制冷和空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu)

制冷和空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu)2023/4/31第1頁(yè)，共89頁(yè)，2023年，2月20日，星期四二、分類(lèi)制冷和空調(diào)用壓縮機(jī)的分類(lèi)及結(jié)構(gòu)示意圖第四章制冷和空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu)2023/4/32第2頁(yè)，共89頁(yè)，2023年，2月20日，星期四1、按制冷量大小分

大型400KW小型≤60KW中型400-60KW2、按作用原理分（1）容積型：通過(guò)對(duì)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)作功，以減少壓縮式容積，提高蒸氣壓力來(lái)完成壓縮功能。

①活塞式壓縮機(jī)：開(kāi)啟式、半封閉式、全封閉式

；②回轉(zhuǎn)式：螺桿式（單、雙）、滾動(dòng)活塞式、滑片式、渦旋式。（2）速度型：離心式壓縮機(jī)。由旋轉(zhuǎn)部件連續(xù)將角動(dòng)量轉(zhuǎn)換給蒸氣，再將該動(dòng)量轉(zhuǎn)為壓力。第四章制冷和空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu)2023/4/33第3頁(yè)，共89頁(yè)，2023年，2月20日，星期四開(kāi)啟式半封閉式封閉式第四章制冷和空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu)2023/4/34第4頁(yè)，共89頁(yè)，2023年，2月20日，星期四各類(lèi)壓縮機(jī)在制冷和空調(diào)工程中的應(yīng)用范圍第四章制冷和空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu)2023/4/35第5頁(yè)，共89頁(yè)，2023年，2月20日，星期四3.按工作的蒸發(fā)溫度范圍分類(lèi)

單級(jí)制冷壓縮機(jī)

高溫制冷壓縮機(jī)：10～10℃

中溫制冷壓縮機(jī)：20～10℃

低溫制冷壓縮機(jī)：45～20℃

第四章制冷和空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu)2023/4/36第6頁(yè)，共89頁(yè)，2023年，2月20日，星期四由12：絕熱過(guò)程第一節(jié)活塞式制冷壓縮機(jī)的工作過(guò)程研究的目的：λ、ηi、ηj（前面描述過(guò)的修正系數(shù)）一、示功圖（即壓容圖）注意：在示功圖上區(qū)分理論功和實(shí)際功。1、理論過(guò)程

23：等壓排氣

41：等壓吸氣

做功：面積1-2-3-4-1。第四章制冷和空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu)2023/4/37第7頁(yè)，共89頁(yè)，2023年，2月20日，星期四存在著余隙容積Vc；Pk由工質(zhì)決定；

是由余隙容積中工質(zhì)膨脹造成的。2、實(shí)際過(guò)程

1’2’多變壓縮過(guò)程

2’3’有阻力的排氣過(guò)程

3’344’有余隙容積的膨脹過(guò)程

4’1’

有阻力的吸氣過(guò)程

——吸氣閥壓力損失

——排氣閥壓力損失第四章制冷和空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu)2023/4/38第8頁(yè)，共89頁(yè)，2023年，2月20日，星期四1.壓縮過(guò)程

將制冷劑的壓力提高。當(dāng)活塞處于最下端位置1-1（稱(chēng)為內(nèi)止點(diǎn)或下止點(diǎn)）時(shí)，活塞移動(dòng)到2-2位置時(shí)，開(kāi)始排氣。制冷劑在氣缸內(nèi)從吸氣時(shí)的低壓升高到排氣壓力的過(guò)程稱(chēng)為壓縮過(guò)程。4.吸氣過(guò)程

從蒸發(fā)器吸入制冷劑?；钊麖奈恢?-4向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，吸氣閥開(kāi)啟，低壓氣體被吸人氣缸中，直到活塞到達(dá)下止點(diǎn)1-1的位置。此過(guò)程稱(chēng)為吸氣過(guò)程。3.膨脹過(guò)程

將制冷劑的壓力降低。直至氣缸內(nèi)氣體的壓力降至稍低于吸氣腔內(nèi)氣體的壓力，即將開(kāi)始吸氣過(guò)程時(shí)為止，此時(shí)活塞處于位置4-4。活塞從3-3移動(dòng)到4-4的過(guò)程稱(chēng)為膨脹過(guò)程。2.排氣過(guò)程

制冷劑進(jìn)入冷凝器。直到活塞運(yùn)動(dòng)到最高位置3-3（稱(chēng)為外止點(diǎn)或上止點(diǎn)）時(shí)排氣過(guò)程結(jié)束。制冷劑從氣缸向排氣管輸出的過(guò)程稱(chēng)為排氣過(guò)程。第四章制冷和空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu)2023/4/39第9頁(yè)，共89頁(yè)，2023年，2月20日，星期四三、性能參數(shù)及計(jì)算1、輸氣量及輸氣系數(shù)

（1）理論輸氣量

假定壓縮機(jī)有z個(gè)氣缸，轉(zhuǎn)速為n，則壓縮機(jī)的理論輸氣量為：

（2）實(shí)際輸氣量第四章制冷和空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu)2023/4/310第10頁(yè)，共89頁(yè)，2023年，2月20日，星期四（3）輸氣系數(shù)：

