空调用制冷.doc

第一章1.制冷循环的性能指标用制冷系数表示,制冷系数为单位耗功量所获取的冷量,即=q0/w2.对于逆卡诺循环而言,所消耗的功量等于压缩机的耗功量wc与膨胀机的得功量we之差,即w=wc-we=(Tk-T0)(sa-sb),制冷量q0=T0(sa-sb),这样制冷系数c=T0/(Tk-T0),逆卡诺循环的制冷系数与制冷剂的性质无关,仅取决于被冷却物和冷却剂的温度3.被冷却物温度的变化比冷却剂的变化对制冷系数的影响要大4.冬季制冷剂在蒸发器内吸收室外较冷空气(或水等物体)的热量,而通过冷凝器加热空气(或水)向室内供热,这种装置称为热泵5.热泵的经济性用供热系数表示,供热系数为单位耗功量所获取的热量,即=qk/w=+16.蒸气压缩式制冷,采用膨胀阀代替膨胀机,理论制冷循环有两部分损失节流过程不可逆,制冷剂吸收摩擦热产生无益气化,降低了有效制冷能力,损失了膨胀功7.采用膨胀阀代替膨胀机,制冷系数有所降低,其降低程度称为节流损失8.节流损失的大小除随冷凝温度与蒸发温度之差Tk-T0的增加而增大之外,还与制冷剂的温度有关9.采用干压缩过程后,虽然可以增加单位质量制冷能力,但由于压缩终状态点位过热蒸气,故压缩耗功增大,制冷系数亦将降低,降低程度称为过热损失,大小与制冷剂物理性质有关10.一般来说,节流损失大的制冷剂,过热损失较小11.蒸气压缩式制冷理论循环的热力计算,看例题P9,P10,P1112.蒸气压缩式制冷理论循环存在节流损失和过热损失,因此,采取措施减少这两种损失对于提高这两制冷系数,节省能量消耗非常重要,采用再冷却液态制冷剂可以减少节流损失;采用膨胀机回收膨胀功可以降低所消耗的功率;采用多级压缩可以减少过热损失13.为了使膨胀阀前液态制冷剂得到再冷却,可以采用再冷却器或回热循环.设置再冷却器:由于高压液态制冷剂的再冷却,在压缩机耗功量不变的情况下,单位质量制冷能力增加q0.因此,节流损失减少,制冷系数有所提高.蒸气回热循环:采用蒸气回热循环虽然单位质量制冷能力有所增加,但是压缩机的耗功量也增加Wc,因此,该种循环的理论制冷系数是否提高,则与制冷机的热物理性质有关.一般而言,对于节流损失大的制冷剂如氟利昂R12、R134a等是有利的,而对于制冷剂氨则不利14.为了减少过热损失,可采用具有中间冷却的多级压缩制冷循环P16图15.多级压缩制冷循环常采用闪发蒸气分离器和中间冷却器两种形式16.为了降低冷凝压力,就必须附设人造冷源,使这种制冷剂冷凝,这就是复叠式蒸气压缩制冷P20图1-1617.复叠式压缩制冷有两种类型,其一是由中温制冷剂和低温制冷剂两套独立制冷循环嵌套而成的双系统复叠式制冷循环(简称复叠式制冷循环),另一类则是非共沸混合制冷剂的单系统内复叠制冷循环第二章1.制冷剂是制冷装置中进行循环制冷的工作物质,又称为工质2.制冷剂的基本要求:(一)热力学性质:制冷效率高压力适中单位容积制冷能力大临界温度高(二)物理化学性质:与润滑油的互溶性(有限溶于润滑油的制冷剂和无限溶于润滑油的制冷剂)导热系数放热系数高密度、粘度小相容性好(三)环境友好性能:综合考虑制冷剂的ODP、GWP和大气寿命,当其排放到大气层后对环境的影响符合国际认可条件时,则认为是环境友好制冷剂(四)制冷剂应无毒,不燃烧,不爆炸,而且易购价廉3.制冷剂分类命名:制冷剂采用技术性前缀符号和非技术性前缀符号(也即成分标识前缀符号)两种方式进行命名,技术性前缀符号为R,主要应用于技术出版物,设备铭牌,样本以及使用维护说明书中;非技术性前缀符号是体现制冷剂化学成分的符号,如含有碳.氟.氯.氢,则分别用C.F.Cl.H表示,主要应用于有关臭氧层保护与制冷剂替代的非技术性,科普读物以及有关宣传类出版物中4.制冷剂的命名规则对于甲烷、乙烷等饱和碳氢化合物及其卤族衍生物(即氟利昂),因饱和碳氢化合物的化学分子式为CmH2m+2,故氟利昂的化学分子式可表示为CmHnFxClyBrz,其原子数之间有以下关系2m+n=n+x+y+z.