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1、基本制冷空调系统知识培训,广东工业大学 能源工程系,什么是制冷空调？,传递和调节热量,热,热是能量的一种形式。热力循环就是热能传递，它是以热能的方式贮存的。,温 度,能量释放的强度或测量标准,54.40C,220C,临界温度 -2370C,英制热力单位,1BTU等于在1个大气压下1磅的水升高10F所需的热量。,1磅水,1个BTU=（英制热力单位）-在1个大气压下1磅的水升高10F所需的热量,10930C,50瓦灯泡在20000F温度下相当于200BTU热量,93.30C,在200 0F下1磅水相当于200BTU的热量,热是能量的一种方式,温度是能量释放强度或标准的一种测量标准。,英制热力单位是
2、热的测量标准。 1个BTU是1磅的水升高或降低10F度所需的热量。,热的特性,将1磅的物质温度升高10F所需的BTU,5磅水,5磅的干空气,干空气的比热为0.24,5磅的干空气升高10F所需的热量是5*0.24=1.2BTU,5磅的水升高10F所需要的热量为5BTU,显 热,热量的增加或减少不会导致状态的变化，能够用温度计测量。,370C,潜热,状态发生改变而温度或压力没有变化时的热量。不能用温度计测量。,00C,1磅的水,1000C,1磅的水,00C,1磅的冰,1磅的00C水转变为1磅的00C的冰需144BTU,1磅00C的冰融化成1磅00C的水需144BTU,1磅1000C的水蒸发为1磅1
3、000C的水蒸汽需970.4BTU,1磅1000C的水蒸汽转变为1磅1000C的水需970.4BTU,显热是能够被感测到的热量。它能导致物质的温度发生变化，但不改变其状态。 潜热是指吸收或放出热量时只改变物质的状态，而不改变其温度。 熔化潜热是指物质从固态变为液态或由液态变为固态时吸收或放出的热量。 汽化潜热是指物质从液态变为气态时所需的热量。 液态潜热是指物质从气态变为液态放出的热量,传热的三种方式,对流,对流：就是热量穿过流体（液体或气体）,传导,传导：就是热量在内部流动或者穿过另一个导体。,辐射,热量传递不需要任何材料作为载体。,绝缘物,绝缘物：阻碍热的流动。,制冷剂的状态 1. 饱和
4、2. 过热 3. 过冷,过热度,饱和制冷剂,过冷度,饱和温度 在气液两相共存状态下，其压力对应的冷媒温度。 每一种冷媒的温度和压力之间有种固定的对应关系。 冷媒在蒸发或冷凝时的温度。,过热度 过热度是指在某一定压力下所测量的温度与该气体 饱和温度之间的差。,吸气过热度 吸气过热度指吸气管温度与蒸发器饱和蒸发温度之差。 (R134a):吸气温度=4.5 0C 蒸发器压力=278.4Kpa 过热度=3.8 0C,过冷度 液体在工作压力下实际温度和在这个压力下 饱和温度之间的差值。,过冷度 过冷度是指冷凝温度和冷凝器冷凝饱和温度之间的差值。 （R134a）:冷凝压力=722Kpa 供液温度=31.5
5、0C 过冷度=4.20C,蒸汽表,温 度 0F,冰,融化水,冰水共混,水,汽化,970,340,1310,过热,1磅水在大气压下的温-焓图,温度和压力的关系,帕斯卡定律 在密闭容器中的气体在容器的各垂直方向上都存在压力。 道尔顿定律 当在一个封闭区域有不同气体存在时，每种气体以自身的分压力存在。气体的总压力等于所有气体压力的总和。,物质有三种状态，有五种状态变化 1、凝固：由液体变为固体。 2、熔化：由固态变为液态。 3、汽化：由液态变为气态。 4、升华：由固态变成气态，不需要经过液态。 5、凝结：由气态变为液态。,放热,吸热,放热,吸热,冰,水蒸汽,水,在不同压力下的沸点,-40.50C,-
