制冷原理與制冷循環(huán)部件課件

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物質(zhì)的熱力狀態(tài)：

熱力狀態(tài)有三個(gè)基本表達(dá)參數(shù)：

溫度T：物質(zhì)的冷熱程度比容V：單位質(zhì)量的物質(zhì)占有的體積

壓強(qiáng)P：單位接觸面積上的承受的壓力

基本概念（二）內(nèi)能內(nèi)能U：

物質(zhì)因大量分子劇烈運(yùn)動而具有的內(nèi)熱能,和由于分子之間有吸力而具有的內(nèi)位能之和，是熱力狀態(tài)參數(shù)之一。

基本概念（四）熵熵S：

工質(zhì)在可逆過程中傳遞的熱量與當(dāng)時(shí)溫度之比的總和稱為工質(zhì)的熵的變化，用工質(zhì)的熵的變化來表達(dá)熱力過程特性，物質(zhì)吸收了熱量熵增加,物質(zhì)放出了熱量熵減小,物質(zhì)絕熱變化過程熵不變。

S=△Q/T1.化學(xué)及熱力學(xué)中所指的熵，是一種測量在動力學(xué)方面不能做功的能量總數(shù)。熵亦被用于計(jì)算一個(gè)系統(tǒng)中的失序現(xiàn)象和復(fù)雜程度。

2.熵在生態(tài)學(xué)中是表示生物多樣性的指標(biāo)。熵是生命科學(xué)的借助概念，借助的是熱力學(xué)第二定律來解釋生命現(xiàn)象。

3.在信息技術(shù)中,它就是指一個(gè)事情的不確定的程度.在信息技術(shù)中的計(jì)算式是I=lg(p),p是一個(gè)事情的概率.

熵的概念最先在1864年首先由克勞修斯提出，并應(yīng)用在熱力學(xué)中。后來在1948年由克勞德·艾爾伍德·香農(nóng)第一次引入到信息論中來。熱力參數(shù)之間內(nèi)在關(guān)系：狀態(tài)方程

狀態(tài)方程:A、理想氣體的狀態(tài)方程：P·V/T=CONT

從上式我們可以看出：在一個(gè)密閉容器中，溫度越高，氣體的壓力就越大。B、實(shí)際氣體的狀態(tài)方程：（P+a/V2)·(V-b)=R·T

本公式雖然為實(shí)驗(yàn)所得公式，但在實(shí)際應(yīng)用中仍有很高的可靠性和準(zhǔn)確性?；靖拍?五):熱力學(xué)定律第一定律：能量既不能被創(chuàng)造，也不能被消滅，它只能從一種形式轉(zhuǎn)換為另一種形式，或從一個(gè)系統(tǒng)轉(zhuǎn)移到另一個(gè)系統(tǒng)，而其總量保持恒定，又稱為能量守恒定律。第二定律：不可能把熱量從低溫物體傳到高溫物體而不引起其它變化（克勞修斯說法）。凡是涉及到熱現(xiàn)象的能量轉(zhuǎn)換過程，都是有一定的方向性和不可逆性，即過程總是朝一個(gè)方向進(jìn)行而不能自發(fā)的反向進(jìn)行，這個(gè)方向就是指系統(tǒng)從不平衡狀態(tài)朝平衡狀態(tài)進(jìn)行達(dá)到平衡后相應(yīng)的變化就停止了，而不會自發(fā)的重新變?yōu)椴黄胶鉅顟B(tài)?；靖拍?六):顯熱1kg水從30℃加熱到80℃，水吸熱了209.38kJ(50kcal)物體吸熱或放熱后，只改變物體的溫度，而不改變物體的相態(tài)，這種熱量稱顯熱。是物質(zhì)分子運(yùn)動的能量,它可以通過溫計(jì)進(jìn)行測量。計(jì)算某一房間的熱負(fù)荷時(shí)，空氣溫度高于設(shè)定溫度而產(chǎn)生的熱負(fù)荷稱為顯熱負(fù)荷。基本概念(七):潛熱1kg100℃水改變成100℃的水蒸氣需吸熱2257.2kJ1kg0℃水改變成0℃的水蒸氣需吸熱2501kJ物體吸熱或放熱時(shí)，只改變物體的狀態(tài)，而物體的溫度不變，這種熱量稱潛熱。是物質(zhì)分子分離與重組放出(吸收)的熱量,它不能通過溫度計(jì)進(jìn)行測量.計(jì)算某一房間的熱負(fù)荷時(shí)，空氣濕度高于設(shè)定濕度而產(chǎn)生的熱負(fù)荷稱為潛熱負(fù)荷基本概念(八):顯熱比對于某一個(gè)房間來說，顯熱比即該房間的熱負(fù)荷中顯熱負(fù)荷占總熱負(fù)荷的百分比。

