制冷设备维修工培训.ppt
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1、制冷设备维修工,技能鉴定培训 (理论部分),技能鉴定考核方式,理论考核 100分试卷,国家题库随机抽题,闭卷答题。 考核时间:2011.5.21下午 实操考核 根据要求进行实际操作,考核操作正确性、规范性等。50分 实操笔答,写出某种故障的检测、检修方法、步骤等,50分。,理论考试主要内容,专业基础知识 蒸汽压缩制冷循环 制冷剂及其性质特点 制冷循环设备 空调设备知识 制冷装置常见故障 故障维修常用工具及制冷剂充注方法,第一部分,专业基础知识,一、工程热力学,热力学第一定律:能量转换和守恒定律 热力学第二定律:能量贬值原理(热力过程的方向性和不可逆性) 两种循环:正循环、逆循环 热机:将热能变
2、成机械能的同时,必然伴有热量损失 制冷:消耗外部能量,把热量从低温物转移到高温物,二、传热学,1. 热传导 傅立叶定律: 保温材料:导热系数小的材料 常用:玻璃棉、聚氨酯泡沫塑料、橡塑等,二、传热学,2.对流换热 概念:依靠流体的流动和固体壁面接触交换热量 牛顿冷却定律: 对流换热系数 分:强制对流、自然对流,3. 热辐射 物体温度越高、表面越黑,越粗糙,发射和吸收辐射的能量越强; 表面越白、越平滑,其接收和向外辐射的能力越差。 电冰箱的外表面一般用光滑的浅色甚至白色,而 冷凝器多加工成黑色。,二、传热学,4.减弱换热的方法: 选择导热系数小的保温材料做保温层,尽量加大保温层厚度; 尽量减少换
3、热面积; 环境上尽量远离热源,靠近冷源,减少日晒。,二、传热学,5.增强换热的方法: 尽量选择导热系数大的材料(如铜、铝); 加大换热面积(如散热器的翅片结构); 使热交换器内外温差变大; 用强制对流取代自然对流;用紊流取代层流。,二、传热学,肋片或翅片要加在对流换热系数小的一侧,如暖气片的肋片加在了和空气接触的一侧。,三、流体力学,流体是气体和液体的总称,二者的共性是都具有流动性。 层流和紊流:如家用空气器冷凝器表面换热空气的流态是紊流。 流体连续性原理:同一流管中,对不可压缩流体,流速和流管截面积的乘积为一恒量。 流体流动时的阻力: 内摩擦造成的粘滞阻力沿程阻力损失 流动状态变化引起的压差
4、阻力局部阻力损失,当流体流经弯管、阀门、变径管时,会产生局部阻力损失。,四、湿空气,1. 组成 自然界的空气由干空气和水蒸汽组成,称为湿空气,简称为空气。 自然界空气的压力就是大气压力,为干空气压力和水蒸气压力之和。 饱和空气:由干空气和干饱和蒸汽组成 未饱和空气:由干空气和过热蒸汽组成,四、湿空气,2. 状态参数 相对湿度:反映空气干燥或潮湿的程度。 含湿量d:反映空气中水蒸气含量多少、判断加湿、除湿 (干球)温度: 湿球温度: 露点温度: 比焓:,空调器的蒸发温度一般57,肯定低于夏季空气的露点温度,因而空调器在工作时,表面出现结露是必然的,没有结露现象是不正常的。空调器中的排水装置和排水