6、6.60C,4.40C,0Kpa,298.3Kpa,475.4Kpa,波义耳定律：定量气体，当温度保持不变时，其容积同压力成反比。 P1V1=P2V2 P1=起初压力 V1=起初容积 P2=新的压力 V2=新的容积 T1=起初温度 T2=新的温度 查理定律：定量气体，当容积保持不变时，其压力 同绝对温度成正比。 V1T2=V2T1 AND P1T1=P1T2=P2T1,蒸发器传热温差 蒸发器传热温差是指冷冻水出水温度和蒸发器蒸发温度的差值。 (R22): 冷冻水出水温度=7.20C 蒸发器压力=568.3Kpa 蒸发器传热温差=2.80C,冷冻水进水,冷冻水出水,蒸发管的污垢系数引起的影响：,
7、冷凝器饱和温度减少40F,工况对蒸发器传热的影响,1. 水或盐水的流速 2. 传热管的污垢情况 3. 蒸发器中有油 4. 制冷剂充注量不足 5. 吸气管节流 6. 热力膨胀阀运行情况,冷凝器的传热温差 传热温差是指冷凝水出水温度和冷凝器冷凝温度之间的差值。 （R134a）:冷凝器压力=961.5Kpa 出水温度=350C 冷凝器传热温差=2.80C,冷凝管的污垢系数引起的影响：,饱和冷凝温度增加50F，电机功率相应增加11%,影响冷凝器传热的情况,1. 冷凝器有污垢 (风冷或水冷式) 2. 空气和不凝性气体 3. 冷却空气或冷却水不足 4. 制冷剂充注量过多,Robert Hollembeak
8、 Don Derfler,制 冷 系 统,制 冷 循 环,冷凝盘管,蒸发盘管,压缩机,液态冷媒 控制装置,制冷循环,蒸发盘管,冷气,吸气管 低温低压气体,制冷剂完全蒸发点,蓄积器,气体入口,冷凝盘管,高压侧,低压侧,高温气体,外界冷空气通过盘管,排气管,安全阀,高压高温气体,液态冷媒,蓄积器,视镜,干燥器,感温包,公制设备 热力膨胀阀,外平衡管,压缩机,电机,压缩机气体入口,加工管,室内热空气,1.高压过热气体 2.高压饱和气体 3.高压液体 4.高压过冷液体 5.低压饱和液体 6.低压饱和气体 7.低压过热气体,A.压缩机排气维修阀 B.液体管阀 C.碟阀 D.吸气维修阀,结 构,电磁阀,液
9、体水分指示器,干燥过滤器,稳压器,热力膨胀阀,蒸发器,蒸发器压力调节,吸气管干燥过滤器,压缩机,消声器,蓄积器,冷凝器,压差控制器,热力膨胀阀,蒸发器,干燥器,液管,吸气管,热力膨胀阀感温包及夹子,排气截止阀,风冷冷凝器,双缸,蓄积器,全封压缩机,吸气截止阀,蓄积器 截止阀,高压液体,高压气体,低压液体,负荷测试端口,低压气体,系统举例：管路布置图,气流,气流,气流,压力安全阀,外连热气旁通,排气截止阀,排气管,吸气管,维修阀,外连吸气管,蒸发器,干式蒸发器,出水,进水,膨胀阀,视镜,电磁阀,干燥过滤器,外连管道,液管截止阀,液管,维修截止阀,热气旁通管（供选）,冷凝盘管组,热气阀,热气截止阀
10、,吸气截止阀管,涡旋式压缩机,注： 管道为两个独立的管道系统中之一,维修阀,维修阀,维修阀,整体机组,干 式 蒸 发 器,折流板,接水管,吸气接管,制冷剂管,壳体,水接管,管板,箱体,端盖,满 液 式 蒸 发 器,压缩机吸气管,均气板,支撑板固定棒,视镜,支撑板,液位控制,油收集器,回油管,均液板,液态冷媒供液管,PEH 蒸发器,出水,进水,吸气口,供液口,水 冷 式 冷 凝 器,来自压缩机的高温气态制冷剂,冷凝气态制冷剂,液态制冷剂,过冷液态制冷剂去蒸发器,水冷式冷凝器,压缩机排气管,排气均气板,支撑板,管板,铜管,支撑杆,制冷剂均液板,制冷剂出液管,排气口,出水,进水,供液口,PEH 冷凝
