本書(shū)是作者長(zhǎng)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(lái)國(guó)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(shū)。
全書(shū)共分9章。第1章緒論,介紹了國(guó)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(diǎn)分析了各種蒸氣壓縮式制冷循環(huán)過(guò)程及其改進(jìn)的熱力學(xué)基本原理;第3章制冷劑、載冷劑與潤(rùn)滑油,重點(diǎn)給出了各種制冷劑的性質(zhì)、特點(diǎn)及環(huán)境特性;第4章~第6章分別介紹了各種壓縮機(jī)、換熱器及節(jié)流機(jī)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(hù)結(jié)構(gòu),簡(jiǎn)要介紹了建筑物采暖、通風(fēng)及空氣調(diào)節(jié)和冷庫(kù)設(shè)計(jì)等相關(guān)技術(shù)。
本書(shū)首先是為我國(guó)高等工科院校熱能與動(dòng)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(shū)或教學(xué)參考書(shū),也可供制冷、空調(diào)與熱泵產(chǎn)品設(shè)計(jì)、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(jī)理,建立熱泵理論與技術(shù)體系,力求反映的熱泵學(xué)知識(shí),把熱泵理論和熱泵設(shè)計(jì)知識(shí)有機(jī)地融為一體,強(qiáng)化熱泵的新結(jié)構(gòu)、新理論和新設(shè)計(jì)方法。對(duì)各種熱泵設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行剖析。分析熱泵工質(zhì)的現(xiàn)狀和未來(lái)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(shū)在治理大氣污染和碳減排中有重要意義。
前言
隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)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(lái)越多,中國(guó)已經(jīng)是制冷空調(diào)工業(yè)的制造大國(guó)和使用大國(guó),無(wú)論是設(shè)備裝機(jī)容量,還是制造或使用的品種,中國(guó)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(lái)越多的人員從事這個(gè)行業(yè),尤其是新技術(shù)和新產(chǎn)品的研發(fā),從而進(jìn)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(wèn)題也越來(lái)越嚴(yán)重。本書(shū)重點(diǎn)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(jìn)技術(shù)。
作者及其團(tuán)隊(duì)從20世紀(jì)八九十年代就在我國(guó)熱泵節(jié)能技術(shù)的創(chuàng)始人和開(kāi)拓者呂燦仁教授的指導(dǎo)和帶領(lǐng)下,開(kāi)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(lái)我國(guó)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(lái)收集了大量國(guó)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(shū)的編寫過(guò)程中,楊昭負(fù)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(fù)責(zé)第4章至第9章的編寫。王飛波進(jìn)行各章文字校對(duì)和修改,王派、李敏霞負(fù)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(duì)書(shū)稿進(jìn)行了審閱,并提出了寶貴的修改意見(jiàn),在此謹(jǐn)致謝意。
本教材是熱能與動(dòng)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(shí)為宜;可以作為本科生的專業(yè)課教科書(shū),學(xué)過(guò)本書(shū)之后再通過(guò)一些專業(yè)實(shí)踐和課程設(shè)計(jì),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(shū)的內(nèi)容較為寬泛,有些內(nèi)容可以作為課堂以外的擴(kuò)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(shū)對(duì)這些自然工質(zhì)的應(yīng)用給予了特別的關(guān)注。
本書(shū)的出版得到了天津大學(xué)研究生創(chuàng)新人才培養(yǎng)項(xiàng)目(項(xiàng)目編號(hào)YCX19046)的資助;本書(shū)在撰寫過(guò)程中,得到了國(guó)內(nèi)外同行以及各制冷空調(diào)與熱泵主機(jī)和部件生產(chǎn)企業(yè)的大力支持;另外,詹浩淼、張啟超對(duì)本書(shū)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(shū)中的內(nèi)容難免有不足之處,希望廣大讀者能給予批評(píng)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(dòng)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(diǎn) 18
2.4 蒸氣壓縮制冷與熱泵的實(shí)際循環(huán) 20
2.5 雙級(jí)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(rùn)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(rùn)滑油 42
第4章 壓縮機(jī) 46
4.1 壓縮機(jī)的分類 46
4.2 活塞式壓縮機(jī) 47
4.3 螺桿式壓縮機(jī) 57
4.4 滾動(dòng)轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī) 67
4.5 渦旋式壓縮機(jī) 71
4.6 離心式壓縮機(jī) 77
第5章 換熱器 86
5.1 換熱器的分類和強(qiáng)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(jī)構(gòu)和輔助機(jī)構(gòu) 107
6.1 制冷與熱泵系統(tǒng)的節(jié)流機(jī)構(gòu) 107
6.2 輔助機(jī)構(gòu) 116
6.3 制冷與熱泵運(yùn)行及安全控制機(jī)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(jī) 143
8.3 多聯(lián)式空調(diào) (熱泵)機(jī)組 150
8.4 冷水 (熱泵)機(jī)組 152
8.5 低環(huán)境溫度空氣源熱泵 155
8.6 水 (地)源熱泵機(jī)組 164
8.7 熱泵熱水機(jī) 168
8.8 燃?xì)鈾C(jī)熱泵 169
8.9 熱泵除濕機(jī)和干燥機(jī) 175
8.10 大型鹽水制冰機(jī)組 177
8.11 汽車空調(diào) 180
8.12 制冷與熱泵系統(tǒng)的機(jī)房設(shè)計(jì) 183
第9章 制冷與熱泵的圍護(hù)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(hù)結(jié)構(gòu)冷暖負(fù)荷計(jì)算 194
9.5 中央空調(diào)和熱泵供熱終端系統(tǒng)簡(jiǎn)介 199
9.6 供暖系統(tǒng)終端分類 201
9.7 冷庫(kù) 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(xì)顆粒物PM2.5 222
附錄E 主要符號(hào)表及縮寫 223
參考文獻(xiàn) 225