1、制冷原理.ppt

销售工程师培训课程 制冷原理 培训目标 能够用压焓图来分析简单的制冷过程对制冷循环以及制冷系统各常用部件有一个大致的了解 基本物理定律 简要介绍 专用名词 温度 压力 热量 饱和温度 饱和压力压焓图制冷循环循环分析系统组件 课程安排 热力学第一定律能量既不能创生 也不能消亡 而只能改变其形式 各种能量是可以相互转换的制冷过程中电能转化为机械能 哪个部件 机械能转化为热能 哪个部件 基本物理定律 热力学第二定律热量自发地从高强度体流向低强度体 从高温流向低温 问题制冷是按照什么过程循环的 基本物理定律 温度压力热量饱和温度饱和压力 专用名词 温度 华氏摄氏度0F和摄氏度0C 0F转化为0C 0F 32 5 9 0C0C转化为0F9 0C 5 32 0F 常用温度转换 冷冻水进出水温度70C 120C换算44 60F 53 60F冷却水进出水温度320C 370C换算89 60F 98 60F 常用压力单位1PSIG 0 06805大气压 703 06mmH2O 6894 8Pa1kgf cm2 98067Pa常用压力转换标准YSYTYK机组蒸发器和冷凝器水室承压150PSIG 磅 平方英寸 1 034MPa高承压水室承压300PSIG 磅 平方英寸 2 068MPaYCWSYCWP水室承压1 0MPa 压力 Btu英制热量单位热量一磅水温度升高1 F所吸收的热量比热1磅物体升高1F吸收的热量水的比热 1Btu lb F1吨 2000磅 32 F的冰融化 在24小时内所吸收的热量为1冷吨 热量 热量单位单位换算1USR T 美国冷吨3516W瓦特3024Kcal h大卡 小时1KW千瓦860Kcal h大卡 小时 热量 显热 加热至状态没有变化 水 大气压 水变成水蒸汽温度没有变化状态发生变化 全热量 显热 潜热 冷水机组蒸发器内主要是利用制冷剂的 饱和温度 饱和压力 定义 物质在气液两相转变过程中 当保持压力不变时 温度也恒定不变 而且所保持的温度和压力之间存在一定的关系 我们称该温度 压力 为对应压力 温度 下的饱和温度 压力 是否每种制冷剂相变过程中温度与压力都一一对应 R407C由三种制冷剂混合而成 压 焓图 压力 焓 汽液混合 饱和液体线 饱和气体线 临界点 无气液分层现象 100 液体 100 气体 等温线 等比容线 m3 kg 制冷循环 蒸发器 冷凝器 截流元件 压缩机 电机 冷却塔 压力 焓 蒸发器 制冷剂从负荷吸收热量 制冷循环 逆卡诺循环 制冷效果 压缩机温度与压力同时升高 提供了放热的可能 压头 冷凝器 制冷剂把热量传给外界 节流装置热力膨胀阀固定孔板可变孔板 制冷循环 制冷系数 制冷量 功耗 制冷效果 kJ kg 蒸发器进出口焓差质量流量 kg S 单位功耗 压缩机吸排气焓差质量流量 kg S 制冷系数数值越 越好如何分析各种工况对制冷系数的影响 循环分析 过冷过热吸气过热 蒸发压力及冷凝压力对循环的影响 过冷 压力 焓 过冷 冷凝 过冷的结果 提高制冷量 蒸发器焓差 减少在节流元件处产生闪发气体 跃过气液混合区 如何实现过冷 冷凝器底部增加换热管 进一步换热实现过冷 吸气过热 压力 焓 吸气管道中产生过热 无效过热 单位质量功耗增大单位制冷量 制冷效果 不变冷凝器单位热负荷增大吸气比容增大 制冷剂流量减少 制冷量下降制冷系数下降防止压缩机液击 压力 焓 吸气比容不变 制冷剂流量不变蒸发器进出口焓差减少 制冷量减小消耗的功率增大制冷系数降低 蒸发温度不变冷凝温度增加 环境温度升高 解释 为什么32 37C的冷却水进出水温度时制冷量比30 35C时的制冷量小 冷凝温度不变蒸发温度降低 室内负荷降低 压力 焓 吸气比容增大 制冷剂流量减小制冷量减小单位压缩功增大 压缩机功率与压比有关制冷系数降低 解释 为什么蓄冰工况和低冷冻水温工况制冷量会衰减 为什么YK和YT不能做冰蓄冷机组 系统组件 压缩机 冷凝器 蒸发器 节流装置 压缩机 功能 把制冷剂蒸气从低压状态压缩至高压状态 创造了制冷剂在冷凝器中常温液化的条件 被称为整个装置的 心脏 压缩机分类 容积式 压缩机 定义 容积式压缩机借助活塞或其它方式使制冷剂蒸汽的容积在压缩机腔体内缩小 过程 吸气压缩排气 往复式压缩机 78 389冷吨用于商业建筑或工业设施与汽车发动机工作原理类似 技术成熟 应用广泛 自1890年用于制冷以来 