该类制冷剂编号为RB第一位数字为m-1,此值为零时则省略不写;第二位数字为n+1;第三位数字为x;第四位数字为z,如为零,则与字母B同时省略,根据上述命名规则可知:甲烷组卤化物为R0系列,乙烷族卤化物为R1系列,丙烷族卤化物为R2系列,环丁烷族卤化物为R3系列对于已商业化的非共沸混合物为R4系列编号对于已商业化的共沸混合物为R5系列编号对于各种有机化合物为R6系列编号对于各种无机化合物为R7系列编号,该系列编号的最后两位数为该化合物的分子量,例如,氨的分子量是17,故编号为R717,二氧化碳为R744对于非饱和碳氢化合物为R系列编号,第一位数为非饱和碳键的个数至于第二、三、四位数,与甲烷等饱和碳氢化合物编号相同5.制冷剂根据沸点的高低分为高温制冷剂、中温制冷剂和低温制冷剂,沸点大于0的为高温制冷剂,低于-60的为低温制冷剂.空气调节用制冷机中采用中温、高温制冷剂6.氟利昂中不含水分时,对金属无腐蚀作用,当氟利昂中含有水分时,能分解生成氯化氢,氟化氢但不腐蚀金属,在铁制表面上还可能产生镀铜现象.氟利昂的放热系数低,价格较高,极易渗透又不易发现,而且氟利昂的吸水性较差,为了避免发生镀铜和冰塞现象,系统中应装有干燥器,此外,卤化物暴露在热的铜表面,则产生很亮的绿色,故可用卤素喷灯检漏7.根据氢氟氯组成情况可将氟利昂分为全卤化氯氟烃(CFCs),不完全卤化氯氟烃(HCFCs)和不完全卤化氟烃化合物(HFCs)三类8.R22化学性质稳定、无毒、无腐蚀、无刺激性,并且不可燃,广泛应用于空调用制冷装置,对大气层稍有破坏.R134a是低毒不可燃制冷剂,化学稳定性好，吸水性强，有少量水存在，在润滑油等因素作用下会产生酸、CO或CO2，对金属产生腐蚀或镀铜9.润滑油使用目的:减少摩擦;带走摩擦热;减少泄露10.空调工程、工业生产和科学实验中,常常采用制冷装置间接冷却被冷却物,或者将制冷装置产生的冷量远距离输送,这时,均需要一种中间物质,在蒸发器内被冷却降温,然后再用它冷却被冷却物,这种中间物质称为载冷剂11.对载冷剂物理化学性质的要求:在使用温度范围内,不凝固,不气化无毒,化学稳定性好,对金属不腐蚀比热大,输送一定冷量所需流量小密度小,粘度小,可减小流动阻力,降低循环泵消耗功率导热系数大,可减少换热设备的传热面积来源充裕,价格低廉12.常用的载冷剂是水,但是只能用于高于0的条件.当要求低于0的时候一般采用盐水,如氯化钠或氯化钙盐水溶液,或采用乙二醇或丙三醇等有机化合物的水溶液.氯化钠等盐水溶液最大的缺点是对金属釉强烈的腐蚀性,为了减轻腐蚀作用可在盐水溶液中加入一定量的缓蚀剂(NaOH.NaCrO7)第三章1.制冷压缩机根据工作原理的不同可分为:容积式制冷压缩机(往复活塞式a活塞式b斜盘式回转式a滚动转子式b滑片式c涡旋式d双螺管式e单螺管式)和离心式制冷压缩机2.容积式制冷压缩机是靠改变工作腔的容积,将周期性吸入的定量气体压缩3.离心式制冷压缩机是靠离心力的作用,连续地将所吸入的气体压缩4.制冷压缩机分类P48表3-1第四章1.制冷装置的换热设备与其他热力装置中的换热设备相比,具有以下特点:制冷装置的压力、温度变化范围比较窄介质之间的传热温差较小要与制冷压缩机匹配2.冷凝器的作用是将制冷压缩机排出的高温高压气态制冷剂予以冷却,使之液化以使制冷剂在系统中循环使用3.根据冷却剂种类的不同,冷凝器可归纳为四类即:水冷、风冷、水-空气冷却(蒸发式和淋水式)以及靠制冷剂或其他工艺介质进行冷却的冷凝器4.水冷式冷凝器是用水冷却高压气态制冷剂而使之冷凝的设备.冷却水可以是地下水、地表水、经冷却后再利用的循环水,后者使用更为广泛5.蒸发器的形式按照载冷剂的不同可分为用于冷却空气或冷却各种液体的蒸发器6.蒸发器按供液方式的不同可分为:满液式蒸发器非满液式蒸发器循环式蒸发器淋激式蒸发器7.