制冷系統(tǒng)課件A分析.ppt

1、制冷系統(tǒng)講座，一、制冷基本原理，定義制冷的基本原理和基本方法的單級(jí)壓縮蒸汽制冷循環(huán)，一、定義、制冷：從低于環(huán)境的物體中吸取熱量并將其轉(zhuǎn)移到環(huán)境介質(zhì)中的過(guò)程。 冷凍機(jī)：完成冷凍循環(huán)所需設(shè)備和設(shè)備的總稱。 冷凍裝置：冷凍機(jī)和使用冷熱量的設(shè)施相結(jié)合的裝置。 冰箱和空調(diào)機(jī)等制冷劑：除了半導(dǎo)體制冷，冷凍機(jī)都是通過(guò)內(nèi)部循環(huán)流動(dòng)的工作介質(zhì)來(lái)實(shí)現(xiàn)冷凍過(guò)程，完成這一功能的工作介質(zhì)，又稱制冷劑，又稱冷凍工程學(xué)。 2、制冷的基本原理是，由于熱量只能自動(dòng)從高溫物體傳遞到低溫物體，實(shí)現(xiàn)制冷需要消耗能量的補(bǔ)償過(guò)程。 冷凍機(jī)的基本原理：利用某種工程性狀態(tài)變化，從較低溫的熱源吸取一定的熱量Q0，通過(guò)一個(gè)功耗w的補(bǔ)償過(guò)程，向較

2、高溫的熱源釋放熱量Qk。 在該過(guò)程中，從能量上保存為Qk=Q0 W。 3、制冷的基本方法是，為了實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)移，首先制冷劑達(dá)到比低溫環(huán)境介質(zhì)低的溫度的過(guò)程是必要的，從被冷卻物體連續(xù)吸取熱量，在制冷技術(shù)的范圍內(nèi)，為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)過(guò)程，有以下的基本方法： 3、制冷的基本方法，相變制冷：低溫下的液體氣體膨脹制冷：高壓氣體絕熱膨脹可達(dá)到低溫，使低壓氣體復(fù)熱制冷。 氣體渦流制冷：高壓氣體在渦流管中膨脹可分為熱、冷兩種氣流，利用冷氣流的復(fù)熱過(guò)程進(jìn)行制冷。 熱電制冷：使直流電通過(guò)半導(dǎo)體熱電堆，可以使一端產(chǎn)生冷效應(yīng)，另一端產(chǎn)生熱效應(yīng)。 4、單級(jí)壓縮蒸汽制冷循環(huán)、蒸汽壓縮式制冷機(jī)是目前應(yīng)用最廣泛的制冷機(jī)，分為單級(jí)、多

3、級(jí)和堆疊式兩種。 單級(jí)壓縮蒸汽冷凍機(jī)是指將制冷劑進(jìn)行一級(jí)壓縮，從蒸發(fā)壓力壓縮到冷凝壓力的冷凍機(jī)。 單級(jí)冷凍機(jī)一般可以用于制造-40以上的低溫。 一般的空調(diào)都是利用單級(jí)壓縮蒸汽冷凍機(jī)的原理制造的。 4、單級(jí)壓縮蒸汽制冷循環(huán)、單級(jí)壓縮蒸汽制冷機(jī)為壓縮機(jī)冷凝器節(jié)流機(jī)構(gòu)(毛細(xì)管)蒸發(fā)器制冷劑、4、單級(jí)壓縮蒸汽制冷循環(huán)、單位制冷量： q0=h1-h6單位冷凝熱量： qk=h2-h5單位a :壓縮機(jī)b :冷凝器c :節(jié)流機(jī)構(gòu)d :蒸4、單級(jí)壓縮蒸汽制冷循環(huán)、壓縮機(jī)：起吸入蒸發(fā)器中的低溫低壓制冷劑蒸汽，壓縮至高溫高壓的過(guò)熱蒸汽，排出冷凝器的作用。 常用的壓縮機(jī)有活塞式、轉(zhuǎn)子式、渦旋式、螺旋式、離心式等。 壓

