制冷知识的培训

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1、,制冷知识培训,1。热力学基础 2。蒸气压缩式制冷压焓图 3。蒸气压缩式制冷的理论循环 4。蒸气压缩式制冷的实际循环 5。制冷系统的主要零部件 6。风冷冷水（热泵）机组 7。其它制冷,内容：,第1讲: 热力学基础,能量守恒和转化定律：自然界一切物体都具有能量，能量有各种不同形式，它能从一种形式转化为另一种形式，从一个物体传递给另一个物体，在转化和传递中能量的数值不变。 永动机是不可能制造的。 自然界一切物体都具有能量。 焦耳(Joule 1818-1889y)于1840年最早研究了电流的热效应 1840-1879年焦耳进行了大量的实验，测定了功与热相互转化的数值关系-热功当量。 1956年国际

2、规定的热功当量精确值为: 1cal = 4.186 J,基本物理定律：热力学第一定律 The First Law of Thermodynamics,热量自发地从高强度体流向低强度体。 热量自发地从高温流向低温。 不可能把热量从低温物体传至高温物体而不需要附加条件。 可逆过程与不可逆过程 系统由一初态出发，经某过程到达一末态后，如果能使系统回到初态而不引起外界的任何变化（即系统和外界都恢复了原状），则称此过程为可逆过程( reversible process ) ； 反之，如果用任何方法都不能使系统和外界恢复到原来状态而不引起其它变化，则称此过程为不可逆过程( irreversible pro

3、cess ) 。 一切与热现象有关的实际宏观过程都是不可逆的。,基本物理定律：热力学第二定律 The Second Law of Thermodynamics,制冷的定义,1。制冷是指用人工的方法在一定的时间和一定的空间内将某物体或流体冷却，使其温度降到环境温度以下，并保持这个低温。 2。从热力学的角度来讲，制冷系统是利用逆向循环的能量转换系统。 3。制冷与自然冷却的区别。,摄氏温标tc（oC） 华氏温标tF（oF） 绝对温标T（K） tc=5(tF-32)/9 T= tc +273.15 温度是表示物体冷热程度的量度。,温度,压力P（Pa)=F（N）/S（m2） 绝对压力Pj 相对压力Pb

4、真空度 1标准大气压（atm）=1.01x105 （Pa ） 1工程大气压（kgf/cm2）=0.981x105 （Pa ） 1 bar=1.0x 105 （Pa ） Pj= Pb +B（当地大气压） 常用压力单位： M Pa , k Pa , mmH2O , mmHg , bar , psi 工程上把单位面积上所受的垂直作用力称为压力。,压 力,传热和隔热,热量传递的三种基本形式： 导热：同一物体的不同部分之间和相互接触的不同 物体之间。 对流：流体与固体表面之间或流体内部，流体运动。 辐射：热辐射，电磁波。,导热材料和隔热材料,导热材料 铜 铝 钢 玻璃 水 空气 导热系数（kJ/(m.h

5、.K)） 1386 735 201.6 2.86 2.14 0.08,隔热材料 泡沫橡塑 玻璃棉 聚乙烯 硬质聚氨脂 导热系数（W/(m.K)） 0.034 0.042 0.038 0.028 结构 闭孔 开孔 闭孔 半开孔 燃烧性能 难燃B1级 不燃A级 难燃B2级 难燃B2级 密度（kg/m3） 64 48 40 40 机械强度 中 低 中 高 隔热材料要求: 导热系数小，密度小，吸水性差，耐火性好，价格低。,饱和、过冷和过热，显热、潜热,212 F,大气压 容器内汽液共存,100 C,汽体,液体,定义,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

6、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。 饱和蒸气：气态和液态共存。 过冷：冷凝后的制冷剂温度低于冷凝温度。液态制冷剂中无蒸气时才会出现过冷。 过热：蒸气的温度超过沸点。过热时制冷剂完全为气态。 压力温度对应表：饱和制冷剂的温度和压力之间存在一一对应关系。,制冷的基本热力学原理,制冷机,高温热源TH 环境,QC,QH,W （QG),QC+W（QG）=QH,低温热源TC 被冷却对象,按补偿能量的方式分为以机械能补偿（蒸气压缩式

