天津民族职专教师课时授课计划Word格式.docx
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实质:
将热量从被冷却对象中转移到环境中
制冷≠冷却
制冷机:
实现制冷所需的机器和设备。
特点:
必须消耗能量——电能、机械能等
制冷剂:
制冷机中把热量从被冷却介质传给环境介质的内部循环流动的工作介质。
制冷循环:
在制冷机中,制冷剂周而复始吸热、放热的流动循环。
二、理论支持
1、热力学基本定律
热力学第一定律:
能量守恒和转换定律
热力学第二定律:
能量贬值原理
两个恒温热源
两个等温过程
两个等熵过程
不可能把热从低温物体传向高温物体而不引起其它变化。
2、理想循环(逆卡诺循环)
1-2等熵压缩T0→Tk耗功w1
2-3等温压缩吸热qk=Tk(sa-sb)
3-4等熵膨胀Tk→T0做功w2
4-1等温膨胀放热q0=T0(sa-sb)
3.循环结果
从被冷却介质吸热q0(单位制冷量);
向冷却介质放热qk;
循环净耗功w0=w1-w2=qk-q0
4、逆卡诺循环难以实现:
设备:
蒸发器无传热温差
冷凝器无传热温差
压缩机无摩擦运动
膨胀机不经济,且难以加工
5.制冷系数
大小只取决于两个热源的温度;
T0↗或Tk↘ε↗
6、有传热温差的制冷循环
Tk’—冷却介质的温度
T0’—被冷却介质的温度
逆卡诺循环:
1’-2’-3’-4’-1’
Tk—冷凝器中制冷剂的温度
T0—蒸发器中制冷剂的温度
有传热温差的循环:
1-2-3-4-1
耗功量增加:
阴影面积
制冷量减少:
1-1’-4’-4-1
第(46)页
制冷系统的循环
1.循环组成:
压缩机:
等熵压缩;
冷凝器:
等压放热;
节流阀:
绝热节流,等焓;
蒸发器:
等压吸热而制冷
熵:
用温度除热量所得的商,标志热量转化为功的程度[entropy]
焓=流动内能+推动功;
焓表示流动工质所具有的能量中,取决于热力状态的那部分能量(enthalpy)
三、制冷方法
液体汽化制冷:
利用液体气化吸热原理。
(氟利昂)
如:
蒸汽压缩式制冷、吸收式制冷、蒸汽喷射式制冷
气体膨胀制冷:
将高压气体做绝热膨胀,使其压力、温度下降,利用降温后的气体来吸取被冷却物体的热量从而制冷。
(代表有溴化锂制冷)
热电制冷:
利用某种半导体材料的热电效应。
(半导体制冷)
四、制冷技术分类
按照制冷温度大小,分为三类:
普通制冷:
t>-120℃
深度制冷:
-120℃>t>-253℃
超低温制冷:
t<-253℃
空调用制冷技术属于普通制冷。
五:
制冷主要设备——“四大件”(工质走向)
第(47)页
制冷主要设备——“四大件”(各部分作用)
制冷系统的“心脏”,压缩和输送制冷剂蒸汽;
吸入、压缩和输送制冷剂蒸气,驱动循环进行
节流降压,并调节进入蒸发器的制冷剂流量;
吸收热量(输出冷量)从而制冷;
输出热量
N1.压缩机
制冷压缩机类型
活塞压缩机
1、类型:
2、
开启式
封闭式
半封闭式
第(48)页
活塞压缩机的配件:
螺杆式制冷压缩机
单螺杆压缩机
双螺杆压缩机
第(49)页
涡旋式制冷压缩机
离心式制冷压缩机
NO.2冷凝器
将压缩机升压排出的制冷剂过热蒸气冷却冷凝成液体
立式:
用水量多,水质可差
壳管式卧式:
水质要好,水温低
水冷式套管式:
小型水冷系统
淋水式:
用水少,水质可差,空气干燥
类型蒸发式:
用水少,空气干燥
自然对流式
风冷式
强制对流式
翅片式冷凝器
丝管式冷凝器
风冷式冷凝器
第(50)页
3、课上练习4、课堂小结
NO3.蒸发器
作用:
制取和输出冷量
