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冷库制冷技术知识
制冷是指用制冷设备，从一个有限的空间内取出热量，使该处的温度降低到所要求的程度。这个过程是*热传递来完成的。
1.1 温度
温度被用来表示物质冷与热的程度，温度的高低的程度可用温度计来度量，如玻璃温度计，管内的液体受热后膨胀，液面升高，冷却收缩后，液面降低，液面的高低表示温度的高低程度。下面简要介绍表示温度值的几种标准。
a．摄氏温标 在标准大气压下，把水的冰点作为0度，沸点作为100度，在0度与100度之间均衡的刻成100格，每格为l度，以符号℃表示。
b．华氏温标 在标准大气压下，把水的冰点定为32度，而沸点定为212度、二者之间均衡的刻成180格，每格为l度，以符号of表示。
c．开氏温标(又称绝对温标) 它以摄氏温标为基础、把水的冰点定为273.16度，水的沸点定为373．16度，理论上把物质中分子全部停止运动之点作为0度，以符号k表示。
常用温标是摄氏、华氏、开氏。它们之间的换算公式如下：
华氏换算摄氏：
摄氏换算成华氏：
开氏与摄氏的关系：
t= t + 273.16
式中： t：开氏温标，k； t：摄氏温标，oc。
1.2 热量
物体温度的高低表示了物体的物质分子热运动剧烈的程度，温度的高低也表示物体所具有能量的高低，这种能量称为热能。当温度不同的两个物体相接触时，两者温度逐步趋于一致，发生了热能从温度较高的物体向温度较低的物体转移，此时物体所放出或吸收的能量称为热量。常用的热量单位有：
a. 卡 在标准大气压力下，将 l克的水加热或冷却，其温度升高或降低l ℃时，所加进或除去的热量称为l卡，以符号 cal表示。因卡的单位太小，工程上往往采用其1000倍的千卡或大卡来表示。具符号为kcal。
b. 英热单位 在标准大气压下，将11b(磅)(11b＝0.454kg)水加热或冷却，其温度升高或降低华氏温度l of，所加进或除去的热量称为一个英热单位，其符号为btu。
c. 焦耳
在国际单位制中，取热量单位与功的单位一致，以焦耳表示。焦耳相当于用1n(牛顿)的力，共作用点在力的方向上移动l m(米)所做的功。因此，在国际单位制中，焦耳是功和能的单位，采用这种单位使计算简化，焦耳的符号为j。我国法定热量单位为焦耳。
焦耳与卡之间的换算为：
1 kj(千焦耳)＝0.239kcai(千卡)
l kcal(千卡)＝4.19kj(千焦耳)
其它常用换算公式为：
1 kcal(千卡)＝3.969 btu(英热单位)
l btu(英热单位)＝252 cal(卡)
1 kcal(千卡)＝427 kg·m(千克·米)
1 kw(千瓦)＝860 kca1／h(千卡／时)
1 美国冷吨＝3024 kca1／h(千卡／时)
1 日本冷吨＝3320 kca1／h(千卡／时)
1.3 比热
任何物质当加进热量，它的温度会升高。但相同质量的不同物质，升高同样温度时，其所加进的热量是不一样的。为相互比较，把l kg水温度升高1 ℃所需的热量定为4.19kj。以此作为标准，其它物质所需的热量与它的比值，称为比热。如 l kg水温度升高l ℃需4.19kj，则比热值为4.19kj(kg·℃)，而 l kg铜温度升高l ℃只需0.39kj，则铜的比热为0.39kj(kg·℃)。不同材料有各自的比热值，下表为几种材料的比热值。
几种材料比热值
物资名称 比热kj(kg·k) 物资名称 比热kj(kg·k) 水4.19氨（液体）4.609冰2.095氨（气体）2.179玻璃0.754空气（干）1.006铜0.390钢0.461
知道材料比热值，就能计算出对它降温所需要除去的热量。例如要将5kg 70℃的水冷却到15℃，则需除去的热量为： q＝mcd t = 5×4.19×(70-15)＝l152.25 kj式中：
m: 水的质量，kg； c：水的比热kj(kg·k)；d t：温度差值 k。
1.4 显热
