制冷电器中铜铝管焊接技术研究.doc

摘要一、绪论一、制冷电器发展现状及未来趋势（一）制冷设备的工作原理及关键组件制冷设备的工作原理主要是制冷剂在设备系统中经过蒸发、压缩、冷凝、节流四个基本过程完成一个制冷循环。简单的制冷循环主要由压缩机、冷凝器、节流阀、蒸发器四大要件组成。制冷循环时，制冷剂在蒸发器中吸收被冷却的物体热量之后，汽化成低温低压的蒸汽、被压缩机吸入、压缩成高压高温的蒸汽后排入冷凝器、在冷凝器中向冷却介质（水或空气）放热、冷凝为高压液体、经节流阀节流为低压低温的制冷剂、再次进入蒸发器吸热汽化，达到循环制冷的目的。1、制冷压缩机制冷压缩机是制冷空调系统的心脏，制冷压缩机根据其对制冷剂蒸气的压缩热力学原理可以分为容积型和速度型两大类。容积型制冷压缩机是靠工作腔容积的改变实现吸气、压缩、排气等过程。容积型压缩机根据其工作部件的运动形式，又可分为往复式和回转式，前者活塞在气缸内作往复运动，而后者是工作部件在气缸内作回转运动。回转式又可根据其压缩机的结构特点分为滚动转子式（简称转子式）、滑片式、螺杆式（又称双螺杆式）、单螺杆式、涡旋式等。速度型制冷压缩机是靠高速旋转的工作叶轮对蒸气作功，使压力升高并完成输送蒸气的任务。这类制冷压缩机根据蒸气的流动方向分为离心式制冷压缩机和轴流式制冷压缩机两种，其中应用较广的是离心式制冷压缩机。速度型压缩机中的压缩流程可以连续地进行，其流动是稳定的。在制冷和热泵系统中应用的速度型压缩机几乎都是离心式压缩机。2、蒸发器蒸发器是吸收热量的设备，制冷剂在其中吸收被冷却物体的热量实现制冷。根据被冷介质的不同，蒸发器可以分为冷却空气式和冷却液体式两大类。冷却空气式蒸发器(简称空冷器)广泛用于冰箱、冷藏柜、空调器及冷库中。此类蒸发器多由铜管做成蛇管式，制冷剂在管内蒸发，空气在管外流过被冷却，通常被统称为干式蒸发器或直接膨胀式蒸发器。为了强化空气侧的换热，管外侧常装有各类铝质翅片来增加蒸发器的换热面积。冷却液体式蒸发器通常采用管壳式换热器的结构形式，板翅式、套管式和盘管式虽然有一些应用，但是应用场合不多。3、冷凝器冷凝器都是把冷凝氨和氟利昂之类的致冷蒸气的热量带走，把气体或蒸气转变成液体的装置。目前的冷凝冷却技术按照冷凝冷却介质主要有空冷式、水冷式和蒸发式。4、节流阀阀门是制冷设备的重要零部件，包括四通换向阀、电磁阀、截止阀等，其价值占空调总价值的比例在10%左右。截止阀在制冷循环等系统中主要用来关闭或打开阀的内部通路，在维修时作为检修阀，用来抽真空、添加制冷剂等。四通阀是制冷设备中不可缺少的部件，四通阀的作用是使制冷剂流动方向改变，使原来冷却进行运行时的蒸发器变为冷凝器，制冷剂在冷凝器中放热，热量由风机吹风带进室内，达到供热目的。电磁阀是空调控制制冷剂流通的关键部件，按照线圈通电后是否打开阀口，可分为常闭型和常开型。常开电磁阀则是空调实现除湿功能的核心部件。膨胀阀属于节流降压器件，多使用在大、小型空调器中。其作用与毛细管相同，利用它把来自冷凝器的高温、高压液态制冷剂降温、降压后，再供给蒸发器并能自动调节制冷剂的循环量，控制蒸发器出口制冷剂蒸气的过热度，以适应系统制冷量变化的需要。膨胀阀有以下几种形式：手动膨胀阀、自动膨胀阀、热力膨胀阀、电子膨胀阀。电子膨胀阀是变频空调的关键部件。电子膨胀阀能主动配合变频压缩机功能的变化，使变频压缩机的性能得到充分的发挥。变频空调突出的优点是节能和低噪音，我国现在生产的绝大多数空调为定速空调，压缩机的电机转速是恒定不变的，其能效比只能达到3.0以上。要想实现5.0以上的能效比，压缩机变频技术与电子膨胀阀的应用是目前技术措施上的唯一选择，所以变频技术及电子膨胀阀将会在空调中大量使用。