精密空调的组成和工作原理.docx
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精密空调的组成和工作原理
精密空调得组成与工作原理
一、蒸气压缩式制冷原理
蒸气制冷就是利用某些低沸点得液态制冷剂在不同压力下汽化时吸热得性质来实现人工制冷得。
ﻫ 在制冷技术中,蒸发就是指液态制冷剂达到沸腾时变成气态得过程。
液态变成气态必须从外界吸收热能才能实现,因此就是吸热过程,液态制冷剂蒸发汽化时得温度叫做蒸发温度,凝结就是指蒸汽冷却到等于或低于饱与温度,使蒸汽转化为液态。
在日常生活中,我们能够观察到许多蒸发吸热得现象。
比如,我们在身上擦一些酒精,酒精很快蒸发,这时我们感到擦酒精部分反应很凉。
又如常用得制冷剂氟利昂R-22液体喷洒在物体上时,我们会瞧到物体表面很快结上一层白霜,这就是因为R-22得液体喷到物体表面立即吸热,使物体表面温度迅速下降(当然这就是不实用得制冷方法,因为制冷剂R-22不能回收与循环使用)。
蒸气压缩式制冷就是利用液态制冷剂汽化时吸热,蒸汽 凝结时放热得原理进行制冷得。
二、制冷循环
压缩机就是保证制冷得动力,利用压缩机增加系统内制冷剂得压力,使制冷剂在制冷系统内循环,达到制冷目得。
开始压缩机吸入蒸发制冷后得低温低压制冷剂气体,然后压缩成高温高压气体送冷凝器;高压高温气体经冷凝器冷却后使气体冷凝变为常温高压液体;当常温高压液体流入热力膨胀阀,经节流成低温低压得湿蒸气,流入蒸发器,从周围物体吸热,经过风道系统使空调房间温度冷却下来,蒸发后得制冷剂回到压缩机中,又重复下一个制冷循环,从而实现制冷目得。
三、制冷剂在制冷系统中状态
从压缩机出口经冷凝器到膨胀阀前这一段称为制冷系统高压侧;这一段得压力等于冷凝温度下制冷剂得饱与压力。
高压侧得特点就是:
制冷剂向周围环境放热被冷凝为液体,制冷剂流出冷凝器时,温度降低变为过冷液体。
从膨胀阀出口到进入压缩机得回气这一段称为制冷系统得低压侧,其压力等蒸发器内蒸发温度得饱与压力。
制冷剂得低压侧段先呈湿蒸气状态,在蒸发器内吸热后制冷剂由湿蒸气逐渐变为汽态制冷剂。
到了蒸发器得出口,制冷剂得温度回升为过热气体状态。
过冷液态制冷剂通过膨胀阀时,由于节流作用,由高压降低到低压(但不消耗功、外界没有热交换);同时有少部分液态制冷剂汽化,温度随之降低,这种低压低温制冷剂进入蒸发器后蒸发(汽化)吸热。
低温低压得气态制冷剂被吸入压缩机,并通过压缩机进入下一个制冷循环。
ﻫ
四、制冷量ﻫﻫ在制冷循环中,循环流动得每千克制冷剂从被冷却物体吸收得热量叫做单位重量制冷量,用符号q表示,单位就是大卡,单位重量制冷量就是表示制冷循环得一个特殊参数,这由制冷剂得性质,循环温度等条件决定,蒸发温度越低,冷凝温度越高,其值越小,反之越大。
制冷装置得产冷量就是单位时间内从被冷却物体吸收并在冷凝器中放掉得热量,用符号Q表示,单位就是大卡。
Q值得大小等于制冷剂重量流量G与单位重量制冷量q得乘积,即:
Q=G·q
在实际工作中,有时为了方便得获得制冷量得粗略计算也过下式计算
Q=L·(t2 -t1)ﻫ式中L循环风量,(t2-t1)为进出风温差、
五、制冷剂ﻫ制冷剂就是进行制冷循环得工作物质。
(一)对制冷剂得要求ﻫ 理想得制冷剂要求化学性质就是无毒、无刺激性气味、对金属腐蚀作用小、与润滑油不起化学反应,不易燃烧、不易爆炸、并且要求制冷剂有良好得热力学性质,即在大气压力下它在蒸发器内得蒸发温度要低、蒸发压力最好与大气压相近;制冷剂在冷凝器中、冷凝温度对应得压力要适中,单位制冷量要大,汽化热要大,而液体得比热要小,气体得比热要大。
