第八章制冷设备PPT讲稿.ppt
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1、第八章 制冷设备第1页,共54页,编辑于2022年,星期三8.1制冷原理简介制冷原理简介o制冷的历史制冷的历史o我国是最早利用天然冷源的国家之一。我国是最早利用天然冷源的国家之一。3000多年前就懂多年前就懂得贮藏和利用天然冰,战国时就有专门的得贮藏和利用天然冰,战国时就有专门的“冰房冰房”,三国时代,三国时代已把冰加以专门贮存,就象粮食、食盐一样。已把冰加以专门贮存,就象粮食、食盐一样。o由于近代中国科技落后,由于近代中国科技落后,1949年新中国建立时,仅上海、年新中国建立时,仅上海、天津、汉口等几个口岸城市有几座冷库。制冷空调行业、天津、汉口等几个口岸城市有几座冷库。制冷空调行业、制冷空
2、调科学研究和教育完全是空白。一直到制冷空调科学研究和教育完全是空白。一直到1956年我年我国才开始在大学中设立制冷学科。国才开始在大学中设立制冷学科。第2页,共54页,编辑于2022年,星期三8.1制冷原理简介制冷原理简介o利用天然冷源严格说还不是人工制冷,人工制冷始于十九利用天然冷源严格说还不是人工制冷,人工制冷始于十九世纪。世纪。o1834年英国人波尔金斯制成了用乙醚为制冷剂的第一台制冷年英国人波尔金斯制成了用乙醚为制冷剂的第一台制冷机,机,1844年美国人高斯发明了空气压缩式制冷机,年美国人高斯发明了空气压缩式制冷机,1862年法年法国人卡尔里制成吸收式制冷机。国人卡尔里制成吸收式制冷机
3、。1874年德国人林德发年德国人林德发明了世界上第一台氨压缩机,使制冷技术进入实际应明了世界上第一台氨压缩机,使制冷技术进入实际应用的广阔天地。用的广阔天地。o人工制冷不受季节、区域等的限制,可以根据需要制取不人工制冷不受季节、区域等的限制,可以根据需要制取不同的低温。随后,人们又发现了蒸汽喷射式制冷、半导体同的低温。随后,人们又发现了蒸汽喷射式制冷、半导体制冷等制冷方法。制冷等制冷方法。第3页,共54页,编辑于2022年,星期三8.1制冷原理简介制冷原理简介o制冷原理的预备知识制冷原理的预备知识o只要提醒一下,大家都会明白这个道理。大家都打过针吧?起只要提醒一下,大家都会明白这个道理。大家都
4、打过针吧?起码打过预防针。打针时,护士将酒精棉球擦到我们的皮肤上,码打过预防针。打针时,护士将酒精棉球擦到我们的皮肤上,我们马上就会感到被擦的地方好凉爽。可以讲,这是世界上最我们马上就会感到被擦的地方好凉爽。可以讲,这是世界上最简单的空调。因为人为地制造了凉爽。简单的空调。因为人为地制造了凉爽。o为什么会感到凉爽呢?大家知道,这是酒精蒸发的结果。为什么会感到凉爽呢?大家知道,这是酒精蒸发的结果。从而可以得出一个结论,蒸发能制冷。把水抹到皮肤上,从而可以得出一个结论,蒸发能制冷。把水抹到皮肤上,也会感到有凉意,不过没有酒精作用明显。因为酒精比也会感到有凉意,不过没有酒精作用明显。因为酒精比水更容
5、易蒸发,比水蒸发得更快。就是蒸发越快,制冷水更容易蒸发,比水蒸发得更快。就是蒸发越快,制冷越好。越好。第4页,共54页,编辑于2022年,星期三8.1制冷原理简介制冷原理简介o制冷原理的预备知识制冷原理的预备知识o影响蒸发快慢的因素还有温度,温度越高,蒸发越快。洗晒影响蒸发快慢的因素还有温度,温度越高,蒸发越快。洗晒的衣服,夏天比冬天容易干,就是因为夏天温度高,蒸发快的衣服,夏天比冬天容易干,就是因为夏天温度高,蒸发快的结果。影响蒸发快慢的因素还有压力。压力越低,蒸发越的结果。影响蒸发快慢的因素还有压力。压力越低,蒸发越快。在青藏高原烧开水,快。在青藏高原烧开水,9090不到就开了,就沸腾了,
