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1 2制冷技术 一 制冷机与热泵 用人工的方法将热量从低温物体转移到高温物体的过程称为制冷 实现这一过程的机械称为制冷机 热泵在原理上与制冷机相同 只是目的不同 热泵的目的是为了取得热量 而制冷机的目的是为了制冷 制冷系数与制热系数 二 常用制冷方法 相变制冷 汽液 液固气体膨胀制冷 节流膨胀 膨胀机膨胀半导体制冷 涡流管制冷 磁制冷 稀释制冷 激光制冷 三 汽液相变制冷 蒸汽压缩制冷蒸汽吸收制冷吸附制冷 四 逆卡诺制冷循环 由两个等熵过程和两个等温过程组成 逆时针旋转 制冷量耗功量制冷系数 四大部件 蒸发器 冷凝器 膨胀阀 压缩机 五 蒸汽压缩制冷循环 1 理论循环 方法 设置过冷器 增大冷凝器面积 采用回热循环目的 提高制冷量 减小节流损失 五 蒸汽压缩制冷循环 2 过冷循环 方法 增大蒸发器面积 采用回热目的 增大制冷量 保护压缩机 五 蒸汽压缩制冷循环 3 过热循环 五 蒸汽压缩制冷循环 4 回热循环 方法 采用回热器目的 提高可靠性 提高循环效率 方法 使用经济器目的 提高效率 降低排气温度 五 蒸汽压缩制冷循环 5 带节能器 经济器 的二次吸气制冷循环 五 蒸汽压缩制冷循环 6 带节能器的多级压缩制冷循环主要是多级离心机用 六 吸收制冷循环 七 制冷工质 实现制冷循环的工作流体称为制冷工质 分为制冷剂 冷媒 和吸收剂 平常把制冷剂称为制冷工质 常用制冷剂 氟里昂 R11 R12 R22 R123 R134a R407c R410a等 氨 R717 碳氢化合物 R600a R290等 水 R718 二氧化碳 R744 常用吸收剂 溴化锂水溶液 氨水溶液 八 CFC HCFC HFC ODP GWP CFC为氯氟烃的缩写 严重破坏臭氧层 高温室效应值 典型代表 R12 R11 发达国家1995年已经禁止使用 发展中国家2005年禁止使用 HCFC为氢氯氟烃的缩写 轻度破坏臭氧层 中等温室效应值 典型代表 R22 R123 发达国家2020年已经禁止使用 发展中国家2030年禁止使用 HFC为氢氟烃的缩写 不破坏臭氧层 中等温室效应值 典型代表 R134a R152a R407c R410a 目前不禁止使用 京都会议提出要淘汰 ODP为破坏臭氧层潜能值的缩写 GWP为全球变暖潜能值的缩写 九 混合制冷剂 共沸混合制冷剂 R502 R507非共沸混合制冷剂 R407c R410a R404a近共沸混合制冷剂 温度滑移小于等于1度 十 制冷剂与润滑油 互溶性强与弱各有利弊 矿物油与合成油 前者用于CFC和HCFC 后者用于HFC 满液式制冷机要注意回油的设计 十一 载冷剂 载冷剂也叫二次冷媒 常用的有 空气 水 乙二醇 卤水 氯化钠 氯化钙等 作用 系统简化 运行稳定 提高可靠性 减少一次冷媒用量 十二 蒸汽压缩式制冷机组的组成和流程 四大部件 压缩机 冷凝器 节流阀 蒸发器 十三 制冷压缩机的种类 容积型 往复活塞式和回转式 滚动转子式 滑片式 螺杆式 单 双 蜗旋式 速度型 离心式 单级 多级 十四 活塞式制冷压缩机的特点 单机功率范围0 1 150kW 小 中 开启式 半封闭式 全封闭式 容积效率低 压缩比不能太高 小于10 易制造 质量大 振动大 噪声大 单机容量不太大 能量调节特性差 只能改变工作气缸数 不能连续 十五 双螺杆式制冷压缩机的特点 品种多 开启式 半封闭 全封闭 单级 多级体积小 质量小 振动小 结构简单 易损件少 单机制冷量大 容积效率高 无液击危险 能量调节方便 滑阀调节法 通常四级 也有连续10 100 可以代节能器 油膜密封 加工精度高 十六 单螺杆压缩机的特点 受力平衡 轴承寿命长 啮合面受力小 更易密封 两个基元 压缩速度快 部件少 压差供油 无油泵 十七 蜗旋式制冷压缩机的特点 结构简单 零部件少 振动小 噪音低 运行可靠 容积效率高 能量调节可以采用变转速进行 可以中间进气 可以带节能器 加工要求高 十八 离心式制冷压缩机特点 单机能力大 达30000kW 效率高 