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绪章绪论
在人们的生产和生活中广泛存在的制冷空调系统,何谓制冷和制冷技术,制冷技术分类,制冷技术的发展史以及常用的制冷方法。
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●0.1制冷以及制冷技术的分类
何谓制冷和制冷技术,制冷技术按照制冷温度分为三类,普冷制冷、深度制冷、低温和超低温
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●0.2制冷技术发展史和常用的制冷方法
从天然冷源发展到人工冷源的制冷技术发展过程,人工冷源常用的制冷方法。
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第一章蒸气压缩式制冷热力学原理
蒸气压缩制冷循环是以“液体相变制冷”为理论基础。本章节主要介绍,蒸气压缩制冷循环的基本过程和四大部件;理想循环的四个热力过程及制冷/制热系数计算方法;实现理论循环的方法及理论循环的热力计算;实际循环的特点及其性能分析。
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●1.1概述
本小节主要讲授蒸气压缩式制冷循环的基本原理和制冷循环的基本过程。另外简介了制冷系统“四大件“的主要功能和基本类型。
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●1.2理想制冷循环
理想制冷循环包括:逆卡诺循环和劳仑兹循环。其中,逆卡诺循环是由两个等温过程和两个等熵过程组成;劳仑兹循环是在两个变温热源之间进行的理想制冷循环过程,由两个等熵绝热过程和两个可逆多变过程组成的理想循环过程。
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●1.3蒸气压缩式制冷的理论循环
理论循环是由两个等压过程、一个绝热压缩过程和一个绝热节流(不可逆)过程组成。其与理想循环的区别为:传热过程有温差;用膨胀阀代替膨胀机;压缩机压缩过程是干压缩。学会使用lgp-h图,并对理论制冷循环进行热力计算
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●1.4蒸气压缩式制冷循环的改善
理论循环的制冷系数与相同工况下的理想循环相比,有较大的降低,主要原因就是存在节流损失和过热损失。因此,有必要采取相应的措施降低节流损失和过热损失对制冷系统性能的影响。所以,我们要分析如何提升制冷循环的能效比以及如何改善制冷循环的低温性能。其中,提升制冷循环的能效比方法有膨胀阀前液态制冷剂再冷却、回收膨胀功和多级压缩;改善制冷循环的低温性能的方法有采用多级压缩和复叠式制冷循环。
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●1.5跨临界循环
跨临界循环是指一些低温制冷剂在普通制冷范围内,利用冷却水或空气作为冷却介质时,压缩机的排气压力位于制冷剂的临界压力之上,而蒸发压力位于制冷剂的临界压力之下,称之为跨临界循环;或超临界循环(Supercritical Cycle),CO2(R744)就是这种制冷剂之一。本节主要讲述CO2跨临界制冷循环的特点以及循环性能改善方法。
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●1.6蒸气压缩式制冷的实际循环
实际循环与理论循环的区别主要在于无论是亚临界还是跨临界制冷,其实际过程存在功热损失,包括:压缩机内摩擦和传热;压缩机进、排气阀节流损失;部件、管道摩擦损失和传热。另外,实际过程中均有一定的过热度和过冷度。本小节主要介绍实际循环的循环过程和性能分析方法。
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●1.7第1章-习题课
本节主要讲解单级压缩式制冷循环、双级压缩式制冷循环和复叠式制冷循环的热力计算习题。
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●1.8第1章-小结
总结第1章核心知识点。
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第二章制冷剂、润滑油、载冷剂
学习制冷剂定义、基本要求和命名方法,介绍润滑油、载冷剂的种类及作用。
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●2.1制冷剂
介绍制冷剂定义、命名方法,简述制冷剂发展历程。
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●2.2润滑油、载冷剂
润滑油对压缩机的运行可靠性和使用寿命起到重要作用,载冷剂是输送冷量的中间物质。本节课将对润滑油的作用、分类以及使用时要注意的问题,载冷剂的选择要求分别进行讲述。
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第三章制冷压缩机
介绍制冷压缩机的分类及工作原理
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●3.1活塞式压缩机
介绍活塞式压缩机的构造,原理及工作过程
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●3.2回转式压缩机
介绍回转式式压缩机的分类及工作过程
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●3.3离心式压缩机
介绍离心式压缩机的构造及工作原理。
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第四章换热设备
换热设备是制冷与热泵系统的热量传递装置,介绍冷凝器和蒸发器的分类和工作原理。
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●4.1冷凝器