7、）、以电能补偿（热电式）、以热能补偿（吸收式、蒸气喷射式、吸附式）,循环效率定义为实际循环的性能系数（COPpr）与理论循环的性能系数（COPth）之比 制冷循环效率评价实际制冷循环的热力学完善程度（与可逆循环的接近程度）=COP/COPC,第2讲 蒸气压缩式制冷压焓图,压 - 焓图,压 力,焓,汽液混合,饱和液体线,饱和汽体线,临界点,100% 液体,100% 汽体,20% 液体, 80% 汽体,压 力,焓,t等温线,等容线,s等熵线,p等压线,x等干度线,h等焓线,压 - 焓图,第3讲 蒸气压缩式制冷的理论循环,单级蒸汽压缩式制冷理论循环,压 力kPa,焓kJ/kg,进入蒸发器R22汽液两

8、相,354.3,t1-2=-10oC,1,h1=243.114,x1=0.2,压 力kPa,焓kJ/kg,蒸发器,354.3,x1=0.2,制冷剂从负荷吸收热量，温度和压力不变，变成饱和蒸汽,x2=1,1,2,h1=243.114,t1-2=-10oC,单级蒸汽压缩式制冷理论循环,压 力kPa,焓kJ/kg,蒸发器,354.3,制冷剂焓差为单位质量制冷量qo= h2- h1,h2= 401.555,h1=243.114,2=0.0653m3/kg,x1=0.2,x2=1,1,2,t1-2=-10oC,s2,单位容积制冷量qv= qo / 2,单级蒸汽压缩式制冷理论循环,压 力kPa,焓kJ/k

9、g,压缩机,354.3,h2= 401.555,h1=243.114,2=0.03798m3/kg,x1=0.2,x2=1,1,2,3,1354.8,压缩理论比功wo= h3- h2,t1-2=-10oC,s2,h3=435.2kJ/kg t3=57oC,s3= s2,单级蒸汽压缩式制冷理论循环,压 力kPa,焓kJ/kg,冷凝器,354.3,h2= 401.555,h1=243.114,2=0.0653m3/kg,x1=0.2,x2=1,1,2,3,s3= s2,1354.8,制冷剂把热量传给外界,变成饱和液体,t1-2=-10oC,4,5,t4-5=35oC,s2,h3=435.2kJ/k

10、g t3=57oC,q= h3- h5,单级蒸汽压缩式制冷理论循环,压 力,焓,冷凝器,压缩机,节流装置,蒸发器,制冷剂从负荷吸收热量 qo=158.441kJ/kg,制冷剂把热量 传给外界 q=192.086kJ/kg,压缩机输入理论比功 o=33.645kJ/kg,q=qo+o o= qo / o =4.71,单级蒸汽压缩式制冷理论循环,第4讲 蒸气压缩式制冷的实际循环,在前面的理论循环中忽视了实际循环中的许多问题,没有考虑制冷剂液体过冷和蒸气过热的影响 没有考虑在两器中、管道中的流动阻力的影响 实际的压缩过程非等熵过程 系统中不凝性气体的存在,单级蒸汽压缩式制冷实际循环,g-1：蒸发器后

11、至压缩机吸口之间存在压力损失和温升的过程,1-a：在压缩机吸气通道和吸气阀时有阻力损失的过程,a-b：蒸气受压缩机吸气通道和缸体加热的过程,b-c：压缩时实际的多变的压缩过程,c-2：流过排气阀和排气通道时有阻力损失的过程,2-e：在排气管、液管中有流动阻力损失的换热过程,e-f：在膨胀阀中有从外界吸热的节流过程,f-g：在蒸发器和吸气管中有流阻损失和气化吸热的过程,h,p,a,b,c,2,2,3,d,4,e,f,5,g,6,1,单级蒸汽压缩式制冷实际循环,第5讲 制冷系统的主要零部件及功能,蒸发器,蒸发压力 调节阀,汽液 分离器,吸汽干燥 过滤器,压力传感器,压差控制器,低压 控制器,高压控