4、縮機(jī)有定速壓縮機(jī)和變頻壓縮機(jī)。 4、單級(jí)壓縮蒸汽制冷循環(huán)、冷凝器：其作用是將來(lái)自壓縮機(jī)的高溫高壓制冷劑蒸汽冷凝為過(guò)冷的液體，在冷凝過(guò)程中制冷劑蒸汽釋放熱量，因此用水或空氣冷卻。 冷凝壓力因制冷劑而異。 一般家用空調(diào)冷凝器中的制冷劑(R22 )壓力：標(biāo)準(zhǔn)制冷條件下一般為18 19 bar左右，過(guò)載條件下一般為2224bar左右。 4、單級(jí)壓縮蒸汽制冷循環(huán)、節(jié)流機(jī)構(gòu)：普通空調(diào)常用于毛細(xì)管、高級(jí)空調(diào)用電子膨脹閥。 制冷劑通過(guò)節(jié)流機(jī)構(gòu)后，壓力從冷凝壓力下降到蒸發(fā)壓力，一部分制冷劑在節(jié)流過(guò)程中閃爍變成氣體。 節(jié)流過(guò)程中的制冷劑焓不變。 一般的家用空調(diào)節(jié)流結(jié)束后，約20%的冷媒閃爍，變成煤氣。 如果制冷劑

5、不蒸發(fā)而閃爍成為氣體，空調(diào)的性能會(huì)降低。4、單級(jí)壓縮蒸汽制冷循環(huán)、蒸發(fā)器：使經(jīng)過(guò)節(jié)流機(jī)構(gòu)的制冷劑液蒸發(fā)成蒸汽，起到吸收被冷卻物的熱量的作用。 蒸發(fā)器是對(duì)外輸出冷熱的設(shè)備。 一般家庭用空調(diào)蒸發(fā)器的制冷劑(R22 )的蒸發(fā)壓力為5.5-6.5bar左右。 二、系統(tǒng)匹配，壓縮機(jī)選擇冷凝器選擇蒸發(fā)器推定制冷劑充填量匹配冷凍系統(tǒng)不合格項(xiàng)目的整改，二、系統(tǒng)匹配，一般來(lái)說(shuō)，新匹配的一臺(tái)空調(diào)機(jī)都是參考機(jī)型的新匹配機(jī)的性能指標(biāo)與壓縮機(jī)、冷凝器、蒸發(fā)器的選擇有很大關(guān)系室外機(jī)、室內(nèi)機(jī)的馬達(dá)轉(zhuǎn)速-風(fēng)量-噪音首先要弄清楚。 1、選擇壓縮機(jī)，根據(jù)情況選擇壓縮機(jī)型式：活塞式、轉(zhuǎn)子式、渦旋式及其電源規(guī)格一般在家用空調(diào)中活塞式

6、較少，T3型空調(diào)一般選擇活塞式壓縮機(jī)。 目前，3P以下的家用空調(diào)多為轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)。 轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)分為單轉(zhuǎn)子和雙轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)。 3P以上的家用空調(diào)一般使用渦旋壓縮機(jī)。 根據(jù)空調(diào)機(jī)的制冷量的大小來(lái)選擇壓縮機(jī)的大小，一般來(lái)說(shuō)，空調(diào)機(jī)的額定制冷量以壓縮機(jī)單體能力的90%來(lái)選擇。 壓縮機(jī)的每排量(1cc )的能力約為175W。 2、選擇冷凝器，長(zhǎng)u管管徑，內(nèi)螺紋管仍在光管正常范圍內(nèi)，管徑越小，換熱系數(shù)越大，耐壓也越大，但流動(dòng)阻力也越大。 內(nèi)螺紋管的熱交換系數(shù)比光管高，不同形式內(nèi)螺紋管的熱交換系數(shù)也不同的小直徑冷凝器以及新的內(nèi)螺紋管的研究是重要的方向。 選擇非親水鋁箔(普通鋁箔)還是親水鋁箔，平板型選擇平板、

7、狹縫型還是波紋型，選擇平板型的電容器有全鋁電容器、全銅電容器等，3、蒸發(fā)器、長(zhǎng)u管徑像選擇親水鋁箔那樣選擇狹縫片，最小片距離達(dá)到1.3mm。 4、估計(jì)制冷劑填充量，參考機(jī)型的制冷劑填充量1臺(tái)空調(diào)的正常狀態(tài)下約60%的制冷劑在室外側(cè)的冷凝器中，約40%的制冷劑在室內(nèi)側(cè)的蒸發(fā)器中。 以參考機(jī)種為基礎(chǔ)，算出冷凝器和蒸發(fā)器的內(nèi)容積增大(或減少)的比例，估計(jì)其制冷劑填充量。 例如，參考機(jī)型的加載量為1000g，內(nèi)機(jī)不變，室外機(jī)冷凝器從單列變?yōu)?.5列：側(cè)估計(jì)加載量為1000*0.6*1.5 1000*0.4=1300(g )一般來(lái)說(shuō)，估計(jì)加載量比最后多，這只能由經(jīng)驗(yàn)掌握概算中只能提供一個(gè)概算。 5 .匹