也稱(chēng)壓縮機(jī)的容積效率。通?？捎萌莘e系數(shù)c、壓力系數(shù)p、泄漏系數(shù)v、溫度系數(shù)t的乘積來(lái)表示，即=cpvt

其中，容積效率總小于1，其大小反映壓縮機(jī)氣缸容積的有效利用程度。影響它的主要因素有四個(gè)：一是氣缸余隙容積的大小；二是吸、排氣壓力以及吸、排氣閥片阻力；三是吸入氣缸的低溫制冷劑蒸汽遇到熱的氣缸壁所引起的熱膨脹；四是氣缸內(nèi)部的泄漏。第四章制冷和空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu)2023/4/311第11頁(yè)，共89頁(yè)，2023年，2月20日，星期四

1）考慮余隙容積影響的容積系數(shù)

——3點(diǎn)的容積；——4點(diǎn)的容積。34為多變的膨脹過(guò)程。

式中：m——?dú)怏w膨脹過(guò)程中變化的多變指數(shù)。

令，則

式中：C——壓縮機(jī)相對(duì)余隙容積。第四章制冷和空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu)2023/4/312第12頁(yè)，共89頁(yè)，2023年，2月20日，星期四

（2）吸、排氣壓力損失影響的壓力系數(shù)

（3）考慮漏泄影響的漏泄系數(shù)

（4）考慮熱交換影響的溫度系數(shù)

∴輸氣系數(shù)：

第四章制冷和空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu)2023/4/313第13頁(yè)，共89頁(yè)，2023年，2月20日，星期四二、壓縮機(jī)的功率和效率

1、指示效率

或

（經(jīng)驗(yàn)公式）

式中：Na——理論功率；T0——蒸發(fā)溫度（K）；

Ni——指示功率；Tk——冷凝溫度（K）；

T0——蒸發(fā)溫度（℃）；b——常數(shù)，b=0.0025。

2、機(jī)械功率

——

軸功率

3、壓縮機(jī)的總效率

0.65-0.72第四章制冷和空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu)2023/4/314第14頁(yè)，共89頁(yè)，2023年，2月20日，星期四4、軸功率、摩擦功率和機(jī)械效率

兩者之比值稱(chēng)為機(jī)械效率，用ηj表示

由原動(dòng)機(jī)傳到曲軸上的功率稱(chēng)為軸功率Ne一部分直接用于壓縮氣體稱(chēng)為指示功率用Ni表示另一部分用于克服曲柄連桿機(jī)構(gòu)等的摩擦阻力，稱(chēng)為摩擦功率，用Nm表示第四章制冷和空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu)2023/4/315第15頁(yè)，共89頁(yè)，2023年，2月20日，星期四指示效率ηi與機(jī)械效率ηj的乘積，稱(chēng)為壓縮機(jī)的軸效率，用ηe表示。一般在0.6~0.7之間

提高j可以從以下幾方面著手①選用合適的氣缸間隙，適當(dāng)減少活塞環(huán)數(shù)②選用合適的潤(rùn)滑油③加強(qiáng)曲軸、曲軸箱等零件剛度,降低摩擦表面的粗糙度第四章制冷和空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu)2023/4/316第16頁(yè)，共89頁(yè)，2023年，2月20日，星期四5、配用電動(dòng)機(jī)功率對(duì)于開(kāi)啟式壓縮機(jī)，如用帶傳動(dòng)，應(yīng)考慮傳動(dòng)效率d=0.9～0.95。用聯(lián)軸器直接傳動(dòng)時(shí)，不必考慮傳動(dòng)效率。對(duì)于封閉式壓縮機(jī)，因電動(dòng)機(jī)與壓縮機(jī)共用一根軸，也不必考慮傳動(dòng)效率問(wèn)題。電動(dòng)機(jī)的功率可按運(yùn)行工況下壓縮機(jī)的軸功率，再考慮適當(dāng)裕量（10%～15%）選配。第四章制冷和空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu)2023/4/317第17頁(yè)，共89頁(yè)，2023年，2月20日，星期四第二節(jié)壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)一、活塞式壓縮機(jī)

組成機(jī)體（曲軸箱）氣缸活塞吸、排氣閥曲軸連桿機(jī)構(gòu)活塞式壓縮機(jī)有以下特點(diǎn)：

①因?yàn)槭峭鶑?fù)運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)速不宜太高；②氣缸工作腔有余隙容積；③氣缸工作腔必須設(shè)置吸、排氣閥，使吸、排氣過(guò)程產(chǎn)生阻力損失；④結(jié)構(gòu)復(fù)雜，零部件多；⑤往復(fù)式壓縮機(jī)不允許吸氣帶液。第四章制冷和空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu)2023/4/318第18頁(yè)，共89頁(yè)，2023年，2月20日，星期四六個(gè)系統(tǒng)：

