制冷就是人為地使某一范圍內的溫度低于范圍外的溫度。

制冷又分為熱電制冷、半導體制冷、磁制冷、核制冷等，

我們通常用的是液體氣化制冷，還有少量的氣體膨脹制冷。

與制冷相關的常用名詞有溫度、熱量、比熱、顯熱、潛熱、壓力，蒸發與沸騰、導熱系數、對流換熱系數、傳熱系數、密度和比熱、濕度、焓、熵、制冷量，還有壓焓圖。

1、溫度又分為攝氏溫度℃、華氏溫度℉、熱力學溫度=開爾文溫度K。

其中開爾文溫度是以以絕對零度作為計算起點的溫度，即以零度的水的溫度作為273.16℃。

需要注意的是：理想氣體狀態方程PV = nRT在做溫度換算的時候，那個用的溫度T為理想氣體的絕對溫度,并不是攝氏度。

絕對溫度，因為分子已經停止運動了，所以說現實中是不存在的。

2、熱量的內容就不說了，單位有兩個：一個是卡（cal）通常也叫卡路里，這個另一個是焦耳（J），1cal=4.1868J。

通常卡分為小卡（cal）和大卡（Cal或者Kcal），1000 cal=1Cal。

3、比熱：比熱的定義，就是一克水溫度上升1℃所需要的熱量，定義為4.1868J。

比熱是物質的固有屬性，就是說單位物質溫度上升，或者下降1℃所吸收或放出的熱量。

比熱是個變量，就是溫度不同，比熱的值也會發生微調，所以說在以后的制冷量計算用比熱的時候，用的這個比熱值，只是一個大概的，不是很準確，而焓差是比較準確的，所以說真正制冷計算的時候，用焓差來計算制冷量準一些，用比熱計算的只是一個參考值。

4、顯熱：熱量變化溫度也發生變化，物態不變，不管是固體、液體，物態還是那樣，只不過是溫度發生了變化。

最直觀的顯熱就是水加熱以后，溫度從常溫逐漸升到40、50……直到100℃；

5、潛熱：熱量變化后溫度不變化，物態發生改變，比如由固體變為液體，液體變為氣體；

最直觀的潛熱就是水燒開了以后，即使再加熱，只能還是100℃，不會再高了。但是，水會有一部分由液態變成氣態；又或者是水溫度下降到0℃以后，不論水如何被制冷，但是那個水溫仍然是0℃，只不過有一部分水變成了冰，一直到全部水變成冰以后，溫度才會繼續下降，而此后的熱量又屬于顯熱。

顯熱呢，就是溫度的升降還熱量的多少，通過溫度計可以量化

6、壓力內容就不談了，壓力的單位很亂，有大氣壓、mmHg、Pa、KPa、水柱、bar、kgf/cm2（俗稱公斤）psi .

1標準大氣壓=760mmHg=1900px汞柱=1.01325×10^5Pa=100KPa=10.336m水柱=1bar=1千克力/厘米2（俗稱公斤kgf/cm2）=14.7磅/英寸2（psi），

大家自己上網仔細查一下壓力的單位之間的換算。

我要提出來一點，讓大家重視的就是這個壓力通常分為，表壓和絕壓：表壓就是壓力表上能看得見的壓力，通常表示MPa（G）實際上，絕壓或稱為真實壓，是以絕對零壓為起點計算的壓強，通常表示MPa（A）。

絕對壓力MPa（A）=表壓MPa（G）+大氣壓0.1MPa

7、蒸發是在液體表面發生的氣化現象，是隨時隨地發生的，只要吸熱，就蒸發，并且蒸發的同時還會降溫。

8、沸騰是在液體表面和內部同時發生的一種氣化現象，吸熱的同時，溫度卻不變是恒溫的，這個點的同時也叫沸點。

沸騰相對應的是冷凝，冷凝就是發生氣體內部的一種液化現象，就是說氣體液化凝結，這個過程是放熱，也是恒溫。

沸騰與壓力有關，當一個大氣壓就是101KPa的時候，水是100℃沸騰，當壓力是240KPa的時候，水是138℃沸騰，當壓力43KPa的時候，即不到半個大氣壓的時候，水是84.5℃沸騰。