8、配制冷系統(tǒng)，以下幾點(diǎn)對(duì)一般情況，參考以下數(shù)據(jù)： 制冷箱一致，以下對(duì)策中的“增加制冷劑”是最后的手段，應(yīng)該盡量避免這種方法。 標(biāo)準(zhǔn)制冷箱匹配目標(biāo)：1)排氣溫度目標(biāo)值： 85-90高于目標(biāo)值時(shí)，應(yīng)縮短毛細(xì)管，增加室外機(jī)的風(fēng)量或增加制冷劑。 低于目標(biāo)值時(shí)，毛細(xì)管變長(zhǎng)，減少制冷劑。 特別是匹配的高效制冷系統(tǒng)，排氣溫度低達(dá)70-80。 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(guò)冷度目標(biāo)值為5-10左右的冷凝器出口最低為37-38，過(guò)低則與環(huán)境35的溫度差過(guò)小，熱交換量少，冷凝器中部溫度高于目標(biāo)值，則縮短毛細(xì)管，增大室外機(jī)風(fēng)量或使冷凝器5、配套制冷系統(tǒng)，3 )蒸發(fā)器中部溫度目標(biāo)值：

9、8-12左右，過(guò)熱度目標(biāo)值為0-1左右，蒸發(fā)器中部溫度值高于目標(biāo)值時(shí)，毛細(xì)管變長(zhǎng)。 蒸發(fā)器中部的溫度值低于目標(biāo)值時(shí)，縮短毛細(xì)管，增大室內(nèi)機(jī)的風(fēng)量，或者增大蒸發(fā)器。 蒸發(fā)器的過(guò)熱度值高于目標(biāo)值時(shí)，縮短毛細(xì)管，增加制冷劑。蒸發(fā)器的過(guò)熱度值低于目標(biāo)值時(shí)，毛細(xì)管變長(zhǎng)，增大室內(nèi)機(jī)的風(fēng)量，減少制冷劑，增大蒸發(fā)器。 5、匹配制冷系統(tǒng)，4 )壓縮機(jī)的回氣溫度可比蒸發(fā)器出口溫度高1-2左右。 如果回氣溫度高于出口溫度，例如出口為10，壓縮機(jī)回氣為20，這是壓縮機(jī)排氣溫度上升的原因，應(yīng)該縮短毛細(xì)管或增加制冷劑。 回氣溫度遠(yuǎn)低于出口溫度時(shí)，比如出口為10，壓縮機(jī)回氣為5，這就是壓縮機(jī)排氣溫度下降的原因，這時(shí)制冷劑在

10、蒸發(fā)器中不能充分蒸發(fā)，能力不足，應(yīng)該加長(zhǎng)毛細(xì)管或減少制冷劑。 5、匹配制冷系統(tǒng)，5 )在制冷過(guò)載狀態(tài)下。 OLP動(dòng)作時(shí)，增大外側(cè)風(fēng)量，制冷劑增多時(shí)壓縮機(jī)的負(fù)荷增大，可能的話縮短毛細(xì)管，減少制冷劑或增大冷凝器。 為確保高壓側(cè)壓力不超過(guò)26.5bar，26.5bar對(duì)應(yīng)于冷凝器中部溫度65左右。 壓縮機(jī)的排出溫度一般不要超過(guò)115以下、125。 壓縮機(jī)馬達(dá)的線圈溫度比排出溫度高10左右，溫度過(guò)高可能會(huì)燒壞線圈。 排氣溫度過(guò)高，可以縮短毛細(xì)管、增大冷凝器、增加制冷劑(注意縮短毛細(xì)管可能會(huì)降低標(biāo)準(zhǔn)箱的能力)，5 )配合冷凍系統(tǒng)，5 )過(guò)載保護(hù)器olp (over load protecect OLP圖