（1）運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)：曲軸、活塞連桿組件、聯(lián)軸器等；（2）配氣系統(tǒng)：閥板、氣閥彈簧等；（3）密封系統(tǒng)：活塞環(huán)、油封、墊片、填料等；（4）機(jī)體系統(tǒng)：曲軸箱、氣缸體、氣缸套、蓋板等；（5）潤(rùn)滑系統(tǒng)：潤(rùn)滑油泵、濾油器、調(diào)壓閥等；（6）安全和能量調(diào)節(jié)系統(tǒng)：假蓋、假蓋彈簧、安全閥、能量調(diào)節(jié)裝置等。當(dāng)壓縮機(jī)發(fā)生液擊時(shí)，可保護(hù)氣缸不致被破壞。第四章制冷和空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu)2023/4/319第19頁(yè)，共89頁(yè)，2023年，2月20日，星期四8FS10壓縮機(jī)安全閥：1.72MPa打開(kāi)，高壓氣體流回吸氣腔。吸氣集管，內(nèi)置濾網(wǎng)缸套凸緣與缸體上部隔板間設(shè)有墊片，墊片厚度會(huì)改變余隙容積。假蓋及假蓋彈簧：液擊時(shí)打開(kāi)，保護(hù)零件。鋁制活塞，鋼制活塞銷(xiāo)，二者過(guò)盈配合。單端面機(jī)械軸封曲軸設(shè)2個(gè)曲拐，每個(gè)曲拐上連接4個(gè)連桿。能量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)：根據(jù)吸氣壓力，控制氣缸的加載或卸載。曲軸箱可設(shè)加熱器：防止啟動(dòng)時(shí)“奔油”

(冬季啟動(dòng)前或停車(chē)時(shí)間長(zhǎng)油溫下降，溶入的氟利昂增多。重新啟動(dòng)時(shí)壓力下降，氟利昂逸出產(chǎn)生大量氣泡的現(xiàn)象)2023/4/320第20頁(yè)，共89頁(yè)，2023年，2月20日，星期四缸徑：100mm氣缸夾角：45454545回油均壓孔：使漏入曲軸箱的制冷劑能經(jīng)該孔被抽走；使吸氣中所帶的潤(rùn)滑油流回曲軸箱；經(jīng)此孔抽空壓縮機(jī)。2023/4/321第21頁(yè)，共89頁(yè)，2023年，2月20日，星期四第四章制冷和空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu)2023/4/322第22頁(yè)，共89頁(yè)，2023年，2月20日，星期四第四章制冷和空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu)2023/4/323第23頁(yè)，共89頁(yè)，2023年，2月20日，星期四第四章制冷和空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu)2023/4/324第24頁(yè)，共89頁(yè)，2023年，2月20日，星期四活塞式制冷壓縮機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn):優(yōu)點(diǎn)①能適應(yīng)較廣闊的壓力范圍和制冷量要求；②熱效率較高，單位耗電較少，特別是偏離設(shè)計(jì)工況運(yùn)行時(shí)更為明顯；③對(duì)材料要求低，多用普通鋼鐵材料，加工較易，造價(jià)較低廉；④技術(shù)上較為成熟，生產(chǎn)使用上積累有豐富的經(jīng)驗(yàn)；⑤裝置系統(tǒng)比較簡(jiǎn)單。缺點(diǎn)①因受活塞往復(fù)慣性力的影響，轉(zhuǎn)速受限制，不能過(guò)高，因此單機(jī)輸氣量大時(shí)，機(jī)器顯得很笨重；②結(jié)構(gòu)復(fù)雜，易損件多，維修工作量大；③由于受到各種力、力矩的作用，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)振動(dòng)較大；④輸氣不連續(xù)，氣體壓力有波動(dòng)。第四章制冷和空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu)2023/4/325第25頁(yè)，共89頁(yè)，2023年，2月20日，星期四第四章制冷和空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu)2023/4/326第26頁(yè)，共89頁(yè)，2023年，2月20日，星期四我國(guó)活塞式制冷壓縮機(jī)的型式及基本參數(shù)表

活塞式壓縮機(jī)氣缸布置型式壓縮機(jī)類(lèi)型缸數(shù)23468全封閉V型角度式或B型并列式Y(jié)型角度式X或V型角度式氣缸直徑小于70mm的單級(jí)半封閉式壓縮機(jī)Z型直立式Z型直立式或W型角度式V型角度式70mm氣缸直徑的單級(jí)半封閉式壓縮機(jī)V型角度式或直立式W型角度式扇型或V型角度式W型角度式S扇型角度式開(kāi)啟式100mm氣缸直徑V型角度式或直立式扇型或V型角度式W型角度式S扇型角度式125mm氣缸直徑V型角度式170mm氣缸直徑250mm氣缸直徑第四章制冷和空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu)2023/4/327第27頁(yè)，共89頁(yè)，2023年，2月20日，星期四表

壓縮機(jī)基本參數(shù)類(lèi)別缸徑行程轉(zhuǎn)速范圍/r/min缸數(shù)/個(gè)容積排量（8缸）mm最高轉(zhuǎn)速/r/min排量/m3/h最低轉(zhuǎn)速/r/min排量/m3/h半封閉式48、55、621440230、40、50、602、3、47070100018002、3、4、6、81800232.61000129.255182.6101.5開(kāi)啟式10010075015002、4、6、81500565.2750282.670395.6197.812511060012004、6、81200777.2600388.6100706.5353.3170140500100010001525.5500762.3250200500600860028265002355第四章制冷和空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu)2023/4/328第28頁(yè)，共89頁(yè)，2023年，2月20日，星期四活塞式單級(jí)制冷壓縮機(jī)型號(hào)表示方法如下

