小型制冷空调设备原理与维修只是课件.ppt
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1、电子工业出版社小型制冷、空调设备原理小型制冷、空调设备原理与维修与维修小型制冷空调设备原理与维修电子工业出版社小型制冷、空调设备原理小型制冷、空调设备原理与维修与维修2.1.1 基本组成如图2.1所示,蒸发器、压缩机、冷凝器和节流阀是蒸气工制冷系统的四个必不可少的基本部件。在小型氟里利制冷系统中,用毛细管代替节流阀。制冷剂在制冷系统中循环流动,方向如图。11/9/20222电子工业出版社小型制冷、空调设备原理小型制冷、空调设备原理与维修与维修2.1.1 基本组成 蒸气压缩式制冷系统使用的制冷剂是常压下沸点低于0的物质。例如氟利昂12和22(代号为R12和R22)在1个大气压下的沸点分别是29.
2、8和40.8。11/9/20223电子工业出版社小型制冷、空调设备原理小型制冷、空调设备原理与维修与维修2.1.2 工作原理1 蒸发器的作用蒸发器由一组或几组盘管组成。低温液态制冷剂进入蒸发器盘管流动时,通过管壁吸收盘管周围介质(空气或水)的热量沸腾汽化(工程上简称为蒸发),使盘管周围的介质湿度降低或保持一定的低温状态,从而达到致冷的目的。11/9/20224电子工业出版社小型制冷、空调设备原理小型制冷、空调设备原理与维修与维修图2.111/9/20225电子工业出版社小型制冷、空调设备原理小型制冷、空调设备原理与维修与维修2.1.2 工作原理 可见,蒸发器是让低温液态制冷剂和需要致冷的介质交
3、换热量的换热器。因此,蒸发器盘管应置于需要致冷的空间介质中。例如,电冰箱或冷库的蒸发器放在冷藏室和冷冻室内;房间空调器的蒸发器放在空调房间的墙内侧,并作空气冷却器;生产低温水(工程上称冷水)的冷水机组的蒸发器盘管放在产生冷水的壳箱内等。11/9/20226电子工业出版社小型制冷、空调设备原理小型制冷、空调设备原理与维修与维修2.1.2 工作原理制冷剂在蒸发器盘管内沸腾汽化时保持温度和压力不变,相应的湿度和压力称为蒸发温度和蒸发压力,分别用t0和p0表示。蒸发温度随蒸发压力的增大而升高,它们有确定的对应关系。对给定的制冷剂,利用它的饱和蒸气表或压焓图,从已知的t0可查出对应的p0,反之亦然。同时
4、,通过控制或调节蒸发压力也就可控制或调节蒸发温度。由于蒸发温度通常都很低,因而对应的蒸发压力也不高。相对于冷凝器,制冷剂在蒸发器中牌低温低压状态。11/9/20227电子工业出版社小型制冷、空调设备原理小型制冷、空调设备原理与维修与维修2.1.2 工作原理制冷剂在蒸发器中沸腾汽化时从致冷空间介质吸收的热量,就是制冷系统的制冷量。为了让制冷剂能被反复使用,需将从蒸发器流出的制冷剂蒸气冷凝还原为液态。冷凝器就是让气态制冷剂向环境介质放热冷凝液化的换热器。11/9/20228电子工业出版社小型制冷、空调设备原理小型制冷、空调设备原理与维修与维修2 冷凝器的作用制冷剂蒸气在冷凝器中冷凝液化时也保持温度
5、和压力不变,相应的湿度对压力称为冷凝温度和冷凝压力,分别用t0和p0表示。冷凝温度随冷凝压力的增大而升高,它们也有确定的对应关系,这种对应关系也可在制冷剂的饱和蒸气表或压焓图中查取。11/9/20229电子工业出版社小型制冷、空调设备原理小型制冷、空调设备原理与维修与维修2 冷凝器的作用从经济及方便角度考虑,用来使制冷剂冷凝的冷却介质应是常温的空气或水。利用流动空气冷却冷凝器,称为风冷。电冰箱、房间空调器等采用风冷式冷凝器。由于冷凝器要散热,所以夏季用空调器的风冷冷凝器应置于空调房间墙的外侧。利用流动水冷却冷凝器,称为水冷。家用中央空调器及移动式空调式的冷凝器多采用水冷式,流经水冷式冷凝器的水