11、表有兩種視覺(jué)樣式。 如下圖所示，分為3個(gè)區(qū)域或2個(gè)區(qū)域。 圖所示的OLP曲線在電流為I1時(shí)，如果壓縮機(jī)溫度小于t1壓縮機(jī)的OLP，則不動(dòng)作。 或者，在壓縮機(jī)的溫度為t1時(shí)、壓縮機(jī)的電流小于I1時(shí)，OLP不動(dòng)作。5、匹配制冷系統(tǒng)，5 )最小制冷箱。 蒸發(fā)器的溫度不能低于0，在0以下的話，附著在蒸發(fā)器上的除濕水分開(kāi)始凍結(jié)，不能制冷，冰成塊掉落的話風(fēng)車就會(huì)損壞。 空調(diào)的防凍功能如果檢測(cè)到蒸發(fā)器的溫度T2連續(xù)一定時(shí)間低于某溫度值，則壓縮機(jī)停止工作，直到T2上升到某溫度為止不開(kāi)始工作。 海爾分體機(jī)： T2連續(xù)5分鐘不到0時(shí)停止壓縮機(jī)，內(nèi)部風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速不變，T2上升到8后打開(kāi)壓縮機(jī)。 確認(rèn)壓縮機(jī)殼體底部的溫

12、度比冷凝器中部的溫度高5以上。 如果不能保證，壓縮機(jī)油會(huì)被制冷劑稀釋，潤(rùn)滑油不能發(fā)揮作用，壓縮機(jī)折動(dòng)部開(kāi)始磨損，最終無(wú)法運(yùn)轉(zhuǎn)。 5、對(duì)制冷系統(tǒng)進(jìn)行匹配，6 )在性能匹配時(shí)調(diào)節(jié)毛細(xì)管與制冷劑量的組合，得到選擇對(duì)應(yīng)的出風(fēng)溫度為出風(fēng)溫度最低的毛細(xì)管與制冷劑量的組合測(cè)試能力，一般來(lái)說(shuō)，空調(diào)機(jī)的多數(shù)殘奧儀表具有下圖所示特征的下圖， 空調(diào)能力Q-毛細(xì)管長(zhǎng)度r空調(diào)能力Q-制冷劑量r空調(diào)電力Q-毛細(xì)管長(zhǎng)度r空調(diào)電力Q-制冷劑量r我們求出的是，對(duì)圖中的Q1點(diǎn)對(duì)應(yīng)的條件R1對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行微調(diào)，使空調(diào)各殘奧儀表符合最佳組合。5、冷凍系統(tǒng)相匹配，7 )不合格項(xiàng)目的微調(diào)和整改能力不足：壓縮機(jī)是否過(guò)小，毛細(xì)管和制冷劑量是

13、否最佳組合？ 室內(nèi)側(cè)和室外側(cè)的風(fēng)量合理嗎？ 兩器的大小合理嗎？ 電力過(guò)高，最大制冷停止：外側(cè)風(fēng)量合理嗎？ 冷凝器的大小合理嗎？ 冷凝器的制作沒(méi)有問(wèn)題嗎(沒(méi)有膨脹，沒(méi)有層疊，卷門，錯(cuò)誤)。 是否制冷劑過(guò)多、毛細(xì)管過(guò)長(zhǎng)、冷凝器的流路設(shè)定修正不合理會(huì)引起嚴(yán)重的復(fù)熱、流路一半堵塞、會(huì)降低冷凝器的性能、或否定結(jié)露盒不合格低風(fēng)風(fēng)速過(guò)低？ (風(fēng)速過(guò)高會(huì)導(dǎo)致吹水)室內(nèi)機(jī)是否漏風(fēng)？ 流路不均勻，是否偏流嚴(yán)重？ 制冷劑是否不足或不足液體是否蒸發(fā)？ 5、匹配制冷系統(tǒng)，7 )不合格項(xiàng)目的微調(diào)和改善室外機(jī)有制冷劑流動(dòng)音的毛細(xì)管單元用防振橡膠包圍，在兩個(gè)管徑的變化大的地方插入過(guò)渡管，如果防振橡膠的異常噪音或噪音超過(guò)基準(zhǔn)，

