食品冷冻冷藏基础学习知识原理与技术.docx

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食品冷冻冷藏基础学习知识原理与技术

《食品冷冻冷藏原理与技术》原理部分复习大纲

第一章蒸气压缩式制冷循环

第一节相关基本知识

1.温度、压力、能？

？

、功的基本概念；温度指物体的冷热程度，取决于物体内部分子运动的速度。

工程上所说的“压力”是物理学中的“压强”，即：

物体在单位面积上所受到的垂直作用力，国际单位制单位为：

N/m2，也叫帕斯卡，Pa。

在热力学中，除热能以外其它形式的能量传递都称为“功”，功是能的一种形式

2.热传递的三种基本方式热传导热对流热辐射

3.热力学第二定律及其在制冷过程中的体现。

热力学第二定律的表述方法很多，常见表述有：

单热源的热机是不存在的，即利用一个热源是无法完成循环过程的。

只利用一个热源就可以一直做功的发动机称为第二类永动机，也是不能实现的。

热量不可能自发地、不付代价地、从一个低温物体传到另一个高温物体。

如果要实现这样一个反向的过程，就必须要有一个消耗能量的补偿过程。

4.掌握压焓图中各点、线、区的概念及含义。

在一定的压力下，液体沸腾时的状态为饱和状态，此时的压力称为饱和压力，温度为饱和温度。

液体的饱和温度（即沸点）随着压力的上升而上升、下降而下降。

在一定的压力下，如果：

液体温度低于沸点，则为过冷液体；气体温度高于沸点，则为过热蒸气。

饱和液体线。

饱和蒸汽线。

饱饱和液体、饱和蒸汽、气液混合过冷液体、过热蒸汽

第二节热力循环

1.衡量热力循环经济性的指标

2.制冷循环与热泵循环的区别1.两者的目的不同。

如果循环是为了移走低温热源中的热量、以便保持其低温环境，则为制冷循环；如果循环是为了将低温热源中的热量转移到高温热源，则为热泵循环。

2.两者的工作温区往往有所不同

消耗外界提供的能量，将热量从低温热源传递到高温热源的循环为逆向循环。

3.逆卡诺循环制冷系数的计算方法

从上式可见：

按照逆向卡诺循环工作的制冷机，其制冷系数与制冷剂的性质无关，而只是工作温度Th和Tc的函数，即周围介质的温度Th越高。

被冷却物体的温度Tc越低，则循环的制冷系数越小。

这里还应说明，Tc变化1度对ε的影响比Th变化1度的影响要大。

4.

热力完善度的概念及计算方法。

将工作于相同温度范围的制冷循环的制冷系数ε与逆向卡诺循环的制冷系数εc之比，称为这个制冷循环的热力完善度，用代号η表示

第三节液体蒸发制冷的基本原理和系统

1.液体蒸发制冷构成循环的四个基本过程①节流：

高压液体经过节流，降低压力变为低压、低温气液混合物；②蒸发：

低压、低温气液混合物在低压、低温下蒸发，成为低压蒸气；③压缩：

将该低压蒸气提高压力，成为高压蒸气；④冷凝：

将高压蒸气冷凝，使之成为高压液体，返回到①从而完成循环。

第四节单级蒸气压缩式制冷机的理论循环

1.在压焓图中绘制单级压缩理论制冷循环的示意图

2.单级压缩制冷循环四个过程与相应设备的对应关系

3.单级压缩理论制冷循环的热力计算。

4.过冷的概念、过冷对制冷系统经济性的影响及过冷循环制冷系数的计算方法除可提高制冷系数之外，节流前制冷剂的过冷可以减小液体制冷剂到达节流装置前在液体管路中闪蒸的可能性，有利于节流阀的稳定工作。

有过冷的循环：

单位制冷量：

单位压缩功：

5.回热循环的基本概念、回热对制冷系统经济性的影响及有回热的制冷循环制冷系数的计算方法式中1、循环的单位制冷量q0增大了，当制冷量Q0给定时，制冷剂的循环量G可以减少。

