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文档简介
1、2022-5-1112、制冷技术分类、制冷技术分类 按照制冷温度大小,分为三类:按照制冷温度大小,分为三类:q 普通制冷:普通制冷:t t120120q 深度制冷:深度制冷: 120 120 t t253253q 超低温制冷:超低温制冷:t t253253 空调用制冷技术属于普通制冷。空调用制冷技术属于普通制冷。2022-5-1123 3、逆卡诺循环循环的条件、逆卡诺循环循环的条件(1 1)高低温热源温度恒定)高低温热源温度恒定(2 2)实现循环的必要设备是压缩机、冷凝器、膨胀机、和蒸发器)实现循环的必要设备是压缩机、冷凝器、膨胀机、和蒸发器(3 3)工质在冷凝器和蒸发器中与外界热源之间)工质
2、在冷凝器和蒸发器中与外界热源之间无传热温差无传热温差(4 4)工质流经各个设备时无内部不可逆损失)工质流经各个设备时无内部不可逆损失膨胀机压缩机冷却介质被冷却介质冷凝器蒸发器TeTcqkq0wewc1234TSKTeTcbawcweq02022-5-1134 4、评价制冷循环经济性的指标、评价制冷循环经济性的指标:(1)制冷性能系数制冷性能系数:ecececTTTwqPCO(2)热力完善度热力完善度:cPCOCOP1234TSKTeTcbawcweq02022-5-114 5、逆卡诺循环的局限 及蒸气压缩制冷循环解决方法(1)在制冷剂)在制冷剂湿蒸汽区域内进行压缩湿蒸汽区域内进行压缩(湿压缩湿
3、压缩) 压缩机吸入湿蒸气,低温湿蒸气与热的气缸壁面发生强烈热交换,与压缩机吸入湿蒸气,低温湿蒸气与热的气缸壁面发生强烈热交换,与气缸壁面接触的液珠迅速气化,使得压缩机的吸气量减少,导致制冷功气缸壁面接触的液珠迅速气化,使得压缩机的吸气量减少,导致制冷功率下降。率下降。 过多液珠进入压缩机后,难以立即气化。既破坏压缩机的润滑,又容过多液珠进入压缩机后,难以立即气化。既破坏压缩机的润滑,又容易对压缩机的叶片和气缸壁造成液击,影响压缩机的性能和寿命。易对压缩机的叶片和气缸壁造成液击,影响压缩机的性能和寿命。蒸气压缩式制冷的理论循环中通过蒸气压缩式制冷的理论循环中通过干压缩代替了湿压缩干压缩代替了湿压
4、缩2022-5-115 (2)膨胀机的经济性)膨胀机的经济性 液态制冷剂的比容变化很小,因而可以利用的膨胀功液态制冷剂的比容变化很小,因而可以利用的膨胀功十分有限。十分有限。 膨胀机的尺寸小,因而摩擦损失相对较大。膨胀机的尺寸小,因而摩擦损失相对较大。蒸气压缩式制冷的理论循环中通过膨胀阀蒸气压缩式制冷的理论循环中通过膨胀阀代替了膨胀机代替了膨胀机 2022-5-1166 6、蒸气压缩式制冷理论循环、蒸气压缩式制冷理论循环组成:组成:1 1)压缩机:等熵压缩;)压缩机:等熵压缩; 2 2)冷凝器:等压放热;)冷凝器:等压放热;3 3)膨胀阀:绝热节流;)膨胀阀:绝热节流;4 4)蒸发器:等压吸热
5、。)蒸发器:等压吸热。 2022-5-1177、避免湿压缩的方法、避免湿压缩的方法 在蒸发器出口设气液分离器;在蒸发器出口设气液分离器; 调节膨胀阀开度,控制压缩机入口制冷剂蒸气的过热度。调节膨胀阀开度,控制压缩机入口制冷剂蒸气的过热度。2022-5-1188、蒸气压缩式制冷理论循环压焓图上的表示2022-5-1199、 蒸气压缩式制冷的热力计算a. 制冷剂单位质量制冷量单位质量制冷量qe:1kg制冷剂在蒸发器中蒸发从被冷却介质吸收的热量。 qeh1h4h1h3 计算以下各参数:2022-5-1110b.单位容积制冷量单位容积制冷量qv :压缩机每吸入1m3制冷剂蒸汽(按吸气状态计),在蒸发器
6、中所产生的制冷量。 qvqe / v1(h1h4)/v1 v1为制冷剂的比容。c.制冷剂的制冷流量制冷流量 Mr和体积流量体积流量Vr: ;eerqQM verqQV 式中:Qe为制冷系统的制冷功率。 2022-5-1111d. 冷凝器的冷凝负荷冷凝器的冷凝负荷Q c:制冷剂在冷凝器中冷却、冷凝过程中放出的热量。 Q cMr(h2h3 )e. 压缩机的理论耗功率理论耗功率W: )(12hhMwMWrr2022-5-1112f. 理论制冷性能系数理论制冷性能系数COPCOP:制冷量与压缩机理论功率的比值。1241hhhhwqCOPe2.2 2.2 蒸气压缩式制冷的热力循环蒸气压缩式制冷的热力循环
