制冷知識以及制冷技術(shù)的應(yīng)用-制冷維修技術(shù)

1、何謂制冷
冷和熱是同一范疇的兩個物理概念，都是物質(zhì)分子運(yùn)動平均動能的標(biāo)征。日常生活中常說的“熱”或“冷”是指溫度高低的相對概念，是人體對溫度高低感覺的反應(yīng)。
在制冷技術(shù)中所說的冷，是指某空間內(nèi)物體的溫度低于周圍環(huán)境介質(zhì)（如水或空氣）溫度而言。因此“制冷”就是使某一空間內(nèi)物體的溫度低于周圍環(huán)境介質(zhì)的溫度，并連續(xù)維持這樣一個溫度的過程。

2、何謂人工制冷
我們都知道，熱量傳遞終是從高溫物體傳向低溫物體，直至二者溫度相等。熱量決不可能自發(fā)地從低溫物體傳向高溫物體，這是自然界的可觀規(guī)律。
然而，現(xiàn)代人類的生活與生產(chǎn)經(jīng)常需要某個物體或空間的溫度低于環(huán)境溫度，甚至低得很多。例如，儲藏食品需要把食品冷卻到0℃左右或－15℃左右，甚至更低；合金鋼在-70℃～－90℃低溫下處理后可以提高硬度和強(qiáng)度。而這種低溫要求天然冷卻是達(dá)不到的，要實(shí)現(xiàn)這一要求必須有另外的補(bǔ)償過程（如消耗一定的功作為補(bǔ)償過程）進(jìn)行制冷。這種借助于一種專門裝置，消耗一定的外界能量，迫使熱量從溫度較低的被冷卻物體或空間轉(zhuǎn)移到溫度較高的周圍環(huán)境中去，得到人們所需要的各種低溫，稱謂人工制冷。而這種裝置就稱謂制冷裝置或制冷機(jī)。

3、我國制冷的發(fā)展簡史
人類 早的制冷方法是利用自然界存在的冷物質(zhì)－冰、深井水等。我國早在周朝就有了用冰的歷史。到了秦漢，冰的使用就更進(jìn)了一步，據(jù)《藝文志》記載：大秦國有五宮殿，以水晶為柱拱，稱水晶宮，內(nèi)實(shí)以冰，遇夏開發(fā)。”這實(shí)質(zhì)是我國 早的空調(diào)房間。到了唐朝已生產(chǎn)冰鎮(zhèn)飲料并已有了冰商。冰酪、奶冰也發(fā)源于中國，是冰淇淋的雛形，在元朝時由意大利著名旅行家馬可·波羅帶到了歐洲。
人工制冷至今在世界上才有100多年的歷史。舊中國制冷工業(yè)基本上是空白，解放前上海只有幾家很小的“冰箱廠”且只搞維修業(yè)務(wù)，全國冷庫也僅有幾座。解放后，制冷工業(yè)得到飛速發(fā)展，特別是八十年代通過引進(jìn)國外先進(jìn)技術(shù)，使我國的制冷、空調(diào)產(chǎn)品打入了國際市場。

4、制冷體系的劃分
制冷服務(wù)對象不同，要求的制冷溫度也不同。在工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)研究上，人們通常根據(jù)制冷溫度的不同把人工制冷分為“普冷”和“深冷”兩個體系。一般把制取溫度高于－120℃的稱為“普冷”、低于－120℃的稱為“深冷”。其中深冷又可分為深度制冷、低溫制冷與超低溫制冷。
由于低溫范圍的不同，制冷系統(tǒng)的組成也不同，因此，根據(jù)食品制冷要求，本課程我們只介紹普通制冷溫度范圍內(nèi)的蒸氣壓縮制冷。