2、吸入蒸气的温度提高了，可减少蒸气在吸气管中的有害过热。

3、减少了吸入蒸气与气缸壁之间热交换的温差，使压缩机的输气系数得到提高。

同时还改善了在低温下工作的压缩机的润滑条件。

4、采用回热后，使节流前制冷剂成为过冷状态，可以在节流过程中减少气化，使节流机构工作稳定，具有由于制冷剂液体过冷所带来的优点。

第五节两级压缩制冷循环

1.采用两级压缩制冷循环的场合

氨的绝热指数比氟利昂要大，我国规定氨的单级压缩比最大不允许超过8，而氟利昂不允许超过10。

因此，不同冷凝温度下，在允许压缩比范围的最大值时，常用的中温制冷剂一般只能获得-20～-40℃的低温。

要获得更低的温度，可采用多级压缩。

2.氨、氟制冷剂两级压缩制冷循环的基本形式

【氟】：

两级压缩、一次节流、中间不完全冷却循环（有一个回热器）

【氨】：

两级压缩、一次节流、中间完全冷却循环（木有回热器）

第二章压缩机

1.压缩机的作用和分类

作用：

抽吸来自蒸发器的制冷剂蒸对其进行压缩，提高温度和压力后将它排向冷凝器实现不断循环流动。

气压缩式制冷装置中的制冷压缩机是装置中的关键核心设备，对系统的运行性能、噪声、振动、使用寿命和能耗有决定性的作用，被称为制冷系统的“心脏”。

分类：

容积型压缩机（活塞式回旋式（滚动活塞滑片式单螺杆式双螺杆式涡旋式））速度型压缩机（离心型）

2.压缩机输气系数的基本概念及其影响因素

容积效率λλ=Vs/Vh

实际输气量Vs：

每小时压缩机压缩并输送给排气系统的、以吸气状态比容计算的气体量。

理论输气量Vh的：

压缩机的活塞每小时行程所扫过的气缸物理容积。

容积效率λ的影响因素

1、余隙容积的影响——容积系数λv

2、吸气时的压力损失——压力系数λp

3、气体在吸气过程中与气缸壁之间的热交换——温度系数λt

4、吸气阀等的不紧密——泄漏系数λl

3.活塞式和螺杆式压缩机的基本工作过程

活塞式：

当曲轴被电动机带动而旋转时，通过连杆的转动，活塞在气缸内上下往复运动，并在吸排阀的配合下完成对制冷剂的吸入压缩排出

螺杆式：

靠气缸中的一对螺旋齿槽的阴阳转子相互噬合造成由齿型空间组成元容积的变化进而制冷剂气体压缩

第三章制冷剂、载冷剂和冷冻机油

第一节制冷剂

1.制冷剂的环保性能指标ODP（OzoneDepletionPotential）大气臭氧层消耗的潜能值；以R11为基准值，人为规定其值为1.0；GWP（GlobalWarmingPotential）全球变暖潜能；以R11为基准值，人为规定其值为1.0；

2.制冷剂的主要热力学性能。

工作温度范围内有合适的压力和压力比。

蒸发压力不低于大气压力、冷凝压力不要过高、冷凝压力与蒸发压力之比不宜过大

（2）单位制冷量和单位容积制冷量大。

（3）单位容积压缩功wv小。

（4）等熵压缩终了温度不能太高，以免润滑条件恶化或制冷剂自身在高温下分解。

3.

第二节载冷剂

1、载冷剂的种类和使用场合；常用的载冷剂有水、无机盐水溶液或有机物液体。

水的缺点是只适合于载冷温度在0℃以上的使用场合；无机盐这类载冷剂适用于中、低温制冷装置；丙二醇丙三醇即甘油可直接接触食品，纯有机液体以用于低温场合

载冷剂的应用场合——间接冷却系统

水:

只适合于载冷温度在0℃以上的使用场合

无机盐水溶液：

适用于中、低温制冷装置

有机物液体：

可以用于低温场合

2、直接冷却系统和间接冷却系统的概念及其特点。

直接冷却系统：

直接由制冷剂吸收被冷却物体的热量。

间接冷却系统：

被冷却物体的热量通过载冷剂传给制冷剂，或者说：

用制冷剂来冷却载冷剂，再由载冷剂去冷却被冷却物体。

优点：

（1）减小制冷机系统的容积及制冷剂的充灌量；

（2）热容量大，被冷却对象的温度易于保持稳定，蓄冷能力大；（3）便于机组的运行管理，便于安装。

缺点：

（1）增加了动力消耗及设备费用；

（2）加大了被冷却物与制冷剂之间的传热温差，需要较低的制冷机蒸发温度，总的传热不可逆损失增大

第三节冷冻机油

1、冷冻机油的作用。

润滑作用、冷却降温作用、密封作用、防锈和清洁作用、传递动力作用、消声作用。

2、冷冻机油的主要性能指标。

凝固点低（即不易凝固）、要有适当的黏度、要有较好的黏温性能、闪点要高、要有良好的化学稳定性、不应有腐蚀性、不含水及酸等杂质、透明度好、浊点要低、绝缘性好、灰分少、