介绍冷凝器的分类和工作原理。
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●4.2蒸发器
介绍蒸发器的分类和工作原理。
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第五章节流装置和辅助设备
介绍制冷系统中的节流装置和辅助设备。
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●5.1节流装置的分类及基本工作原理
介绍制冷系统中的节流装置种类、原理和应用。
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●5.2制冷热泵系统的辅助设备
介绍了目前常见的辅助设备贮液器,气液分离器,油分离器,干燥器,过滤器,集油器,不凝气体分离器的结构和工作原理。
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第六章蒸汽压缩式制冷装置及运行调节
制冷系统是一组按照一定次序连接、能够产生制冷效果的部件或设备的组合间,因此,按照制冷原理确定的顺序用制冷剂管道将压缩机、冷凝器、节流装置、蒸发器以及各种必要的辅助设备连接而成的整体就是蒸气压缩式制冷系统,如氟利昂制冷系统、双级压缩氨制冷系统等。制冷系统的实物体现就是制冷装置。本章主要阐述蒸汽压缩式制冷装置的工作原理、工作特性及运行调节方法。
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●6.1蒸汽压缩制冷典型流程
蒸气压缩式制冷系统有单级、双级和复叠等多种形式,其中单级压缩制冷系统是最为常用的系统,也是最基本的系统形式。本节将简要介绍氟利昂和氨制冷剂的单级制冷系统典型流程,以明确制冷原理、制冷剂、压缩机、换热设备、节流装置和辅助设备是如何在系统中应用的。
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●6.2空调用蒸汽压缩式制冷机组
制冷机组是在工厂内将制冷系统中的部分或全部设备配套组装为一个整体的制冷装置。这种机组结构紧凑、使用灵活、管理方便、安装简单,其中有些机组只需连接水源和电源即可使用,为制冷空调工程设计和施工提供了便利条件。制冷机组有压缩-冷凝机组、空调热泵机组等。本节主要介绍常见的空调用蒸汽压缩式制冷机组。
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●6.3蒸气压缩式制冷系统的工作特性
制冷装置在实际运行过程中,当外部参数在一定范围内改变时,该机组或装置的性能如何变化、选配的各个组成部件是否匹配恰当,是设计者必须考虑的问题。所谓制冷装置的特性,是指其制冷量和耗功率与外部参数之间的关系,分析制冷系统特性通常采用模拟解析法和图解法。本节以图解法为例,阐述制冷系统工作特性的分析方法。
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●6.4蒸汽压缩式制冷装置性能调节
制冷装置是以制冷压缩机为核心的闭环气液两相流体管网系统,其性能不仅取决于其工作条件,而且与组成系统各部件的性能以及这些部件的匹配关系密切相关,因此,优化设计与优化控制是制冷装置的两个重要课题。制冷装置自动调节又称制冷装置自动控制,主要包括制冷装置容量控制、制冷剂流量控制和安全保护控制三个方面,通过各种调节作用,使制冷剂状态参数在各部件与制冷系。本节主要介绍制冷装置的容量调节方法和自动保护。
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第七章吸收式制冷与热泵
吸收式制冷与蒸气压缩式制冷是人工环境广泛应用的两种制冷技术。本章节,将从吸收式制冷发展史,基本原理与组成,二元溶液特性,机组典型结构。工程应用实例以及性能改善措施等方面对吸收式制冷热泵进行全面讲解。
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●7.1吸收式制冷热泵技术发展史
吸收式制冷技术始于十八世纪,初步应用于十九世纪,二十世纪中叶进入瓶颈低潮期,近些年吸收式制冷热泵技术在余热利用方面得到了快速发展。本节讲解吸收式制冷热泵技术的发展过程以及近期进展情况。
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●7.2吸收式制冷的基本原理
吸收式制冷热泵是以热泵为动力完成工作循环的。本节通过与蒸气压缩式制冷循环对比分析,讲述吸收式制冷的基本原理和吸收式制冷机的热力系数。
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●7.3吸收式工质对的特性
吸收式制冷机中的工作介质是以吸收剂和制冷剂工质对出现,且工质对以二元溶液形式存在。本节将对吸收式制冷系统常用的二元溶液特性进行介绍,并重点讲述LiBr与水二元溶液的物理特性和热力学特性。
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●7.4溴化锂吸收式制冷机
溴化锂吸收式制冷机在余热利用方面具有独特优势,发展迅速,本节将讲述单效溴化锂吸收式制冷理论循环,以及单效、双效和两级溴化锂吸收式制冷机的典型结构与运行特性。
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●7.5吸收式热泵
吸收式热泵作为以热能为驱动力的制热装置,在冷热电联产系统和低品位热能利用方面占有重要地位。本节课主要讲述第一类和第二类吸收式热泵的工作原理、流程特点,并对其在热电联产系统和余热利用领域的应用进行介绍。
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●7.6溴化锂吸收式机组性能的改善措施
为提高吸收式制冷与热泵机组的性能,不仅应采用高效的制冷与热泵循环、优良的吸收式工质对,强化各换热器的传热传质性能,还需采取相关的附加措施。本节主要从5个方面讲述改善吸收式制冷与热泵机组的性能的措施。