冷凝過程就是發生在冷凝器內部的過程，實際上包括氣體冷卻+氣體冷凝+液體冷卻，即最初是氣體冷卻，到了冷凝點以后才是冷凝，之后是液體冷卻。

在制冷系統的蒸發器里面發生的過程，實際上是沸騰，并不是蒸發。

蒸發溫度與蒸發壓力是相對應的，當蒸發器負荷過大，吸入熱量過多，導致蒸發量過大，蒸發量大于壓縮機吸入量的時候，蒸發壓力升高；

反之，蒸發器的負荷不大，但是壓縮機配比偏大，導致吸氣量偏大的時候，吸氣量大于蒸發量時，蒸發壓力就隨之降低，整個蒸發溫度呢也隨之下降。

9、導熱系數，具體定義就不說了，單位是1W/m*K=0.86Kcal/m*h*K。

介紹導熱系數實際上是為了以后介紹傳熱系數做準備，單純的導熱系數能對大家其實沒多大用，將來介紹傳熱系數是如何導出時會有一點用處，大家需要注意的時候導熱系數的單位是W/m*K，其中是m，并不是m2。

導熱系數給人最直觀的感覺呢，就是冬天摸它的時候涼不涼，涼就是導熱快，導熱系數大，不涼就是導熱慢

10、對流換熱系數就是流體與固體表面之間的換熱能力，其具體細節，大家自己看看，其實的意思就是流體與其他物質之間的換熱情況，包括液體與固體、氣體與固體。液體與氣體間換熱大部分發生在開放空間，比如水蒸發，與我們制冷關系不大，暫且不討論。

對流換熱系數α比較復雜，與之相關的參數有，首先是有沒有相變：有相變α要大些；還跟流體的流動狀態有關，層流時α小一些，紊流時α大些；還跟流速有關，流速大α則大；再跟他的物性也有關系：包括熱導率λ，密度ρ，黏度η，比熱c，熱擴散率a體，積膨脹系數，還與接觸面的外形尺寸、粗糙度都有關系。

11、傳熱系數K，比較復雜，大概的意思就是一種流體通過一個固體壁面，然后把熱量傳導到另一種流體上，流體當然也包括氣體和液體。K的組成包括，流體A和壁間的換熱、固體的導熱、壁與流體B間的換熱，還包括固體兩面污垢層的污垢系數，就說固體表面換熱面上沉積物所產生的傳熱阻力。

以下為風冷冷凝器的傳熱系數的計算過程：

通過以上公式大家可以看出來：系統的傳熱系數主要與固體壁兩側的對流換熱系數有關，跟其他導熱系數、熱阻什么影響都不是很大，計算時可考慮忽略。

12、密度與比容，密度與比容互為倒數的，這個沒什么太多的技術含量，但是大家注意的就是單位，單位有g/L、Kg/m3、Kg/L、g/m3等等，計算時注意了，將單位統一了就行。

常用的還有比重計，實際上跟密度基本差不多，只不過將常溫情況下的水的密度作為1，然后,其他的物質的密度/水的密度得出來的比例系數，比重正常下是沒有單位的，但也可以把它當做密度來參考。