第四章制冷热交换器

第一节冷凝器

1、冷凝器的作用。

将压缩机排出的高温、高压制冷剂过热蒸气冷却及冷凝成液体

2、冷凝器的类型及其应用场合

立式壳管式冷凝器应用：

大中型氨制冷系统。

卧式壳管式冷凝器应用：

普遍用于大、中、小型氨、氟系统。

套管式冷凝器应用:

一般用于制冷量小于40kW的氟制冷系统。

改用不锈钢管之后也可用于氨系统。

自然对流空气冷却式冷凝器用于300L以下家用冰箱和小型制冷装置。

强制对流空气冷却式冷凝器使用场合制冷量小于60kW的中小型机组。

蒸发式冷凝器应用：

适用于气候干燥和缺水地区。

3、

4、影响冷凝器换热的因素。

制冷剂侧，蒸气的流速和流向、传热壁面的粗糙度、空气或其它不凝性气体、冷冻机油、冷凝器的构造型式；冷却介质侧，冷却介质的性质、冷却介质的流速、冷却介质的洁净程度

第二节蒸发器

1、蒸发器的作用是利用液态制冷剂在低压下沸腾，转变为蒸气并吸收被冷却物体或介质的热量，达到制冷目的,是制冷系统中制取冷量和输出冷量的设备。

2、蒸发器的类型及其应用场合

水箱型（沉浸式）：

1立管式——氨系统

2螺旋管式——氨系统

3蛇管式——小型氟系统

卧式壳管式：

1.满液式——氨系统、氟系统

2.干式——氟系统

冷风机：

1吊顶式——氨系统、氟系统

2落地式——氨系统、氟系统

排管式：

1顶排管——氨冷库顶排管

2搁架式——小型氨。

氟冻结间

第五章节流装置与辅助设备

第一节节流装置

1、节流装置的作用。

对制冷剂的流动掉遏制的作用，降低来自冷凝器的高压液态制冷剂的压力；控制进入蒸发器的制冷剂的质量流量。

2、节流装置的类型与特点。

①手动膨胀阀（仅用于部分氨系统）②热力膨胀阀（蒸发器阻力损失不大的场合最常见的）③热电膨胀阀④毛细管⑤低压浮球阀（大型制冷系统的低压循环桶供液）

3、各种节流装置的应用场合

第二节制冷系统的管道和辅助设备

1、制冷系统中管道的分类。

制冷剂管道有排气管、吸气管、高压液管、低压液管。

2、油分离器等主要辅助设备的应用场合。

氨洗涤式油分离器用于氨制冷装置；离心式油分离器离心式油分离器；过滤式油分离器常用于氟制冷装置；高压贮液器贮存由冷凝器来的高压制冷剂液体；氨液分离器，机房用气液分离器：

与机房压缩机的总回气管路相连接，库房用气液分离器：

一般用在氨重力供液系统中；低压循环桶，在液泵供液系统中，贮存循环使用的低压液体制冷剂，同时又可以起气液分离作用；中间冷却器应用在双级或多级压缩制冷系统中；空气分离器；回热器；过滤器和干燥器，氨制冷系统一般仅装过滤器，而氟制冷系统必须装干燥过滤器；集油器只在氨制冷系统中使用；氨泵，冷库氨制冷系统常采用液泵供液方式。