分液器和分液管是保证将液态制冷剂均匀分配给直接蒸发式空气冷却器各通路的主要部件8.分液器:离心式、碰撞式、降压式 P107图4-24第五章1.节流装置是组成制冷系统的重要部件,被称为制冷系统四大部件之一,其作用为:对高压液态制冷剂进行节流降压,保证冷凝器与蒸发器之间的压力差,以使蒸发器中的液态制冷剂在要求的低压下蒸发吸热,从而达到制冷降温的目的,同时使冷凝器中的气态制冷剂,在给定的高压下放热冷凝调节供入蒸发器的制冷剂流量,以适应蒸发器热负荷变化,从而避免因部分制冷剂在蒸发器中未气化,从而进入制冷压缩机引起湿压缩甚至充缸事故;或因供液不足,致使蒸发器的传热面积未充分利用,引起制冷压缩机吸气压力降低,制冷能力下降.2由于节流装置有控制进入蒸发器制冷剂流量的功能,也称为流量控制机构;又由于高压液态制冷流经次部件后,节流降压膨胀为湿蒸气,故也称为节流阀或膨胀阀.常用的节流装置有手动膨胀阀、浮球式膨胀阀、热力膨胀阀、电子膨胀阀、毛细管和节流短管等3.满液式蒸发器要求液位保持一定的高度，一般均采用浮球式膨胀阀4.根据液态制冷剂流动情况的不同,浮球式膨胀阀有直通式和非直通式两种5.热力膨胀阀是通过蒸发器出口气态制冷剂的过热度控制膨胀阀开度的,故广泛地应用于非满液式蒸发器6.按照平衡方式的不同,热力膨胀阀可分为内平衡式和外平衡式两种7.内平衡热力膨胀阀:以常用的同工质充液式热力膨胀阀分析,弹性金属膜片收三种力的作用:p1-阀后制冷剂的压力;p2-弹簧作用力;p3-感球包内制冷剂的压力.对于任一运行工况此三种作用力均会达到平衡,即p1+p2=p3此时,膜片不动,阀芯位置不动,阀门开度一定8.p1p2改变时,阀开启度改变情况分析:当外界条件发生变化使蒸发器的负荷减小时,蒸发器内液态制冷沸腾减弱,制冷剂达到饱和状态点的位置后移至B,此时感温包处的温度将低于10,致使p1+p2p3,阀门稍微关小,制冷剂供应量有所减少,膜片达到另一平衡位置;由于阀门稍微关小,弹簧稍有放松,弹簧作用力稍有减小,蒸发器出口制冷剂的过热温度将小于5.反之,当外界条件改变使蒸发器的负荷增加时，蒸发器内液态制冷剂沸腾加强,制冷剂达到饱和状态点的位置前移至B,此时干温饱处的温度将高于10,致使p1+p2p3,阀门稍微开大,制冷剂流量增加,蒸发器出口制冷剂的过热度将大于5.P125图5-4内平衡式热力膨胀阀工作原理9.随着封闭式制冷压缩式和氟利昂制冷剂的出现,开始采用直径为0.7-2.5mm,长度为0.6-6m的细长紫铜管代替膨胀阀,毛细管已广泛用于小型全封闭式制冷装置(如家用冰箱,除湿机和房间空调器)10.毛细管是根据液体比气体更容易通过的原理工作的11.辅助设备有:贮液器、气液分离器、过滤器和干燥器、油分离器、集油器、不凝性气体分离器、安全装置12.空气调节用小型氟利昂制冷系统所采用的气液分离器有管道形和筒体形两种,用于大中型氨制冷系统中的气液分离器有立式和卧式两种.选择气液分离器时,应保证筒体横截面的气流速度不超过0.5m/s13.水在氟利昂中的溶解度与温度有关,温度下降,水的溶解度减小,当含有水分的氟利昂通过节流装置膨胀节流时,温度急剧下降,其溶解度相对降低,于是一部分水分被分离出来,停留在节流孔周围,如节后温度低于冰点,则会结冰而出现冰堵现象.14.在实际的氟利昂系统中常常将过滤和干燥功能合二为一,叫做干燥过滤器.氨制冷系统中没有干燥器.15.设置油分离器:制冷压缩机工作时，总有少量滴状润滑油被高压气态制冷剂携带进入排气管,并可能进入冷凝器和蒸发器.如果在排气管上不装设油分离器,对于氨制冷装置来说,润滑油进入冷凝器,特别是进入蒸发器以后,在制冷剂侧的传热面上形成严重的油污,降低冷凝器和蒸发器的传热系数.对于氟利昂制冷装置来说,如果回油不良或管路过长,蒸发器内可能积存较多的润滑油,致使系统的制冷能力大为降低;蒸发温度越低,其影响越大,严重时还会导致压缩机缺油损毁16.油分离器有惯性式、洗涤式、离心式和过滤式四种形式.17.