13、濕度：是單位體積濕空氣中，所含有的水蒸氣的質量，單位是Kg/m3，有些類似于密度的單位，這個濕度的通常叫做絕對濕度。

相對濕度φ：

φ=實際水蒸氣的分壓/相同溫度下飽和空氣中的水蒸氣的分壓

≈實際的含濕量/飽和含濕量，注意是相同工況下的，當然了這個值有2%~3%的誤差。

φ=1時候，是飽和水蒸氣，φ=0的時候呢，是干蒸氣，也就是說相對濕度呢，是從飽和蒸汽到干蒸汽，結合壓焓圖來說，是過熱蒸氣。

含濕量：就是每Kg干空氣中，水蒸氣的質量，就是g/Kg。

干度x：就是氣體的質量/濕氣的總質量。x=1時候，是飽和氣體，x =0的時候，是飽和液體。

對比：

含濕量：只能表達，含有水蒸氣的質量，卻不能表達接近飽和的程度。就像學生的分數：只知道學生的分數，不知道他的名次，并不知道他在學校學習好壞程度。

相對濕度：只能表達接近飽和的程度，卻不能表達具體含有水蒸氣的質量。相當于只知道學生的名次，卻不知道具體的分數，并不知道他將來高考時到底能考多少分。

14、焓：就是物質含有的所有的能量的總和。在制冷系統中，四大件中的膨脹閥，一般在系統使用的時候都默認為等焓節流，意思就是絕熱，與外界沒有熱交換，沒有熱損失。

單純的焓在制冷系統中沒有研究的價值，制冷系統計算的時候通常用比焓作為單位，即單位質量物質中含有的能量：kj/kg。

在計算中使用的焓有好多種標準和基準：有英制的標準，有工程用的，有國際單位的，而每個單位的具體焓值呢可能都不一樣，所以說具體計算的時候呢，要采用同一資料，同一標準的數值，不要跨書本來選擇焓。

對制冷計算來說，單一的焓值也沒有價值，實際上對我們有用的是焓差。

15、熵：熵的定義是熱量轉化為功的程度， 比較繞口也比較復雜，其實大家沒必要去研究它的具體意義。

在制冷系統中能用得上的時候，只是出現壓縮機等熵壓縮，意思就是，壓縮過程中與外界沒有發生熱傳遞、熱轉化。但外界對其所做的功全部轉化為能量。

人為定義的一個詞，只要知道其等熵表示對外界不做功即可。

16、制冷量：某一工況下，單位時間里，制冷系統給被冷卻物降溫的能力值。

壓縮機制冷量計算：

1、開啟式壓縮機的制冷量可以通過輸氣量，吸氣密度，輸氣系數等參數計算出.

2、封閉式和半封閉式壓縮機所產生的總的制冷量里，一部分輸出，也會有一部分消耗于冷卻電機，即壓縮機輸氣量計算所得制冷量等于實際使用量與冷卻電機消耗量的和。因此對于封閉式和半封閉式壓縮機而言，常規方法不便準確計算制冷量，多是實驗方式測試得到。

習慣上的幾匹，是指壓縮機的功率，與制冷量無關，不同工況，制冷量相差甚遠。

對于貨物，制冷量=耗冷量：對于需要冷卻的貨物而言，制冷量用于抵消耗冷量，獲得需要的低于常溫的環境。

例如冷庫，耗冷量主要是冷庫里貨物含有的熱量，但同時包括：外界環境通過圍護結構（墻壁，門窗等）對冷庫傳入的熱量，電機、燈泡等設備的散熱，人員出入帶入的熱量，某些貨物（如保鮮庫里蔬菜水果類的貨物會有呼吸作用，也會產生熱量）

談及制冷量，不能不提及工況，

工況：簡言之，設備運行的工作環境。對于制冷系統而言，在一個確定的環境下工作，這個環境的各個參數就是這個系統運行的工況。制冷系統的制冷量會因為工況不一樣而改變，因此不提工況，只談制冷量毫無意義。

制冷系統的工況參數：對于制冷系統，工況包括冷凝溫度（壓力）、蒸發溫度（壓力）、過冷度、過熱度等等；同時對于雙級系統或復疊系統，還有中間溫度、中間壓力等參數，根據具體情況會有不同。

17、過熱和過熱度：

過熱表示一種狀態，意思是在某一壓力下，蒸氣實際的溫度高于這個壓力下蒸氣的飽和溫度，參考昨天壓焓圖內容，飽和氣體線上任意一點對應的溫度是相對壓力的飽和溫度，從這一點水平往右區域內任意一點表示的狀態都是過熱狀態。

過熱度：表示過熱狀態的程度，是實際蒸氣溫度和同壓力下飽和溫度的差值。

有效過熱：在蒸發器里得到的過熱叫有效過熱，因為過熱會產生制冷，在蒸發器過熱，這部分制冷量會被利用，因此叫有效過熱。但是量很少，因為是顯熱換熱。

無效過熱：發生在管路上的過熱是無效過熱，因為這部分過熱獲得的制冷量沒有被利用，散失到環境里去了。但是如果利用回氣管去給節流閥前面的液體降溫，這時候回氣管的過熱也是有效過熱（回熱系統）。