6、称为冷却水。对于冷水机组要注意将冷凝器用冷却水和蒸发器中生产的冷水加以区别,它们分别在各自独立的冷却水系统和冷水系统中循环流动。11/9/202210电子工业出版社小型制冷、空调设备原理小型制冷、空调设备原理与维修与维修2 冷凝器的作用制冷剂在冷凝器中向冷却介质排放的热量,称为冷凝器的热负荷。用空气或常温的水来使制冷剂蒸气冷凝,冷凝温度就高于蒸发温度,对应的冷凝压力也就要求高于蒸发压力。压缩机的作用就是将从蒸发器流出的低压制冷剂蒸气压缩,使蒸气的压力提高到与冷凝温度对应的冷凝压力,从而保证制冷剂蒸气能在常温下被冷凝液化。制冷剂蒸气经压缩机压缩后,温度也升高了。因此,相对于蒸发器,冷凝器中的制冷
7、剂处于高温高压状态。11/9/202211电子工业出版社小型制冷、空调设备原理小型制冷、空调设备原理与维修与维修3 压缩机的作用压缩机是由电动机带动来压缩蒸气作功的,因此,压缩机的作用实质是消耗外功,迫使制冷剂将从致冷空间(低温热源)吸收的热量排放给环境(相对致冷空间为高温热源)。这与热力学第二定律的要求是一致的。2.1.3 蒸气压缩制冷的理论循环11/9/202212电子工业出版社小型制冷、空调设备原理小型制冷、空调设备原理与维修与维修3 压缩机的作用单级蒸气压缩制冷理论循环,一般可在制冷剂的压焓图上表示如图2.2中的循环4a12bc34。它由4a1、12、2bc3和34四个分过程组成,说明
8、如下:11/9/202213电子工业出版社小型制冷、空调设备原理小型制冷、空调设备原理与维修与维修3 压缩机的作用1 蒸发和吸气过热过程4a14a为低温低压的液态制冷剂在蒸发器中定温(t 0)、定压(p0)吸热沸腾汽化的过程,湿蒸气的干度逐渐增大,假定至蒸发器出口a处制冷剂完全汽化为干蒸气,即x=1。11/9/202214电子工业出版社小型制冷、空调设备原理小型制冷、空调设备原理与维修与维修3 压缩机的作用a1为压缩机的吸气过热过程,假定它是定压(p0)的吸热过程,制冷剂蒸气的温度由t0升至压缩机的吸气温度t1,因而点1处蒸气呈稍过热状态。11/9/202215电子工业出版社小型制冷、空调设备
9、原理小型制冷、空调设备原理与维修与维修3 压缩机的作用2 定熵压缩过程1212为压缩机的干压缩过程,假定压缩过程是定熵的,即压缩机的入口和出口处蒸气的状态点1和2位于同一条等熵线上,s2=s1。蒸气经压缩后,压力由p0升至pK,温度由t1升至压缩机排气温度t2。由图可见,t2tK,在压缩机出口处蒸气是过热蒸气。11/9/202216电子工业出版社小型制冷、空调设备原理小型制冷、空调设备原理与维修与维修3 压缩机的作用3 定压冷却冷凝和过冷过程2bc3压缩机排出的过热蒸气进入冷凝器后不能立即冷凝,而是先经2b的定压(pK)冷却过程,至点b温度降到tK,才能开始冷凝。bc为制冷剂蒸气的定温(tK)
10、、定压(pK)放热冷凝液化过程,湿蒸气的干度逐渐减小,至点c完全液化为制冷剂饱和液,即x=0。11/9/202217电子工业出版社小型制冷、空调设备原理小型制冷、空调设备原理与维修与维修3 压缩机的作用c3为制冷剂冷产液的定压(pK)、放热过冷过程,至节流装置入口点3,冷凝液温度降到过冷tG,制冷剂成为过冷液体。4 绝热节流过程3411/9/202218电子工业出版社小型制冷、空调设备原理小型制冷、空调设备原理与维修与维修3 压缩机的作用34为过冷的液态制冷剂流经节流装置的绝热节流过程。由于绝热节流前后制冷剂的焓相等,因此,节流装置入口与出口处制冷剂的状态点3和4位于同一条等焓线上,h4=hs
11、。经节流后,制冷剂的压力和温度由pK、tK降至p0、t0,然后再进入蒸发器蒸发,得以循环制冷。由于节流过程中会有少量液态制冷剂汽化,所以节流装置出口(也是蒸发器入口)处点4的制冷剂状态为干度很低的湿蒸气民。11/9/202219电子工业出版社小型制冷、空调设备原理小型制冷、空调设备原理与维修与维修2.2 吸收式制冷吸收式制冷也是液体气化法制冷的一种方式。由于它以消耗低温热能作为补偿实现制冷循环,对有余热场所热能的综合利用,以及对于太阳能的开发和应用都有重要的意义,因而近几十年发展非常迅速。11/9/202220电子工业出版社小型制冷、空调设备原理小型制冷、空调设备原理与维修与维修2.2 吸收式
