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CompanyLOGO制冷与空调设备安装修理主讲：赵建洪电话：13326628675QQ：94073321第二章制冷与空调技术基础知识第一节制冷与空调常用的术语(一)热力学基本状态参数1.温度和温标温度的概念温度是表示物质冷热程度的物理量温标分类：摄氏温标华氏温标热力学温标（1）热力学温度热力学温度又称绝对温度，用符号T表示，单位为开尔文，用符号K表示。定义：在标准大气压下水结成冰的温度为273.15K，水沸腾的温度为373.15K。绝对温度都是正值，不可能出现负值温度和温标（2)摄氏温度摄氏温度规定，在标准大气压下水结成冰的温度为0度，水沸腾的温度为100度。热力学温度与摄氏温度的转换：t=T-273.15（℃）T=t+273.15（K）(3)华氏温度华氏温度和摄氏温度转换：t=5/9(F-32)（℃）F=9/5t+32(℉)温度测量仪器2.压强与压力1.压力的概念压力与压强的关系为：P=f/s压强的单位是帕斯卡，简称帕，用Pa表示1Pa=1N/㎡常用千帕、巴和兆帕1kPa=1000Pa1bar=105Pa1MPa=106Pa2.绝对压力、表压力、真空度Pb=Pj-B或Pj=Pb+BPz=B-Pj或Pj=B-Pz压力测量仪器3.比容（1）比容（比体积）物质单位质量所占有的空间体积，用符号v表示v=V/G（V立方米，G千克）（2）比重（密度）单位体积工质所具有的重量，用符号ρ表示（3）比容与密度的关系ρ=1/v压力一定，温度越高，比容越大，比重就小，温度越低，比容越小，比重就大（热胀冷缩）（1）一定压强下，单位质量物质由液相变为同温度的气相所需要的热量称为汽化热，又称汽化焓、蒸发热。由于汽化热只用于改变物质的相而不改变物质的温度，所以又称汽化潜热（2）压力、温度不同，汽化热也不同（3）固体熔化热（二）物质的汽化热、凝结热、溶解热（1)热能是物质能量的一种表现形式，它表示物质分子运动的剧烈程度，它是物质分子运动的动能（2)焓内能和推动功之和H=U+Pv（3）热量热量是能量的一种表现形式，是表示物质吸收或放出热能多少的物理量，热量只有在热能转移的过程中才有意义。（4）熵换热程度的一个热力状态参数吸热熵增，放热熵减（5）显热物质的形态没有改变，改变温度（6）潜热物质的形态有改变，温度不变潜热远远大于显热（7）比热容物质在被加热或被冷却时，单位物质量的物质温度每升高1摄氏度或下降1摄氏度，所吸收或放出的热量，就叫做此物质的比热容。（8）绝热指数K=Cp/Cv(定压比热Cp，定容比热Cv）（三)物质的热能与焓、热量与熵、显热、潜热和比热一、热力学第一定律能量守恒与转换W=Q+△U能量既不会凭空产生，也不会凭空消灭，它只能从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到另一个物体，在转化或转移的过程中，能量的总量不变。（四）热力学定律热力学第二定律，又称“熵增定律”，表明了在自然过程中，一个孤立系统的总混乱度（即“熵”）不会减小。1824年法国工程师萨迪·卡诺提出了卡诺定理。德国人克劳修斯和英国人开尔文在热力学第一定律建立以后重新审查了卡诺定理，意识到卡诺定理必须依据一个新的定理，即热力学第二定律。他们分别于1850年和1851年提出了克劳修斯表述和开尔文表述。这两种表述在理念上是等价的。也就是说，在孤立系统内对可逆过程，系统的熵总保持不变；对不可逆过程，系统的熵总是增加的。这个规律叫做熵增加原理。这也是热力学第二定律的又一种表述。熵的增加表示系统从几率小的状态向几率大的状态演变，也就是从比较有规则、有秩序的状态向更无规则，更无秩序的状态演变。熵体现了系统的统计性质。2.热力学第二定律3.热力学第三定律热力学第三定律是对熵的论述。1912年瓦尔特·能斯特根据对低温现象的研究表述为：当温度趋向于绝对零度时，系统的熵趋向于一个固定的数值，而与其他性质如压力无关。