7、 g. 理论制热性能系数理论制热性能系数COPhCOPh :制热量与压缩机理论功率的比值。1232hhhhwqCOPch2022-5-1113h. 制冷效率制冷效率 R(热力完善度热力完善度) :理论制冷循环制冷系数与理想制冷循环制冷系数之比。;1241eeccRTTThhhhCOPCOP2022-5-1114 1)过冷循环)过冷循环1010、蒸气压缩式制冷的热力循环改善、蒸气压缩式制冷的热力循环改善 过冷、过热及回热循环过冷、过热及回热循环 液体过冷:从冷凝器出来的液液体过冷:从冷凝器出来的液态制冷剂的温度低于其压力对应态制冷剂的温度低于其压力对应的饱和温度。的饱和温度。过冷度:液体过冷后的
8、温度与过冷度:液体过冷后的温度与其压力对应的饱和温度的差值。其压力对应的饱和温度的差值。过冷循环:具有液体过冷的制过冷循环:具有液体过冷的制冷循环称之为过冷循环。冷循环称之为过冷循环。2022-5-1115液体过冷对制冷性能的影响液体过冷对制冷性能的影响 采用液态制冷剂再冷,节采用液态制冷剂再冷,节流后制冷剂的流后制冷剂的干度减少干度减少(即无(即无效气化减少)单位质量效气化减少)单位质量制冷功制冷功率率增加增加; 压缩机的压缩功不变。压缩机的压缩功不变。 制冷系数提高,节流损失制冷系数提高,节流损失减少。减少。2022-5-1116 过冷循环实现方式有两种:过冷循环实现方式有两种:1、对于冷
9、冻冷藏等(、对于冷冻冷藏等(蒸发温度蒸发温度较低较低)的制冷系统,单独设置)的制冷系统,单独设置再冷却器再冷却器2、对于空调用制冷系统(、对于空调用制冷系统(蒸发蒸发温度较高温度较高)适当增大冷凝器面)适当增大冷凝器面积,使冷却介质与呈逆流换热,积,使冷却介质与呈逆流换热,以实现再冷以实现再冷。2022-5-1117 2)过热循环)过热循环 蒸气过热:压缩机入口处蒸气过热:压缩机入口处制冷剂蒸气的温度高于其压力制冷剂蒸气的温度高于其压力对应的饱和温度。对应的饱和温度。过热度:制冷剂蒸气过热后过热度:制冷剂蒸气过热后的温度与同压力下饱和温度的的温度与同压力下饱和温度的差值。差值。过热循环:具有蒸
10、气过热的过热循环:具有蒸气过热的制冷循环称之为过热循环。制冷循环称之为过热循环。2022-5-1118 3)回热循环2022-5-1119回热对蒸气压缩式制冷性能的影响回热对蒸气压缩式制冷性能的影响 采用回热循环,一方面可使液采用回热循环,一方面可使液态制冷剂再冷,单位质量态制冷剂再冷,单位质量制冷功制冷功率率增加增加( q0= h4-h4 );压缩机的压缩功增加(压缩机的压缩功增加(Wc= (h2 -h1 )-(h2-h1) );2022-5-1120回热对蒸气压缩式制冷性能的影响回热对蒸气压缩式制冷性能的影响 制冷系数是否提高,取决与制冷剂制冷系数是否提高,取决与制冷剂的热物理性质。的热物
11、理性质。 一般说来,对于一般说来,对于节流损失大节流损失大的制的制冷剂,如冷剂,如氟利昂氟利昂R12、R134a等回热是等回热是有利的,而对于制冷剂有利的,而对于制冷剂氨氨则是不利的则是不利的。2022-5-112111、闪发蒸气分离器对制冷性能的影响 采用闪发蒸气分离器,减少了一级压缩的制冷剂流量; 采用闪发蒸气分离器,降低了二级压缩机进口的蒸气温度和比容。 因此,采用闪发蒸气分离器可有效降低压缩机的功耗,故闪发蒸气分离器也称之为经济器经济器。 2022-5-112212、双级蒸气压缩式制冷的中间压力选取原则以获取最大制冷系数的中间压力为原则;以这种原则确定的中间压力称之为最佳中间压力最佳中