空調(diào)的性能參數(shù)中描述的顯熱比則表示該空調(diào)的制冷能力中，顯冷量占總冷量的百分比。我們對某一特定房間進(jìn)行空調(diào)設(shè)備設(shè)備選型時(shí)，應(yīng)根據(jù)該房間的熱負(fù)荷的顯熱比，選擇對應(yīng)顯熱比制冷能力的空調(diào)設(shè)備。制冷劑的狀態(tài)變化制冷循環(huán)及部件制冷發(fā)展簡史1834年英國人波爾金斯制成第一臺用乙醚作制冷劑的制冷機(jī)1844年美國人高斯發(fā)明了空氣壓縮式制冷機(jī)1874年瑞士人皮克制造了二氧化硫作制冷劑的制冷機(jī)1881年出現(xiàn)了二氧化碳為制冷劑的制冷機(jī)1911年12月“空調(diào)之父”美國人開利爾得出了空氣干球溫度、濕球溫度、露點(diǎn)溫度的關(guān)系，以及空氣顯熱、潛熱、焓值計(jì)算公式，繪出了空氣的焓濕圖。1922年開利爾又發(fā)明了離心式制冷機(jī)1930年出現(xiàn)了氟利昂為制冷劑的制冷機(jī)20世紀(jì)元60年代出現(xiàn)了半導(dǎo)體制冷制冷循環(huán):(飽和蒸汽壓縮式制冷循環(huán))

飽和蒸汽壓縮式制冷循環(huán)是建立在逆卡諾循環(huán)基本原理之上.是目前世界范圍內(nèi)運(yùn)用最為廣泛的制冷循環(huán)。利用壓縮機(jī)和鹵族元素衍生物類型的制冷劑(飽和蒸汽狀態(tài))或有機(jī)/無機(jī)化合物.采用壓縮機(jī)使氣態(tài)制冷劑增壓,故稱為蒸汽壓縮式制冷.最大制冷能力能達(dá)到5000kW,且價(jià)格低廉.制冷系統(tǒng)基本的組成部件蒸發(fā)器吸收熱量壓縮式制冷系統(tǒng)的基本組成（二）冷凝器

在冷凝介質(zhì)的作用下，使壓縮機(jī)排出的過熱氣體冷凝為液態(tài)。壓縮式制冷系統(tǒng)的基本組成（三）壓縮機(jī)制冷循環(huán)的核心，是制冷劑在系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)的動力裝置，使蒸發(fā)器中的制冷劑保持低壓，冷凝器中制冷劑維持高壓。壓縮機(jī)壓縮過程制冷循環(huán)過程在由管道將四部分連接成的密閉系統(tǒng)內(nèi)，制冷劑在這個(gè)密閉的系統(tǒng)中不斷循環(huán)流動，發(fā)生相態(tài)的變化，與周圍環(huán)境進(jìn)行熱交換，從而達(dá)到制冷的目的。其工作過程是：液態(tài)制冷劑在蒸發(fā)器中吸收被冷卻物質(zhì)的熱量之后，汽化成低壓、低溫的氣體，被壓縮機(jī)吸入壓縮成高壓、高溫的氣體，然后進(jìn)入冷凝器向冷卻物質(zhì)放熱而冷凝為高壓、常溫的液體，在經(jīng)節(jié)流裝置節(jié)流以后變?yōu)榈蛪?、低溫的液態(tài)制冷劑，再次進(jìn)入蒸發(fā)器吸熱汽化，從而起到循環(huán)制冷的目的。逆卡諾循環(huán)(理想循環(huán))Q1向高溫?zé)嵩吹纳崃?(1-10-20-2)Q2從低溫?zé)嵩吹奈鼰崃?(4-10-20-3)壓縮功(1-4-3-2)