（一）我国制冷设备行业发展现状我国制冷空调行业的发展起步于20世纪五六十年代，经过半个多世纪的发展，目前全行业制造企业超过千家，从业人数达到几十万，几乎所有类别的制冷空调设备在我国都能找到供应商。特别是近10年来，行业年均增长率一直保持在2位数的水平，目前多项产品产量稳居世界第一，我国已发展成为全球第二大制冷空调设备的消费市场和第一大生产国，制冷空调行业已成为我国装备工业的有生力量和国民经济的重要组成部分。1、基于应用领域角度（1）工商用制冷空调行业发展情况全行业工业总产值(当年价)由2002年的1580多亿元人民币稳步增长至2008年的3070亿元，除2008年外，年均增幅均保持在2位数以上的水平。工商用制冷空调行业工业总产值(当年价)由2002年的380多亿元持续增长至2008年的1300多亿元，除2008年外，年均增幅保持在20以上的水平，个别年份达到30的水平；工商用制冷空调行业出口交货值由2002年的约40亿元快速增长至2008年的约211亿元，年均增幅均保持在2位数的水平，个别年份的增幅达到60。变化趋势如下图：我国制冷空调行业产销情况2008年，我国制冷空调行业(包括家用、工商用等)的工业总产值(当年价)约为3070亿元，其中工商用制冷空调设备及其配件等产品的产值在1350亿元左右，同比2007年增长12.5产值构成如下图所示：2008年我国制冷空调行业产值构成（2）中央空调行业发展情况 从2005年至2009年，我国中央空调市场容量一直处于增长状态，2007年增长率超过20%，尽管受受房产市场的不景气和金融危机的滞后性、持续性影响，2008年、2009年增长放缓，但随着于房产市场、政府投资拉动力、以及其他相关政策的推动，未来我国中央空调的市场容量将持续增长，并称加速增长趋势。（3）电柜空调行业发展情况2006-2008年，我国电柜空调呈现持续增长态势，尽管2009年受到经济整体的影响，电柜空调产品市场规模下滑了一定的数额，整体市场规模达到23.45亿元，同比2008年下滑了-6.2%，但是机房空调销售额依然为机房基础设施产品类中的第二位。如下图：2、基于产品的角度（1）制冷压缩机制冷压缩机是制冷空调产品的核心部件。前些年我国生产的压缩机类型主要是活塞式和螺杆式，目前涡旋式制冷压缩机的产量也占据了非常重要的位置，离心式制冷压缩机的产量也呈现逐年上升的趋势。这4种制冷压缩机的销售量及销售产值在过去几年的变化情况见下图：我国制冷压缩机销售量变化趋势 我国制冷压缩机产量变化趋势（2）冷水/热泵机组我国冷水/热泵机组销售量变化趋势 我国冷水/热泵机组产量变化趋势（二）国外制冷设备行业发展现状根据相关数据，近10年来，全球制冷空调设备产销量均呈上升趋势，以日本为例，根据JRAIA公布的日本制冷空调设备生产量的统计数据，日本2008年房间空调器达到7749477台，比2007年增长约5。自1986年以来，房间空调器的生产量年平均增长速度约为4。由于2008年的全球金融危机的影响，作为与经济景气度关联较大的行业，国内外制冷空调行业在这场百年不遇的危机中受到严重冲击。尽管如此，全球制冷空调市场仍然实现销售额700亿美元，同比2007年上涨2.5。（五）制冷设备行业未来发展趋势现代制冷工业正处于一个飞速发展的时期。在市场迅猛增长、国际竞争激烈、节能和环保迫切要求的背景下，受微电子、计算机、新型材料和其他相关工业领域技术进步的渗透和促进，现代制冷技术取得了一些突破性的进展，并具备了新的发展前景。 1、 热泵技术的发展随着人们对能源合理、高效利用的日益关注，制冷技术已不再局限于获取低温，而扩展到获取环境温度以上的热量，即热泵供热。