满液式卧式壳管式
冷却液体的蒸发器直立管式
冷水箱
螺旋管式
冷风机——干式蒸发器
类型冷却空气的蒸发器
排管
螺旋式
新型速冻装置
隧道式
粘结式蒸发器
丝管式蒸发器
NO4.节流机构
节流降压,调节供液量
节流机构类型
1.手动膨胀阀(节流阀、调节阀)
2.浮球膨胀阀
3.热力膨胀阀
4.电子膨胀阀
5.毛细管
十一,布置作业
第(51)页
膨胀阀
1.手动膨胀阀(节流阀、调节阀)
只有氨制冷系统或试验装置中使用。
作为备用阀装在旁通管路上,以备应急或检修自动膨胀阀时使用。
2.浮球膨胀阀
◆原理:
根据满液式蒸发器的液面变化来控制蒸发器的供液量,可控制蒸发器的液面高度,同时节流降压。
◆应用:
广泛使用于氨制冷系统中
◆分类:
直通式和非直通式(根据节流后的液体制冷剂是否通过浮球室)
◆特点:
直通式:
结构简单,但由于液体的冲击作用引起壳体内液面波动较大,使调节阀的工作不太稳定,容易失灵。
非直通式(广泛应用):
工作稳定,液面稳定,但构造及安装复杂。
3.热力膨胀阀
分类:
内平衡式和外平衡式
(1)内平衡式
适用:
压降低、蒸发器流程短及阻力小的制冷设备。
原理:
利用蒸发压力、感温包内压力和弹簧力的变化来控制阀孔开启度。
(2)外平衡式适用:
蒸发器压力损失较大的系统。
◆选配与安装
①选配时膨胀阀制冷量应大于蒸发器制冷量
②阀体应尽量接近蒸发器,以及调节和拆修都比较方便的部位;
③阀体应垂直安装,其位置高于感温包的位置;
④膨胀阀前应装过滤器;
⑤感温包安装在蒸发器出口吸气管道水平部分,并且要用没有吸湿性的材料充分隔热;
内平衡热力膨胀阀原理图
第(52)页
◆原理:
利用蒸发器出口处制冷剂蒸汽过热度的变化调节供液量。
◆应用:
氟利昂系统中广泛使用(与非满液式蒸发器配合使用)。
4.毛细管
节流,利用孔径和长度变化产生压力差,控制制冷剂流量。
主要用于热负荷较小的家用制冷器具中,同时要求制冷系统有比较稳定的冷凝压力和蒸发压力,如空调、冰箱。
一般用铜管,结构简单,制造方便,价格便宜,不易产生故障,且压缩机停止运行后,冷凝器和蒸发器的压力可以自动达到平衡,减轻了再次启动时电动机的负荷;
但对制冷剂流量的调节能力很低。
辅助设备
一、油分离器
1、作用:
分离制冷剂中携带的润滑油
2、类型:
过滤式
油分离器类型洗涤式
离心式
填料式
3、结构:
二、贮液器(贮液桶)
按用途和工作压力分:
高压贮液器、低压循环贮液器、排液桶
结构:
高压贮液器低压循环贮液器按外形分:
立式和卧式
储液罐,其主要作用就是为了保证系统循环的制冷剂的量。
因为在制冷和制热的流量是不同的,多联机单开和全开流量相差也是很大的,不同的工况流量相差也是很大的。
所以为了保证制冷剂循环需求的流量最大的工况,我们必须灌注足够的制冷剂,那么在制冷剂流量需求小的时候就必须有容器来储存制冷剂,这就是它的作用。
搞的太大,灌注量就要增加,而且太大以后系统的反映速度也会慢。
但总体上我认为大了一些除了灌注量大外倒没有什么影响,但是如果搞小了,多余的制冷剂就会跑到蒸发器中,造成带液,制冷量低等不良后果。
三、气液分离器:
其作用是分离来自蒸发器的低压蒸汽中的液滴,保证压缩机吸入干饱和蒸汽。
小型空调所采用的气液分离器有管道性和筒体型两种。
四、过滤器和干燥器
◆过滤器:
气体过滤器:
压缩机吸气管路上或压缩机吸气腔;
液体过滤器:
调节阀或自动控制阀前的液体管路上。
◆干燥器:
只在氟利昂系统中使用,吸附水分,防止冰塞。
位置:
冷凝器(或贮液器)与热力膨胀阀之间。
常与过滤器结合做成干燥过滤器,既干燥又过滤。