12、间压力。(在工程设计时,可通过选择几个中间压力进行试算进行试算以确定最优值。)以高低压缩机压缩比相等为原则(虽然制冷系数不是最大,但压缩机气缸工作容积工作容积的利用程度高,较实用实用)。此时中间压力的计算式为:kmPPP02022-5-11231313、 制冷压缩机作用制冷压缩机作用作用:它把制冷剂蒸汽从低压状态压缩至高压状态,作用:它把制冷剂蒸汽从低压状态压缩至高压状态,创造了制冷剂液体在蒸发器中低温下蒸发制冷、在创造了制冷剂液体在蒸发器中低温下蒸发制冷、在冷凝器中常温液化的条件。此外,由于压缩机不断冷凝器中常温液化的条件。此外,由于压缩机不断地吸入和排出气体,才使制冷循环得以周而复始地地吸
13、入和排出气体,才使制冷循环得以周而复始地进行进行2022-5-1124 制冷压缩机的分类压缩机按压缩原理有两大类:压缩机按压缩原理有两大类:容积型容积型速度型速度型容积型压缩机容积型压缩机:通过对运动机构作功,以减少压缩式容通过对运动机构作功,以减少压缩式容积,提高蒸气压力来完成压缩功能。积,提高蒸气压力来完成压缩功能。速度型压缩机速度型压缩机:由旋转部件连续将角动量转换给蒸气,由旋转部件连续将角动量转换给蒸气,再将该动量转为压力。再将该动量转为压力。1414、 制冷压缩机分类制冷压缩机分类2022-5-1125制冷压缩机分类和结构示意简图制冷压缩机分类和结构示意简图 往复式制冷压缩机往复式制
14、冷压缩机 螺杆式制冷压缩机螺杆式制冷压缩机 离心式制冷压缩机离心式制冷压缩机 2022-5-112616、往复式压缩机的容积效率计算、往复式压缩机的容积效率计算式中:式中: D气缸直径(气缸直径(m) S 活塞行程(活塞行程(m) Z 气缸数气缸数 n转速(转速(r /min ) Vcy压缩机曲轴每旋转一圈,每只压缩机曲轴每旋转一圈,每只 气缸吸入的低压气体体积(气缸吸入的低压气体体积(m3) 1)理论排气量(活塞排量)理论排气量(活塞排量 )即压缩机每秒钟吸入的气体体积,即压缩机每秒钟吸入的气体体积,计算公式为:计算公式为:P2P1O1PVP2P1234Vcy2thcy160VV ZnD S
15、ZnthV2022-5-1127 2)理论质量流量)理论质量流量P2P1O1PVP2P1234VcythrM,r,thth1/MVv2022-5-1128 3)容积效率)容积效率v即压缩机实际工作过程比理即压缩机实际工作过程比理想工作过程复杂,它的实际想工作过程复杂,它的实际吸气量小于活塞排量吸气量小于活塞排量 ,两,两者之比称为压缩机的容积效者之比称为压缩机的容积效率率(输气系数)输气系数)vthV2022-5-1129 4)实际容积效率的影响因素)实际容积效率的影响因素(1)压缩机运行工况:如压缩比、吸气过热程度等;)压缩机运行工况:如压缩比、吸气过热程度等;(2)压缩机构造与质量,如余隙
16、容积大小、气阀结构、转)压缩机构造与质量,如余隙容积大小、气阀结构、转速、气缸冷却方式、制作质量、磨损程度等;速、气缸冷却方式、制作质量、磨损程度等;(3)制冷剂性质,如比体积、排气温度、导热系数等。)制冷剂性质,如比体积、排气温度、导热系数等。2022-5-11301717、冷凝器作用及分类、冷凝器作用及分类冷凝器的作用:是使制冷压缩机排出的过热蒸气冷凝器的作用:是使制冷压缩机排出的过热蒸气冷却冷凝为高压液体。冷却冷凝为高压液体。按照冷却方式,冷凝器可分为按照冷却方式,冷凝器可分为水冷式、风冷式、水冷式、风冷式、蒸发式冷凝器蒸发式冷凝器等。等。 2022-5-11311818、蒸发器作用及分
17、类、蒸发器作用及分类蒸发器的作用:在制冷中,液态制冷剂经过节流蒸发器的作用:在制冷中,液态制冷剂经过节流后在其中汽化后在其中汽化( (实际上是沸腾实际上是沸腾) )吸热,使送入的介吸热,使送入的介质质( (水、空气或盐水水、空气或盐水) )被冷却被冷却( (这类介质也可称作载这类介质也可称作载冷剂冷剂) )。按照被冷却介质不同,蒸发器可分为按照被冷却介质不同,蒸发器可分为冷却液体的冷却液体的蒸发器、和冷却气体的蒸发器蒸发器、和冷却气体的蒸发器等。等。 2022-5-1132节流机构的作用和工作原理节流机构的作用和工作原理1、当制冷剂流体通过一小孔时,一部分静压力转变为动压力,、当制冷剂流体通过