热力学第三定律认为，所有完美结晶物质于绝对零度时(即摄氏-273.15度)，熵皆为零。（五）工质和介质工质----制冷工质（即制冷剂）在蒸发器内吸收被冷却物的热量并汽化成蒸汽，压缩机不断地将产生的蒸汽从蒸发器中抽出，并进行压缩，经压缩后的高温、高压蒸汽被送到冷凝器后向冷却介质（如水、空气等）放热冷凝成高压液体，在经节流机构降压后进入蒸发器，再次汽化，吸收被冷却物体的热量，如此周而复始地循环。制热时，制冷剂通过四通阀改变制冷剂流动方向，制冷剂流动方向与制冷时刚好相反，制冷剂先经过蒸发器，再回到冷凝器，最后回到压缩机介质---一种物质存在于另一种物质内部时，后者就是前者的介质；某些波状运动（如声波、光波等）借以传播的物质叫做这些波状运动的介质。（六）物质的状态物质分为固态、液态和气态物质的三态转化转化及条件蒸发和沸腾物质由液态转变成气态叫做气化，气化有蒸发和沸腾两种形式（七）过冷液体、饱和状态、过热蒸汽与临界的概念1.饱和蒸汽当液体在有限的密闭空间中蒸发时。当单位时间内进入空间的分子数目与返回液体中的分子数目相等时，则蒸发与凝结处于动平衡状态，这时虽然蒸发和凝结仍在进行，但空间中蒸汽分子的密度不再增大，此时的状态称为饱和状态。在饱和状态下的液体称为饱和液体，其对应的蒸汽是饱和蒸汽，但最初只是湿饱和蒸汽，待蒸汽中的水分完全蒸发后才是干饱和蒸汽。2.过热蒸汽当湿饱和蒸汽中的水全部汽化即成为干饱和蒸汽，此时蒸汽温度仍为沸点温度。如果对于饱和蒸汽继续加热，使蒸汽温度升高并超过沸点温度，此时得到的蒸汽称为过热蒸汽。3&4.蒸汽液化和液体过冷物质由气态转变成液态叫做冷凝5.临界温度、临界压力与临界比容纯物质的气、液两相平衡共存的极限热力状态。物质的气态和液态平衡共存时的一个边缘状态。在此状态时，饱和液体与饱和蒸气的热力状态参数相同，气液之间的分界面消失，因而没有表面张力，气化潜热为零。处于临界状态的温度、压力和比容，分别称为临界温度、临界压力和临界比容。可用临界点表示。例如，水的临界温度T=647.30K、临界压力Tc=22.1287兆帕、临界比容vc=0.00317立方米/千克。在气、液两相平衡共存的范围内，包括临界点，其定压比热容、容积热膨胀系数、等温压缩系数和绝热指数均趋于无限大。（八）空气的基本组成干空气的组成正常的空气成分按体积分数计算是：氮(N2)约占78%，氧(O2)约占21%，稀有气体约占0．94%(氦He、氖Ne、氩Ar、氪Kr、氙Xe、氡Rn),二氧化碳(CO2)约占0．03%，还有其他气体和杂质约占0.03%，如臭氧(O3)、一氧化氮(NO)、二氧化氮(NO2)、水蒸气（H2O）等（九）空气的状态参数湿空气的状态通常用压力、温度、相对湿度、含湿量来描述。根据理想气体状态方程式：pv=RT.........................................(1)pV=mRT........................................(2)式中p—气体的压力，Pa;V—气体的比容，m3/kg;R—气体常数，取决于气体的性质，J/(kg·K);R干空气＝287J/(kg·K)R水蒸汽＝461J/(kg·K)V—气体的总体积,m3;T—气体的热力学温度，K；m—气体的总质量，kg。温度、湿度、洁净度、气流速度（十）传热方式热传递：两种温度不同的物体相接触，就会产生热量的转移，热量由温度高的物体转移到温度低的物体。热传递三种方式：导热对流辐射二、制冷与空调计量单位热力学温度与摄氏温度的转换：t=T-273.15（℃）T=t+273.15（K）华氏温度和摄氏温度转换：t=5/9(F-32)（℃）F=9/5t+32(℉)压力和压强1kgf/cm2=0.09807MPa1MPa=10.21kgf/cm21mmHg=133.3Pa1Pa=7.5x10-3mmHg1000mmH2O=9.807X103Pa=0.009807MPa1psi=6894.8Pa1Pa=1.4504x10-4psi热量的单位及换算热量用符号Q表示，单位是焦耳，用符号J表示1KJ=1000J千卡的意义是把1kg水的温度升高1℃所需要的热量。