（1）壓縮機(jī)型號(hào)表示方法：（2）壓縮機(jī)組型號(hào)表示方法：第四章制冷和空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu)2023/4/329第29頁(yè)，共89頁(yè)，2023年，2月20日，星期四目前國(guó)內(nèi)有些生產(chǎn)廠家仍習(xí)慣沿用老的壓縮機(jī)型號(hào)表示方法，即第四章制冷和空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu)2023/4/330第30頁(yè)，共89頁(yè)，2023年，2月20日，星期四全封閉式制冷壓縮機(jī)

特點(diǎn)：是將壓縮機(jī)與電動(dòng)機(jī)一起組裝在一個(gè)密閉的罩殼內(nèi)，形成一個(gè)整體，從外表上看只有壓縮機(jī)進(jìn)、排氣管和電動(dòng)機(jī)引線。第四章制冷和空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu)2023/4/331第31頁(yè)，共89頁(yè)，2023年，2月20日，星期四第四章制冷和空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu)2023/4/332第32頁(yè)，共89頁(yè)，2023年，2月20日，星期四第四章制冷和空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu)2023/4/333第33頁(yè)，共89頁(yè)，2023年，2月20日，星期四第四章制冷和空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu)2023/4/334第34頁(yè)，共89頁(yè)，2023年，2月20日，星期四二、回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)

回轉(zhuǎn)機(jī)最普通的為固定葉片式結(jié)構(gòu)，常常又稱(chēng)作“滾動(dòng)活塞式壓縮機(jī)”?！肮潭ㄈ~片”葉片只滑動(dòng)不轉(zhuǎn)動(dòng)特點(diǎn)：沒(méi)有吸氣閥優(yōu)點(diǎn)：比往復(fù)機(jī)更可靠；是同等能力下尺寸小；制造成本低?；剞D(zhuǎn)機(jī)的局限性：壓縮機(jī)中任何基本磨損（軸承、軸、轉(zhuǎn)子或葉片等磨損）都使間隙變大，并明顯影響壓縮機(jī)性能?；剞D(zhuǎn)機(jī)當(dāng)前研究與開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)：降低振動(dòng)與噪聲，改善油處理和減小摩擦。圖

立式旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)1-排氣管2-平衡塊3-上機(jī)體4-電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子5-電動(dòng)機(jī)定子6-曲軸7-主軸承8-下機(jī)殼9-副軸承10-殼罩11-上油片12-排氣閥片13-彈簧14-氣液分離器15-隔板16-吸氣管17-接線柱18-氣缸19-轉(zhuǎn)子20-滑片圖

臥式旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)1-滑片2-滾動(dòng)活塞3-曲軸4-機(jī)殼5-平衡塊6-電機(jī)轉(zhuǎn)子7-電機(jī)定子8-平衡塊9-主軸承端板10-氣缸11-副軸承端板12-機(jī)殼13-排氣消聲器14-吸氣管15-橡膠圈16-彈簧第四章制冷和空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu)2023/4/335第35頁(yè)，共89頁(yè)，2023年，2月20日，星期四三、渦旋式壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單復(fù)雜的形線極高的精度要求數(shù)控機(jī)床技術(shù)的發(fā)展制造困難渦旋機(jī)渦旋機(jī)在技術(shù)上的特點(diǎn)：（1）制冷裝置中無(wú)氣閥；（2）可靠性很高；（3）軸的扭矩更均勻，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)；（4）壓力脈動(dòng)小；（5）振動(dòng)和噪聲低。在給定吸氣條件下：渦旋機(jī)容積效率幾乎與壓力比無(wú)關(guān)，不存在余隙容積影響。長(zhǎng)處：（1）能夠用同一個(gè)電動(dòng)機(jī)在很寬的工作范圍內(nèi)高效運(yùn)轉(zhuǎn)；（2）熱泵的季節(jié)供熱系數(shù)HSPF提高；（3）整個(gè)系統(tǒng)的效率提高，即季節(jié)能效比SEER提高。圖

渦旋式壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)1-動(dòng)盤(pán)2-靜盤(pán)3-機(jī)體4-防自轉(zhuǎn)環(huán)5-偏心軸6-進(jìn)氣口7-排氣口第四章制冷和空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu)2023/4/336第36頁(yè)，共89頁(yè)，2023年，2月20日，星期四圖

渦旋式壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)1-動(dòng)盤(pán)2-靜盤(pán)3-機(jī)體4-防自轉(zhuǎn)環(huán)5-偏心軸6-進(jìn)氣口7-排氣口第四章制冷和空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu)2023/4/337第37頁(yè)，共89頁(yè)，2023年，2月20日，星期四四、螺桿式壓縮機(jī)

近年來(lái)，隨著螺桿機(jī)可靠性方面的改進(jìn)，它在中等容量的制冷與空調(diào)裝置上的應(yīng)用更為廣泛。

特點(diǎn)：螺桿機(jī)在部分負(fù)荷時(shí)的效率比離心機(jī)高8%～10%；而且不存在離心機(jī)的喘振問(wèn)題。第四章制冷和空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu)2023/4/338第38頁(yè)，共89頁(yè)，2023年，2月20日，星期四五、離心式壓縮機(jī)