14、風(fēng)路的異常噪音，則按風(fēng)車的轉(zhuǎn)速， 如果安裝位置或換風(fēng)車是冷凍系統(tǒng)的異常噪音，則在固定頻率不適合的部位加上重塊或防振橡膠，改變其固定頻率，在配管振動(dòng)大的部位貼上防振橡膠，在壓縮機(jī)排氣管上在消音器壓縮機(jī)的防音棉板上貼上防音棉，三、影響EER、COP的主要因素，反卡諾循環(huán)的冷凍系數(shù)逆卡諾循環(huán)的制冷系數(shù)、逆循環(huán)是一種消耗功，當(dāng)高溫?zé)嵩春偷蜏責(zé)嵩吹臏囟炔蛔儠r(shí)，具有兩個(gè)可逆等溫過(guò)程和兩個(gè)等熵過(guò)程的逆循環(huán)稱為逆卡諾循環(huán)。 1、逆卡諾循環(huán)的制冷系數(shù)，圖中所示的逆卡諾循環(huán)T-s圖中，制冷劑散熱時(shí)的溫度和高溫?zé)嵩吹臏囟榷际荰2，制冷劑吸熱時(shí)的溫度和低溫?zé)嵩吹臏囟榷际荰1。 放出的熱量是q2=T2(s1-s4)吸收

15、的熱量，q1=T1(s1-s4)消耗的功率是w=q2-q1=(t2-t1)。 2、如何提高空調(diào)的EER，從冷凍系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，降低冷凝溫度Tk和提高蒸發(fā)溫度T0，提高EER采用有效的壓縮機(jī)，適當(dāng)?shù)卦龃罄淠?，增大室外機(jī)的風(fēng)量，降低Tk適當(dāng)?shù)卦龃笳舭l(fā)器，室內(nèi)機(jī)提高T0是利用高效率熱交換器，例如代替光管使用內(nèi)螺紋管、全鋁熱交換器，在機(jī)械整體上代替交流電動(dòng)機(jī)使用高效率的直流電動(dòng)機(jī)，代替通常的定速壓縮機(jī)、交流逆變壓縮機(jī)的制冷劑填充量使用盡可能少的容量大的逆變壓縮機(jī)以壓縮機(jī)額定頻率進(jìn)行制冷的主頻率，在增加內(nèi)外機(jī)風(fēng)量的同時(shí)，風(fēng)量越大EER越高的制冷系統(tǒng)不一定符合最佳的狀態(tài)，3、修改高EER空調(diào)機(jī)的熱交換器設(shè)置，

16、 銅管鋁箔換熱器長(zhǎng)度u管徑的影響內(nèi)螺紋型號(hào)的影響不同流路的影響鋁箔的影響其他型號(hào)的新型換熱器全鋁換熱器全銅換熱器橢圓長(zhǎng)u管換熱器橢圓長(zhǎng)u管能夠有效地減少尾流的影響，與通常的圓型長(zhǎng)u管相比能夠提高換熱系數(shù)。 1 )、長(zhǎng)u管管徑的影響，管徑不同的長(zhǎng)u管為不同的熱交換性能和阻力相同的流量，管徑越小，熱交換系數(shù)越大。 在相同的流量下，相同的管徑、內(nèi)螺紋管的熱交換系數(shù)比光管大，根據(jù)齒型不同，內(nèi)螺紋管的熱交換系數(shù)也在相同的流量下，管徑越小，阻力越大。在相同的流量下，管徑相同，內(nèi)螺紋管的阻力大于光管，具體請(qǐng)參照以下圖表：1 )、長(zhǎng)u管的影響、1 )、長(zhǎng)u管的影響、1 )、長(zhǎng)u管的影響、1 )、長(zhǎng)u管的影響、1 )，在實(shí)際設(shè)定修正中，分支路徑大于2路時(shí)，采用集中型分液器和集液器不同流路的管路最好相同，并且必須在上風(fēng)側(cè)和下風(fēng)側(cè)均勻流動(dòng)，使熱交換均勻。 不同流路的換熱單體能力測(cè)試請(qǐng)參閱下一頁(yè)。 2 )、受不同流路的影響，本實(shí)驗(yàn)使用的電容器為：拱形狹縫片，片厚0.105mm，片距1.7mm，長(zhǎng)u管直徑9.53mm。 2 )、從不同流路的影響可知，不同流路有不同的熱交換系數(shù)。 在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，要考慮生產(chǎn)技術(shù)的可行性，選擇綜合性最好的。 3 )、鋁箔的影響、親水性別：普通鋁箔(非親水鋁箔)和親水鋁箔親水鋁箔的定義：采用化學(xué)方法在鋁箔表面生成穩(wěn)定的高親水性膜，將鋁箔上的冷凝水從珠狀