6、就不到就开了,就沸腾了,就大量蒸发了,就是因为青藏高原地势高,压力低的结果。大量蒸发了,就是因为青藏高原地势高,压力低的结果。o结论:从酒精棉球效应中知道结论:从酒精棉球效应中知道蒸发可以制冷,且蒸发蒸发可以制冷,且蒸发越快制冷越好,而蒸发快慢与温度、压力条件有关,温度越越快制冷越好,而蒸发快慢与温度、压力条件有关,温度越高蒸发越快,压力越低蒸发越快。高蒸发越快,压力越低蒸发越快。第5页,共54页,编辑于2022年,星期三8.1制冷原理简介制冷原理简介o人们为了制冷,千方百计地寻找容易蒸发的物质。现在用人们为了制冷,千方百计地寻找容易蒸发的物质。现在用的空调采用的蒸发工作物质一般都是氟里昂的空
7、调采用的蒸发工作物质一般都是氟里昂(氟里昂是总氟里昂是总称称,分很多种分很多种)。o我们知道,在一般情况下,水要烧到我们知道,在一般情况下,水要烧到100才开,才沸腾,才开,才沸腾,才大量蒸发。而氟里昂在零下才大量蒸发。而氟里昂在零下30时就开了,就沸腾了,时就开了,就沸腾了,就大量蒸发了。而且它的化学性质稳定,在一般情况下又就大量蒸发了。而且它的化学性质稳定,在一般情况下又无毒性,因此,它是一种比较理想的制冷物质。无毒性,因此,它是一种比较理想的制冷物质。第6页,共54页,编辑于2022年,星期三8.1制冷原理简介制冷原理简介o现在让我们来做一个模拟试验。假如我们把这个氟里昂,象现在让我们来
8、做一个模拟试验。假如我们把这个氟里昂,象水一样灌进水箱中,在常温下它就会大量蒸发,水箱外表面水一样灌进水箱中,在常温下它就会大量蒸发,水箱外表面就会很冷。这时我们用风扇吹水箱,出来的风一定很凉爽。就会很冷。这时我们用风扇吹水箱,出来的风一定很凉爽。这也是一种人为制造凉爽的方法。因此它也是一种空调(不这也是一种人为制造凉爽的方法。因此它也是一种空调(不过一般不实用)。不过,灌进去的氟里昂蒸发了,跑掉了,过一般不实用)。不过,灌进去的氟里昂蒸发了,跑掉了,再灌进去的氟里昂又蒸发了,又跑掉了,就算以再灌进去的氟里昂又蒸发了,又跑掉了,就算以400克的小克的小瓶装氟里昂,每瓶最低价六元计算,那要用上一
9、小时这样瓶装氟里昂,每瓶最低价六元计算,那要用上一小时这样的空调,光买氟里昂就得花掉一万多元。看来这种空调没的空调,光买氟里昂就得花掉一万多元。看来这种空调没有实用价值。不过我们可以利用它来进一步理解空调的基有实用价值。不过我们可以利用它来进一步理解空调的基本原理。本原理。第7页,共54页,编辑于2022年,星期三8.1制冷原理简介制冷原理简介o常见空调的基本原理都是这样的。现在的问题是费用太高。常见空调的基本原理都是这样的。现在的问题是费用太高。如何解决呢?就是要重复利用氟里昂。要重复利用氟里昂,如何解决呢?就是要重复利用氟里昂。要重复利用氟里昂,首先要使变成气态的氟里昂还原为液态的氟里昂。
10、首先要使变成气态的氟里昂还原为液态的氟里昂。o如何使气态氟里昂还原为液态氟里昂呢?只要注意一如何使气态氟里昂还原为液态氟里昂呢?只要注意一下我们周围两种极普通的情况,就能想出办法来。将下我们周围两种极普通的情况,就能想出办法来。将灌满液化气的钢瓶,稍微摇晃几下,就可体察到,里灌满液化气的钢瓶,稍微摇晃几下,就可体察到,里面大都是液体。这就是液化气被压缩而成的液体。从面大都是液体。这就是液化气被压缩而成的液体。从而为我们解决这个问题得到一个启发。只要将气体加而为我们解决这个问题得到一个启发。只要将气体加压,就可以把气体变成液体。而且压力越高,越容易压,就可以把气体变成液体。而且压力越高,越容易变