5、實(shí)現(xiàn)制冷的途徑
制冷的方法很多，可分為物理方法和化學(xué)方法。但絕大多數(shù)為物理方法。目前人工制冷的方法主要有相變制冷、氣體絕熱膨脹制冷和半導(dǎo)體制冷三種。
①.相變制冷 即利用物質(zhì)相變的吸熱效應(yīng)實(shí)現(xiàn)制冷。如冰融化時要吸取80 kcal/kg的熔解熱；氨在1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下氣化時要吸取327kcal/kg的氣化潛熱；干冰在1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下升華要吸取137kcal/kg的熱量，其升華溫度為－78.9℃。目前干冰制冷常被用在人工降雨和醫(yī)療上。
②.氣體絕熱膨脹制冷 利用氣體通過節(jié)流閥或膨脹機(jī)絕熱膨脹時，對外輸出膨脹功，同時溫度降低，達(dá)到制冷的目的。
③. 半導(dǎo)體制冷 珀?duì)柼?yīng)告訴我們：兩種不同金屬組成的閉合電路中接上一個直流電源時，則一個接合點(diǎn)變冷，另一個接合點(diǎn)變熱。但是純金屬的珀?duì)柼?yīng)很弱，且熱量通過導(dǎo)線對冷熱端有相互干擾，而用兩種半導(dǎo)體（N型和P型）組成的直流閉合電路，則有明顯的珀?duì)柼?yīng)且冷熱端無相互干擾。因此，半導(dǎo)體制冷就是利用半導(dǎo)體的溫差電效應(yīng)實(shí)現(xiàn)制冷地。目前溫差電制冷只用在小型制冷器中，如電子計算機(jī)恒溫冷卻、精密測量儀器的冷源及精密機(jī)床的油箱冷卻器等等，都是溫差電制冷。
利用物理現(xiàn)象制冷的方法還有很多，我們不一一介紹。目前生產(chǎn)實(shí)際中廣泛應(yīng)用的制冷方法是：利用液體的氣化實(shí)現(xiàn)制冷，這種制冷常稱為蒸氣制冷。它的類型有：蒸汽壓縮式制冷（消耗機(jī)械能）、吸收式制冷（消耗熱能）和蒸汽噴射式制冷（消耗熱能）三種。

6、制冷技術(shù)的應(yīng)用
隨著制冷工業(yè)的發(fā)展，制冷技術(shù)的應(yīng)用也日益廣泛，現(xiàn)已滲透到人們生活和生產(chǎn)活動的各個領(lǐng)域，從日常的衣、食、住、行，到尖端科學(xué)技術(shù)都離不開制冷技術(shù)。
①.空調(diào)工程
空調(diào)工程是制冷技術(shù)應(yīng)用的一個廣闊領(lǐng)域。光學(xué)儀器儀表、精密計量量具、紡織等生產(chǎn)車間及計算機(jī)房等，都要求對環(huán)境的溫度、濕度、潔凈度進(jìn)行不同程度的控制；體育館、大會堂、賓館等公共建筑和小汽車、飛機(jī)、大型客車等交通工具也都需有舒適的空調(diào)系統(tǒng)。
②.食品工程
易腐食品從采購或捕撈、加工、貯藏、運(yùn)輸?shù)戒N售的全部流通過程中，都必須保持穩(wěn)定的低溫環(huán)境，才能延長和提高食品的質(zhì)量、經(jīng)濟(jì)壽命與價值。這就需有各種制冷設(shè)施，如冷加工設(shè)備、冷凍冷藏庫、冷藏運(yùn)輸車或船、冷藏售貨柜臺等。
③.機(jī)械與電子工業(yè)
精密機(jī)床油壓系統(tǒng)利用制冷來控制油溫，可穩(wěn)定油膜剛度，使機(jī)床能正常工作。對鋼進(jìn)行低溫處理可改善鋼的性能，提高鋼的硬度和強(qiáng)度，延長工件的使用壽命。多路通訊、雷達(dá)、衛(wèi)星地面站等電子設(shè)備也都需要在低溫下工作。
④.醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)
血漿、疫苗及某些特殊藥品需要低溫保存。低溫麻醉、低溫手術(shù)及高燒患者的冷敷降溫等也需制冷技術(shù)。
⑤. 國防工業(yè)和現(xiàn)代科學(xué)
在高寒地區(qū)使用的發(fā)動機(jī)、汽車、坦克、大炮等常規(guī)武器的性能需要作環(huán)境模擬試驗(yàn)，火箭、航天器也需要在模擬高空條件下進(jìn)行試驗(yàn)，這些都需要人工制冷技術(shù)。人工降雨也需要制冷。
⑥.家用冰箱及空調(diào)等日常生活方面也是制冷技術(shù)的應(yīng)用。
總之，制冷技術(shù)的應(yīng)用是很廣泛的，隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，人民生活水平的不斷提高，制冷技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用將會走向新的領(lǐng)域。