18、一小孔时,一部分静压力转变为动压力,流速急剧增大,成为湍流流动,流体发生扰动,摩擦阻力增流速急剧增大,成为湍流流动,流体发生扰动,摩擦阻力增加,静压下降,使流体达到降压调节流量的目的加,静压下降,使流体达到降压调节流量的目的 ,节流是压,节流是压缩式制冷循环不可缺少的四个主要过程之一。缩式制冷循环不可缺少的四个主要过程之一。2、节流机构的作用有两点:、节流机构的作用有两点:一是对从冷凝器中出来的高压液体制冷剂进行节流降压为蒸发一是对从冷凝器中出来的高压液体制冷剂进行节流降压为蒸发压力;压力;二是根据系统负荷变化,调整进入蒸发器的制冷剂液体的数量。二是根据系统负荷变化,调整进入蒸发器的制冷剂液体
19、的数量。19、节流机构、节流机构2022-5-113320、热力膨胀阀 热力膨胀阀普遍用于氟利昂制冷系统中,通过感热力膨胀阀普遍用于氟利昂制冷系统中,通过感温机构的作用,随蒸发器出口处制冷剂的温度变温机构的作用,随蒸发器出口处制冷剂的温度变化而自动变化,达到调节制冷剂供液量的目的。化而自动变化,达到调节制冷剂供液量的目的。 热力式膨胀阀主要由阀体、感温包和毛细管组成。热力式膨胀阀主要由阀体、感温包和毛细管组成。热力式膨胀阀按膜片平衡方式不同有内平衡式和热力式膨胀阀按膜片平衡方式不同有内平衡式和外平衡式两种类型。外平衡式两种类型。2022-5-113421、蒸气压缩式冷水机组的分类、蒸气压缩式冷
20、水机组的分类1) 按冷水机组中压缩机品种分类按冷水机组中压缩机品种分类往复式冷水机组双 螺杆冷水机组螺杆式冷水机组冷水机组单螺杆冷水机组离心式冷水机组涡旋式冷水机组2022-5-11352) 按冷凝器冷却方式分类按冷凝器冷却方式分类水冷式冷水机组 风冷式蒸发式2022-5-113622、蒸气压缩式热泵分类、蒸气压缩式热泵分类1 )按低位热源对热泵分类)按低位热源对热泵分类空气源热泵土壤源热泵热泵地源热泵水源热泵太阳能热泵2022-5-11372 )按低位热源和热媒对热泵分类)按低位热源和热媒对热泵分类3823、水冷式冷水机组部分负荷特性、水冷式冷水机组部分负荷特性综合部分负荷性能系数综合部分负
21、荷性能系数IPLV表征冷水机组在运表征冷水机组在运行期间平均特性行期间平均特性IPLV=0.023A+0.415B+0.461C+0.101D式中式中A、B、C、D分别代表分别代表:负荷负荷100(冷却水进水温度(冷却水进水温度30)、)、 75(冷却水进水温度(冷却水进水温度26)、)、 50(冷却水进水温度(冷却水进水温度23)、)、 25(冷却水进水温度(冷却水进水温度19)时的性能系数)时的性能系数2022-5-113924、水环式水源热泵机组特点及适用条件、水环式水源热泵机组特点及适用条件 水环热泵机组将循环水作为冷、水环热泵机组将循环水作为冷、热源。一般用于建筑物存在内外分区热源。
22、一般用于建筑物存在内外分区的系统中。的系统中。在制冷区在制冷区,利用制冷剂蒸,利用制冷剂蒸发将空调房间中的热量取出,传入封发将空调房间中的热量取出,传入封闭环路的循环水中;闭环路的循环水中;制热区制热区,利用制,利用制冷剂蒸发吸收封闭环路中循环水的热冷剂蒸发吸收封闭环路中循环水的热量,而在冷凝器中放热到空调房间以量,而在冷凝器中放热到空调房间以实现供暖。从而形成一个以实现供暖。从而形成一个以回收建筑回收建筑物内部余热物内部余热为主要特点的热泵供暖、为主要特点的热泵供暖、供冷的空调系统供冷的空调系统2022-5-114024、水环式水源热泵机组特点及适用条件、水环式水源热泵机组特点及适用条件 如
23、果水环式热泵系统回收的热量量如果水环式热泵系统回收的热量量大于供热量,则需安装冷却塔,如果大于供热量,则需安装冷却塔,如果回收热量小于供热量,则安装加热装回收热量小于供热量,则安装加热装置置2022-5-114125. 空气源热泵空气源热泵除霜除霜控制及除霜方式控制及除霜方式只要用空气做为热泵热源,而且蒸发温度降至只要用空气做为热泵热源,而且蒸发温度降至0以下,随着以下,随着水从湿空气中冻结出来,在热交换器上将形成霜冻。水从湿空气中冻结出来,在热交换器上将形成霜冻。1)霜冻产生的危害:)霜冻产生的危害:(1)而大量的霜冻将使热阻增加)而大量的霜冻将使热阻增加(2)在空气盘管中霜冻还增加了空气的
