《制冷系統(tǒng)講座》

1、整理課件整理課件一、制冷基本原理定義制冷的基本原理及基本方法 單級壓縮蒸氣制冷循環(huán)整理課件1、定義制冷：從低于環(huán)境的物體中吸取熱量，并將其轉(zhuǎn)移給環(huán)境介質(zhì)的過程。 n制冷機：完成制冷循環(huán)所必需的機器和設(shè)備的總稱。 n制冷裝置：將制冷機同使用冷量的設(shè)施結(jié)合在一起的裝置。如冰箱，空調(diào)機等。 n制冷劑：除半導(dǎo)體制冷以外，制冷機都是依靠內(nèi)部循環(huán)流動的工作介質(zhì)來實現(xiàn)制冷過程，完成這種功能的工作介質(zhì)，稱為制冷劑，也稱制冷工質(zhì)，俗稱雪種。整理課件2、制冷的基本原理 由于熱量只能自動地從高溫物體傳給低溫物體因此實現(xiàn)制冷必須包括消耗能量的補償過程。 制冷機的基本原理：利用某種工質(zhì)的狀態(tài)變化，從較低溫度的熱源吸取一

2、定的熱量Q0，通過一個消耗功W的補償過程，向較高溫度的熱源放出熱量Qk,。在這一過程中，由能量守恒得 Qk= Q0 + W。整理課件3、制冷的基本方法 為了實現(xiàn)能量轉(zhuǎn)移，首先必須有使制冷劑能達到比低溫環(huán)境介質(zhì)更低的溫度的過程，并連續(xù)不斷地從被冷卻物體吸取熱量，在制冷技術(shù)的范圍內(nèi)，實現(xiàn)這一過程有下述幾種基本方法：整理課件3、制冷的基本方法相變制冷：利用液體在低溫下的蒸發(fā)過程或固體在低溫下的熔化或升華過程向被冷卻物體吸取熱量。普通空調(diào)器都是這種制冷方法。 n氣體膨脹制冷：高壓氣體經(jīng)絕熱膨脹后可達到較低的溫度，令低壓氣體復(fù)熱即可制冷。 n氣體渦流制冷：高壓氣體經(jīng)過渦流管膨脹后即可分離為熱、冷兩股氣流

3、，利用冷氣流的復(fù)熱過程即可制冷。 n熱電制冷：令直流電通過半導(dǎo)體熱電堆，即可在一端產(chǎn)生冷效應(yīng)，在另一端產(chǎn)生熱效應(yīng)。整理課件4、單級壓縮蒸氣制冷循環(huán) 蒸氣壓縮式制冷機是目前應(yīng)用最廣泛的一種制冷機，有單級、多級和復(fù)疊式之分。 單級壓縮蒸氣制冷機是指將制冷劑經(jīng)過一級壓縮從蒸發(fā)壓力壓縮到冷凝壓力的制冷機。單級制冷機一般可用來制取-40以上的低溫。 普通的空調(diào)器都是利用單級壓縮蒸氣制冷機的原理制造的。整理課件4、單級壓縮蒸氣制冷循環(huán) 單級壓縮蒸氣制冷機的由以下幾個基本組成部份： 壓縮機 冷凝器 節(jié)流機構(gòu)（毛細管） 蒸發(fā)器 制冷劑整理課件4、單級壓縮蒸氣制冷循環(huán)單位制冷量：q0=h1-h6 單位冷凝熱量：

4、qk=h2-h5 單位消耗功：w=h2-h1 制冷系數(shù)：EER=q0/w A：壓縮機 B：冷凝器 C：節(jié)流機構(gòu) D：蒸發(fā)器單級壓縮蒸氣制冷機的流程圖與lgP-h圖整理課件4、單級壓縮蒸氣制冷循環(huán) 壓縮機：它的作用是將蒸發(fā)器中的低溫低壓制冷劑蒸氣吸入，并壓縮到高溫高壓的過熱蒸氣，然后排到冷凝器。 常用的壓縮機有活塞式、轉(zhuǎn)子式、渦旋式、螺桿式和離心式等等。 壓縮機有定速壓縮機和變頻壓縮機?，F(xiàn)在最新的有變?nèi)萘康膲嚎s機，例如美的MDV用的谷輪“e-渦旋”壓縮機可以在10%-100%之間調(diào)節(jié)輸出量，運用“TS”技術(shù)可以使壓縮機的能力輸出實現(xiàn)級量調(diào)節(jié)，在控制方面比變頻壓縮機簡單、可靠，更接近空調(diào)器的實際負