TS3214Q2Q11020T1T2T=絕對溫度KS=熵W/kgK冷凝器壓縮機(jī)蒸發(fā)器R-22(飽和蒸汽)壓焓圖h紅線:飽和液體線

x=0 白線:飽和氣體線

x=1

P氣體+液體過熱氣體區(qū)臨界點(diǎn)過冷液體區(qū)壓焓圖表示的實(shí)際制冷循環(huán)過熱吸氣閥壓力降排氣閥壓力降.desurriscaldamento蒸發(fā)器壓力降PP1P2hQ1冷凝過程蒸發(fā)過程節(jié)流過程壓縮過程Q2冷凝器內(nèi)部壓降過冷干度X=0-1制冷循環(huán)通常壓力和溫度R2214-20bar65-90°C14-20bar35-50°C5-6bar6-10°C4,5-5,5bar10-15°C空調(diào)制冷循環(huán)部件空調(diào)制冷循環(huán)部件（二）壓縮原理（一）往復(fù)式壓縮機(jī)往復(fù)式壓縮機(jī)(開始壓縮)Pc=冷凝壓力Pe=蒸發(fā)壓力VPPcPeA.B壓縮完成PPcPePc=冷凝壓力Pe=蒸發(fā)壓力A.B.V排氣過程VPc=冷凝壓力Pe=蒸發(fā)壓力PPcPeA.B.C.C-C1:閥門壓降膨脹過程A.B.VPPcPePc=冷凝壓力Pe=蒸發(fā)壓力.C1D1.D-D1=閥片壓降吸氣過程A.B.VPPcPePc=冷凝壓力Pe=蒸發(fā)壓力C.D1C1.D.D-D1=閥片壓降壓縮原理（二）渦旋式壓縮機(jī)渦旋式壓縮原理A型蒸發(fā)器經(jīng)節(jié)流后的液態(tài)制冷劑在蒸發(fā)器中吸熱汽化，使被冷卻物質(zhì)降溫，實(shí)現(xiàn)制冷的目的。由熱交換盤管,框架結(jié)構(gòu),風(fēng)機(jī)等構(gòu)成V型蒸發(fā)器

V型結(jié)構(gòu)排列的盤管產(chǎn)生相同的氣流分布減少氣流擾動使機(jī)組的噪聲降低降低風(fēng)機(jī)馬達(dá)功率更佳的制冷效果節(jié)流裝置節(jié)流裝置是制冷循環(huán)中的降壓裝置,它能夠提供可變的可修阻力,正對經(jīng)過冷凝器冷凝后的高壓的液體在進(jìn)入蒸發(fā)器之前進(jìn)行降壓.

對高壓液體制冷劑進(jìn)行節(jié)流降壓,保證冷凝器與蒸發(fā)器之間的壓力差,以便使蒸發(fā)器中的液態(tài)制冷劑在要求的低壓對應(yīng)的飽和溫度下蒸發(fā)吸熱,從而達(dá)到制冷降溫的目的,同時(shí)使冷凝器中氣態(tài)制冷劑在給定的高壓對應(yīng)的飽和溫度下放熱冷凝.

它實(shí)現(xiàn)根據(jù)熱負(fù)荷以最佳的方式給蒸發(fā)器供液(毛細(xì)管除外).毛細(xì)管制冷循環(huán)的流量控制和節(jié)流降壓元件,直徑約為0.7>2.5mm,長度約為0.6>6m細(xì)而長的紫銅管

(降壓原理為突然變徑),

產(chǎn)生必需的壓降從而使制冷劑能夠在蒸發(fā)器中吸收熱量.不可調(diào)節(jié)裝置(不能適應(yīng)制冷負(fù)荷的變化),設(shè)計(jì)過程必須進(jìn)行仔細(xì)的選型從而避免運(yùn)行過程中蒸發(fā)器過量供液或供液不足.一般用于小容量系統(tǒng)(家用空調(diào)),有制冷劑充注量的限制,