24、压力降,使操作性能)在空气盘管中霜冻还增加了空气的压力降,使操作性能变坏变坏2022-5-11422)除霜的方法:)除霜的方法:(1)中止循环法空气除霜中止循环法空气除霜:在空气温度高于在空气温度高于23时,关闭压缩时,关闭压缩机并使空气熔化霜冻能够获得成功机并使空气熔化霜冻能够获得成功这就是所谓的中止循环这就是所谓的中止循环法空气除霜。法空气除霜。2022-5-1143(2)直接电加热直接电加热: 在空气温度更低时最常用的方法是直接电加热。在空气温度更低时最常用的方法是直接电加热。 电加热器,或是紧靠热交换器盘管安装,或是放置在热交电加热器,或是紧靠热交换器盘管安装,或是放置在热交换器盘管的
25、中间。由于靠近空气盘管底部霜结得更厚,因此加换器盘管的中间。由于靠近空气盘管底部霜结得更厚,因此加热通常分段进行,以使底部较别处更强烈地被加热。加热功率热通常分段进行,以使底部较别处更强烈地被加热。加热功率通常是很大的,以致在加热器使用前必须使压缩机停机,以防通常是很大的,以致在加热器使用前必须使压缩机停机,以防止由于两者同时使用而使电流过大。止由于两者同时使用而使电流过大。 2022-5-1144(3)逆向循环除霜逆向循环除霜:利用四通阀使蒸发器和冷疑器互换。这一逆利用四通阀使蒸发器和冷疑器互换。这一逆向循环方法保证了迅速而有效地除霜。向循环方法保证了迅速而有效地除霜。2022-5-1145
26、3) 除霜控制除霜控制方式方式:一旦选定了除霜方法,必须确定开始和结束除霜的控制措施。一旦选定了除霜方法,必须确定开始和结束除霜的控制措施。(1)时间控制法:压缩机每运转一、二小时便除霜几分钟。)时间控制法:压缩机每运转一、二小时便除霜几分钟。2022-5-1146(2)空气压差控制法:既然必须进行除霜是为了保持良好的)空气压差控制法:既然必须进行除霜是为了保持良好的传热性能,那么通过盘管对空气温差的增加、穿过盘管的空气传热性能,那么通过盘管对空气温差的增加、穿过盘管的空气压力降的增加或通过风扇动力的增加来判定传热性能的下降是压力降的增加或通过风扇动力的增加来判定传热性能的下降是最准确表明需开
27、始除霜的方法。可以通过冷冻介质湿度或压力最准确表明需开始除霜的方法。可以通过冷冻介质湿度或压力传感器,或者通过两者结合,或者同延时继电器一起来激发除传感器,或者通过两者结合,或者同延时继电器一起来激发除霜操作,并且可以通过蒸发器达到指定的温度或压力来终止除霜操作,并且可以通过蒸发器达到指定的温度或压力来终止除霜操作。霜操作。2022-5-1147(3)混合控制法:制造厂家正计划使用根据微信息处理机而)混合控制法:制造厂家正计划使用根据微信息处理机而操作的除霜控制器。该除霜控制器不仅利用普通的压力和温度操作的除霜控制器。该除霜控制器不仅利用普通的压力和温度相结合的除霜激发,而且当室外温度低时相结
28、合的除霜激发,而且当室外温度低时(即按照传感器指示即按照传感器指示并不需要除霜并不需要除霜),还配有每,还配有每6小时一次、每次除霜时间最长为小时一次、每次除霜时间最长为10分钟、除霜间隔最小为分钟、除霜间隔最小为15分钟的除霜激发机构。分钟的除霜激发机构。2022-5-114826、 空气源热泵空气源热泵辅助加热辅助加热中中“平衡点平衡点”定义定义 任何普通的环流供暖热泵的输出热功率随热源温度的降低任何普通的环流供暖热泵的输出热功率随热源温度的降低而降低,然而建筑物的供暖要求却随着室外温度的降低而增加而降低,然而建筑物的供暖要求却随着室外温度的降低而增加 。 当要求热量最大时,热泵的输出热功
