空调制冷原理

空调制冷原理第一页，共四十六页，编辑于2023年，星期一主要内容制冷方式

单级蒸汽压缩式制冷循环制冷剂简介蒸发器与冷凝器节流装置其余辅助设备2第二页，共四十六页，编辑于2023年，星期一多种制冷方式单级蒸汽压缩式制冷循环双级压缩和复叠式制冷循环蒸汽吸收式制冷循环氨吸收式制冷循环溴化锂吸收式制冷电热制冷3第三页，共四十六页，编辑于2023年，星期一制冷循环系统的基本原理利用制冷剂由液体状态汽化为蒸气状态过程中吸收热量，被冷却介质因失去热量而降低温度，达到制冷的目的。4第四页，共四十六页，编辑于2023年，星期一四大部件5第五页，共四十六页，编辑于2023年，星期一6第六页，共四十六页，编辑于2023年，星期一制冷循环过程7制冷剂蒸气压缩、冷凝成液体，放出热量第七页，共四十六页，编辑于2023年，星期一8冷凝后的制冷剂流经节流元件进入蒸发器。从入口端的高压pk降低到低压p0，从高温tk降低到t0，并出现少量液体汽化变为蒸气。第八页，共四十六页，编辑于2023年，星期一9制冷剂蒸汽回到压缩机中压缩第九页，共四十六页，编辑于2023年，星期一制冷剂的变化过程(flash)10第十页，共四十六页，编辑于2023年，星期一单级蒸气压缩式制冷理论循环111）压缩过程2）冷凝过程

3）节流过程

4）蒸发过程第十一页，共四十六页，编辑于2023年，星期一制冷性能指标制冷量Q0压缩机输入功率W0制冷输入功率W制冷系数0制热能效比COP制冷能效比EER12第十二页，共四十六页，编辑于2023年，星期一理论循环的性能指标及其计算1.制冷量单位时间内，载冷介质从制冷系统中获取的冷量称为制冷机组的制冷量，用Q0表示。

Q0=GCp（T1-T2）式中Q0制冷量（w）；h1载冷剂在蒸发器的进口温度（℃）；h2载冷剂在蒸发器的出口温度（℃）；G载冷剂的质量流量（g/s）；Cp载冷剂的定压比容（J/(g·℃）13第十三页，共四十六页，编辑于2023年，星期一2.压缩机输入功率单位时间内，制冷压缩机压缩制冷剂蒸气所消耗的功，称为压缩机输入功率，用w0表示。w0=IU

式中w0压缩机输入功率（w）；I压缩机运行电流（A）；U压缩机配用电压（V）14理论循环的性能指标及其计算第十四页，共四十六页，编辑于2023年，星期一理论循环的性能指标及其计算3.冷凝热负荷单位时间内，冷凝器中放出的热量，称为冷凝热负荷，用Qk表示。对于单级蒸气压缩式制冷理论循环，存在着下列关系Qk=Q0+w0

15第十五页，共四十六页，编辑于2023年，星期一理论循环的性能指标及其计算4.制冷系数单位质量制冷量与理论比功之比，即理论循环的收益和代价之比，称为理论循环制冷系数，用0表示，16第十六页，共四十六页，编辑于2023年，星期一理论循环的性能指标及其计算6.能效比(EER)

在额定工况和规定条件下，空调器进行制冷运行时，制冷量与制冷消耗功率之比，其值用W／W表示。

7性能系数(COP)

在额定工况(高温)和规定条件下，空调器进行热泵制热运行时，制热量与制热消耗功率之比，其值用W／W表示。

注：消耗功率指在单位时间内输入空调器内的平均电功率。其中包括：

①压缩机运行的输入功率和除霜输入功率(不用于除霜的附助电加热装置除外)；

②所有控制和安全装置的输入功率；

③热交换传动装置的输入功率(风扇、泵等)。

17第十七页，共四十六页，编辑于2023年，星期一制冷工况制冷机组的制冷量和轴功率等参数随工况条件变化，为了衡量、比较制冷机组性能，制定公认的温度条件(名义工况)，作为制冷机组制冷量选用和比较的标准。18第十八页，共四十六页，编辑于2023年，星期一制冷剂19定义：制冷剂是制冷机中的工作流体，它在制冷机系统中循环流动，通过自身热力状态的循环变化不断与外界发生能量交换，达到制冷的目的。分类：1）无机化合物如水、氨、二氧化碳等2）氟里昂如R22、R134a3）碳氢化合物(烃类)如丙烷、异丁烷等4）共沸制冷剂如R502等5）非共沸制冷剂如R407C等第十九页，共四十六页，编辑于2023年，星期一载冷剂20定义：以液态在蒸发器和用冷场所之间循环，通过显热传输冷量。常用载冷剂的特性常用的载冷剂有空气、水、盐水和有机物等1．空气在冷库及空调中多有采用。空气比热容较小，所需传热面积较大2．水水作为载冷剂只适用于载冷温度在O℃以上的场合，空调系统中多有采用3.盐水盐水凝固点较低，可于载冷温度在O℃～-10℃的场合，低温送风空调系统中多有采用第二十页，共四十六页，编辑于2023年，星期一制冷设备蒸发器