系統(tǒng)中不能采用儲液罐.屬于靜態(tài)組件,可靠性較高.壓縮機(jī)停機(jī)后,能夠快速的平衡高低壓,所以即使采用低堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩(啟動轉(zhuǎn)矩)的馬達(dá),也能夠保證壓縮機(jī)停機(jī)后很快再次啟動.熱力膨脹閥以最佳的方式給蒸發(fā)器供液,保證蒸發(fā)器出口制冷劑蒸汽的過熱度穩(wěn)定.感溫包必須與壓縮機(jī)的吸氣管良好的接觸從而準(zhǔn)確的感應(yīng)壓縮機(jī)的吸氣溫度,通常充注著與制冷系統(tǒng)內(nèi)部相同的制冷劑,從而實(shí)現(xiàn)通過感溫包反饋回來的壓力即是壓縮機(jī)吸氣溫度對應(yīng)的該種類型制冷劑的飽和壓力.通過膨脹閥確保了在運(yùn)行環(huán)境發(fā)生變化時(shí)(比如熱負(fù)荷變化),實(shí)現(xiàn)蒸發(fā)器最優(yōu)及最佳的供液方式.

最佳液位外平衡式熱力膨脹閥從冷凝器流入被壓縮機(jī)吸入6,4bar/13°C4,8bar/4,5°C(飽和狀態(tài))13°C感溫包測量的管壁溫度5,4barP1=4,8barP3=6,4barP2=1,6bar15barP1+P2=P3(動態(tài)平衡)熱力膨脹閥實(shí)物圖1)感溫包2)變形膜片3)頂桿4)閥芯5)壓縮彈簧6)調(diào)節(jié)螺桿7)密封裝置8)入口過濾網(wǎng)風(fēng)冷冷凝器室內(nèi)機(jī)組與室外風(fēng)冷冷凝器之間通過銅管連接組成密閉的系統(tǒng)冷凝器由熱交換盤管,風(fēng)機(jī),框架結(jié)構(gòu)構(gòu)成.通過附件的組件,能夠?qū)崿F(xiàn)維持冷凝壓力一年四季基本穩(wěn)定(壓力開關(guān)或電子調(diào)速裝置連續(xù)調(diào)速).冷凝器的型號(即容量)應(yīng)該根據(jù)安裝地點(diǎn)所能夠達(dá)到室外最高環(huán)境溫度來確定.冷凝器的冷凝壓力控制附件應(yīng)該根據(jù)根據(jù)安裝地點(diǎn)所能夠達(dá)到室外最低環(huán)境溫度來選擇.風(fēng)冷冷凝器是目前應(yīng)用最為廣泛的冷凝方式過熱氣體過冷液體板式換熱器-水冷冷凝器出水口進(jìn)水口制冷劑進(jìn)口(氣態(tài))制冷劑出口(液態(tài))管殼式冷凝器-水冷冷凝器400psi泄壓閥液體出x三通水流量調(diào)節(jié)閥熱氣進(jìn)進(jìn)出水接口套管式冷凝器-水冷冷凝器儲液罐從冷凝器流入流向節(jié)流閥自動調(diào)整系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)的制冷劑容量 位于冷凝器與蒸發(fā)器之間的制冷劑液體存儲裝置,自動適應(yīng)負(fù)載的變化,調(diào)節(jié)冷凝壓力使冷凝器工作于最佳工況.

在進(jìn)行系統(tǒng)維護(hù)的過程中,可以容納絕大部分制冷劑,避免向大氣環(huán)境排放制冷劑.

降低了調(diào)試過程對制冷劑充注量的精度要求視液鏡制冷劑SGI紙芯（mg/kg）

綠色無色黃色R22<606～125>125顯示系統(tǒng)內(nèi)部膨脹閥前制冷劑的狀態(tài)；顯示系統(tǒng)內(nèi)部不利物質(zhì)水蒸汽的濃度高低。 干燥過濾器

陶瓷芯芯肋金屬外殼分子篩止動彈簧螺紋接口吸收制冷系統(tǒng)中可能存在的水蒸氣(內(nèi)部充注有硅膠),水分存在的原因有兩方面,一是干燥不嚴(yán)格,二是使用不合格的制冷劑.會產(chǎn)生冰堵以及與制冷劑反應(yīng)產(chǎn)生鹽酸等危害.

過濾掉制冷系統(tǒng)內(nèi)部可能存在的金屬雜質(zhì)