5、荷要求。整理課件4、單級壓縮蒸氣制冷循環(huán) 冷凝器：它的作用是將來自壓縮機的高溫高壓制冷劑蒸氣冷凝成過冷的液體，在冷凝過程中，制冷劑蒸氣放出熱量，故要用水或空氣來冷卻。 不同制冷劑有不同的冷凝壓力。普通家用空調(diào)器冷凝器里面的制冷劑（R22）壓力：標(biāo)準(zhǔn)制冷工況下一般在18 19 bar左右，過負荷工況下一般在2224bar左右。整理課件4、單級壓縮蒸氣制冷循環(huán) 節(jié)流機構(gòu)：普通空調(diào)常用的是毛細管，高檔的空調(diào)器用電子膨脹閥。制冷劑經(jīng)過節(jié)流機構(gòu)時，壓力由冷凝壓力降到蒸發(fā)壓力，一部份制冷劑會在節(jié)流的過程中閃發(fā)成為氣體。節(jié)流過程中制冷劑的焓值不變。 普通的家用空調(diào)器節(jié)流結(jié)束時大約有20%的制冷劑會閃發(fā)成氣體

6、。制冷劑沒有蒸發(fā)就閃發(fā)成氣體降低了空調(diào)器的性能。整理課件4、單級壓縮蒸氣制冷循環(huán) 蒸發(fā)器：它的作用是使經(jīng)節(jié)流機構(gòu)后的制冷劑液體蒸發(fā)成蒸氣，以吸收被冷卻物體的熱量。蒸發(fā)器是對外輸出冷量的設(shè)備。 普通家用空調(diào)器蒸發(fā)器里的制冷劑（R22）的蒸發(fā)壓力在5.5-6.5bar左右。整理課件二、系統(tǒng)匹配選壓縮機 選冷凝器 選蒸發(fā)器 估算制冷劑充注量 匹配制冷系統(tǒng) 不合格項目的整改整理課件二、系統(tǒng)匹配 一般來說，新匹配一臺空調(diào)器都有一個參考機型 新匹配機的性能指標(biāo)對壓縮機、冷凝器、蒸發(fā)器的選擇有很大關(guān)系。 室外機、室內(nèi)機的電機轉(zhuǎn)速-風(fēng)量-噪音是首先要摸底搞清楚的。整理課件1、選壓縮機 根據(jù)實際情況選擇壓縮機型

7、式：活塞式、轉(zhuǎn)子式、渦旋式及其電源規(guī)格 一般來說，家用空調(diào)器中活塞式用得比較少，T3型空調(diào)器一般會選擇活塞式壓縮機。 目前3P以下的家用空調(diào)器大多數(shù)都是轉(zhuǎn)子式壓縮機。轉(zhuǎn)子壓縮機又分單轉(zhuǎn)子與雙轉(zhuǎn)子壓縮機。 3P以上的家用空調(diào)器一般會使用渦旋式壓縮機。 根據(jù)空調(diào)器的制冷量大小來選擇壓縮機的大小，一般來說按空調(diào)器的額定制冷量是壓縮機的單體能力的90%來選擇。 壓縮機每一個排量（1cc）的能力約為175W。 整理課件2、選冷凝器 長U管管徑，內(nèi)螺紋管還是光管 在正常的范圍內(nèi)，管徑越小，換熱系數(shù)越大，耐壓也越大，但流動阻力也越大。 內(nèi)螺紋管比光管換熱系數(shù)高，不同形式的內(nèi)螺紋管換熱系數(shù)也不一樣 小管徑冷凝