1cal=4.1868J1kcal=4.1868kJ或写成1J=0.2388cal1kJ=0.2388kcal英制单位Btu1Btu=1.055KJ1Btu=0.2520kcal制冷量和制热量制冷量和制热量的单位是瓦，也就是焦耳每秒，用符号W表示1kcal/h=1.163W1W=0.86kcal/h1Btu/h=0.2931W1USRT（美国冷冻吨）=3.517kw第二节制冷剂、润滑油及清洗剂的使用一、制冷剂详见制冷剂资料二、润滑油1.冷冻油作用(1)润滑摩擦面，使摩擦面完全被油膜分隔开来，从而降低摩擦功、摩擦热和磨损(2)冷冻机油的流动带走摩擦热，使摩擦零件的温度保持在允许范围内(3)在密封部位充满油，保证密封性能，防止制冷剂的泄漏(4)油的运动带走金属摩擦产生的磨屑，起到清洗摩擦面的作用(5)为卸载机构提供液压的动力润滑油的特性性能参数热稳定性--热稳定性一般用冷冻机油的闪点来衡量。闪点是指冷冻机油的蒸汽遇火后发生闪火的温度。冷冻机油的闪点必须高于压缩机的排气温度。流动性--冷冻机油应有良好的低温下的流动性，否则流动性降低，既影响蒸发器的传热又影响机器的润滑。溶解性--各种制冷剂与冷冻机油相溶是不相同的，大致分三大类：一类为相互不溶解的，一类为相互无限溶解的，再一类是介于上述二者中间的浊点--冷冻机油开始析出石蜡(油变混浊)时的温度称为浊点，当有制冷剂存在时，冷冻机油的浊点会下降。此外，全封闭和半封闭制冷机对冷冻机油的电击穿电压有一定的要求，一般要求在25kV以上。润滑油判断3.变质判断•冷冻机油的质量变化与否，应通过化验的方法得出结论，在没有化验的条件时，也可以从外观、颜色、气味直观地判断其好坏。•当冷冻机油中含有水分或杂质时，其透明度会降低;当冷冻机油质量下降，其颜色会变深。因此，可用滴管将冷冻机油的抽样滴在白色吸水纸上，若油迹颜色浅而均匀，则质量尚可;若油迹呈一组同心圆健在时，则油内含有杂质;若油迹呈褪色斑点状分布，则油已变质，不能使用。3.润滑脂润滑脂（英语：Grease）乃是在基础油加入增稠剂与润滑添加剂制成的半固态机械零件润滑剂。润滑脂俗称黄油、牛油，因为润滑脂是半固态的油腻物质且多半呈深浅不一的黄色~乳白色，与一般人习见的奶油、牛油很像，因而得名。润滑脂是以增稠剂(thickener)吸附液态基础油而成，加热到滴点(en:Droppingpoint)以上会融化，冷却后无法恢复半固态，因为滴点是增稠剂的永久失效温度。三、清洗剂（1）煤油（2）汽油（3）松节油（4）松香水（5）香蕉水第三节焓-湿图与压焓图的应用一、焓-湿图的构成及特点焓湿图特点定焓线簇：h-d图以参数h为纵坐标，为使图线不致过于密集，定h线作成一组与纵坐标轴夹角为135°的平行直线。定相对湿度线：定线是一组向上凸的曲线。它表征，在一定值下随着焓值(或随温度)的增加，湿空气中的含湿量相应增加。在一定的d值下，相对湿度f随着温度的降低而增大，因此定f线随值增大而位置下移。值最大(=100%)的定f线处于最下位置，称为饱和空气曲线。空气处理一、空气热湿处理方案1.等湿升温2.升温加湿3.等温加湿4.等焓加湿5.等湿降温6.降温减湿7.等温减湿8.等焓减湿二、表冷器中完成过程等湿加热、等湿冷却、冷却去湿三、喷水室中完成过程升温加湿、等温加湿、等焓加湿、等湿降温、冷却去湿二、压焓图的构成及应用1.压焓图在制冷工程中,最常用的热力图就是制冷剂的压焓图。该图纵坐标是绝对压力的对数值lgp(图中所表示的数值是压力的绝对值),横坐标是比焓值h。1临界点K和饱和曲线临界点K为两根粗实线的交点。在该点，制冷剂的液态和气态差别消失。K点左边的粗实线Ka为饱和液体线，在Ka线上任意一点的状态，均是相应压力的饱和液体；K点的右边粗实线Kb为饱和蒸气线，在Kb线上任意一点的状态均为饱和蒸气状态，或称干蒸气。2三个状态区Ka左侧——过冷液体区，该区域内的制冷剂温度低于同压力下的饱和温度；K