29、率反而最小当要求热量最大时,热泵的输出热功率反而最小(图图5-12),并且存在着某个并且存在着某个“平衡点平衡点”,低于这平衡点,热泵便不能保证,低于这平衡点,热泵便不能保证所要求的供暖。所要求的供暖。2022-5-1149 若该平衡点位于或低于若该平衡点位于或低于建筑物冬季室外设计温度,建筑物冬季室外设计温度,那么热泵的输出热功率是足那么热泵的输出热功率是足够的,但在更典型的采暖季够的,但在更典型的采暖季节温度下,热泵功率过剩的节温度下,热泵功率过剩的结果将意味着在一个长时期,结果将意味着在一个长时期,热泵频繁交替停转,造成效热泵频繁交替停转,造成效率和可靠性的降低,并导致率和可靠性的降低,
30、并导致不能稳定控制房间内的温度。不能稳定控制房间内的温度。2022-5-1150 吸收式制冷是通过消耗一定的高温高压热能,利吸收式制冷是通过消耗一定的高温高压热能,利用溶液中低沸点物质为制冷剂,高沸点物质为吸用溶液中低沸点物质为制冷剂,高沸点物质为吸收剂的一种制冷方式。收剂的一种制冷方式。27、 吸收式制冷的工作原理:吸收式制冷的工作原理:2022-5-1151 吸收式制冷的工作原理:吸收式制冷的工作原理:吸收式制冷机的两个循环:吸收式制冷机的两个循环:溶液循环溶液循环 吸收器(吸收器(A)溶溶液泵(液泵(P)发生器(发生器(G)节节流装置(流装置(EV)吸收器(吸收器(A)(正循环)(正循环
31、)2022-5-1152吸收式制冷机的两个循环:吸收式制冷机的两个循环:制冷剂循环制冷剂循环 发生器(发生器(G)冷凝器(冷凝器(C)节流装置(节流装置(EV)蒸发器(蒸发器(E)吸收器(吸收器(A) 发生器(发生器(G)(逆循环)逆循环)2022-5-115328、理论循环热力过程及在、理论循环热力过程及在h图上的表示:图上的表示: 依据上述假设,可将制冷机的循环过程予以简化,得到的这种依据上述假设,可将制冷机的循环过程予以简化,得到的这种循环称为理论循环,其循环称为理论循环,其h图如图所示图如图所示2022-5-1154图中,图中,Pe为蒸发压力线,为蒸发压力线,Pc为冷凝压力线,点为冷凝
32、压力线,点1和点和点5分别表分别表示吸收器和发生器出口饱和溶液的状态。示吸收器和发生器出口饱和溶液的状态。2022-5-11551)循环中的溶液回路:)循环中的溶液回路:(1) 稀溶液经溶液热交换器的升温升压过程稀溶液经溶液热交换器的升温升压过程(过程线过程线13)质量质量分数不变,称为等质量分数加热。分数不变,称为等质量分数加热。2022-5-1156(2) 稀溶液在发生器中的发生过程稀溶液在发生器中的发生过程(3 4 5)过程线过程线3 4表示表示预热过程,预热过程,4 5表示溶液定压表示溶液定压(Pc)发生过程发生过程2022-5-1157(3) 浓溶液经溶液热交换器的降温降压过程浓溶液
33、经溶液热交换器的降温降压过程(过程线过程线56)质量分数不变,称为等质量分数冷却过程。质量分数不变,称为等质量分数冷却过程。2022-5-1158(4) 浓溶液和稀溶液的混合过程浓溶液和稀溶液的混合过程(1 / 7 8),为了保证吸收器中的,为了保证吸收器中的传热管簇能够完全被喷淋溶液覆盖,通常将其混合再喷淋。传热管簇能够完全被喷淋溶液覆盖,通常将其混合再喷淋。2022-5-1159(5) 混合溶液在吸收器中的的吸收过程混合溶液在吸收器中的的吸收过程(8 8 1)由于由于8状态点的状态点的浓溶液进入吸收器后,压力突然降低至浓溶液进入吸收器后,压力突然降低至Pe,便有一部分水蒸汽闪,便有一部分水
34、蒸汽闪发出来,达到状态点发出来,达到状态点8 ,8 8称为吸收器中的闪发过程。称为吸收器中的闪发过程。 8状状态点的溶液一面吸收来自蒸发器的冷剂蒸汽,一面被冷却水冷却,态点的溶液一面吸收来自蒸发器的冷剂蒸汽,一面被冷却水冷却,温度、浓度不断下降,成为点温度、浓度不断下降,成为点1状态的稀溶液。状态的稀溶液。 8 1过程表示吸过程表示吸收器中的定压吸收过程。收器中的定压吸收过程。2022-5-11602)循环中的制冷剂回路:循环中的制冷剂回路:(1)冷凝过程,在)冷凝过程,在h-图上为图上为1011。(2)节流和蒸发过程,在)节流和蒸发过程,在h-图上为图上为1112 1213141314。 2