5、管,是为处理露水而设置的。,五、空气调节,分为:舒适性空调和工艺性空调 空气调节内容 : 温度调节:居室夏季2527,冬季1820(老弱可高1、2);生产环境则根据具体工艺要求确定空气温度值。 湿度调节:相对湿度夏季5060,冬季4050 ,实质是增加或减少空气中水蒸气含量(加湿、减湿过程,即改变含湿量的大小) 洁净度调节:过滤空气,除去有害气体和灰尘。符合净化标准要求 空流调节:依靠空气的流动或流量来调节温湿度 设计规范规定,送风风速一般为35m/s,按卫生部标准要求,空调房间空气回流速度不大于0.25m/s。,五、空气调节,等焓线 等含湿量线 等温线 等相对湿度线 等水蒸气分压力线,第二部
6、分,蒸汽压缩式制冷循环,一、循环原理,压缩机:吸入、压缩和输送制冷剂蒸汽; 节流阀:节流降压,并调节进入蒸发器的制冷剂流量; 蒸发器:吸收热量(输出冷量)而制冷; 冷凝器:输出热量。,高压区:压缩机排出口至节流阀入口 低压区:节流阀出口至压缩机吸入口,二、 制冷剂状态参数和术语,压力和温度:蒸发温度(压力)、冷凝温度(压力)、吸气温度、排气温度 湿蒸汽:压缩机湿压缩、“液击” 干度:湿蒸汽中蒸汽质量和湿蒸汽总质量之比。x01. 干饱和蒸汽、过热蒸汽(过热温度、过热度) 饱和液体、过冷液体(过冷温度、过冷度) 比容:压缩机吸入制冷剂蒸汽比容大小,直接影响设备制冷量 焓:制冷剂获得或失去能量的多少
7、都可以用焓差来表示,三、 ph图及应用,等压线 水平线 等焓线 垂直线 等干度线 湿蒸汽区域内 等熵线 向右上方倾斜,自左向右递增; 等容线 向右上方倾斜,但比等熵线平坦,自上向下递增; 等温线 垂直线(未)水平线(湿)向右下方弯曲(过),作用:确定状态参数,表示热力过程,分析能量变化。,四、 理论循环的压焓图,单位质量制冷量:q0h1h5 单位冷凝负荷:qkh2h4 单位理论压缩功:w0h2h1 制冷系数: 单位容积制冷量:qvq0/v1,理论循环中:单位冷凝负荷单位质量制冷量单位功耗,五、冷凝温度的影响,压缩机耗功减少, 制冷量增加, 制冷系数提高, 吸气比容不变,降低冷凝温度:,冷凝温度
8、的高低完全取决于冷却介质的温度,在制冷装置中,冷却介质的温度不能随意降低,而是受到环境温度的限制。,空调器等制冷设备运行时,要严格控制冷凝温度(冷凝压力),使它不要过高。在维修制冷设备中,排除冷凝压力过高的故障,是经常遇到的内容之一。,六、蒸发温度的影响,压缩机耗功减少, 制冷量增加, 制冷系数提高, 吸气温度升高, 吸气比容减小,提高蒸发温度:,蒸发温度主要由制冷要求确定,故在能满足需要的条件下,应尽可能采取较高的蒸发温度。,七、液体过冷循环(提高制冷量),过冷后: 压缩机耗功不变, 制冷量增加, 制冷系数提高, 吸气状态不变,实现方法:采用气液热交换器;采用过冷器;增大冷凝器面积,如电冰箱
9、中毛细管与回气管并联焊接在一起,就是为了使液体过冷而设计的。,八、蒸汽过热循环(避免湿压缩),设备中对回气管道采取保温措施,就是为了消除无效过热。,蒸汽过热:制冷剂蒸汽的温度高于其压力所对应的饱和温度。 有效过热:过热吸收热量来自被冷却介质,产生有用的制冷效果。 有害过热:过热吸收热量来自被冷却介质以外,无制冷效果。,有害过热分析: 单位压缩功增加 单位制冷量不变 单位冷凝负荷增大 进入压缩机的制冷剂比容增大 压缩机的排气温度升高,有效过热分析:对循环是否有益与制冷剂性质有关。,九、回热循环,1. 单位压缩功增加 2. 单位制冷量增加 不一定能提高制冷系数,R12和R502采用回热循环有利;