11、成液体。变成液体。第8页,共54页,编辑于2022年,星期三8.1制冷原理简介制冷原理简介o还有一种情况是,锅里烧水,锅盖上会有水珠。大家还有一种情况是,锅里烧水,锅盖上会有水珠。大家知道,这是锅里的水蒸汽遇到较冷的锅盖凝结而成的。知道,这是锅里的水蒸汽遇到较冷的锅盖凝结而成的。这又为我们解决这个问题得到一个启发,只要将气体这又为我们解决这个问题得到一个启发,只要将气体冷却,就能把气体变成液体。而且温度越低,越容易冷却,就能把气体变成液体。而且温度越低,越容易变成液体。要重复利用氟里昂,还要使氟里昂不要漏变成液体。要重复利用氟里昂,还要使氟里昂不要漏掉了,不要跑掉了。这就要一个密闭的系统。人们
12、都掉了,不要跑掉了。这就要一个密闭的系统。人们都叫它做空调系统。叫它做空调系统。第9页,共54页,编辑于2022年,星期三8.1制冷原理简介制冷原理简介o小结一下前面讲的制冷预备知识:小结一下前面讲的制冷预备知识:o1、蒸发能制冷,蒸发越快,制冷越好。温度越高,蒸、蒸发能制冷,蒸发越快,制冷越好。温度越高,蒸发越快。压力越低,蒸发越快。发越快。压力越低,蒸发越快。o2、加压和冷却都可以使气体变成液体,而且压力越高,、加压和冷却都可以使气体变成液体,而且压力越高,越容易变成液体。温度越低,越容易变成液体。越容易变成液体。温度越低,越容易变成液体。o制冷系统的主要四个组成部分:制冷系统的主要四个组
13、成部分:o压缩机、冷凝器、节流装置和蒸发器。压缩机、冷凝器、节流装置和蒸发器。第10页,共54页,编辑于2022年,星期三8.1制冷原理简介制冷原理简介o制冷的具体实现有许多方法,工程上常用的有压缩式制冷、制冷的具体实现有许多方法,工程上常用的有压缩式制冷、吸收式制冷、半导体制冷等制冷方法。每一种方法都有其吸收式制冷、半导体制冷等制冷方法。每一种方法都有其特点,可以根据使用的条件进行选择。特点,可以根据使用的条件进行选择。o在各种制冷方法中,其中最常用的是压缩式制冷,大约占在各种制冷方法中,其中最常用的是压缩式制冷,大约占90%以上。以上。第11页,共54页,编辑于2022年,星期三8.1制冷
14、原理简介制冷原理简介o压缩式制冷的原理是利用制冷剂(氟压缩式制冷的原理是利用制冷剂(氟里昂)在低温下沸腾吸热,由于沸腾里昂)在低温下沸腾吸热,由于沸腾吸热时的温度低于制冷对象的温度,吸热时的温度低于制冷对象的温度,制冷对象的热量就传递给了制冷剂,制冷对象的热量就传递给了制冷剂,制冷对象的温度就降低。通过压缩机制冷对象的温度就降低。通过压缩机做功,使吸热后的制冷剂温度和压力做功,使吸热后的制冷剂温度和压力升高(高于环境温度)。这时,制冷升高(高于环境温度)。这时,制冷剂就可以把热量传递给环境。然后,剂就可以把热量传递给环境。然后,通过节流降压,制冷剂重新在低温下通过节流降压,制冷剂重新在低温下沸
15、腾吸热。不断循环制冷。沸腾吸热。不断循环制冷。第12页,共54页,编辑于2022年,星期三8.2电冰箱电冰箱o一种使食物或其他物品保持冷态的小柜或小室,一种使食物或其他物品保持冷态的小柜或小室,用于冷冻、冷藏食品或其他物品。内有制冰机用用于冷冻、冷藏食品或其他物品。内有制冰机用以结冰的柜或箱带有制冷装置的储藏箱。以结冰的柜或箱带有制冷装置的储藏箱。o家用电冰箱的容积通常为家用电冰箱的容积通常为20500升。升。1910年世界上第年世界上第一台压缩式制冷的家用冰箱在美国问世。一台压缩式制冷的家用冰箱在美国问世。1925年瑞典丽年瑞典丽都公司开发了家用吸收式冰箱。都公司开发了家用吸收式冰箱。192
