射式制冷
4、吸附式制冷
5、空气膨胀制冷
6、热电制冷(温差电制冷)
7、涡流管制冷
制冷剂与载冷剂
(一)制冷剂的种类
1、无机化合物
如:水、氨、二氧化碳、二氧化硫
氟利昂:饱和碳氢化合物的氟、氯、溴的衍生物的总称。
如:R12、R22、R134a、R152a
碳氢化合物
如: R600、R600a、R170
混合制冷剂
混合制冷剂是由两种或两种以上的氟利昂组成的混合物。
共沸制冷剂
如:R500(R12/R152a)、R502(R22/R115)
非共沸制冷剂
如:R404A(R125/R143a/134a)、
R407C(R32/R125/R134 a)
(二)对制冷剂的要求
1、热力学性质
在大气压力下的沸点要低,凝固点也要低;
蒸发压力最好稍高于大气压力;
在常温下的冷凝压力不应过高;
在给定的温度条件下,对应的冷凝压力和蒸发压力之比较小;
制冷剂在给定的蒸发温度下的汽化潜热值要大;
制冷剂的临界温度高于环境大气温度;
(7)对于大中型制冷压缩机,要求单位容积制冷剂的制冷能力较大,以减小压缩机的尺寸、重量和金属消耗量,对于小型制冷装置,则要求单位容积制冷剂的制冷能力不太大,以免压缩机及流道的尺寸过小而增加制造上的困难。
2、物理化学性质
(1)较高的导热系数和换热系数;
(2)制冷剂的粘度和密度尽可能小;
(3)具有一定的吸水性;
(4)化学稳定性好,在高温下不分解,不易燃烧,无爆炸危险,对金属和其它材料无腐蚀和侵蚀作用。
其它性质
无毒、无刺激性臭味、对人无害、价格低廉、来源充足、良好电绝缘性能。
(三)常用制冷剂的性质
1、R22
(1)R22的沸点为-℃。
(2)水在R22中的溶解度很小,而且随着温度的降低,水的溶解度越小。
R22能部分与矿物油互相溶解,其溶解度与润滑油的种类和温度有关。
R22不燃烧、不爆炸、毒性很小。
R22对臭氧层仍有破坏作用,为某些CFC制冷剂的过渡替代物。
R134a
R134a沸点为-℃。主要热力性质与R12相似,是比较理想的一种R12替代制冷剂。
R134a对金属的腐蚀作用比较小、稳定性好、不溶于水。
R134a对臭氧层无破坏作用,温室效应比R22小,属HFC类制冷剂,按当前的国际协议可长期使用。
R407C
R407C由R32、R125和R134a三种工质按23%、25%、52%的质量成分混合而成。
臭氧消耗潜能值ODP=0、全球变暖潜能值GWP=1980。
热力性质与R22相似,它们的工作压力范围、制冷量十分相似。
R407C机器的制冷量和能效比比R22机器稍有下降。
(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。
空气
价格低廉,容易获得;但空气的比热容小、热导率小。
水
价格低廉,容易获得;比热容大、热导率大。
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。
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