10、氨不采用回热循环。,如电冰箱中毛细管与回气管并联焊接在一起,就是简单的回热循环。,第三部分,制冷剂,一、对制冷剂的要求,1. 环保(对臭氧层无破坏作用、无温室效应) 2. 热力性质好 蒸发压力和冷凝压力适中 蒸发压力:最好接近且稍高于大气压力; 冷凝压力:不宜过高,一般不超过1.21.5Mpa。 q0和qv大 临界温度tc高,凝固温度低 绝热指数低 可减少耗功率,降低排气温度,利于润滑,利于压缩机安全运行,一、对制冷剂的要求,3. 物理化学性质好 流动性好(粘度小,密度小)传热性好 安全性好 高温下不分解,不燃,不爆炸,无毒,对金属和其他材料不腐蚀。 溶油性 有限溶解:制冷剂和润滑油易分离,t
11、0稳定;易产生油膜影响传热。 无限溶解:润滑好,不易有油膜,传热好;但易引起t0升高。 溶水性(吸水性) 氨易溶于水,氟利昂难溶于水。 “冰塞”:制冷剂的吸水性差,当其含的水分多时,水就会呈游离状态随着制冷剂一起流动。在节流阀门处,蒸发温度低于0时,游离态的水便会结冰而把阀门堵住。常发生在氟利昂系统中。 吸水性好:制冷剂吸水后发生水解作用,生产酸性物质,腐蚀金属材料。氨系统不用铜及铜合金。,二、常用制冷剂,1. 水H2O(R718) 优点:环保、安全易得、无毒无味; 缺点:比容大、qv小,凝固点高,制冷温度0以上。 适用:蒸汽喷射式制冷机、溴化锂吸收式制冷机。,二、常用制冷剂,2. 氨NH3(
12、R717) 优点:环保、热力性质好(沸点-33.4,凝固点-77.7)、工作压力适中、q0、qv较大、粘性小,密度小,流动阻力小、传热性能好、溶水性好、不会“冰塞”,纯氨不腐蚀,但含水后腐蚀铜及铜合金(磷青铜除外)。 缺点:毒性大、有刺激性臭味、易燃易爆、一旦泄漏,将污染空气、食品,并刺激人,微溶于润滑油,易有油膜。 适用:大中型工业制冷装置(-65以上)和大中型冷库,二、常用制冷剂,3. 氟利昂 优点:无味、不易燃易爆、毒性小、等熵指数小、排气温度低,不腐蚀金属,分子量大。 缺点:密度大、粘性大、流动阻力大,渗透性强,易于泄漏而不被发现,含氟原子的氟利昂与明火接触能分解出剧毒的光气COCl2
13、,价格高。氟利昂不溶于水,易发生冰塞现象,故氨制冷系统中必须设干燥器。,二、常用制冷剂,氟利昂制冷剂命名方法: 分子式:CmHnFxClyBrz (满足2m+2=n+x+y+z) 代号:R M-1 (为0时略) N+1 x Bz(z为0时与B一起略) 如:一氯二氟甲烷分子CHF2ClR22 一溴三氟甲烷分子CF3BrR13B1 三氟三氯乙烷分子C2F3Cl3R113,二、常用制冷剂,4. R134a(C2H2F4) 替代R12,ODP0,GWP0.27 常压下,沸点26.5,凝固温度101 不可燃,蒸发器和冷凝器都在正压下工作 与矿物类润滑油不相容,替代时先清除机内矿物油,更换滤油器,换入专门