16、7年美国通用年美国通用电气公司研制出全封闭式冰箱。电气公司研制出全封闭式冰箱。1930年采用不同年采用不同加热方式的空气冷却连续扩散吸收式冰箱投放市场。加热方式的空气冷却连续扩散吸收式冰箱投放市场。1931年研制成功新型制冷剂氟利昂年研制成功新型制冷剂氟利昂12。50年代后半期年代后半期开始生产家用热电冰箱。中国从开始生产家用热电冰箱。中国从50年代开始生产电年代开始生产电冰箱。冰箱。第13页,共54页,编辑于2022年,星期三8.2.1电冰箱的结构与分类电冰箱的结构与分类o结构结构第14页,共54页,编辑于2022年,星期三8.2.1电冰箱的结构与分类电冰箱的结构与分类o结构结构o制冷系统制
17、冷系统o电控系统电控系统o箱体及附件箱体及附件第15页,共54页,编辑于2022年,星期三8.2.1电冰箱的结构与分类电冰箱的结构与分类o结构结构o制冷系统制冷系统o1、压缩机机组:包括压缩、压缩机机组:包括压缩机和电动机机和电动机第16页,共54页,编辑于2022年,星期三8.2.1电冰箱的结构与分类电冰箱的结构与分类o结构结构o制冷系统制冷系统o2、冷凝设备:冷凝器、蒸发水皿加热管、门防冻防、冷凝设备:冷凝器、蒸发水皿加热管、门防冻防露管露管第17页,共54页,编辑于2022年,星期三8.2.1电冰箱的结构与分类电冰箱的结构与分类o结构结构o制冷系统制冷系统o3、冷却设备:蒸发器、间冷式中
18、还有冷却风机和电动机冷却设备:蒸发器、间冷式中还有冷却风机和电动机第18页,共54页,编辑于2022年,星期三8.2.1电冰箱的结构与分类电冰箱的结构与分类o结构结构o制冷系统制冷系统o4、干燥过滤器:干燥过滤器:o结构结构o5、节流元件:毛细管节流元件:毛细管o6、管道、制冷剂等管道、制冷剂等第19页,共54页,编辑于2022年,星期三8.2.1电冰箱的结构与分类电冰箱的结构与分类o结构结构o电控系统电控系统o1、温度控制设备:温度控制器、温控用电热器等、温度控制设备:温度控制器、温控用电热器等o2、电机起动和保护器件:起动继电器、过热过载保护继电、电机起动和保护器件:起动继电器、过热过载保
19、护继电器、或带有起动和运行用电容器等。器、或带有起动和运行用电容器等。o3、化霜设备:化霜时间控制器、化霜电热器、化霜防误、化霜设备:化霜时间控制器、化霜电热器、化霜防误动作加热器等。动作加热器等。o4、制冷性能补偿部件:温度补偿电热器、温度补偿指示灯、制冷性能补偿部件:温度补偿电热器、温度补偿指示灯、节电开关、双蒸发器连管加热器等。节电开关、双蒸发器连管加热器等。第20页,共54页,编辑于2022年,星期三8.2.1电冰箱的结构与分类电冰箱的结构与分类o结构结构o箱体及附件箱体及附件o1、箱体由外壳、内胆、隔热层和箱顶饰板及柜组成。其中、箱体由外壳、内胆、隔热层和箱顶饰板及柜组成。其中外壳常
20、采用外壳常采用0.61mm薄钢板磷化处理后喷漆或喷塑,或彩色钢薄钢板磷化处理后喷漆或喷塑,或彩色钢板;内胆由板;内胆由ABS或改性聚苯乙烯塑料模压成形;隔热层通常为充或改性聚苯乙烯塑料模压成形;隔热层通常为充填的聚氨脂泡沫塑料。填的聚氨脂泡沫塑料。o2、箱体由门板、门内胆、磁性门封和手柄及绞链、箱体由门板、门内胆、磁性门封和手柄及绞链(门折页门折页)组成。其中组成。其中,门板与箱体外壳一样门板与箱体外壳一样;门内胆与箱体内胆一样门内胆与箱体内胆一样;磁性磁性门封由塑料门封条和磁性胶条组成门封由塑料门封条和磁性胶条组成,为了节能还另设橡胶气为了节能还另设橡胶气囊二次门封。囊二次门封。o3、附件由