8、器及新型的內(nèi)螺紋管的研究是一個重要的方向。 選擇非親水鋁箔（普通鋁箔）還是親水鋁箔，選擇片型是平片、沖縫片還是波紋片，選擇片距 選擇其它型式的冷凝器 高效的冷凝器有全鋁冷凝器、全銅冷凝器等等整理課件3、選蒸發(fā)器長U管管徑，內(nèi)螺紋管還是光管 一般來說蒸發(fā)器的長U管徑可以選擇小管徑的。 選擇親水鋁箔 一般選擇沖縫片，最小片距可達1.3mm。整理課件4、估算制冷劑充注量參考機型的制冷劑充注量 一臺空調(diào)正常狀態(tài)下約有60%的制冷劑會在室外側(cè)的冷凝器里，約40%的制冷劑在室內(nèi)側(cè)的蒸發(fā)器里。 以參考機型為基礎(chǔ)，算出冷凝器和蒸發(fā)器內(nèi)容積增大（或減少）的比例，估算出大概的制冷劑充注量。 比如說：參考機型充注量

9、為1000g，內(nèi)機不變，室外機冷凝器由單排變?yōu)?.5排：側(cè)估算充注量為：1000*0.6*1.5+1000*0.4=1300(g) 一般來說，估算的充注量要比最后的要稍多。這個只能靠經(jīng)驗掌握。估算的只能提供一個大概。整理課件5、匹配制冷系統(tǒng) 以下各點是對一般情況而言的，以下數(shù)據(jù)做一個參考。 *制冷工況匹配，以下對策中的“增加冷媒”僅作為最后的手段，此方法應(yīng)該盡量避免。 在標(biāo)準(zhǔn)制冷工況下匹配的目標(biāo)： 1）排氣溫度目標(biāo)值：85-90 高于目標(biāo)值，則應(yīng)該減短毛細管，加大室外機風(fēng)量或追加冷媒。 低于目標(biāo)值，則加長毛細管，減少冷媒。 如果是特別匹配的高效制冷系統(tǒng)，排氣溫度較低，一般在70-80 。整理課

10、件5、匹配制冷系統(tǒng)2）冷凝器中部溫度目標(biāo)值：45-50左右，過冷度目標(biāo)值在5-10 左右 冷凝器出口最低在37-38 ，若過低則與環(huán)境35 溫差太小，換熱量很少 冷凝器中部溫度高于目標(biāo)值，則應(yīng)該減短毛細管，加大室外機風(fēng)量或加大冷凝器。 冷凝器中部溫度低于目標(biāo)值，則應(yīng)該加長毛細管，追加冷媒。整理課件5、匹配制冷系統(tǒng)3）蒸發(fā)器中部溫度目標(biāo)值：8-12左右，過熱度目標(biāo)值在0-1 左右 蒸發(fā)器中部溫度值高于目標(biāo)值則加長毛細管。蒸發(fā)器中部溫度值低于目標(biāo)值則減短毛細管，加大室內(nèi)機風(fēng)量或加大蒸發(fā)器。 蒸發(fā)器過熱度值高于目標(biāo)值則減短毛細管，增加冷媒。 蒸發(fā)器過熱度值低于目標(biāo)值則加長毛細管，加大室內(nèi)機風(fēng)量，減少

11、冷媒或加大蒸發(fā)器。整理課件5、匹配制冷系統(tǒng)4）壓縮機回氣溫度比蒸發(fā)器出口溫度可高出1-2左右。 若回氣溫度高出出口溫度較大，比如出口為10 ，而壓縮機回氣有20 ，這個是壓縮機排氣溫度上升的原因，應(yīng)該減短毛細管或增加冷媒。 若回氣溫度低于出口溫度很多，比如出口為10 ，而壓縮機回氣有5 ，這個是壓縮機排氣溫度下降的原因，這時候冷媒在蒸發(fā)器中不能充分蒸發(fā)而導(dǎo)致能力不足，應(yīng)該加長毛細管或減少冷媒。整理課件5、匹配制冷系統(tǒng)5）制冷過負荷工況下。 若OLP動作，則應(yīng)該加大外側(cè)風(fēng)量，冷媒增多壓縮機負荷加大，如果可能的話可減短毛細管，并減少冷媒，或加大冷凝器。 保證高壓側(cè)壓力不超過26.5bar， 26.