12、制器,压缩机,冷凝器,排气消声器,过冷器,直角截止阀,干燥过滤器,视液镜,外平衡热力膨胀阀,电磁阀,直通截止阀,热气旁通阀,制冷机循环图,按压缩的热力学原理分类,制冷压缩机,几种商用空调压缩机的特点和比较,1、活塞压缩机 能力使用范围广，自身具有一定的调节能力 2、涡旋压缩机 噪声和震动小，效率高，体积小，高可靠性 3、转子压缩机 噪声和震动小，体积小，高可靠性 4、螺杆压缩机 大冷量，效率高，高可靠性，可以实行能量调节,涡旋压缩机,轴向柔性-数码涡旋建立原理,1.约克数码多联机的工作原理是怎样的？,涡旋盘间分离1亳米,活塞式制冷压缩机,螺杆压缩机,润滑油压差控制器 润滑油压差系油泵出口处油压

13、与曲轴箱内油压之差。为保证压缩机运动部件的良好润滑，并保证有些压缩机输气量控制机构(如：液压缸拉杆控制机构)的正常动作，必须控制润滑油压差。,压缩机保护,内置电动机的保护 1、过热 为使电动机不过热，除了正确使用，注意维修外，还可安装过热继电器。过热继电器可装在绕组内部 ，称为内置温度温度继电器，或装在电动机外部 ，称为外置温度-电流继电器。 2、缺相 三相电动机缺相将导致电动机无法起动或过载。为保护电动机免遭缺相之损害，采用过载继电器。 3、相间不平衡 相间不平衡电压导致三相不平衡电流。在电流量大的相中，温升增加的比例约为电压不平衡比例平方的两倍。,压缩机保护,温度保护 此处所说的温度是指排

14、气温度和壳体温度。 1、排气温度 主要是用温控器感应排气温度，温控器应安放在靠近排气口处，排气温度过高时，温控器动作，切断电路。 若排气温度过高由热气旁通引起，则不应采用停机的方法，应采用喷液冷却。 2、机壳温度 机壳温度会影响压缩机的寿命。 避免机壳过热，保护压缩机的根本方法是正确处理上述各种问题，同时在机壳上安装温度保护器。,压缩机保护,压缩机的排气温度 排气温度过高的危害性： 1）排气温度过高，将使输气系数降低和轴功率增加；润滑油粘度降低，使轴承和气缸、活塞环产生异常磨损，甚至会引起烧毁轴瓦和气缸拉毛的事故。 2）过高的压缩机排气温度促使制冷剂和润滑油在金属的催化下出现热分解，生成对压缩

15、机有害的游离碳、酸类和水分。酸类物质会腐蚀制冷系统的各组成部分和电气绝缘材料。水分会堵住毛细管。积炭沉聚在排气阀上，既破坏了其密封性，又增加了流动阻力。积碳使活塞环卡死在环槽里，失去密封作用。剥落下来的碳渣若被带出压缩机，会堵塞毛细管、干燥器等。 3）压缩机的过热甚至会导致活塞的过分膨胀而卡死在气缸内，以及封闭式压缩机内置电动机的烧毁。 4）排气温度过高也会影响压缩机的寿命，因为化学反应速度随温度的升高而加剧。一般认为，电气绝缘材料的温度上升10，其寿命要减少一半。这一点对全封闭式压缩机显得特别重要。,压缩机温度保护,降低压缩机排气温度的主要措施 1）设计时首先要限制压缩机单级的压力比，高压力比应采用多级压缩中间冷却的办法来实现。在运行中要防止冷凝压力过高，蒸发压力过低等故障。降低吸排气阻力实际上也起到了减小气缸中实际压力比的作用。 2）加强对压缩机的冷却，削弱对