21、搁架、箱内接水盆、果蔬盒、制冰盒、箱外接水、附件由搁架、箱内接水盆、果蔬盒、制冰盒、箱外接水盒盒(或蒸发盒或蒸发盒)等组成。等组成。第21页,共54页,编辑于2022年,星期三8.2.1电冰箱的结构与分类电冰箱的结构与分类o分类分类o电冰箱按原理可为以下九种:电冰箱按原理可为以下九种:o1、压缩式电冰箱:这种电冰箱由电动机提供机械能,通、压缩式电冰箱:这种电冰箱由电动机提供机械能,通过压缩机对制冷系统作功。制冷系统利用低沸点的制冷剂,过压缩机对制冷系统作功。制冷系统利用低沸点的制冷剂,蒸发时,吸收汽化热的原理制成的。其优点是寿命长,使蒸发时,吸收汽化热的原理制成的。其优点是寿命长,使用方便,目
22、前世界上用方便,目前世界上95 的电冰箱属于这一类。的电冰箱属于这一类。o2、吸收式电冰箱:这种电冰箱可以利用热源(煤气、煤油、吸收式电冰箱:这种电冰箱可以利用热源(煤气、煤油、电等)作为动力。利用氨、水、氢混合物在连续吸收、扩散电等)作为动力。利用氨、水、氢混合物在连续吸收、扩散过程中达到制冷的目的。其缺点是效率低,降温慢,现已逐过程中达到制冷的目的。其缺点是效率低,降温慢,现已逐渐被淘汰。渐被淘汰。第22页,共54页,编辑于2022年,星期三8.2.1电冰箱的结构与分类电冰箱的结构与分类o分类分类o3、半导体电冰箱:它是利用对、半导体电冰箱:它是利用对PN型半导体,通以直流电,型半导体,通
23、以直流电,在结点上产生珀尔帖效应的原理来实现制冷的电冰箱。在结点上产生珀尔帖效应的原理来实现制冷的电冰箱。o4、化学冰箱:它是利用某些化学物质溶解于水时强、化学冰箱:它是利用某些化学物质溶解于水时强烈吸热而获得制冷效果的冰箱。烈吸热而获得制冷效果的冰箱。o5、电磁振动式电冰箱:它是利用电磁振动作动力来驱、电磁振动式电冰箱:它是利用电磁振动作动力来驱动压缩机的冰箱。其原理、结构、与压缩式电冰箱基本动压缩机的冰箱。其原理、结构、与压缩式电冰箱基本相同。相同。第23页,共54页,编辑于2022年,星期三8.2.1电冰箱的结构与分类电冰箱的结构与分类o分类分类o6、太阳能电冰箱:它是利用太阳能作为制冷
24、能源的、太阳能电冰箱:它是利用太阳能作为制冷能源的电冰箱。电冰箱。o7、绝热去磁制冷电冰箱。、绝热去磁制冷电冰箱。o8、辐射制冷电冰箱。、辐射制冷电冰箱。o9、固体制冷电冰箱。、固体制冷电冰箱。第24页,共54页,编辑于2022年,星期三8.2.2电冰箱的工作原理电冰箱的工作原理o电冰箱工作原理电冰箱工作原理第25页,共54页,编辑于2022年,星期三第26页,共54页,编辑于2022年,星期三8.2.3温度控制原理温度控制原理o早期的电冰箱多采用机械式早期的电冰箱多采用机械式控温器,主要结构见图示。控温器,主要结构见图示。o通过感温包感受箱内温度使包内的气体膨胀或缩小,通过通过感温包感受箱内
25、温度使包内的气体膨胀或缩小,通过毛细管将压力变化传给膜盒而推动杠杆使电接点接通或断毛细管将压力变化传给膜盒而推动杠杆使电接点接通或断开来控制压缩机的运转。开来控制压缩机的运转。o调节凸轮可以改变弹簧拉力,从而改变感温包所传递出调节凸轮可以改变弹簧拉力,从而改变感温包所传递出来的压力,实现温度控制。来的压力,实现温度控制。o现代冰箱多采用电子技术进行温度控制。现代冰箱多采用电子技术进行温度控制。第27页,共54页,编辑于2022年,星期三8.2.4使用与维护使用与维护o生活中如何正确使用冰箱生活中如何正确使用冰箱o1肉类存放肉类存放o冷藏肉不用清洗,带盒直接放在冷藏室较冷处即可;而冷藏肉不用清洗
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