12、5bar對應(yīng)冷凝器中部溫度65 左右。 壓縮機排氣溫度一般要在115 以下，不要超過125 ，壓縮機電機的線圈溫度比排氣溫度高10 左右，溫度過高的話可能燒線圈。排氣溫度過高時可減短毛細管或加大冷凝器或增加冷媒（注意減短毛細管時可能會使標(biāo)準(zhǔn)工況下能力下降） 整理課件5、匹配制冷系統(tǒng)5） 過載保護器OLP（Over Load Protector）動作 過載保護器是由電流與溫度共同控制的。 OLP曲線圖有兩種表示型式。如下圖，分三個區(qū)域或兩個區(qū)域。 如圖所示的OLP曲線，當(dāng)電流為 I1 時只要壓縮機溫度小于 t1 壓縮機的OLP是不會動作的?；蛘?，當(dāng)壓縮機溫度是 t1 時，壓縮機的電流小于 I1

13、時，OLP不會動作。整理課件5、匹配制冷系統(tǒng)5）最小制冷工況下。 蒸發(fā)器溫度不能低于0 ，到0 以下時，蒸發(fā)器上附著的除濕水份會開始凍結(jié)，不能制冷，當(dāng)冰成塊掉下來的時候會打壞風(fēng)輪。 空調(diào)器的防凍結(jié)功能，當(dāng)檢測到蒸發(fā)器的溫度T2連續(xù)一段時間低于某溫度值時，壓縮機停止工作，等到T2上升到某溫度時才開始工作。如美的分體機：T2連續(xù)5分鐘低于2 則停壓縮機，內(nèi)風(fēng)機轉(zhuǎn)速不變，T2上升到8 后再開壓縮機。 確保壓縮機殼體底部溫度高于冷凝器中部溫度5 以上。若不能保證，壓縮機油會被冷媒稀釋，潤滑油會失去機能，這樣壓縮機滑動部分開始磨損，最終造成不能運轉(zhuǎn)。 整理課件5、匹配制冷系統(tǒng)6）匹配性能時 調(diào)節(jié)毛細管和

14、冷媒量的組合，可得出對應(yīng)的出風(fēng)溫度 選擇出風(fēng)溫度最低的毛細管和冷媒量的組合測試能力 一般來說，空調(diào)器的很多參數(shù)都有下圖所示的特點，下圖可以是以下的組合： 空調(diào)能力Q-毛細管長度R 空調(diào)能力Q-冷媒量R 空調(diào)功率Q-毛細管長度R 空調(diào)功率Q-冷媒量R 我們要追求的是圖中的Q1點 所對應(yīng)的條件R1 針對測試結(jié)果作一些微調(diào) 節(jié)，把空調(diào)各參數(shù)到匹配 到一個最佳組合。 整理課件5、匹配制冷系統(tǒng)7）不合格項目微調(diào)與整改 能力不足： 壓縮機是否過??？ 毛細管與冷媒量是否是最佳組合？ 室內(nèi)側(cè)與室外側(cè)風(fēng)量是否合理？ 兩器大小是否合理？ 功率過高與最大制冷跳停： 外側(cè)風(fēng)量是否合理？ 冷凝器大小是否合理？冷凝器制作

15、是否有問題（沒有脹緊、疊片、倒片、片距不對） 是否冷媒過多或者毛細管過長？ 冷凝器流路設(shè)計不合理造成嚴(yán)重復(fù)熱，或流路半堵，降低冷凝器性能？ 凝露工況不合格 低風(fēng)風(fēng)速是否定得過低？（風(fēng)速過高會造成吹水） 室內(nèi)機是否漏風(fēng)？是否流路不均，嚴(yán)重偏流？ 冷媒是否不足，造成缺液蒸發(fā)？整理課件5、匹配制冷系統(tǒng)7）不合格項目微調(diào)與整改 室外機有冷媒流動聲 毛細管組件用防振膠包住 在兩個管徑變化大的地方加過渡管 在過渡管處包防振膠 異聲或噪音超標(biāo) 如果是風(fēng)道的異聲，則要改變風(fēng)輪轉(zhuǎn)速、安裝位置或換風(fēng)輪 如果是制冷系統(tǒng)的異聲，則在固頻不合格處加配重塊或防振膠改變其固頻 在配管振動大的地方貼防振膠 在壓縮機排氣管上加