对固态、液态或气态的物质加热，只要它的形态不变，则热量加进去后，物质的温度就升高，加进热量的多少在温度上能显示出来，即不改变物质的形态而引起其温度变化的热量称为显热。如对液态的水加热，只要它还保持液态，它的温度就升高；因此，显热只影响温度的变化面不引起物质的形态的变化。例如机房中、其计算机或程控交换机的发热量很大，它属于显热。
1.5 潜热
对液态的水加热，水的温度升高，当达到沸点时，虽然热量不断的加入，但水的温度不升高，一直停留在沸点，加进的热量仅使水变成水蒸气，即由液态变为气态。这种不改变物质的温度而引起物态变化(又称相变)的热量称为潜热。如计算机房中、工作人员人体发热以及换气带进来的空气含湿量，这些热量称为潜热。(全热等于显热与潜热之和。)
1.6 压力
气体由分子组成，亿万分子在无规则的运动中，频繁撞击容器内壁，在内壁单位表面积上垂直产生的力称为压力。在工程中测量气体压力的常用单位是：千克／厘米2、或为mmhg(毫米汞柱)，我国的法定单位是 pa(帕斯卡)。
a. 大气压力 包围地球的空气层对单位地球表面积形成的压力称为大气压力。通常用 b表示。单位用帕 pa或千帕 kpa表示。
大气压力随各地海拔高度不同而存差异。还因季节、气候的变化稍有高低。由于大气压力不同，空气的物理性质和反映空气物理性质的状态参数均要发生变化。所以，在空气调节的设计和运行中，要考虑当地气压的大小，否则会造成一定的误差。
压力分三种：用仪表测定的压力(称工作压力，即表压力)、当地大气压和绝对压力。其相互关系：
绝对压力＝当地大气压十工作压力
只有绝对压力才是湿空气的状态参数。
b．水蒸汽分压力与饱和水蒸汽分压力
在湿空气中，水蒸汽单独占有湿空气的容积，并且有与湿空气相同温度时所产生的压力，称为水蒸汽分压力，用pq表示。
湿空气是干空气和水蒸汽组成的混合气体，因此湿空气的总压力应由干空气分压力 pg；与水蒸汽的分压力pq迭加而成。
即 p＝pg十pq
或 b＝pg十pq
在空调工程中所考虑的湿空气就是大气，所以湿空气的总压力p就是当地大气压力b。
在一定温度下，空气越潮湿，其水蒸汽含量就越多，水蒸汽分压力就越大。当水蒸汽含量超过某一限量时，多余的水蒸汽就会凝成水析出。这说明，此时，湿空气中的水蒸汽含量达到最大限度、该湿空气处于饱和状态，称饱和空气；此时相应的水蒸汽分压力称为饱和水蒸汽分压力。该压力仅取决于温度，温度越高，其压力值越大。
于此同时，压力和沸点的关系也很大，降低压力能使液体的沸点降低，增加压力则使沸点升高。因此每一个作用于液体的压力就有一个对应的沸点。例如1.0133×l05pa下。水在 100℃时沸腾；若压力升高到2.41×105pa，水的沸点为138℃；若压力降低到0.43×105pa，水的沸点为84．5℃。在制冷系统中，用控制蒸发压力来达到控制蒸发温度的目的。
1.7 蒸发与沸腾
蒸发是指在液体自由表面进行气化的过程。例如，水的蒸发。衣服的凉干过程。蒸发是由于液体表面上具有较高能量的分子克服液体分子的引力、穿出液面到达空间而形成的。在相同环境下、液体温度越高，则蒸发越快。制冷工程中，许多问题都涉及到蒸发过程，例如冷却塔及空调中的加湿与干燥过程等。红外加湿器的加湿属表面蒸发过程。
沸腾是指液体内部产生气泡形式的剧烈气化过程。例如，水的烧开过程。在一定压力下，液体加热到一定的温度才开始沸腾。在整个沸腾过程中，液体吸收的热量全部用于自身的容积膨胀与相变，故气液温度保持不变。如电极加湿器属于沸腾过程。
1.8 导热系数(亦称热导率)
导热系数是表示一种材料传导热量能力的一个物理量。如两块同样厚的材料，一块是铜块，一块是软木块，把它们放在比本身温度高的环境中，可立即感觉到铜块温度升高，而对软木块则在短时间内感受不到。这说明两种材料对热量传导的能力不同，把这种材料对热量的不同传导能力以数字表示就称为导热系数，其数值等于：当材料层的厚度为 l m，两边温度差为1 ℃，在 1 h内通过 l m 2 表面积所传导的热量，以符号l 表示，单位是 kcal／mh℃，国家法定单位是 w／mk或用 j／mhk表示，它们之间的换算关系是：1w／mk = 0.860 kcal／mh℃。
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