热泵循环和制冷循环的原理、形式相同，只是循环的目的、循环工作区间的温度不同。它是从环境介质中吸取热量，并将其转移给高于环境温度的加热对象的过程。利用逆向循环能量转换不仅可以制冷，而且可以供暖，从能量利用的观点来看，这是一种有效的方法。2、 计算机的应用计算机技术的迅猛发展，大大推动了制冷技术的发展和应用，主要在以下几方面: 计算机辅助设计(CAD)和计算机辅助制造(CAM)开始在制冷机生产厂家普及应用。 计算机仿真技术的应用大大减少了在制冷机设计过程中出现的失误，以及设备研制工作的试验工作量。 微电子和计算机的应用使制冷自动控制技术产生质的飞跃，最佳运行工况调节、蒸发器供液量精确调节、压缩机能量调节、自动除霜、安全保护等过程控制更为理想化、人性化和智能化。 计算机神经网络故障诊断系统在制冷机上的使用，使得制冷设备的操作与检修向着智能化方向发展。 制冷设备的生产管理、计划管理、财务管理等也开始使用计算机。3、 新材料的应用随着新材料在制冷领域的应用，提高了制冷产品性能、寿命和成本效益。 陶瓷及陶瓷复合物（如熔融石英、稳定氧化铅、硼化铁、氧化硅等）具有一系列优良性质：比钢轻，强度和韧性好、耐磨、化学及尺寸稳定性好、导热系数小、表面光洁度高。将陶瓷用烧结法渗入溶胶体一次成形零件或用作零件的表面涂釉，可改善零件表面性能。 聚合材料（如，程塑料、合成橡胶和复合材料）作为制冷产品中的电绝缘材料、减振件和软管材料;利用聚合材料的热塑性，以新工艺通过热定形的方法制造压缩机中的复杂零件（如转子、阀片等）。4、 机器、设备的发展为满足各种制冷需要，制冷产品的种类、形式不断千富，新品种层出不穷。例如，新型螺杆式压缩机、涡旋式压缩机、余摆线式压缩机等都具有很强的竞争力。在压缩机的驱动装置上，变频器用于空调、热泵及集中式制冷系统的变速驱动，节能效果显著。 5、 新型制冷工质的研究 由于氟利昂制冷剂系列中的某一些氟利昂制冷剂对大气的臭氧层有破坏作用并会产生温室效应，1992年通过了蒙特利尔议定书哥本哈根修正案，规定1995年底停止使用CFCs(氯氟烃)物质，并将于2030年前逐步淘汰HCFCs（氢氯氟烃)物质。目前，我国的空调、冷藏设备、热泵和其他制冷装置中的制冷剂主要是R22和R134a。当前对新型制冷剂的研究多集中在HFC(氢氟烃)替代物的研究上，其中R407C、R4l0A及一些非共沸制冷剂的使用，收到了一定的节能效果，也满足了某些特定需要。HFC替代物虽然解决了臭氧层的消耗问题，但产生的较高的温室效应仍然是困扰人们的一个不可忽视的问题。如果从环境的可接受性考虑，天然制冷剂无疑是解决问题最彻底而又最完满的途径。目前，在天然制冷剂中，以NH3，和C3H8，与其他烃的混合物，以及CO2，制冷技术最有可能成为R22的长期替代物，具有良好的发展前景。 6、 新的制冷理论及实践除了制冷剂方面，新的制冷理论及实践方面也取得了一些突破性进展，代表性的有热声制冷技术的研究和运用。热声制冷是21世纪以来发展的一种新的制冷技术，与传统的蒸汽压缩式制冷系统相比，具有相当大的优势：无需使用污染环境的制冷剂，而是使用惰性气体或其混合物作为工质，不会导致臭氧层的破坏和温室效应;其基本机构简单可靠，无需贵重材料，成本上具有很大的优势;它们无需往复运动和机构及密封或润滑组件，寿命大大延长。可以说，热声制冷技术已成为下一代制冷新技术的重要发展方向之一。7、特定环境的要求随着制冷技术的不断进步与各种特定环境对制冷设备的需求不断深化，制冷设备开始适应特定环境、特定人群甚至特定造型与特定外观的要求，出现了船用空调：对防腐、防湿、防霉性能、负荷、抗倾斜或