风冷机组AWHC 往复式压缩机压缩过程 吸气 往复式压缩机压缩过程 吸气阀关闭 往复式压缩机压缩过程 压缩制冷剂 往复式压缩机压缩过程 排气 运动部件较少1 15冷吨用于单元机组 家用空调器 涡旋式压缩机 YMAC室外机 涡旋压缩机 压缩过程在不同空间同时进行 反方向压缩转矩互相抵消 压缩过程光滑连续 运动部件较少市场份额逐渐增大应用范围广 如YS RWB 螺杆式压缩机 如何判断阴阳转子 压缩过程 吸气 封闭 压缩 排气 偏心转子在气缸内滚动利用气缸工作容积的变化来实现吸气 压缩 排气过程转子转两周完成吸气 压缩 排气 滚动转子式压缩机 离心式压缩机 速度型压缩机 制冷剂气体压力的提升来源于动压向静压的转变 离心式压缩机 制冷剂蒸汽由轴向吸入 沿半径方向甩出 故称离心式压缩机ABC为压力线 DEF为速度线扩压器内环形通道截面逐渐扩大蜗室流通截面逐渐扩大 部件 蒸发器 满液式 冷凝器 马达 齿轮 叶轮 压缩机 导流叶片 冷量控制 冷凝器 功能 使压缩机排出的制冷剂过热蒸气冷却 并凝结为制冷剂液体 在冷凝器内制冷剂的热量排放给冷却介质 分类 水冷式冷凝器 YSYTYKYCWSYCWP 风冷式冷凝器 YEAJ AWHC 小机 蒸发式冷凝器 水冷式冷凝器 壳管式 均气板 防止高速制冷剂气体直接撞击到管束上 造成额外的振动及管子的破坏防止局部高温区降低传热管寿命均布气流有效利用传热面积 水冷式冷凝器 壳管式 优点传热效率高结构比较紧凑 缺点需要有冷却水系统管壁结水垢降低传热效果需要定期清洗 适用于中大型制冷装置 如YT YK 水冷式冷凝器 套管式 两种不同直径的管子套在一起组成 制冷剂上进下出走套管空腔 冷却水下进上出走内管 水冷式冷凝器 套管式 优点结构紧凑 制造简单 价格便宜逆向流动使液体过冷度较大水耗量较少 缺点单位传热面积金属消耗量大冷却水水质要求高制冷剂侧压力损失较大 适用于小型制冷装置 如YEW 风冷式冷凝器 制冷剂蒸气在管内冷凝 空气在管外流过 风冷式冷凝器 优点不需要冷却水使用 安装方便 缺点传热系数低体积 重量比较大翅片表面积灰会使传热恶化 需及时清扫 适用于中小型制冷装置 缺水地区 AWHC YCAC 蒸发式冷凝器 利用空气与水两种介质冷却制冷剂图示为吸入式 另一种为鼓风式吸入式与鼓风式在传热效果方面有何差异 蒸发式冷凝器 优点耗水量少 水冷式冷凝器的3 5 空气流量不大 缺点冷凝管暴露于空气中易于腐蚀水在冷凝管外汽化时矿物质完全留在管子表面 水垢层增长较快 故冷却水需经软化处理 特别适合于缺水地区 手动节流阀热力膨胀阀浮球阀固定孔板可变孔板热电膨胀阀 节流装置 热力膨胀阀 截流降压 高压常温的制冷剂液体流过膨胀阀后 就变为低压 低温的制冷剂液体 控制制冷剂流量 膨胀阀通过感温包感受蒸发器出口处制冷剂过热度的变化来控制阀的开度 调节进入蒸发器的制冷剂流量 使其流量与蒸发器的热负荷相匹配 控制过热度 膨胀阀具有控制蒸发器出口制冷剂过热度的功能 即保持蒸发器的传热面积的充分利用 又防止压缩机冲缸事故的发生 干式蒸发器机组 YCWS YCWP YEAJ AWHC适用 直通式浮球阀 浮球阀 直通式兼有供液自动调节作用结构简单壳体内液面波动较大 工作不太稳定依靠静液柱供液 只能供至蒸发器液面下 固定孔板 固定孔板节流降压可加旁通管 YS及YT机组标准选项 压力传感器 可变孔板 可变孔板节流降压蝶阀控制开度 YK机组适用YT机组可选用 连动机构 蒸发器 功能 依靠制冷剂液体的蒸发来吸收冷却介质热量的换热设备 它在制冷系统中的任务是对外输出冷量 分类 满液式蒸发器 YS YT YK 干式蒸发器 YCWS YCWP YEAJ AWHC 小机 机组保温位置 保温材料 聚三元异炳橡胶PVC与NBRR的混合物 标准机组端盖未加保温 蒸发器 DX 直接膨胀式 蒸发盘管 满液式蒸发器制冷剂在管外沸腾蒸发 DX 直接膨胀式 蒸发器制冷剂在管内沸腾 用于冷冻水 用于冷却空气 满液式蒸发器 优点结构紧凑操作管理方便传热系数较高 缺点载冷剂为淡水时 管内可能结冰导致管涨裂液体底部冷媒压力高 蒸发温度高 传热温差减小 传热不均匀对于与润滑油互溶的制冷剂难于回油制冷剂充灌量较大用于船舰上时 液面摇摆易造成冲缸事故 干式蒸发器 直接膨胀式蒸发器 冷剂分隔板 低压低温制冷剂液体 端盖 管板 铜管和镀锌钢板折流板 壳体 冷剂分隔板 端盖 冷冻水进口