14、的脂类润滑油。 广泛用于电冰箱、汽车空调、离心式制冷机,二、常用制冷剂,5. R12(CF2Cl2) 一个大气压下沸点-29.8,凝固点-155,易冰塞,注意含水量小于0.0025,设干燥器。 与润滑油互溶,二、常用制冷剂,6. R22(CHF2Cl) 一个大气压下沸点-40.8,凝固点-160。 有限溶于润滑油,R22易冰塞,注意含水量小于0.0025,设干燥器;R22冷凝压力约1.4MPa 广泛用于家用空调器、低温设备、中型冷水机组、工业制冷装置中,二、常用制冷剂,7. R13 一个大气压下沸点-81.5,凝固点-180,可用在低温系统中,适用于复叠式制冷系统作为低温级制冷剂。,三、制冷剂
15、按工作温度分类,高温(低压)制冷剂:R11、R21 中温中压制冷剂:R12、R22、R502等 低温(高压)制冷剂:R13、R14等,四、制冷剂钢瓶,1.颜色: 氟利昂瓶漆成银灰色 氨瓶漆成黄色 2.注意: 钢瓶不要放在太阳下曝晒或靠近火焰及高温热源。 钢瓶内装入制冷剂的最大限度为其容积的80,不准充满。,并在瓶上标出制冷剂名称,不得相互调换使用。,五、载冷剂,1.水 2.盐水溶液:NaCl、CaCl2、MgCl2 盐水凝固点取决于盐的种类,且与一定的含盐量相对应。 盐水优点:原料充沛、成本低、凝固点可调。 适用:工作温度在-505之间的中温制冷装置中作载冷剂。 NaCl溶液:-21.2,含盐
16、量(质量含量)23.1 CaCl2溶液:-55,含盐量(质量含量)29.9,六、润滑油(冷冻机油),目前我国主要生产:13、18、25、30、40等 冷冻机油的选用主要考虑制冷剂的性质和压缩机的转速: R717适用:13#、25# R12适用:18 R22适用:25 转速越高,粘度应越大 360r/min:13、18 720960/min:25 1400/min以上:30、40,第四部分,制冷压缩机,压缩机作用:吸入、压缩和输送制冷剂蒸汽, 驱动循环进行 分类:容积型和速度型 容积型:气体压力的升高是靠吸入气体的体积被强行缩小,使单位容积内气体分子数增加来达到的。它有两种结构形式:往复活塞式和
17、回转式。 速度型:气体压力的升高是靠气体的速度转化而来,即先使气体获得一定高速,然后再由气体的速度能转化为压力能。其主要形式是离心式制冷压缩机。,一、活塞式压缩机分类,1. 按气缸布置型式分类 卧式:气缸轴线呈水平布置,制冷量大,大型机; 立式:气缸轴线直立布置; 高速多缸:其速度一般为9601440转分,气缸数目多为、4、6、8 四种,可分为型、型和型(扇型) 现代中小型多缸单级压缩机的汽缸数多达16缸,一、活塞式压缩机分类,2. 按电动机和压缩机的组合型式分类 开启式:压缩机的动力输入轴伸出机体外,通过联轴器或皮带轮与电动机联结,并在伸出处用轴封装置密封。 半封闭式:压缩机与电动机共用一主
18、轴,并共同组装于同一机壳内,但机壳为可拆式,其上开有各种工作孔用盖板密封。 全封闭式:压缩机与其驱动电动机共用一个主轴,二者组装在一个焊接成型的密封罩壳中。,开启式 半封闭式 全封闭式,一、活塞式压缩机分类,3. 按压缩机的级数分类 单级压缩:由蒸发压力至冷凝压力经过一次压缩; 双级压缩:由蒸发压力至冷凝压力经过两次压缩 4. 按采用的制冷剂分类 氨压缩机 氟利昂压缩机,二、活塞式压缩机结构,由机体、活塞及曲轴连杆机构、气缸套及进排气阀组合件、卸载装置、润滑系统五部分组成。 1. 机体 是压缩机最大的主要部件,用以支承压缩机的主要零部件,一般采用高强度灰铸铁铸成。,二、活塞式压缩机结构,2.