第三节制冷系统的供液和融霜方式

1、常见供液方式及其特点。

直接膨胀供液，采用热力膨胀阀的小型氟利昂制冷系统；重力供液，多用于小型氨制冷系统；泵供液，多用于大中型冷库制冷系统、多层高位制冷系统、人工冰场等。

2、常见融霜方式及其应用场合。

热蒸汽融霜（冷藏间排管）、热蒸汽和水联合融霜、电加热融霜

1、引起食品腐败变质的主要原因是什么？

微生物和酶的作用　、呼吸作用、化学作用

2、食品的冷却、冻结的主要区别是什么？

冷却是指将食品的温度降低到某一指定的温度，但不低于食品汁液的冻结点。

冻结是指将食品的温度降低到食品汁液的冻结点以下，使食品中的水分大部分冻结成冰。

冷却的动物性食品只能做短暂的贮藏，冻结的可以作为长期的贮藏。

温度不同冷却：

零下2度到10度冻结：

零下18度

3、食品冷却、冻结的方法是什么？

食品的冷却方法有真空冷却、差压式冷却、通风冷却、冷水冷却、碎冰冷却等。

冻结的基本方式鼓风式冻结、接触式冻结、液化气体喷淋冻结、沉浸式冻结。

4、简述动植物食品冷藏原理。

对动物性食品来说，主要是降低温度，防止微生物的活动和生物化学变化；对植物性食品来说，主要是保持恰当的温度（因品种不同而异），控制好蔬菜水果的呼吸作用。

5、真空冷却的原理，并画出其装置简图。

真空冷却是利用真空降低水的沸点，促进食品中水分蒸发，所需的潜热来自于食品本身，使食品温度降低而冷却。

6、常用的电解冻方法有哪些？

远红外解冻、高频解冻、微波解冻、低频解冻、高压静电解冻。

7、冷库隔热层受潮的原因是什么？

空气中的水蒸气渗透到隔热层遇冷凝结

8、为什么要将防潮层做在隔热层的高温侧？

冷库内外温差大，在防护结构两侧存在水蒸汽分压力差，库外高温水蒸气向库内渗透，同时会向隔热保温层侵入，使其隔热性能降低。

将防潮层做在隔热层的高温侧，有效阻止水蒸气从高温侧渗向低温侧。

9、冷库的配套设施有哪些？

冷库门、门帘、货物装卸设施等

10、门帘的作用是什么？

阻挡隔断门内外热交换，减少冷库开门时的热量损失

11、站台高度调节板的作用是什么？

将封闭式站台和冷藏车连成一个整体，方便叉车的机械化门对门作业

12、冷库内危害最严重的微生物是什么？

一般采用什么方法来清除？

霉机械除霉化学除霉物理除霉

13、什么是冷藏库？

按结构形式分，冷库可分为哪几类？

用人工制冷的方法对易腐食品进行加工和贮藏，以保持食品食用价值的建筑物。

土建冷库、装配式冷库。

14、什么是地坪冻胀？

目前防止地坪冻胀主要措施有哪些？

由于冷库长期处于低温工作状态，地下的热量会不断通过地坪传入库内，引起地坪下的温度下降，一旦温度低于0℃，就会形成冰层，产生地坪冻胀现象，严重的地坪冻胀会使建筑物受到破坏。

地坪架空、地坪下埋没通风管道、地坪中埋设加热盘管、利用钢筋混凝土垫层中的钢筋作加热元件、冷库下设地下室。

15、什么是冷桥？

减少冷桥的措施有哪些？

当冷库建筑结构中热导率较大的构件（如柱、梁、板、管道等）穿过或嵌入冷库围护结构的隔热层时，便形成了冷、热交换的通道，称为冷桥。

1、隔热防潮层设置在地坪、外墙及屋顶上，把能形成冷桥的结构包围在里面，称为外置式隔热防潮系统；2、隔热防潮层设置在地板、内墙、天花板上，称为内置式隔热防潮系统。

16、冷库热负荷主要包括哪些？

围护结构、货物、通风换气热流量、电动机运转、操作人员的热流量。

17、食品冷藏链由哪几个方面构成？

18、按制冷方式分，冷藏汽车可分为哪几种？

机械冷藏汽车、冷冻板冷藏汽车、液氮冷藏汽车、干冰冷藏汽车、冰冷冷藏汽车等。

19、什么是冷藏集装箱？

主要特点是什么？

冷藏集装箱是具有良好隔热、气密，且能维持一定低温要求，适用于各类易腐食品的运送、贮存的特殊集装箱。

冷藏集装箱可用于多种交通运输工具进行联运；可以从产地到销售点，实现“国到国”直达运输；一定条件下，可以当作活动式冷库使用；使用中可以整箱吊装，装卸效率高，运输费用相对较低；装载容积利用率高，营运调度灵活，使用经济性强；新型冷藏集装箱结构和技术性能更合理先进，有广泛适用性。