结构紧凑 体积小 运转平稳 噪声小 易损件少 寿命高 能量调节方便 改变入口叶片导流角 简单但会影响效率 导流角加出口扩压器宽度调节 导流角加变转速 全封闭 开启式各有特点 单级 多级各有特点 有多种冷媒机组可选 电源可以有高电压3kV 6kV 10kV 省投资和维护费 材料 精度要求高 不适合小容量 低负荷有可能喘振 对工况要求高 十九 空气源热泵特点 要有宽广的工作温度 逆向除霜时 要防止液击 冬季润滑油始终要加热 供热能力与建筑物需求相反 宜采用全封闭压缩机 二十 制冷压缩机的主要性能参数 实际输气量 吸气状态下 理论输气量容积效率 输气系数 实际与理论之比 制冷量 单位容积制冷量 单位质量制冷量 制热量 性能系数 COP 制热 制冷 特性曲线 制冷量 耗功量 与冷凝温度和蒸发温度的关系 冷凝温度升高不利 蒸发温度降低单位能耗增加 总能耗有最大值 二十一 冷 热 水机组特点 产品结构紧凑 配置齐全 使用方便 具有因使用载冷剂带来的优点 远距输送 多用户 制冷剂充注量少 安装场所灵活 产品系列化 整机自动化 二十二 冷 热 水机组种类 按功能 单冷 冷热 热回收按冷却方式 风冷 水冷 蒸发冷却按组织结构 单机头 多机头 模块式按压缩机类型 活塞 螺杆 蜗旋 离心 二十三 直接蒸发式空调机组特点 结构紧凑 机房小 使用灵活 安装方便 能效比 性能系数 高 不需载冷剂系统 由于采用小型封闭压缩机 特别风冷 则相对大型水冷效率低 台数多 维护保养工作量大 二十四 直接蒸发式空调机组种类 按容量 房间空调器 单元式空调机 柜机 屋顶空调机组 按整体性 整体 分体按冷却 风冷 水冷 蒸发冷却 按供热方式 普通 热泵 按制冷剂流量 定流量 变流量 二十五 VRV和水环热泵系统 VRV 交流变频 直流变速 数码变频水环热泵 水冷送风机组 二十六 各类冷水 热泵 机组的主要性能参数 名义制冷 制热 量 名义消耗功率 名义工况性能系数 冷 热 水 冷却水压力损失 部份负荷性能 变工况性能 二十七 溴化锂吸收式冷热水机组 蒸汽型 直燃型 单效 双效 单冷 冷热 卫生热水 组成 高压 低压 发生器 冷凝器 U型管 蒸发器 吸收器 溶液换热器 高温 低温 自动抽气装置 溶液泵 吸收泵 蒸发泵 燃烧机特点 用热制冷 真空 腐蚀 冷量衰减 结晶 参数 名义制冷 制热 量 名义能耗 热水 蒸汽 燃气 燃油 名义工况性能系数 冷 热 水 冷却水压力损失 部份负荷性能 变工况性能 二十八 吸收制冷与压缩制冷的异同点 同为相变制冷 吸收制冷热量驱动 压缩制冷功驱动 吸收制冷工质为溶液 制冷剂为纯质 吸收制冷机组复杂 吸收制冷热力系数 热力完善度 二十九 双效机与单效机 双效机热力系数高 双效机需要更高温度的热源 双效机有串连 正 逆 并联 串并联 高压蒸汽通常双效 直燃通常双效 热水通常单效 低温热水用单效两段 三十 制冷剂管路设计注意事项 合理 方便可靠 保证流量 压降 坡度和坡向 液体管路不许倒 U 型 气体管道不许正 U 防止润滑油集聚 停机防止液体进压缩机 氟里昂管路要注意回油 氨管路要注意油分离 三十一 管材 氟里昂无限制 一般铜管 氨不能用铜 锌管 一般钢 铝管 三十二 自动控制与安全保护 启动 冷却系统 冷水系统 制冷系统 关机 制冷系统 冷水系统 冷却系统 保护 冷媒高低压 冷却 冷冻 水断水 过电流 过电压 欠电压 缺相 油压 压缩机过热 溴化锂结晶 机组真空等报警 保护后报警网络化 三十三 机组试验 按标准要求进行型式检验和出厂检验冷量测定 焓差法 房间热平衡法 载冷剂量热法功率测定 温度测定 压力测定 流量测定 阻力测定 噪声测定等常用方法 计算题举例 压缩机实际排气量计算 要注意不同压缩机理论排气量不同 不同工况容积效率不同 体积排量与质量排量不同 体积排量是按进气状态计算 压缩机制冷量计算 蒸发器进出口比焓差与制冷剂质量流量的乘积 注意蒸发器进口比焓等于节流装置进口比焓 两热源卡诺循环制冷系数 三热源卡诺循环制冷系数 吸收制冷 计算题举例 热力完善度 实际制冷系数与相应可逆循环的制冷系数之比 要注意两热源与三热源的