本書是作者長期從事制冷、空調(diào)與熱泵相關(guān)的教學(xué)和科學(xué)研究工作,結(jié)合近年來國內(nèi)外制冷與熱泵新技術(shù)的發(fā)展而編寫的教材和技術(shù)參考書。
全書共分9章。第1章緒論,介紹了國內(nèi)外制冷與熱泵技術(shù)的發(fā)展史;第2章制冷與熱泵原理,重點分析了各種蒸氣壓縮式制冷循環(huán)過程及其改進的熱力學(xué)基本原理;第3章制冷劑、載冷劑與潤滑油,重點給出了各種制冷劑的性質(zhì)、特點及環(huán)境特性;第4章~第6章分別介紹了各種壓縮機、換熱器及節(jié)流機構(gòu)和輔助設(shè)備;第7章介紹了吸收式和吸附式制冷與熱泵系統(tǒng);第8章制冷與熱泵系統(tǒng)及應(yīng)用,較全面地列舉了制冷與熱泵的分類及主要性能;第9章制冷與熱泵的圍護結(jié)構(gòu),簡要介紹了建筑物采暖、通風(fēng)及空氣調(diào)節(jié)和冷庫設(shè)計等相關(guān)技術(shù)。
本書首先是為我國高等工科院校熱能與動力專業(yè)及相關(guān)專業(yè)的專業(yè)課或制冷學(xué)科專業(yè)基礎(chǔ)課的教學(xué)用書或教學(xué)參考書,也可供制冷、空調(diào)與熱泵產(chǎn)品設(shè)計、生產(chǎn)及服務(wù)的技術(shù)人員和從事能源和節(jié)能工作的科技人員參考。
以熱力學(xué)基本原理分析熱泵節(jié)能機理,建立熱泵理論與技術(shù)體系,力求反映的熱泵學(xué)知識,把熱泵理論和熱泵設(shè)計知識有機地融為一體,強化熱泵的新結(jié)構(gòu)、新理論和新設(shè)計方法。對各種熱泵設(shè)計要點進行剖析。分析熱泵工質(zhì)的現(xiàn)狀和未來走向,結(jié)合建筑節(jié)能和電力系統(tǒng)削峰填谷的熱泵技術(shù)。本書在治理大氣污染和碳減排中有重要意義。
前言
隨著我國國民經(jīng)濟的快速發(fā)展和人民生活水平的迅速提高,制冷、空調(diào)與熱泵產(chǎn)品在工業(yè)、商業(yè)、民用等范圍的應(yīng)用越來越多,中國已經(jīng)是制冷空調(diào)工業(yè)的制造大國和使用大國,無論是設(shè)備裝機容量,還是制造或使用的品種,中國已經(jīng)位居世界前列。制冷空調(diào)和熱泵技術(shù)提高了人們的生活質(zhì)量,需要越來越多的人員從事這個行業(yè),尤其是新技術(shù)和新產(chǎn)品的研發(fā),從而進一步提高產(chǎn)品的能源效率。另外,各種制冷劑泄漏引起的臭氧層破壞和溫室效應(yīng)等環(huán)境問題也越來越嚴(yán)重。本書重點介紹應(yīng)用二氧化碳、氨等自然和環(huán)保工質(zhì)制冷系統(tǒng)及節(jié)能先進技術(shù)。
作者及其團隊從20世紀(jì)八九十年代就在我國熱泵節(jié)能技術(shù)的創(chuàng)始人和開拓者呂燦仁教授的指導(dǎo)和帶領(lǐng)下,開展制冷及熱泵循環(huán)的前沿研究和本科生及研究生教學(xué)工作。21世紀(jì)以來我國制冷與熱泵產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展,大量創(chuàng)新技術(shù)不斷涌現(xiàn),作者多年來收集了大量國內(nèi)外研究發(fā)展信息,將這些研究成果和最新資料加以總結(jié)并編寫了本教材,希望有助于制冷與熱泵人才的培養(yǎng),并告慰呂燦仁教授在天之靈。
在本書的編寫過程中,楊昭負責(zé)第1章至第3章和第8章(部分)內(nèi)容的編寫,馬一太負責(zé)第4章至第9章的編寫。王飛波進行各章文字校對和修改,王派、李敏霞負責(zé)資料收集與各章節(jié)文字、圖表整理工作。上海交通大學(xué)王如竹教授對書稿進行了審閱,并提出了寶貴的修改意見,在此謹(jǐn)致謝意。