蒸发器的类型很多，按制冷剂在蒸发器内的充满程度及蒸发情况进行分类，主要有三种：干式蒸发器、再循环式蒸发器和满液式蒸发器。1、干式蒸发器干式蒸发器又分为冷却液体型干式蒸发器和冷却空气型干式蒸发器。21第二十一页，共四十六页，编辑于2023年，星期一22第二十二页，共四十六页，编辑于2023年，星期一23第二十三页，共四十六页，编辑于2023年，星期一翅片式蒸发器24第二十四页，共四十六页，编辑于2023年，星期一25再循环式蒸发器制冷剂需经过几次循环才能完成气化。由蒸发管出来的两相混合物进入分离器，分离出蒸汽和液体。蒸汽被吸入压缩机内，液体再次进入蒸发管中蒸发。满液式蒸发器在满液式蒸发器中，制冷剂在管外气化，液体载冷剂在管内流动。第二十五页，共四十六页，编辑于2023年，星期一优点是：（1）结构紧凑，占地面积小；

（2）传热性能好；（3）制造和安装较方便；（4）用盐水作载冷剂，不易腐蚀和避免盐水浓度被空气中水分稀释26第二十六页，共四十六页，编辑于2023年，星期一冷凝器冷凝器是一个使制冷剂向外放热的换热器。压缩机的排气（或经油分离器后）进入冷凝器后，将热量传递给周围介质——水或空气，制冷剂蒸气冷却凝结为液体。冷凝器按其冷却介质和冷却方式，可以分为空气冷却式、水冷却式和蒸发式冷却式三种类型。影响冷凝传热的主要因素1．制冷剂凝结方式2．减少蒸汽中不凝气的含量3．减少蒸汽中含油27第二十七页，共四十六页，编辑于2023年，星期一空气冷却式冷凝器2023/6/21Freetemplatefrom28第二十八页，共四十六页，编辑于2023年，星期一水冷式冷凝器

1．套管式冷凝器

29第二十九页，共四十六页，编辑于2023年，星期一2.管壳式冷凝器30第三十页，共四十六页，编辑于2023年，星期一3.淋激式冷凝器31第三十一页，共四十六页，编辑于2023年，星期一4.板式冷凝器32第三十二页，共四十六页，编辑于2023年，星期一蒸发冷却式冷凝器33优点是：（1）用水量少；（2）结构紧凑，可安装在屋顶上，节省占地面积。蒸发式冷却冷凝器的耗水量少，特别适合用于缺水和气候干燥的地区特别适用于缺水地区，通常安装在制冷机房的屋顶上。缺点是：冷却水不断循环使用，水垢层增长较快，需要使用经过软化处理的水。第三十三页，共四十六页，编辑于2023年，星期一节流装置节流机构的作用和工作原理当制冷剂流体通过一小孔时，一部分静压力转变为动压力，流速急剧增大，成为湍流流动，流体发生扰动，摩擦阻力增加，静压下降，使流体达到降压调节流量的目的节流是压缩式制冷循环不可缺少的四个主要过程之一。节流机构的作用有两点：一是对从冷凝器中出来的高压液体制冷剂进行节流降压为蒸发压力；二是根据系统负荷变化，调整进入蒸发器的制冷剂液体的数量。34第三十四页，共四十六页，编辑于2023年，星期一过热度制冷循环中相同蒸发压力下制冷剂的过热温度和饱和温度之差，称为过热度。防止液态制冷剂进入压缩机产生液击。过热度越高，制冷系统的能效比越低；因此控制过热度是设计制冷系统时必须要注意的问题。干式蒸发器一般取5～8℃。35第三十五页，共四十六页，编辑于2023年，星期一1.热力膨胀阀热力膨胀阀普遍用于氟利昂制冷系统中，通过感温机构的作用，随蒸发器出口处制冷剂的温度变化而自动变化，达到调节制冷剂供液量的目的。热力式膨胀阀主要由阀体、感温包和毛细管组成。热力式膨胀阀按膜片平衡方式不同有内平衡式和外平衡式两种类型。36第三十六页，共四十六页，编辑于2023年，星期一内平衡式热力膨胀阀37第三十七页，共四十六页，编辑于2023年，星期一外平衡式热力膨胀阀38第三十八页，共四十六页，编辑于2023年，星期一2.毛细管毛细管是最简单的节流装置，毛细管是一根有规定长度的直径很细的紫铜管，它的内径一般为0.5～2mm39第三十九页，共四十六页，编辑于2023年，星期一其余辅助设备常用的辅助设备还有：截止阀、电磁阀、油分离器、气液分离器、储液器、干燥过滤器、四通阀、单向阀等。通过一系列的系统配置，保证制冷系统的顺畅、高效进行制冷剂相变热交换。为人们提供一个舒适的生活环境。40第四十页，共四十六页，编辑于2023年，星期一电磁四通换向阀41电磁四通换向阀外形结构1—导管2—电磁线圈3—主阀体4—主连接管5—电磁阀芯电磁四通换向阀主要用于热泵型家用空调器制冷系统，是热泵型空调器中的关键部件，其电磁线圈通电后改变制冷工质的流向，使空调器由制冷工况转变为热泵工况。

第四十一页，共四十六页，编辑于2023年，星期一电磁阀42电磁阀一般由电磁头外壳、线圈、芯铁、弹簧、膜片或活塞、阀体、密封环等主要部件组成。

第四十二页，共四十六页，编辑于2023年，星期一气液分离器43制冷系统中的气液分离设备，用于将蒸发器出来的蒸气中的液滴分离掉，防止液击以提高压缩机运转的安全性；它也用在贮液器后面，用来分离因节流降压而产生的闪发气体，不让它进入蒸发器，以提高蒸发器工作效率分离原理主要利用气体和液体的密度不同，通过扩大管路通径减小速度以及改变速度的方向，使气体和液体分离气液分离器有立式和卧式两种第四十三页，共四十六页，编辑于2023年，星期