離心式壓縮機(jī)依靠氣流速度變化的動(dòng)力學(xué)效應(yīng)，起到壓縮作用：吸入氣體由葉輪旋轉(zhuǎn)達(dá)到很高速度，然后導(dǎo)入渦殼使速度能轉(zhuǎn)變成壓力能。級(jí)壓力比受葉輪圓周速度與制冷劑性質(zhì)的影響。輪周速度受制于材料強(qiáng)度和氣體動(dòng)力條件。一級(jí)葉輪可以達(dá)到的壓力比（級(jí)壓力比）一般為3-4；一般限制輪周速度不超過(guò)制冷劑進(jìn)口處音速的1.4-1.5倍。

離心式壓縮機(jī)工作原理第四章制冷和空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu)2023/4/339第39頁(yè)，共89頁(yè)，2023年，2月20日，星期四離心機(jī)的特點(diǎn)是：

①結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、轉(zhuǎn)速高、輸氣量大，故體積、重量?。虎谥评鋭┎慌c潤(rùn)滑油接觸，避免了油對(duì)制冷劑的影響；③與容積式壓縮機(jī)特性一個(gè)重要的不同之處是：它的吸、排氣壓力差（或壓力比）與吸氣量有密切關(guān)系，吸氣量變化還影響機(jī)器效率，在部分負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，有可能出現(xiàn)喘振。

喘振現(xiàn)象就是氣流在流道內(nèi)來(lái)回撞擊而不能正常輸出。第四章制冷和空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu)2023/4/340第40頁(yè)，共89頁(yè)，2023年，2月20日，星期四第四章制冷和空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu)當(dāng)不變時(shí)，

與的關(guān)系：

第三節(jié)制冷機(jī)的工況影響分析一、冷凝溫度的變化對(duì)制冷機(jī)性能的影響、，增加

，，減少

即

。但是能隨意降低嗎？第41頁(yè)，共89頁(yè)，2023年，2月20日，星期四第四章制冷和空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu)當(dāng)不變時(shí)，

不變時(shí)，當(dāng)不變時(shí)，

二、蒸發(fā)溫度的變化對(duì)制冷機(jī)性能的影響，，增加

。吸氣比容

，

流量增加。

功率

不定。當(dāng)

，功率MAX，即當(dāng)，不定。

但是

能隨意升高嗎？第42頁(yè)，共89頁(yè)，2023年，2月20日，星期四第四節(jié)制冷換熱器第四章制冷和空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu)（2）機(jī)械冷藏車(chē)：氨鹽水等

（1）空調(diào)客車(chē)：空氣R12、R22等

制冷系統(tǒng)的熱交換設(shè)備主要是冷凝器和蒸發(fā)器，它們是制冷劑與外部熱源介質(zhì)之間發(fā)生熱交換的設(shè)備。分類(lèi)（1）按結(jié)構(gòu)型式分：殼管式、蛇管式、螺旋管式和板翅式等；（2）按用途分：冷凝器、蒸發(fā)器、中間冷卻器和回?zé)釤峤粨Q器等。一般，采用面式換熱器。車(chē)輛上的傳熱介質(zhì)：輔機(jī)：換熱器第43頁(yè)，共89頁(yè)，2023年，2月20日，星期四第四章制冷和空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu)，

4.4.1肋片管換熱器一、加肋的目的（強(qiáng)化傳熱）

1、外部傳熱℃

℃

可見(jiàn)，管子內(nèi)外側(cè)的放熱系數(shù)相差懸殊較大。2、內(nèi)部傳熱

應(yīng)盡量提高F外

Q外盡可能等于Q內(nèi)可以充分地發(fā)揮傳熱能力，提高換熱效率。

3、肋化系數(shù)（肋化效率）通過(guò)加肋方式

F外

F外

＞＞F內(nèi)，它表示加肋的程度，一般為12-20。

第44頁(yè)，共89頁(yè)，2023年，2月20日，星期四第四章制冷和空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu)二、肋片管的形式與參數(shù)1、形式（1）軋片管（2）纏絲管（3）繞片管（4）套片管第45頁(yè)，共89頁(yè)，2023年，2月20日，星期四第四章制冷和空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu)1．增大傳熱面積2．增大對(duì)數(shù)平均溫度差3．增大總傳熱系數(shù)4．降低污垢熱阻值5．降低管壁熱阻傳熱過(guò)程的強(qiáng)化第46頁(yè)，共89頁(yè)，2023年，2月20日，星期四第四章制冷和空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu)2、參數(shù)：肋片高h(yuǎn)，肋厚，肋片間距e，管徑d

注意：h不可太大，否則影響；e越小越好，但肋片間不能接觸。

3、傳熱熱阻計(jì)算

式中：

分別為肋管外、內(nèi)側(cè)的污垢熱阻；

——以肋片管外表面為基準(zhǔn)的當(dāng)量放熱系數(shù)；

——管內(nèi)側(cè)制冷劑的放熱系數(shù)；

——管材的導(dǎo)熱系數(shù)。

第47頁(yè)，共89頁(yè)，2023年，2月20日，星期四第四章制冷和空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu)三、肋片的效率