本教材是熱能與動力工程專業(yè)或相近專業(yè)中繼工程熱力學(xué)、傳熱學(xué)、流體力學(xué)等課程之后的專業(yè)基礎(chǔ)課,課程設(shè)置48學(xué)時為宜;可以作為本科生的專業(yè)課教科書,學(xué)過本書之后再通過一些專業(yè)實踐和課程設(shè)計,基本可以在畢業(yè)后從事制冷、空調(diào)和熱泵方面的技術(shù)工作。本書的內(nèi)容較為寬泛,有些內(nèi)容可以作為課堂以外的擴展內(nèi)容,留作學(xué)生自學(xué)參考。由于二氧化碳、氨等自然工質(zhì)本身具有環(huán)境友好特性,本書對這些自然工質(zhì)的應(yīng)用給予了特別的關(guān)注。
本書的出版得到了天津大學(xué)研究生創(chuàng)新人才培養(yǎng)項目(項目編號YCX19046)的資助;本書在撰寫過程中,得到了國內(nèi)外同行以及各制冷空調(diào)與熱泵主機和部件生產(chǎn)企業(yè)的大力支持;另外,詹浩淼、張啟超對本書的編寫提供了幫助;在此一并表示感謝。
由于作者能力所限,書中的內(nèi)容難免有不足之處,希望廣大讀者能給予批評指正。
作者
2020年6月
楊昭,博士,教授。西安交通大學(xué)本科、天津大學(xué)碩士博士、西安交通大學(xué)能動學(xué)學(xué)院博士后出站。
目錄
序
前言
第1章 緒論 1
1.1 制冷、空調(diào)和熱泵的基本概念和定義 1
1.2 制冷、空調(diào)與熱泵的分類與應(yīng)用 2
1.3 制冷與熱泵技術(shù)的發(fā)展歷史與現(xiàn)狀 3
第2章 制冷與熱泵原理 7
2.1 制冷與熱泵的理想循環(huán) 7
2.2 蒸氣壓縮制冷與熱泵的理論循環(huán) 8
2.3 二氧化碳跨臨界循環(huán)的特點 18
2.4 蒸氣壓縮制冷與熱泵的實際循環(huán) 20
2.5 雙級壓縮循環(huán)與復(fù)疊式循環(huán) 21
第3章 制冷劑、載冷劑與潤滑油 25
3.1 制冷劑 25
3.2 載冷劑 38
3.3 蓄冷與蓄熱 40
3.4 潤滑油 42
第4章 壓縮機 46
4.1 壓縮機的分類 46
4.2 活塞式壓縮機 47
4.3 螺桿式壓縮機 57
4.4 滾動轉(zhuǎn)子式壓縮機 67
4.5 渦旋式壓縮機 71
4.6 離心式壓縮機 77
第5章 換熱器 86
5.1 換熱器的分類和強化 86
5.2 冷凝器 89
5.3 蒸發(fā)器 92
5.4 通用換熱器 94
5.5 CO2氣體冷卻器 98
第6章 節(jié)流機構(gòu)和輔助機構(gòu) 107
6.1 制冷與熱泵系統(tǒng)的節(jié)流機構(gòu) 107
6.2 輔助機構(gòu) 116
6.3 制冷與熱泵運行及安全控制機構(gòu) 122
第7章 吸收式和吸附式制冷與熱泵系統(tǒng) 129
7.1 吸收式和吸附式制冷與熱泵的基本原理 129
7.2 吸收式制冷與熱泵系統(tǒng) 129
7.3 吸附式制冷與熱泵系統(tǒng) 138
第8章 制冷與熱泵系統(tǒng)及應(yīng)用 141
8.1 電冰箱和冷柜 141
8.2 房間空調(diào)器與單元式空調(diào)機 143
8.3 多聯(lián)式空調(diào) (熱泵)機組 150
8.4 冷水 (熱泵)機組 152
8.5 低環(huán)境溫度空氣源熱泵 155
8.6 水 (地)源熱泵機組 164
8.7 熱泵熱水機 168
8.8 燃氣機熱泵 169
8.9 熱泵除濕機和干燥機 175
8.10 大型鹽水制冰機組 177
8.11 汽車空調(diào) 180
8.12 制冷與熱泵系統(tǒng)的機房設(shè)計 183
第9章 制冷與熱泵的圍護結(jié)構(gòu) 190
9.1 空氣調(diào)節(jié)和供暖的定義 190
9.2 空氣調(diào)節(jié)的分類 191
9.3 房間或建筑物的空氣調(diào)節(jié) 192
9.4 圍護結(jié)構(gòu)冷暖負荷計算 194
9.5 中央空調(diào)和熱泵供熱終端系統(tǒng)簡介 199
9.6 供暖系統(tǒng)終端分類 201
9.7 冷庫 203
附錄 212
附錄A 制冷與熱泵的標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī) 212
附錄B 制冷劑圖 215
附錄C 濕空氣的焓濕圖 219
附錄D 細顆粒物PM2.5 222
附錄E 主要符號表及縮寫 223
參考文獻 225