11、器,风冷式冷凝器,整体机组紧凑设计,热 力 膨 胀 阀,毛细管,感温包,热力执行元件,横隔膜,内置均衡管,蒸发压力,液体压力P4,P1 - 感温包压力 - 启始压力 P2 - 蒸发压力 - 结束压力 P3 - 过热弹簧压力 - 结束压力 P4 - 液体压力 -启始压力 P4 + P1 = P2 + P3 稳定运行,内置均衡管,Robert Hollembeak Don Derfler,压缩机,全封闭型压缩机,电机定子,电机转子,定位弹簧,吸入消音器,吸气阀,排气阀,活塞,定位弹簧,活塞向下运动后，在其顶部容腔内形成负压，吸气管内压力由此推开吸气阀。,排气管内压力能够保持排气阀 片密闭。,活塞顶
12、部压力推开排气阀片，让气体流向排气管,活塞顶部压力使吸气阀片密闭。,活塞向下运行。,活塞向上运行。,吸气和排气过程,Copeland半封闭压缩机,汽缸,吸气口,开始吸气,叶片,转子,继续吸气,吸气终止,新的吸气过程,低压气体,高压气体,转子式压缩机,高压气体,低压气体,刮片,刮片,排气,气缸座,气缸,偏心轮,转子,转子轴,吸气口,吸入过程式结束，压缩开始,压缩过程结束，新的吸入开始,压缩过程继续，同时进行新的吸入过程,压缩气体排至冷凝器，同时仍将时行新的吸气过程,涡旋压缩机,涡旋压缩机原理,涡旋式压缩过程是通过一个固定不变的涡旋体和一个固定平移的涡旋转子相互作用完成的。气体通过每个涡旋体的端处
13、进入涡旋外圈小室。,随着涡旋体旋转，转子与定子的最外圈在端点处啮合，气体被密封在最外圈的两个对称小室，完成了吸气过程。,涡旋体继续平移转动，使气体的容积不断收缩，压力逐渐升高。,当两压缩室的气体在中心合并时，达到了排气压力。,在实际压缩过程中，同一时刻在6个小室中有不同压力段的气体，使吸气与排气能够连续进行。,双螺杆压缩机,双螺杆压缩机工作原理,阳转子,阴转子,McQuay International,星轮 喷液 容积式单螺杆压缩机,离心压缩机,McQuay与竞争对手的比较 (1 of 3) 300冷吨叶轮,新型CE063/87,Robert Hollembeak Don Derfler,冷水
14、机组系统,McQuay International,冷冻水和冷却水 系 统,基本空调循环 HFC134a,空气处理器 100 Ton,风机 盘管,空气,三通阀,压缩机,吸气,排气,蒸发器,冷凝器,HFC134a制冷剂,输入功率66kW,冷却塔,冷冻水 240GPM,冷却水 300GPM,室外空气 350C干球 23.90C湿球,热力膨胀阀,35,29.40C,=,15.1升每秒,7.20C,12.80C,57.20C,47.20C,37.20C,27.20C,22.20C,基本水系统,1、具有冷却塔风机循环常规系统 2、注意冷却水温度变化必须小于每分钟20C,冷却塔,冷凝器,冷水塔系统,热水,电磁阀,喷淋式水塔,吸气,补水,排水，溢流,三通阀,冬天放水,冷水,冷凝器,空调机组,热的惯性,热惯性可用来减少循环,冷却塔,冷凝器,蒸发器,集水器,盘管,开式制冷循环,冷却塔,热交换器,盘管,冷凝器,蒸发器,制冰模式,水系统温度控制阀,注入/排出阀,负载,冷却塔,冷凝器,蒸发器,融冰,水系统温度控制阀,注入/排出阀,负载,冷却塔,冷凝器,蒸发器,全供冷,冷却塔,冷凝器,蒸发器,注入/排出阀,水系统温度控制阀,负载,