集油器用于氨制冷装置中(氨制冷剂与润滑油不相溶)18.由于系统渗入空气或润滑油分解等原因,制冷系统中总会有不凝性气体存在,这些气体往往聚集在冷凝器、高压贮液器等设备中,降低冷凝器的传热效果,引起压缩机排气压力和排气温度升高,致使制冷系统的耗功率增加,制冷量减小,尤其是氨制冷系统,氨和空气混合后,高温下有爆炸的危险,因此必须经常排除制冷系统的不凝性气体.19.不凝性气体分离器采用在高压和低压条件下排放空气,可以既放出不凝性气体又能减小制冷剂的损失.第六章1.蒸气压缩式制冷系统设备:压缩机、空气冷却器、蒸发式冷凝器、油分离器、高压贮液器、回热器、热力膨胀阀、电磁阀、过滤器、干燥器、防震管、放气阀、放油器.2.氟利昂制冷压缩机的曲轴箱中应装有电加热器,启动前预热润滑油,促使氟利昂分离,以确保制冷压缩机顺利启动.3.热泵型冷热水机组,夏天与冬天设备工作流程.P163. 图6-6螺杆式热泵冷水机组4.分体式空调器将压缩机、冷凝器和冷凝器风机等部件组装在室外机内,将蒸发器和蒸发器风机置于室内机中,室外机和室内机用制冷剂管道连接,这种空调器由于压缩机放置在室外,而室内风机采用贯流风机,所以噪音较小.第七章1.P185 图7-1吸收式与蒸气压缩式制冷循环的比较. 吸收式制冷是液体气化制冷的另一种形式,它和蒸气压缩式制冷一样,是利用液态制冷剂在低温低压下气化以达到制冷的目的.所不同的是蒸气压缩式制冷是靠消耗机械功或电能使热量从低温物体向高温物体转移,而吸收式制冷则依靠消耗热能来完成这种非自发过程.2.热力系数=0/g是吸收式制冷机所制取的制冷量0与消耗的热量g之比3.p212思考题1第八章1.制冷机组能效比COP=Qe/P kW/kW2.系统能效比COPs=Qe/(P+Pf+Pw+Pc,w) kW/kW 式中Qe-制冷量 P-制冷机组效率;Pf-空调设备的风机效率;Pc,w-冷却水系统功率;Pw-冷却水系统功率(包括冷却水泵和冷却塔风机)3.系统季节能效比SCOPs=制冷机组在制冷季节制取的总冷量/空调系统在制冷季节消耗的总能量 kWh/kWh4.冷冻水系统均为循环水系统,有闭式系统和开式系统之分,在开式系统中,循环水存在有与空气接触的自由液面,而闭式系统中的循环水对外封闭而不与空气接触(不参与循环的定压面除外).5.开式与闭式系统的水泵扬程相差较大.在闭式系统中.水泵的扬程为管道,制冷机组,换热器,阀门等闭式循环水路中各个部件压力损失的总和,而在开式系统中,水泵除了承担管道等部件的压力损失外,还要克服将水从开式水箱提升到管路最高点的高度差6.对于开式系统,设计时还应该注意水泵吸水真空高度的问题,应防止水泵吸水入口汽化;必须保证水泵吸入口的水压力大于水的汽化压力.对于闭式系统,为保证系统的可靠运行在水泵的吸入口设置定压水箱7.根据用户水系统与制冷机组的连接方式不同,冷冻水系统可以分为直连系统和间连系统:直连系统为用户侧水路和制冷机组直接连通的水系统.当系统规模较小,用户比较集中,而且高差也比较小时,采用直接系统可以减少中间换热环节,降低设备投资,而且运行效率较高.间连系统是采用换热器将全部或部分用户侧水路与制冷机组水路分隔的水系统,当系统规模较大,用户比较分散,采用间连系统便于系统调节,减少各部分之间的相互影响,各部分都可以保持较高的运行效率.在高层建筑中,利用间接系统进行高低分区以解决系统的承压问题;还可以根据空调负荷特性进行功能分区,以设计出更为高效的水系统.7.根据每个空调末端水的流程是否相同,冷冻水系统可分为异程系统和同程系统.8.从用户侧(而不是单个末端装置)的冷冻水流量是否实时变化以适应空调负荷需求特征上,可将冷冻水系统分为定水量系统CWV和变水量系统VWV两种形式:在定水量系统中,总的用户侧水流量不实时变化而相对恒定,可通过改变冷却水供回水温差或调节末端风机转速等方式适应空调房间的冷负荷变化.在变水量系统中,用户侧末端