35、022-5-11611) 工作蒸汽调节法工作蒸汽调节法: 降低工作蒸汽的压力或减少工作蒸汽流量均可减降低工作蒸汽的压力或减少工作蒸汽流量均可减少冷剂水蒸气的发生量,从而降低制冷机的制冷量。少冷剂水蒸气的发生量,从而降低制冷机的制冷量。2929、单效溴化锂吸收式制冷机的调节、单效溴化锂吸收式制冷机的调节2) 凝结水流量调节法凝结水流量调节法: 若把凝结水管上的调节阀关小,则减少凝结水排出若把凝结水管上的调节阀关小,则减少凝结水排出量,发生器传热管内的凝结水将逐渐积聚起来,减少了量,发生器传热管内的凝结水将逐渐积聚起来,减少了发生器的传热面积,从而通过调节发生器的热负荷来调发生器的传热面积,从而通
36、过调节发生器的热负荷来调节制冷量节制冷量2022-5-11623) 冷却水流量调节法冷却水流量调节法: 通过调节旁通制冷机的冷却水量来调节制冷机的冷通过调节旁通制冷机的冷却水量来调节制冷机的冷却水量,从而达到改变制冷量的目的。却水量,从而达到改变制冷量的目的。4) 稀溶液流量调节法稀溶液流量调节法:通过旁通调节进入发生器稀溶液流量的方法。通过旁通调节进入发生器稀溶液流量的方法。2022-5-1163 第一类吸收式热第一类吸收式热泵是利用高温热源(泵是利用高温热源(发生器中热源发生器中热源)的热)的热量,将低温热源(量,将低温热源(蒸蒸发器周围热源发器周围热源)的热)的热能提高到中温(能提高到中
37、温(冷凝冷凝器和吸收器周围热源器和吸收器周围热源)热源,实际应用很)热源,实际应用很少。少。3030、吸收式热泵、吸收式热泵2022-5-1164 第二类吸收式热第二类吸收式热泵是利用中温余热(泵是利用中温余热(发生器中热源和蒸发发生器中热源和蒸发器周围热源器周围热源)与低温)与低温热源(热源(冷凝器中热源冷凝器中热源)的热势差,制取温)的热势差,制取温度高于、但热量少于度高于、但热量少于中温余热的热水(中温余热的热水(吸吸收器释放的热源收器释放的热源) 。2022-5-1165 上筒为蒸发器和上筒为蒸发器和吸收器,下筒为冷凝吸收器,下筒为冷凝器和发生器,第二类器和发生器,第二类吸收式热泵与单
38、效吸吸收式热泵与单效吸收式制冷机收式制冷机最大的区最大的区别别是是蒸发器中的压力蒸发器中的压力Pe大于大于冷凝器的压力冷凝器的压力Pc。2022-5-1166 吸收器的热负荷吸收器的热负荷Qa即为第二类吸收式即为第二类吸收式热泵的供热量热泵的供热量 制热性能系数:制热性能系数:ahgeQCOPQQ2022-5-1167 热水锅炉通常在建筑中用作采暖、空调、热水供应或其热水锅炉通常在建筑中用作采暖、空调、热水供应或其他用热的热源他用热的热源散热器集中供暖系统宜按散热器集中供暖系统宜按75 75 /50 /50 连续供暖进行设计,连续供暖进行设计,且供水温度不宜大于且供水温度不宜大于85 85 ,
39、供回水温差不宜小于,供回水温差不宜小于20 20 热水地面辐射供暖系统供水温度宜采用热水地面辐射供暖系统供水温度宜采用3535- -45 45 ,不应,不应大于大于60 60 ; ;供回水温差不宜大于供回水温差不宜大于10 10 ,且不宜小于,且不宜小于5 5 ; ; 空调:供水温度空调:供水温度50-6031、热水锅炉的水温要求、热水锅炉的水温要求2022-5-1168补给水泵流量与系统可能的失水量有关。系统愈大,补给水泵流量与系统可能的失水量有关。系统愈大,失水量愈大。失水量愈大。补给水泵扬程比补水点压力高补给水泵扬程比补水点压力高303050kPa50kPa。补给水箱容积约为补给水泵运行
40、补给水箱容积约为补给水泵运行303060min60min的水量。的水量。3232、补给水泵与水箱选择原则、补给水泵与水箱选择原则2022-5-116933、负荷侧变流量,冷源侧定流量的冷冻水系统、负荷侧变流量,冷源侧定流量的冷冻水系统单级泵系统的调单级泵系统的调节节(1)根据分集水)根据分集水器间压差调节旁器间压差调节旁通流量,维持冷通流量,维持冷源侧定流量。源侧定流量。2022-5-1170单级泵系统的调节单级泵系统的调节(2)各机组调节冷)各机组调节冷量,保持冷冻水给量,保持冷冻水给水温度恒定。水温度恒定。2022-5-1171单级泵系统的调节单级泵系统的调节(3)控制冷水机)控制冷水机组