12、制冷2.2.1 吸收式制冷的基本组成与工作原理如图2.3所示,吸收式制冷的基本组成与压缩式制冷的区别在于:由吸收器、溶液泵、发生器和调压阀组成的系统代替了压缩机。11/9/202221电子工业出版社小型制冷、空调设备原理小型制冷、空调设备原理与维修与维修2.2 吸收式制冷来自蒸发器的低温低压制冷剂蒸气进入吸收器,为吸收剂吸收;从吸收器出来的制冷剂吸收剂溶液由溶液泵输送至发生器,工质对在发生器中吸热升温,其中沸点低的制冷剂便大量气化和吸收剂分离,形成高压制冷剂蒸气;发生器排出的高压制冷剂蒸气通过冷凝器冷凝、节流阀减压降温,再进入蒸发器吸收冷室介质热量沸腾汽化制冷,即完成了吸收式制冷循环。11/9
13、/202222电子工业出版社小型制冷、空调设备原理小型制冷、空调设备原理与维修与维修2.2 吸收式制冷可见,吸收器、溶液泵和发生器的共同作用相当于压缩机,使制冷剂蒸气完成了由低温低压状态到高压高温状态的转变。为使工质对中的吸收剂也能循环使用,发生器中制冷剂吸热气化后所剩剂溶液,经调压阀减压降温(也是绝热节流过程),重新返回吸收剂蒸气。于是,吸收式制冷由两个11/9/202223电子工业出版社小型制冷、空调设备原理小型制冷、空调设备原理与维修与维修2.2 吸收式制冷循环制冷剂的逆循环与吸收剂溶液的正循环共同组成,此两循环缺一不可。11/9/202224电子工业出版社小型制冷、空调设备原理小型制冷
14、、空调设备原理与维修与维修图2.311/9/202225电子工业出版社小型制冷、空调设备原理小型制冷、空调设备原理与维修与维修2.2 吸收式制冷吸收式制冷是通过工质对在发生器中吸收外界热源提供的低温热能作补偿,来实现制冷的。可综合利用其它设备排出的温度较高的热水(75以上)、低压水蒸汽、烟道气中的余热,或者利用地热、太阳能等作为发生器的加热能源。11/9/202226电子工业出版社小型制冷、空调设备原理小型制冷、空调设备原理与维修与维修2.2 吸收式制冷11/9/202227电子工业出版社小型制冷、空调设备原理小型制冷、空调设备原理与维修与维修2.2.2 无泵吸收式制冷原理由于发生器的压力高于
15、吸收器,前面介绍的吸收式制冷机采用溶液泵加压,将工质对溶液由吸收器输送到发生器。如果在结构上使吸收器高于发生器,则可在一定位差的作用下,使工质对溶液自流进入发生器;再利用热虹吸管的提升作用,又可使工质对溶液自发生器返回吸收器,这样就不需设置溶液泵,制成无泵吸收式制冷机。这种制冷机的能耗少,无运动部件,振动和噪音非常小,设备简单,制造成本较低,维修管理方便,但工质对溶液的循环量小,制冷量较小。现在小制冷量的吸收式制冷机,特别是吸收式商用家用冰箱、制冷设备,多采用无泵吸收式制冷。11/9/202228电子工业出版社小型制冷、空调设备原理小型制冷、空调设备原理与维修与维修1 无泵溴化锂吸收式制冷图2
16、.4是无泵溴化锂吸收式制冷机的原理图。它由发生器、汽液分离器、冷凝器、蒸发器、吸收器、溶液热交换器和热虹吸管组成。稀溶液在发生器1中被加热,产生的大量水蒸汽泡夹带着浓溶液沿热虹吸管7上升至汽液分离器2。由于空间容积突然扩大及挡水板的作用,汽泡破裂,制冷剂水蒸汽与溶液分离。分离出的高压水蒸汽进入冷凝器3冷凝成制冷剂水,经细管道节流进入蒸发器4汽化制冷。11/9/202229电子工业出版社小型制冷、空调设备原理小型制冷、空调设备原理与维修与维修2.2 吸收式制冷11/9/202230电子工业出版社小型制冷、空调设备原理小型制冷、空调设备原理与维修与维修 图2.411/9/202231电子工业出版社
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