五、安全保护装置
安全阀:
防止设备压力过高发生危险。
六、自控装置与自动调节
1.电磁阀
(1)作用:
自动接通或切断制冷系统的供液管路,广泛用于如冷藏箱、空调器等所匹配的氟利昂制冷机中。
(2)位置:
冷凝器与蒸发器间的管路上装有,可控制液体管路的启闭。
(3)结构
第(53)页
七、自控装置与自动调节
1.电磁四通换向阀
控制、改变制冷剂流量,使系统由制冷工况向热泵工况转变。
(2)应用:
主要用于热泵型家用空调器。
(3)结构
2.压缩机的保护
(1)排气压力保护(高压保护)
目的:
保护压缩机的排气压力不超压。
(2)吸气压力保护(低压保护)
蒸发压力过低后果:
蒸发温度降低,使制冷机在不必要的低温下工作,会浪费电能,有时也会使液体载冷剂冻结。
故吸气压力也必须严格控制,保持在一定压力以上。
(3)油压保护
八、制冷剂
定义:
在被冷却对象和环境介质之间传递热量,并最终把热量从被冷却对象传给环境介质的制冷机中进行制冷循环的工作物质
常见冷剂种类
无机化合物、烃类、卤代烃、混合溶液。
目前本油田用的氟利昂制冷剂有R404A、R22
热力学性质满足制冷循环,具体要求如下:
1.对环境的亲和友善。
2.热力学性质满足制冷循环。
3.具有良好的物理化学性质。
4.来源广,易制取。
1)具有较大的制冷工作范围:
临界温度高、标准蒸发温度低、凝固温度低。
2)具有适当的工作压力和压缩比:
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1.2~1.5Mpa。
压缩比:
≠3,且不宜过大。
3)单位质量和单位体积制冷量均大:
q0大:
获取相同的制冷量时,可减少制冷剂的循环量。
qv大:
压缩机尺寸小,设备小,可减少材料消耗和投资。
4)绝热指数低:
可减少耗功率,降低排气温度,利于润滑。
具有良好的物理化学性质
1)流动性好(粘度小,密度小):
可减少流动阻力损失,降低能耗,缩小管径,减少材料消耗。
2)传热性好:
可减少传热面积。
3)安全性好:
高温下不分解、不燃、不爆,无毒。
4)化学稳定性好:
对金属和非金属材料不腐蚀。
5)溶油性:
溶油性差:
制冷剂和润滑油易分离,t0稳定;
易产生油膜影响传热
溶油性好:
润滑好,不易有油膜,传热好;
但易引起t0升高。
6)溶水性:
溶水性差:
在节流阀处,蒸发温度低于0℃时,游离态的水便会结冰而发生“冰堵”。
氟利昂难溶于水。
溶水性好:
不会发生“冰堵”,氨易溶于水,但氨溶于水中易腐蚀金属。
第(54)页
十、讲授新知
最常用的制冷系统__氟利昂系统
流程:
压缩机将氟利昂蒸气进行压缩,高压气体经油分离器将所携带的润滑油进行分离,然后进入冷凝器被冷凝成液体。
液体氟利昂由冷凝器下部出液管经干燥过滤器、电磁阀,被来自蒸发器的低温蒸汽进一步冷却后,进入膨胀阀节流降压,然后送入蒸发器吸热汽化。
汽化后的低温蒸气,被压缩机吸入重新压缩。
空调制冷系统常见故障检修
一、制冷系统检修要点
1、观察内外机的工作情况:
如指示灯板的显示情况,内机是否工作,风速输出是否正常,外机风扇、压缩机是否运行,从而判断是电器问题还是系统问题导致的不制冷。
2、检测空调器各项数据:
A、空调流水情况,一般内机滴水连续空调正常,但受环境湿度、温度影响只能作为一参考值。
B、进出风口温差,正常的进出风温差应在12-14度,但也会受环境温度、风速的影响。
C、测量(或观察各压力表)系统管路压力值,一般制冷时低压压力在0.45Mpa-0.50Mpa,制热时高压压力在1.8Mpa-2.2Mpa之间,但压力要受环境温度影响,空调进风温度越高,排气压力越高,冷凝温度越高,反之则小;