過熱的意義：過熱會減小制冷量，因為吸氣溫度高，氣體密度小，壓縮機體積流量不變（吸入同樣體積制冷劑），但制冷劑質量流量已經減少（之前有討論），因此制冷量下降；但仍然保留過熱度的原因是防止制冷劑液滴出現，引發液擊。

一般過熱度留5℃左右（實際1~20℃皆可，只要能連續、穩定即可）。

18、類似過熱和過熱度，過冷是一種狀態，某一壓力下液體溫度低于同溫度下液體飽和溫度的狀態叫過冷。

過冷度：表示過冷狀態的程度，是實際液體溫度和同壓力下飽和溫度的差值。

注：過冷的另一概念：物質凝固以后繼續冷卻，實際溫度和結晶溫度的差也叫過冷。如標準狀態水的凝固溫度為0℃，冷卻水到0℃時水開始結冰，完全結冰后溫度繼續下降，如-1℃冰的過冷度也為1℃，但是相對凝固狀態的過冷。

舉例：一個標準大氣壓下，水的飽和溫度為100℃，加熱產生101℃水蒸氣，就是過熱蒸氣，過熱度為1℃；冷卻后水溫到99℃，就是過冷狀態的水，過冷度為1℃。

19、冷凍冷藏

實際上都是給物品降溫，二者主要區別是降溫過程中含不含有潛熱。

冷凍是指降溫過程中液體變成了固體,是一個相變的過程。

例如片冰機，20℃的水變成-5℃的冰，水的比熱為4.2。對于20℃的水，4.2×20=84kj/kg，水的潛熱是335kj/kg，冰的比熱是10.5（冰的熱負荷2.1×5=10.5kj/kg），總和為84+335+10.5=430 335/430=78% 也就是說在整個制冷過程中，潛熱部分耗能最大，大約占80%。這個例子說明在整個凍結過程中潛熱的負荷占據80%，也就是在計算時，主要計算潛熱的負荷，其他的可以影響可以大體估一下，影響不是很大，在沒有比熱情況下，根據含水量多少，估一下就可以。

冷藏就是將物品溫度降低，但是沒有發生相變。

冷藏也分兩種，一個是冰點上的冷藏就是所謂的高溫庫，另一種冰點下的冷藏就是所謂的低溫庫。高溫庫主要是果蔬的冷藏，也包括一些鮮魚鮮肉的冷藏。低溫庫是生鮮品、水產品、速凍產品的冷凍。

對于冷凍，我們最關心的是如何縮短凍結時間。這里就要涉及到之前所講過的傳熱系數，傳熱系數有三部分組成：一部分為制冷劑的放熱系數；另一部分為貨物本身導熱系數的影響；最后一部分為空氣放熱系數的倒數。

---------參考下面公式，大同小異！

因為制冷劑的放熱系數，主要是由制冷劑和蒸發器形式決定的，這個與蒸發器的材料結構有關，我們對他改變不了很多，所以研究制冷的放熱系數意義不大。

食品的導熱主要與食品的物性有關，但是跟食品的厚度成反比；越厚，傳熱系數越小，越薄越大。所以凍結的時候一般把食品凍得薄一點。

空氣的放熱系數是最容易改變的，比如改變風機的風壓，風量，來提高風速。這個最容易實現的。

冷凍方式有兩種：一種是直接冷凍，直接冷凍又包括兩種，一種是浸入式，直接浸入到載冷劑中，比如食鹽，乙二醇，丙三醇，酒精等，由于食品與鹽水是直接接觸的，即使有包裝，如果發生包裝泄露也會污染食品，所以用處不多。另一種直接凍結的，比如液氮，二氧化碳（干冰），這種形式需要大量消耗東西，所以造價高，常規的產品也不適合，所以也不詳細說干冰和液氮這一塊。

間接式凍結主要通過空氣對流，當然也可能有水，其主要分為四種：

第一種是自然對流，比如家里的冷凍柜，冰柜，盤管的冷凍庫。

第二種是強制對流，其實際上是在自然對流的基礎上用引入外界動力，如冷風機、水泵，主要是冷風機式的冷凍庫，還有就是各種速凍機：螺旋速凍機、網帶速凍機、流態化速凍機IQF。