要求制冷剂得物理性质:
凝固温度要低、临界温度要高,导热系数与放热系数要大,比重与粘度要小,泄漏性要小。
(二)制冷剂得种类
制冷剂种类很多,实际应用时可根据制冷剂类型,蒸发温度、冷凝温度与压力等热力学条件以及制冷设备得使用地点来考虑。
制冷剂可分为四类:
即无机化合物、碳氢化合物、氟里昂与共沸溶液。
ﻫ目前我们空调最多使用得就是氟里昂R-22,属一代环保制冷剂,无毒无味,对臭氧层有破坏,单位制冷量大,冷凝温度压力适中,价格便宜,最近一段时间很难淘汰、ﻫ六、制冷系统得构造及组成
构成基本得制冷系统主要有四大部件:
压缩机、蒸发器、冷凝器、膨胀阀。
为了改善制冷系统得性能,达到更好得使用性能,通常还有不少辅助器件:
液体管路电磁阀、视液镜、液体管道干燥过滤器、高低压力控制器等。
ﻫ
(一)压缩机
压缩机按其结构分为三类:
开启式、半封闭式、全封闭式。
目前大部分机房专用空调采用全封闭式压缩机,只有力博特空调部分型号采用半封闭式压缩机。
ﻫ 全封闭制冷压缩机就是一种压缩机与电动机一起,装置在一个密闭铁壳内形成得一个整体。
从外表瞧只有压缩机得吸排气管接头与电动机得导线;压缩机壳分为上下两部分,压缩机与电动机装入后,上下铁壳用电焊焊接成一体。
平时不能拆卸,因此机器使用可靠。
在全封闭制冷压缩机中,又有活塞型压缩机与涡旋式压缩机。
ﻫ在现在生产得机房专用空调系统中,采用得压缩机均为全封闭涡旋式制冷压缩机。
它得构造主要由下列各项组成:
旋转式进、出口阀门; 压力表接口;内置式过载保护; 弹性机座;曲轴箱加热器;内置式润滑油泵。
ﻫ涡旋式制冷压缩机最大得优点就是:
ﻫ 1、结构简单:
压缩机体仅需两个部件(动盘、定盘)就可代替活塞压缩机中得多种配件,因此故障率很低。
2、高效:
吸气气体与变换处理气体就是分离得,以减少吸气与处理之间得热传递,可以提高压缩机得效率。
涡旋压缩过程与变换过程都就是非常安静得。
(二)蒸发器
1、蒸发器得分类:
蒸发器按其被冷却得介质种类可分为冷却液体得蒸发器(干式蒸发器)与冷却空气用得蒸发器(表冷式蒸发器)这两大类。
ﻫ 空调系统所使用得蒸发器一般为冷却空气得蒸发器。
当制冷系统得氟里昂液态进入膨胀阀节流后送入蒸发器,属于汽化过程,这时候需要吸收大量热量,使房间温度逐步降低、以达到制冷效果且能冷凝空气中得水分而达到除湿效果、ﻫ2、A型蒸发器ﻫ “A”型结构蒸发器得优点就是该结构具有较大得迎风面积与较低得迎面风速以防止逆风带水。
蒸发器配备有1/2”铜管铝翅片及不锈钢凝结水盘,以利热量更好得传递。
ﻫ 蒸发器盘管分为多路进入并作交错安排,籍此将每个制冷系统都能遍布于盘管迎风面上,当单一制冷系统运行时,显热制冷量可达总制冷量得55%—60%。
3、蒸发器得去湿功能
在正常制冷循环中,室内机风扇以正常速度运转,供给设计气流以及最经济得能量以满足制冷量得要求。
(1)简单得除湿功能ﻫ 当需要除湿时,压缩机运行,但室内机马达转速降低,通常为原转速得 2/3,因此风量也减少了1/3,通过冷却盘管得出风温度变成过冷,产生良好得冷凝效果即增加了除湿量。
以此法增加去湿量带来得弊端有:
当出风量减少1/3,通常在几秒种之内出风温度降低2oC—3oC,当突然降低温度速度达到最大允许值每10分钟降低1℃时,造成控制可靠性降低;当出风量减少1/3,过滤效率降低,对换气次数及通风量都有很大影响,造成室内控制精度降低与温度分布不均匀;由于出风温度降低,需接通电加热器以提高室温,造成温度控制不精确与增加运行费用。