1、空氣與管壁的溫差

ta

tptf式中

——肋片根部（管表面）與空氣間的溫差；——肋片平均溫度與空氣間的溫差；

——平均溫度（因?yàn)槔咂谋砻鏈囟纫览咂叨鹊牟煌煌?/p>

第48頁(yè)，共89頁(yè)，2023年，2月20日，星期四第四章制冷和空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu)2、肋片熱交換的有效性（亦稱(chēng)肋片效率）式中m——肋片參數(shù)；

h’——當(dāng)量肋高；

δ——肋片厚度；

αp——肋片管外側(cè)放熱系數(shù)；

λ——肋片的導(dǎo)熱系數(shù)。第49頁(yè)，共89頁(yè)，2023年，2月20日，星期四第四章制冷和空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu)四、αp空氣側(cè)的放熱系數(shù)

用經(jīng)驗(yàn)公式，利用試驗(yàn)得到，如卡拉辛娜公式、埋橋英夫的實(shí)驗(yàn)公式等。五、傳熱系數(shù)考慮內(nèi)外污垢的影響，以外表面的面積為計(jì)算依據(jù)。第50頁(yè)，共89頁(yè)，2023年，2月20日，星期四第四章制冷和空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu)1、冷凝器

用冷凝器將制冷劑從低溫?zé)嵩次盏臒崃考皦嚎s后增加的熱焓排放到高溫?zé)嵩?。冷凝器按冷卻方式空氣冷卻式水冷式蒸發(fā)冷卻式空氣冷卻式冷凝器中根據(jù)管外空氣流動(dòng)方式自然對(duì)流空氣冷卻式冷凝器強(qiáng)制對(duì)流空氣冷卻式冷凝器

六、換熱器的分類(lèi)和結(jié)構(gòu)第51頁(yè)，共89頁(yè)，2023年，2月20日，星期四第四章制冷和空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu)自然對(duì)流空氣冷卻式冷凝器

第52頁(yè)，共89頁(yè)，2023年，2月20日，星期四第四章制冷和空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu)空氣強(qiáng)制對(duì)流冷凝器1-肋片2-傳熱管3-上封板4-左端板5-進(jìn)氣集管6-彎頭7-出液集管8-下封板9-前封板10-通風(fēng)機(jī)11-裝配螺釘?shù)?3頁(yè)，共89頁(yè)，2023年，2月20日，星期四第四章制冷和空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu)氨臥式殼管式冷凝器第54頁(yè)，共89頁(yè)，2023年，2月20日，星期四第四章制冷和空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu)氟利昂套管式冷凝器

第55頁(yè)，共89頁(yè)，2023年，2月20日，星期四第四章制冷和空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu)2、蒸發(fā)器

蒸發(fā)器是制冷機(jī)中的冷量輸出設(shè)備。制冷劑在蒸發(fā)器中蒸發(fā)，吸收低溫?zé)嵩唇橘|(zhì)（水或空氣）的熱量，達(dá)到制冷的目的。冷卻空氣的蒸發(fā)器空氣自然對(duì)流時(shí)多采用光盤(pán)管結(jié)構(gòu)空氣強(qiáng)制對(duì)流時(shí)采用翅片管結(jié)構(gòu)殼管式沉沒(méi)式

冷卻液體（水或其它液體載冷劑）的蒸發(fā)器第56頁(yè)，共89頁(yè)，2023年，2月20日，星期四第四章制冷和空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu)圖直接蒸發(fā)式空氣冷卻器及其安裝位置示意圖（a）橫向垂直；（b）水平；（c）傾斜。1-膨脹閥；2-分液器；3-分液管；4-匯集管；4-回氣管；6-感溫包。第57頁(yè)，共89頁(yè)，2023年，2月20日，星期四第四章制冷和空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu)臥式滿液式蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)第58頁(yè)，共89頁(yè)，2023年，2月20日，星期四第四章制冷和空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu)干式殼管蒸發(fā)器第59頁(yè)，共89頁(yè)，2023年，2月20日，星期四第四章制冷和空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu)空氣強(qiáng)制對(duì)流的蒸發(fā)器及其肋片管型式a)蒸發(fā)器b)繞片管c)套片管1-傳熱管2-肋片3-擋板4-通風(fēng)機(jī)5-集氣管6-分液器

第60頁(yè)，共89頁(yè)，2023年，2月20日，星期四第四章制冷和空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu)4.4.2冷凝器的設(shè)計(jì)計(jì)算1、上進(jìn)下出一、結(jié)構(gòu)2、橫進(jìn)橫出由6-8排肋管組成傳熱方向：

制冷劑空氣

空氣冷卻：

簡(jiǎn)便，但PK高，尺寸大，能量消耗大。注意：冷凝器容量較大時(shí)，采用兩組并聯(lián)，使傳熱強(qiáng)度低，且空氣流速越大，αK越大，傳熱效率越高。第61頁(yè)，共89頁(yè)，2023年，2月20日，星期四第四章制冷和空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu)q液膜壁面肋片空氣