19、活塞及曲轴连杆机构(传动机构) 曲轴是活塞式制冷压缩机的主要部件之一,其作用是传递能量,并将电动机的旋转运动通过连杆改变为活塞的往复直线运动,以达到压缩气体的目的。 正常运行时,曲轴箱温度,氟系统70,氨系统65,轴封轴承70; 连杆是曲轴与活塞间的连接件,它将曲轴的回转运动转化为活塞的往复运动,并把动力传递给活塞对气体做功。 活塞的作用是与气缸共同组成一个可变的封闭工作容积,使气体在此容积内受到压缩。 在一个活塞组件上,有两个气环、一个油环。,曲轴,气缸盖,阀片,二、活塞式压缩机结构,3. 气缸套及进排气阀组合件 吸排气阀是活塞式压缩机的重要部件之一,它控制着压缩机的吸气、压缩、排气、膨胀过
20、程。靠压差自动启闭。 压缩机正常工作时,气缸盖应是半边凉、半边热 排气温度: 氨、R22135,R12110。 润滑油闪点160 吸气温度,氨比t0高510,氟吸气温度15;,二、活塞式压缩机结构,4. 卸载装置(能量调节装置) 作用是使压缩机在运转条件下停止部分气缸的吸气,以改变该压缩机的制冷能力。包括顶杆启阀机构和油压推杆机构。 活塞式制冷压缩机实现能量调节的方法是顶开部分气缸的吸气阀片。,二、活塞式压缩机结构,5. 润滑系统 润滑目的: 减少轴与轴承、活塞环与气缸壁等运动部件接触面的机械磨损,减少摩擦耗功,提高零部件的使用寿命。 可以带走摩擦产生的热量,降低各运动部件的温度,提高压缩机的
21、耐久性。,三、工况,工况:表示压缩机工作温度条件的技术指标。用稳定工作时的吸入压力饱和温度(或蒸发温度t0)、吸入温度、排出压力饱和温度(或冷凝温度tk)和制冷剂液体温度(或过冷温度)等温度数值表示。 说明一台压缩机的性能如何,必须指出是对什么工况而言。,三、工况,四、重要参数,1.理论输气量:压缩机在理想工作条件下,单位时间内由吸气腔往排气腔输送的气体的量; 2.实际输气量:压缩机在实际工作条件下,单位时间内由吸气腔往排气腔输送的气体的量; 3.输气系数(容积效率):实际输气量与理论输气量的比值 输气系数大小在01之间,第五部分,其他制冷设备,一、冷凝器,作用:将压缩机升压排出的制冷剂过热蒸
22、汽冷却冷凝成液体。 按冷却介质不同,可分为水冷式、风冷式、蒸发式。,一、冷凝器,1. 立式壳管式 使用范围:多用于氨制冷系统中 水在管内走,氨在管外走。 优点:传热系数高,冷却冷凝能力大; 垂直安装,占地面积小,可安装在室外,节省机房面积; 对水质要求不高,且在清洗时不需要停止制冷系统工作; 缺点:用水量大,相应水泵耗功率增加; 金属消耗量大,比较笨重,搬运安装不方便; 制冷剂泄露不易发现; 易于结垢,需经常清洗。,一、冷凝器,2. 卧式壳管式 使用范围:普遍地应用于大中小型氨、氟利昂制冷系统中,尤其在船舶制冷和空调制冷用冷凝机组、冷水机组中应用广泛。 优点:传热系数高、冷却用水比立式壳管式少
23、、占空间高度小、有利于有限利用空间的利用,结构紧凑、操作方便等。 缺点:水质要求好,水垢清洗不便,需要停止工作,卸下端盖才能进行、材料消耗大、造价较高等。,一、冷凝器,3. 套管式 使用范围:一般用于小型氟利昂机组 优点:结构紧凑,便于制造、传热性能好。 缺点:金属耗用量大,冷却水流动阻力大。,4.风冷式冷凝器 使用范围:多用于小型氟利昂制冷装置中,如电冰箱、空调器、冷冻柜等 类型:自然对流式和强迫对流式 特点:可以不用水而使冷却系统变得十分简单,不易产生腐蚀;初次投资和运行费用均高于水冷式;冷凝温度受环境影响大。,汽车空调冷凝器,一、冷凝器,自然对流式:主要用于家用冰箱和微型制冷装置。,(a
24、)线管式; (b)百叶窗式; (c)板管式,2.百叶窗式冷凝器:蛇形管紧卡或点焊在厚度为0.5mm、冲有7001200个孔的百叶窗状的散热片上。,钢丝式冷凝器:采用蛇形复合钢管与直径为1.62mm的钢丝点焊而成,空气强迫对流式冷凝器,一、冷凝器,5. 蒸发式冷凝器 使用范围:适用于缺水地区,中小型氨制冷系统 原理:冷却水喷淋时蒸发吸热,吸收高压制冷剂蒸汽的热量,同时使空气从下向上在水膜表面吹过。 优点:循环水量与耗水量较少,水泵耗功率低;冷凝温度低。 缺电:盘管易腐蚀,管外易结垢,且维修困难;消耗水泵和风机功率。,蒸发式冷凝器示意图 (a)吸入式;(b)压送式,一、冷凝器,6. 进出口温差 水
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