空调负荷越大,吸气压力越高,蒸发温度升高(蒸发器正常蒸发温度在5-7度之间)。
二、制冷系统故障类型
1、制冷系统堵:
制冷系统堵常常发生在毛细管及干燥过滤器处,因为这两个地方是系统中最狭窄的地方,常见的堵塞原因有三种:
脏堵、冰堵及焊堵。
A、脏堵一般发生在毛细管的进口处,是因系统内的污物(如焊渣、锈宵、氧化皮等)堵塞了管路,检查时轻轻敲击毛细管处可能会暂时恢复正常,另从管路和元件表面凝露、结霜以及停机时压力恢复速度时间等都可以对堵塞的位置及性质作出判断。
B、冰堵一般发生在毛细管的出口处,是因系统含有水分,在毛细管出口处突然汽化降温而凝结成小冰粒堵塞在毛细管的出口处,判断时可在毛细管出口处用焊枪加热如果效果恢复正常或好转说明是冰堵,
C、焊堵一般也是发生在毛细管的焊接处,现象与脏堵冰堵差不多,多发生在新装机上。
2.空调噪音
空调噪音是空调维修当中最常见的故障,在维修过程中要注意分析产生的原因,从产生部位上可分为内机噪音、外机噪音,从声音类别上我们可以将噪音分为:
摩擦噪音、风声、气流声、电磁声等,从产生的原因上可分为:
装配工艺问题、结构设计问题、零部件质量问题、空调安装问题等,在处理时要先区分声音类别、部位,再从产生原因上进行针对性处理。
第(55)页
2.空调噪音:
1、室内机常见噪音:
•室内机中掉有杂物.•塑封电机串轴、同心度不好、固定螺丝松动.•贯流风叶同心度不好、风叶破损、左侧风叶轴套磨损.•塑壳面板松动,自锁开关松动.•导风电机、导风门(连接机构磨擦声)有异声.•有啸叫声(风叶的平衡性不好,有必要时换个风叶;
或者是蒸发器本身故障25A型)•室内机冷媒流动的气流声(配管扁32M、毛细管处100S)•过滤网脏造成进风不畅。
2、室外机常见噪音:
•压缩机噪声大•配管抖动碰到钣金件•风叶有啸叫声(风叶破损)•室外电机声音大•室外风叶碰钣金件、冷凝器或出风网罩•室外机共振声,特别是取消电机架的小外机•室外出风网罩与外机钣金件相碰撞•室外机电机架松动•安装支架松动•室外机安装位置不对
3、判断噪音部位方法:
•排除法,当不能确定为何部件发出噪音时,如不能确定是压缩机还是室外电机噪音时,可先断开压缩机听室外电机是否有噪音,如没有则可以断定为压缩机噪音。
3.压缩机故障:
电动机(以下简称压缩机)的故障可分为电机故障和机械故障(包括曲轴,连杆,活塞,阀片,缸盖垫等)。
机械故障往往使电机超负荷运转甚至堵转,是电机损坏的主要原因之一。
电机的损坏主要表现为定子绕组绝缘层破坏(短路)和断路等。
定子绕组损坏后很难及时被发现,最终可能导致绕组烧毁。
绕组烧毁后,掩盖了一些导致烧毁的现象或直接原因,使得事后分析和原因调查比较困难。
然而,电机的运转离不开正常的电源输入,合理的电机负荷,良好的散热和绕组漆包线绝缘层的保护。
从这几方面入手,不难发现绕组烧毁的原因不外乎如下六种:
(1)异常负荷和堵转;
(2)金属屑引起的绕组短路;
(3)接触器问题;
(4)电源缺相和电压异常;
(5)冷却不足;
(6)用压缩机抽真空。
4.排气量不足(表现为排出压力低)
排气量不足是与压缩机的设计气量相比而言。
主要可从下述几方面考虑:
1、进气滤清器的故障:
积垢堵塞,使排气量减少;
吸气管太长,管径太小,致使吸气阻力增大影响了气量,要定期清洗滤清器。
2 压缩机转速降低使排气量降低:
空气压缩机使用不当,因空气压缩机
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