液體80-85%二、蒸汽在管內(nèi)的冷凝時(shí)放熱1、比例：2—3：過(guò)飽和氣體

飽和氣體10-15%3—4：氣體

4—4’：過(guò)冷液體5%2、傳熱過(guò)程：

3、努謝爾準(zhǔn)則式中αn——努謝爾準(zhǔn)則數(shù)，即制冷劑冷凝時(shí)的放熱系數(shù)；dn——管子內(nèi)徑（m）;λm——冷凝液的導(dǎo)熱系數(shù)（w/m.k）。（該準(zhǔn)則用以計(jì)算αn，但尚不成熟。）4、H.Ф契板柯方程5、影響αn的其他因素第62頁(yè)，共89頁(yè)，2023年，2月20日，星期四第四章制冷和空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu)t0

或tK

時(shí)，C。

三、冷凝器的設(shè)計(jì)計(jì)算1、確定冷凝負(fù)荷可用以下三種方法：式中G——制冷劑流量；

N——壓縮機(jī)輸入壓縮功；

C——負(fù)荷系數(shù)。2、確定傳熱溫差（對(duì)數(shù)平均溫差）

式中（t2-t1）——空氣在冷凝器內(nèi)的溫升；

t1——冷凝器入口（13-15℃）的傳熱溫差；

t2——冷凝器出口（3-5℃）的傳熱溫差。t

t1

tkт

t2第63頁(yè)，共89頁(yè)，2023年，2月20日，星期四第四章制冷和空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu)空氣吸收的熱量：

式中

——空氣定壓比熱；

——放出的熱量。

3、αn計(jì)算空氣平均溫度

4、K的計(jì)算5、傳熱面積第64頁(yè)，共89頁(yè)，2023年，2月20日，星期四第四章制冷和空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu)4.4.3肋片管蒸發(fā)器（既有熱交換又有濕交換）一、分類(lèi)空氣冷卻器（有強(qiáng)迫通風(fēng)）冷卻盤(pán)管（自然對(duì)流）冷卻空氣的蒸發(fā)器二、特點(diǎn)1、有分流器（傳熱均勻、效率高）2、肋片直立（必須）（基于換熱面積的原因，避免冷結(jié)水積存在肋片上，增大空氣阻力，影響傳熱效果）3、肋片間距較大（考慮垢層、霜層的影響）第65頁(yè)，共89頁(yè)，2023年，2月20日，星期四三、傳熱分析

熱流方向：空氣冷表面?zhèn)鳠嵬ㄟ^(guò)霜層、垢層和管壁的透熱，使管內(nèi)的制冷劑沸騰帶走熱量。四、傳熱面積的計(jì)算式中Δt——對(duì)數(shù)平均溫差

t

t1t2t0т0

第四章制冷和空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu)第66頁(yè)，共89頁(yè)，2023年，2月20日，星期四第五節(jié)制冷裝置自動(dòng)控制器件

第四章制冷和空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu)引子部分節(jié)流機(jī)構(gòu)是實(shí)現(xiàn)制冷循環(huán)所必須的四個(gè)基本的系統(tǒng)組成部件之一。

作用：對(duì)制冷劑的流動(dòng)起扼制作用，使來(lái)自冷凝器的高壓液態(tài)制冷劑壓力降低；控制進(jìn)入蒸發(fā)器的制冷劑質(zhì)流率。一、常見(jiàn)類(lèi)型1、膨脹閥2、毛細(xì)管3、電動(dòng)膨脹閥4、活球閥第67頁(yè)，共89頁(yè)，2023年，2月20日，星期四第四章制冷和空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu)二、節(jié)流機(jī)構(gòu)的作用和工作原理

當(dāng)制冷劑流體通過(guò)一小孔時(shí)，一部分靜壓力轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)壓力，流速急劇增大，成為湍流流動(dòng)，流體發(fā)生擾動(dòng)，摩擦阻力增加，靜壓下降，使流體達(dá)到降壓調(diào)節(jié)流量的目的。節(jié)流機(jī)構(gòu)的作用有兩點(diǎn)：一是對(duì)從冷凝器中出來(lái)的高壓液體制冷劑進(jìn)行節(jié)流降壓為蒸發(fā)壓力；二是根據(jù)系統(tǒng)負(fù)荷變化，調(diào)整進(jìn)入蒸發(fā)器的制冷劑液體的流量。第68頁(yè)，共89頁(yè)，2023年，2月20日，星期四第四章制冷和空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu)三、熱力膨脹閥的作用利用蒸發(fā)器出口處制冷劑蒸氣的過(guò)熱度來(lái)調(diào)節(jié)制冷劑流量；對(duì)高壓制冷劑液體節(jié)流降壓，使制冷劑一出閥孔就沸騰膨脹成為低溫濕蒸氣，再進(jìn)入蒸發(fā)器。它在制冷裝置中的作用主要包括：（1）使高壓高溫的制冷劑液體在經(jīng)熱力膨脹閥時(shí)節(jié)流降壓，變?yōu)榈蛪旱蜏氐闹评鋭裾羝?，進(jìn)入蒸發(fā)器蒸發(fā)吸熱，實(shí)現(xiàn)制冷降溫。（2）按照感溫包感受到的蒸發(fā)器出口制冷劑蒸汽過(guò)熱度的變化，來(lái)改變膨脹閥的開(kāi)啟度，自動(dòng)調(diào)整流入蒸發(fā)器的制冷劑流量，使制冷劑流量始終與蒸發(fā)器的熱負(fù)荷相匹配。（3）通過(guò)熱力膨脹閥的控制，使蒸發(fā)器出口的制冷劑蒸汽保持一定的過(guò)熱度，這樣既能保證蒸發(fā)器傳熱面積的充分利用，又可以防止壓縮機(jī)出現(xiàn)液擊沖缸現(xiàn)象。第69頁(yè)，共89頁(yè)，2023年，2月20日，星期四第四章制冷和空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu)4.5.1熱力膨脹閥