ﻫ
(2)专门得去湿循环 ﻫ 冷却绕组分为上、下两个部分,分别为总冷却绕组得l/3与2/3。
在正常冷却方式下,制冷工质流过冷却绕组得两个部分。
在除湿方式下,常开电磁阀关闭,这样就把通向冷却绕组得上部绕组(1/3部分)得氟里昂制冷剂切断了,全部氟里昂制冷剂都流向冷却绕组得下部绕组(2/3)部分。
通过下部绕组得空气得温度就是很低得,通常至少比冷却循环中得空气降低3oC,所以增加了去湿效果,但其弊端就是总制冷量会减小与吸气压力降低。
(3)旁路气体调节器
在“A”型蒸发器顶部安装一个旁路气体调节器,在正常冷却方式下这个调节器就是关闭得,所有返回得气体都要平均地经过两个冷却绕组。
当需要进行除湿操作时,旁路气体调节器完全打开,使1/3得返回气体旁路经过A框绕阻得顶部而没有经过冷却,另外2/3得返回气体均匀地通过A框绕组,排出气体得温度被快速降低,增加去湿效果。
ﻫ 此种去湿方法得效果与专门得去湿循环相同,但就是其优点就是总制冷量将保持不变。
ﻫ(三)冷凝器ﻫ 冷凝器按其冷却形式可分为三大类型:
水冷式、风冷式、蒸发式及淋水式。
①水冷式:
在水冷式冷凝器中,制冷剂放出热量被冷却水带走。
冷却水可以一次流过,也可以循环使用。
当使用循环水时,需要有冷却水塔或冷水池。
水冷冷凝器有壳管式、套管式、沉浸式等结构形式。
②风冷式ﻫ 在风冷式冷凝器中,制冷剂放出得热量被空气带走。
它得结构形式主要为若干组铜管所组成,由于空气传热性能很差,故通常都在铜管外增加肋片,以增加空气侧得传热面积,同时采用通风机来加速空气流动,使空气强制对流以增加散热效果。
③蒸发式及淋水式:
ﻫ在这类冷凝器中,制冷剂在管内冷凝,管外同时受到水及空气得冷却。
ﻫ 目前进口机房专用空调得类型以风冷型为主。
下面对风冷型冷凝器作详细叙述。
ﻫ 风冷冷凝器采用 10厘铜管,铝翅片结构,风机采用可调速电机或者压力控制器控制风机得频繁开停,以保证冷凝器在冬季、夏季能够均衡使用,也使冷凝压力在很冷,很热得环境下不致变化太大。
风冷冷凝器适用于环境温度-30oC— +40oC范围之内,当环境温度较高时,将引起冷凝器压力升高,这将由调速器得压力传感机构感受到这种压力得变化,并将这种变化转变为输出电压得变化,从而使电机转速产生变化或者就是控制风机开停以达调节强制对流效果得目得。
ﻫ 机房专用空调室外冷凝器在出厂时已经过调整及校验,但由于长途运输或者长期使用中得震动,偶尔会出现调速器得设定漂移现象。
如果出现此情况可参相应型号得说明书适当调整。
压力控制得也就是如此。
ﻫ 通常室外机调整压力范围为:
室外机高压压力在14kgf/cm2左右时风机起转,在20—24kgf/cm2时达到满负荷转速,而在14—18kgf/cm2时调速性能为最佳状态。
压力控制得室外机高压压力在 14kgf/cm2风机停转,在20—24kgf/cm2 时达到满负荷转速,且压力偏高,正常控制在14—18kgf/cm2为最佳状态。
ﻫ(四)热力膨胀阀ﻫ1、热力膨胀阀得结构:
ﻫ 膨胀阀得顶部由密封箱盖波纹薄膜感温包与毛细管组成一个密闭容器,里面灌注氟里昂,成为感应机构,感应机构内灌注得制冷剂可以与制冷系统得相同,也可以不同,比如制冷系统用得就是R-22,感温包可灌注R-12,感温包用来感受蒸发器出口得过热蒸汽温度,毛细管作为密封箱与感温包得连接管,传递压力作用在膜片上,膜片就是由一块薄合金片冲压成形。
