核反应堆压水堆控制绪论.ppt

空调与制冷工程
王锡
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绪 论
第 一 章 蒸汽压缩式制冷的热力学原理
第 二 章 制冷剂和载冷剂
第 三 章 制冷压缩机
第 四 章 冷凝器与蒸发器
第 五 章 冷凝器、节流机构和蒸发器等组成
蒸气压缩式制冷装置示意图
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蒸气吸收式制冷
蒸气吸收式制冷机是用吸收器、溶液泵、发生器等部件代替蒸气压缩式制冷机中的压缩机
吸收式制冷机中工质为双工质，即制冷剂-吸收剂工质对，通常为氨-水或溴化锂-水
吸收式主要用于空调和工业工艺制冷
蒸气吸收式制冷装置示意图
压缩机
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蒸气喷射式制冷
用喷射器取代压缩式制冷机中的压缩机
高温高压蒸气进入喷射器中的喷嘴后高速喷出形成真空状态
蒸发器中的气态制冷剂被吸引，与高速喷射气流汇合后进入喷射器的扩压室，并使流速降低，压力升高，然后经冷凝器、膨胀阀返回蒸发器。
主要以水作为工质
蒸气喷射式制冷装置示意图
喷嘴
吸入室
扩压管
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吸附式制冷
固体吸附剂对制冷剂气体具有吸附作用，且其吸附能力随吸附剂温度不同而不同。
脱附时，释放制冷剂气体，并使之冷凝为液体；
吸附时，吸附剂吸收制冷剂使之蒸发产生制冷作用
——这就是吸附式制冷原理
太阳能沸石-水吸附制冷系统示意图
蒸发器
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气体膨胀制冷
气体膨胀制冷是利用高压气体绝热膨胀或绝热放气使气体温度降低而实现的
最早的高压气体膨胀制冷是压缩空气制冷机，理想循环是由两个定熵过程和两个定压过程组成的循环
与压缩蒸气制冷循环的最大区别是其制冷是靠吸收显热(而不是潜热)实现的
主要缺点是制冷量不大
简单空气压缩式制冷系统
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热电制冷（半导体制冷）
1834年法国人珀尔帖(Peltier)发现珀尔帖效应：
在两种不同金属组成的闭合线路中，若通以直流电，就会使一个接触点变冷，另一个变热
纯金属珀尔帖效应很弱
半导体制冷：不用制冷剂，无机械传动部分，灵活性大，冷热端可互换，体积和功率可很小，效率太低
半导体制冷原理
（温差电制冷）
冷端吸热
热端放热
铜导体
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固体绝热去磁法
1904年兰热文首先指出顺磁物质磁极化强度的变化会伴随温度相反的变化。
1926年德拜和乔克分别指出顺磁盐的绝热去磁会使其温度降低。
1933年乔克及马克杜卡尔进行了绝热退磁的首次实验，。
磁制冷是利用磁性物质的磁热效应来完成磁制冷循环的。
任一系统的冷却过程都是系统有序程度的增加或熵减少的过程。
磁性物质是由原子或具有磁矩的磁离子组成的结晶体，它有一定的热运动或热振动。
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(a)
(b)
(c)
磁制冷的基本原理
无磁场时，结晶体内磁矩取向无规则，此时熵较大。（图a）
有磁场(磁化)时，磁矩沿磁场方向择优取向。等温条件下，则导致工质熵的下降，有序度增加，向外界排热。（图b）
若磁场强度减弱，由于磁离子的热运动，其磁矩又趋于无序，在熵增加和等温条件下，工质从外界吸热(制冷) （图c）
把磁性物质在磁场作用下绝热磁化时升温、绝热退磁时降温的物理现象称为磁热效应——磁制冷的基本原理
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制冷范围分类
不同的制冷方法适用于获取不同的温度，根据低温的温度要求，把制冷范围分为三个区间：
普通制冷范围（简称“普冷”）：低于环境温度~ -120℃（153K）
深度制冷范围（简称“深冷”）：-120℃ ~ -253℃（153K~20K）
低温制冷范围：-253℃~接近-273℃（20K~接近0K）
在空调和食品冷藏，及一般所要求的用冷温度，均属普冷范围，使用最广泛的方法是液体气化法——蒸气压缩式、吸收式及蒸气喷射式制冷
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制冷技术的应用
空气调节方面
食品冷藏方面
生产工艺方面
低温和超低温方面
其它方面
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制冷技术应用之空气调节
用来降低空气的温度和含湿量，分两种形式：
1）舒适性空调：主要是满足人对环境温湿度的要求。
如高温车间、医院、会堂、影剧场、宾馆、住宅以及各种交通工具空气调节等。
2）工艺性空调：主要是为满足生产工艺和检测等对环境温湿度的要求。
纺织、印刷、电子元件、光学仪器、精密机床等车间和检测、计量室等都需要有恒温、恒湿的空气环境；
飞机发动机、航空仪表、电气设备甚至一些军事武器弹药，都应在一定的温湿度条件下进行性能试验。
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制冷技术应用之食品冷藏
食品冷藏链：食品从采集→加工→冷冻、冷藏→运输→贮藏→零售→消费者等各环节均需保持在低温环境
冷加工设备、冷冻库、冷藏库
冷藏运输工具：冷藏汽车、火车、船，冷藏集装箱
销售：冷冻、冷藏商品陈列柜
单位和家庭的