☆熱力膨脹閥又稱(chēng)為自動(dòng)膨脹閥或節(jié)流閥。☆廣泛用于干式蒸發(fā)器的供液量調(diào)節(jié)

☆以蒸發(fā)器出口處制冷劑的過(guò)熱度為控制參數(shù)☆通過(guò)彈簧力設(shè)定靜態(tài)過(guò)熱度☆設(shè)定范圍一般為2～8℃

基本原理：蒸發(fā)器出口制冷劑的過(guò)熱度低于靜態(tài)過(guò)熱度時(shí)，閥處于關(guān)閉狀態(tài)；過(guò)熱度高于靜態(tài)過(guò)熱度時(shí)，閥才打開(kāi)。并按二者之偏差成比例地改變閥開(kāi)度，即成比例地調(diào)節(jié)送入蒸發(fā)器的制冷劑質(zhì)流率。要確保制冷空調(diào)系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行，就要對(duì)制冷空調(diào)系統(tǒng)熱工參數(shù)（溫度、濕度、壓力、流量、液位等）進(jìn)行控制。第70頁(yè)，共89頁(yè)，2023年，2月20日，星期四第四章制冷和空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu)(a)(b)(c)

閥結(jié)構(gòu)示意圖

閥與蒸發(fā)器連接圖

過(guò)熱度控制原理熱力膨脹閥結(jié)構(gòu)原理圖第71頁(yè)，共89頁(yè)，2023年，2月20日，星期四第四章制冷和空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu)一、按平衡方式不同分類(lèi)內(nèi)平衡式和外平衡式。二、內(nèi)平衡式熱力膨脹閥的結(jié)構(gòu)主要由感溫包、毛細(xì)導(dǎo)管、感溫膜片、傳動(dòng)桿、閥座、閥針及調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)組成。第72頁(yè)，共89頁(yè)，2023年，2月20日，星期四第四章制冷和空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu)熱力膨脹閥實(shí)物圖第73頁(yè)，共89頁(yè)，2023年，2月20日，星期四三、工作原理

熱力膨脹閥的工作原理

感溫系統(tǒng)：指由感溫包、毛細(xì)導(dǎo)管及膜盒（膜片上的空間）構(gòu)成的密閉空間。

節(jié)流：將入口壓力Pk調(diào)整為出口壓力P0。調(diào)節(jié)：針閥開(kāi)度的大小將影響P0、流量Q。P1’——膜片上方推力（來(lái)自感溫包）P0’——經(jīng)閥門(mén)節(jié)流后制冷劑的壓力P2——彈簧力注意：P0’、P2

均在膜片的下方。

從調(diào)節(jié)特性來(lái)分析，熱力膨脹閥屬于直接作用式比例調(diào)節(jié)器。

第四章制冷和空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu)第74頁(yè)，共89頁(yè)，2023年，2月20日，星期四第四章制冷和空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu)

平衡狀態(tài)：P1’=P0’+P2

。此時(shí)，閥針不動(dòng)，閥針孔開(kāi)啟度不變。工作原理：

利用P1’力的變化來(lái)改變閥針孔的開(kāi)啟度，從而改變制冷劑的流量，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)。初步設(shè)定P2

，自我調(diào)節(jié)P1’——感溫包。蒸發(fā)器t0

t01P1’

（P0’+P2

）

閥針孔開(kāi)度

流量

Q0

第75頁(yè)，共89頁(yè)，2023年，2月20日，星期四第四章制冷和空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu)第76頁(yè)，共89頁(yè)，2023年，2月20日，星期四第四章制冷和空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu)四、外平衡熱力膨脹閥與內(nèi)平衡熱力膨脹閥的主要區(qū)別（1）有一個(gè)專(zhuān)用的外平衡管接頭，為引入外平衡壓力所用；（2）調(diào)節(jié)桿的形式等也有所不同。外平衡熱力膨脹閥的安裝使用理由：因蒸發(fā)器存在壓力損失，導(dǎo)致內(nèi)平衡式膨脹閥開(kāi)啟過(guò)熱度增大，使蒸發(fā)器傳熱面積的利用率降低，制冷能力相應(yīng)減小。第77頁(yè)，共89頁(yè)，2023年，2月20日，星期四第四章制冷和空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu)（a）內(nèi)平衡（b）外平衡熱力膨脹閥開(kāi)啟過(guò)熱度的變化第78頁(yè)，共89頁(yè)，2023年，2月20日，星期四第四章制冷和空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu)四、選擇熱力膨脹閥時(shí)，主要考慮下列因素：

1、按系統(tǒng)采用的制冷劑；

2、要考慮系統(tǒng)的蒸發(fā)溫度；

3、閥前制冷劑過(guò)冷度會(huì)影響閥后兩相制冷劑的干度；

4、冷凝器至閥前的液管肯定有壓力降。第79頁(yè)