16、消聲器 壓縮機包隔音棉 鈑金件上貼隔音棉整理課件三、影響 EER、COP 的主要因素逆卡諾循環(huán)的制冷系數(shù) 具有傳熱溫差的外部不可逆卡諾循環(huán) 的制冷系數(shù)循環(huán)效率（熱力完善度） 空調(diào)器的EER、COP影響主要因素 整理課件1、逆卡諾循環(huán)的制冷系數(shù)逆向循環(huán)是一種消耗功的循環(huán)，所有的制冷機都是按逆向循環(huán)來工作的。當(dāng)高溫?zé)嵩磁c低溫?zé)嵩吹臏囟炔蛔儠r，具有兩個可逆的等溫過程和兩個等熵過程的逆向循環(huán)稱為逆卡諾循環(huán)。整理課件1、逆卡諾循環(huán)的制冷系數(shù) 如圖所示的逆卡諾循環(huán)T-s圖，制冷劑放熱時的溫度與高溫?zé)嵩吹臏囟染鶠門2，制冷劑吸熱時的溫度與低溫?zé)嵩吹臏囟染鶠門1。放出的熱量為：q2=T2(s1-s4) 吸取的

17、熱量為：q1=T1(s1-s4) 消耗功為：w=q2-q1=(T2-T1)(s1-s4) 制冷系數(shù)為：EER0=q1/w=T1/(T2-T1)結(jié)論：逆卡諾循環(huán)的制冷系數(shù)只與高溫?zé)嵩磁c低溫?zé)嵩吹臏囟扔嘘P(guān)，T2升高與T1降低都會使制冷系數(shù)下降，而T1下降對其影響更為顯著。整理課件2、不可逆卡諾循環(huán)的制冷系數(shù) 如圖所示的不可逆卡諾循環(huán)T-s圖，制冷劑放熱時的溫度為Tk，高溫?zé)嵩吹臏囟葹門2，制冷劑吸熱時的溫度為T0，低溫?zé)嵩吹臏囟葹門1。則制冷系數(shù)為：EER1=T0/(Tk-T0)3.20COP3.60B3.00EER3.203.40COP 3.60C2.80EER 3.003.20COP 3.40

18、D2.60EER 2.802.80COP 3.20E2.40EER 2.602.60COP 2.80F2.20EER 2.402.40COP 2.60GEER 2.20COP 2.40美的R407C冷媒的已經(jīng)達到歐洲的B級能效，R410A冷媒的已經(jīng)達到歐洲的A級能效。R22冷媒的比新冷媒的更容易達到。整理課件1、高效空調(diào)的現(xiàn)狀 美的一直都在致力于高效空調(diào)器的研究，并取得很好的成果，在嚴(yán)格控制成本的情況下定速空調(diào)器的實測EER可以達到3.5。 不同的市場策略決定了市場上美的的空調(diào)器的能效比。 根據(jù)目前測試資料，在定速空調(diào)器領(lǐng)域里，所見到的樣機中最高實測EER為3.5- 3.6左右，達到這個EER的成本是目前空調(diào)器成本的兩倍。 片面增加兩器減小壓縮機來追求高EER是不科學(xué)的。這樣的空調(diào)器冷媒充注量大，一般會超出壓縮機的最大充注量，制冷出風(fēng)溫度過高，制冷速度慢，制熱時出風(fēng)溫度低，標(biāo)準(zhǔn)制熱工況下出風(fēng)溫度都會低于人體體溫，制熱速度慢，而且化霜困難。整理課件雙高效26機美的高效26機制冷制熱制冷制熱能力（W）2413277325932785EER/COP3.167（83.3%*3.8） 3.56(84.8%*