第三種是接觸式，常見的是平板速凍機。

第四種是半接觸式，常見的是擱架，有一部分導熱，一部分對流。另外，板帶速凍機也算是半接觸式。

以后在講蒸發器具體形式時候，可以再講下各種蒸發器。

自然對流特點是：慢，勞動強度大；好處是便宜，結構簡單，故障率低、省電。缺點是周轉率低，融霜不太方便，可能停機融霜或人工掃霜。

強制對流凍結速度快，勞動強度小，有連續性的強制對流和半連續的強制對流，連續的有各種速凍機等。半連續的有臺車速凍機，需要靠一部分人工。還有一種強制對流，介質不是空氣而是鹽水。比如冰池（產生塊冰），先通過蒸發器給把鹽水降溫，再把冰桶浸入鹽水中，給冰桶內的淡水制冷。在蒸發面積要滿足需要的前提下，凍結時間主要由塊冰的厚度決定，當然，對流情況即鹽水循環程度也至關重要）。

接觸式凍結特點完全靠導熱，不能有空氣層， 有空氣的話效果幾乎要打對折，因為空氣不流動，傳熱系數很小。這種凍結方式對厚度要求也很主要，一般在60~120mm之間，再厚不經濟，再薄了適合各種速凍機。具體凍結時間跟蒸發面積和產品厚度都有關系，不能自己設定。其特點是緊湊能耗低，除了液壓裝置外幾乎不需別的用電設備。

半接觸式例如擱架，下面是接觸，上面通過風機對流。效果主要跟蒸發器形式有關，圓管不如方管效果好，也有在管上鋪一些鋁板或不銹鋼板增加導熱對其影響，產量比較大。在保證蒸發面積、風機風量前提下，這種形式還是比較通用的，但是要對風機風量蒸發面積要有經驗，比如風機風量：通常1000kg貨物10000m3/h的風量。

冷藏：冷藏分為高溫庫、低溫庫。高溫庫用于冷卻蔬菜水果，計算時除了常規的熱量外還要考慮呼吸熱。再就是常規的鮮肉和鮮魚，鮮魚這塊用的比較多的為近海的冰鮮船。出海時候船上帶著冰，捕到魚的時候一層魚一層冰，跟市場上賣魚的形式差不多。

冷藏也是與物品形狀、厚度、空氣側換熱系數、溫差有關。溫差大了效果好，但是會造成庫房內的溫差大，風機進出口溫度偏大，近風側的物品可能會凍壞，所以小心。庫溫和蒸發溫度溫差一般為10℃~15℃。當然也與蒸發器形式有關，也不是一概而論的。

因為冷藏時很多東西可能已經包裝，只改變空氣側的放熱系數，箱內一些情況是改變不了的。因為物品外面有袋，所以只改變空氣的放熱系數對綜合導熱系數影響不是很大，所以不要一味地考慮提高空氣側的風速。選擇降溫時間時要注意，欲速則不達，一味地提高風速不但不經濟，還可能造成食品干耗大，使食品的品質降低。

冷藏方法通常冷風、冷水、碎冰、真空預冷。

冷風常見的是冷風機，特點是干耗大，但是無論是電除霜還是制冷劑除霜，容易實現自動化。

冷水包括侵入式、灑水式、淋水式?；境Ｒ娋褪侨怆u屠宰預冷線，肉雞屠宰完冷水逆流，肉雞的溫度降到5℃左右，水的溫度從2~3℃度升到常溫排放，水是消耗品。優點是：沒有干耗；缺點是：所有的東西混合在一塊容易交叉感染。可以處理一些初級產品。

碎冰包括淡水片冰、海水片冰還有塊冰經過粉碎后的。適合特殊的場合或小規模的場合。

抽真空原理是利用水份蒸發吸收熱量、降溫。這種方式降溫速度快，但是由于水份大量蒸發，干耗大，能耗大。這種方式適合價值高的蔬菜類，平時應用不多。

低溫庫的冷藏，也就是凍藏。因為都是在冰點下，所以沒有水份的導熱，降溫的時候只考慮凍品的傳導。由于只是一味地傳導，中心溫度與外表面溫度有一定的溫差，凍品的大小也不一樣，所以溫差不能忽略，一般檢測時也是檢測中心溫度。另外由于凍品外表面的水份有一定的蒸發，會產生干耗，所以現在一般用多鍍冰衣，防止外表面裸露防止蒸發干耗。