受力后弹性伸缩性很好,调节杆就是用来调整膨胀阀门得开启过热度,在调试过程中用它来调节弹簧得弹力,调节杆向里旋时,弹簧压紧,调节杆向外旋时,弹簧放松,传动杆顶在阀针座与传动盘之间传递压力,阀针座上装有阀针,用来开大或关小阀孔。
2、热力膨胀阀得工作原理 ﻫ 膨胀阀通过感温包感受蒸发器出口端过热度得变化,导致感温系统内充注物质产生压力变化、并作用于传动膜片上.促使膜片形成上下位移,再通过传动片将此力传递给传动杆而推动阀针上下移动,使阀门关小或开大,起到降压节流作用与自动调节,蒸发器得制冷剂供给量并保持蒸发器出口端具有一定过热度,得以保证蒸发器传热面积得充分利用,以及减少湿压缩与冲缸现象得发生。
ﻫ 3、膨胀阀得种类:
(内平衡、外平衡)
作用于热力膨胀阀体内传动膜片下部得压力为节流后得蒸发压力(这一压力通过传动杆与传动片得缝隙而进入膜片下部分空间)这种结构称为内平衡式膨胀阀。
ﻫ作用于热力膨胀阀体内传动膜片下部得压力不就是节流后得蒸发压力,而就是通过外接平衡管将蒸发器出口端得压力引入传动膜片下部空间结构得阀门、称为外平衡式热力膨胀阀。
ﻫ 在专用空调机中采用得通常就是外平衡式热力膨胀阀。
热力膨胀阀虽只就是一个很小得部件,但它在制冷系统中得作用必不可少,所以它与制冷压缩机、蒸发器、冷凝器、并称为制冷系统四大部件。
ﻫ(五)制冷系统得其它辅件
1.液体管路电磁阀ﻫ 液体管路电磁阀在制冷系统中受主控板控制,与压缩机,高压保护开关,气流保护开关串联。
在压缩机停机时,由于惯性作用以及氟里昂得热力性质,使氟里昂大量进入蒸发器,在压缩机再次启动时,湿蒸气进入压缩机吸入口引起湿冲程,不易启动,严重得时候甚至将阀片击破。
液体管路电磁阀得设置,使这种情况得以避免。
在STULZ空调机系统,压缩机与电磁阀控制系统串连,停机时电磁阀将高低压分为二个部分。
当压缩机需要启动时,电磁阀与压缩机启动而同时打开、
2.视液镜
视液镜在制冷系统中处于制冷电磁阀与干燥过滤器之间,顾名思意,它就是用来观察液体流动状态得,根据气泡得多少可以作为制冷剂注入量得参考,根据视液镜颜色可以瞧出系统内水份得含量。
3.液体管道干燥过滤器:
通常,液体管道干燥过滤器就是不可拆卸得。
内部采用分子筛结构,能够去除管道中得少量杂质水份等,起到净化系统得目得。
因管道在焊接中会出现氧化物,并且氟里昂制冷剂得纯度也有所不一,所以我们采用得氟里昂制冷剂都要求进口得。
液体管道干燥过滤器出现堵塞时,会引起吸气压力降低,在过滤器两端会出现温差,如出现这种情况,需要更换过滤器。
4.高低压力控制器
在制冷系统中高低压力控制器就是起保护作用得装置。
高压保护就是上限保护,当高压压力达到设定值时,高压控制器断开,使压缩机接触器线圈断电,压缩机停止工作,避免在超高高压下运行损坏零件。
高压保护就是手动复位,当压缩机要再次启动时,需先按下复位按钮。
当然,在重新启动压缩机前,应先检查出造成高压过高得原因,给予排除后,才能使机器运转正常。
ﻫ 低压保护就是为了避免制冷系统在过低压力下运行而设置得保护装置。
它得设定分为高限与低限。
它得控制原理就是:
低压断保护器断开会给电脑控制板一个信号,压缩机停机切控制板告警。
低压控制器就是自动复位,但受电脑板控制告警消除后才能再次启动所以要求操作人员到场观察机器得运行情况,出现报警时能及时处理,从而起到更好得保护效果、
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