41、及相应水泵运行组及相应水泵运行台数。台数。控制方法有控制方法有:回水温度控制回水温度控制;压压缩机电机电流值控缩机电机电流值控制制;实测系统冷负实测系统冷负荷控制荷控制。 2022-5-1172双级泵系统的调节。双级泵系统的调节。(1)二次泵根据)二次泵根据供水管末端压差控供水管末端压差控制。制。(2)冷水机组台)冷水机组台数控制同单级泵控数控制同单级泵控制。制。2022-5-117334、负荷侧和冷源侧均为变流量的冷冻水系统、负荷侧和冷源侧均为变流量的冷冻水系统系统与定流量系统系统与定流量系统相似,但水泵均为相似,但水泵均为变速泵变速泵2022-5-1174系统特点系统特点(1)水泵均为变速
42、泵,)水泵均为变速泵,台数机组数不一定相等。台数机组数不一定相等。(2)水泵流量与台数控)水泵流量与台数控制与冷水机组停开控制制与冷水机组停开控制分开。分开。2022-5-1175系统调节系统调节(1)水泵的流量与台数根据供回水管)水泵的流量与台数根据供回水管末端压差进行控制。末端压差进行控制。(2)当冷水机组流量低于允许最小流)当冷水机组流量低于允许最小流量时,旁通管上电动阀调节旁通流量。量时,旁通管上电动阀调节旁通流量。(3)冷水机组容量根据冷冻水给水温)冷水机组容量根据冷冻水给水温度进行调节,冷水机组运行台数根据度进行调节,冷水机组运行台数根据负荷或压缩机电机电流值进行调节。负荷或压缩机
43、电机电流值进行调节。2022-5-117635、冷冻水系统中还应设有:、冷冻水系统中还应设有:(1)补水、泄水和放气等阀门或构件;)补水、泄水和放气等阀门或构件;(2)水泵前设压力表,分水器和集水器上设压)水泵前设压力表,分水器和集水器上设压力表、温度计;力表、温度计;(3)对于既供冷又供热的系统,为防止水在传)对于既供冷又供热的系统,为防止水在传热表面结垢,必须设防垢措施,如采用软化水作热表面结垢,必须设防垢措施,如采用软化水作热媒(设软化水装置或管路上设水处理装置)热媒(设软化水装置或管路上设水处理装置)2022-5-1177电动调节阀电动调节阀根据冷冻出根据冷冻出水水温控制水水温控制蒸汽
44、量,进蒸汽量,进行能量调节行能量调节36、 蒸汽型溴化锂吸收式制冷机的冷热媒系统蒸汽型溴化锂吸收式制冷机的冷热媒系统2022-5-117837、 热泵与辅助热源联合运行模式分析热泵与辅助热源联合运行模式分析运行模式(运行模式(1)热泵与辅热泵与辅助热源均单独运行助热源均单独运行运行模式(运行模式(2)辅助热源辅助热源补充热泵供热量不足补充热泵供热量不足2022-5-11791)热泵与辅助热源并联连接的冷热水系统)热泵与辅助热源并联连接的冷热水系统按模式(按模式(1)运行)运行热泵与热泵与辅助热源均单独运行辅助热源均单独运行2022-5-11802)热泵与辅助热源串联连接的冷热水系统)热泵与辅助
45、热源串联连接的冷热水系统(1)风冷热泵与辅助热源串联连接的冷热水)风冷热泵与辅助热源串联连接的冷热水系统系统2022-5-1181(2)水)水-水热泵与辅助热源串水热泵与辅助热源串联连接的冷热水系统:联连接的冷热水系统:(1)制热运行时:开启阀)制热运行时:开启阀V1和和V4,关闭阀,关闭阀V2和和V3;(2)制冷运行时:开启阀)制冷运行时:开启阀V2和和V3,关闭阀,关闭阀V1和和V4;(3)热泵热负荷不足时,可以)热泵热负荷不足时,可以锅炉单独供热或联合供热锅炉单独供热或联合供热2022-5-118238、蓄冷分类、蓄冷分类1)按蓄冷介质不同分为:)按蓄冷介质不同分为:水蓄冷、冰蓄冷(液化
46、潜热水蓄冷、冰蓄冷(液化潜热335kJ/kg)、共晶盐蓄冷)、共晶盐蓄冷2)按系统蓄冷策略分为:)按系统蓄冷策略分为:全量蓄冷(全量蓄冷(全负荷蓄冷全负荷蓄冷)和部分蓄冷()和部分蓄冷(部分负荷蓄冷部分负荷蓄冷)2022-5-1183(1)全量蓄冷(全负)全量蓄冷(全负荷蓄冷策略荷蓄冷策略 ) 全量蓄冷是将蓄冷全量蓄冷是将蓄冷时间与空调时间完全错时间与空调时间完全错开,将建筑物设计周期开,将建筑物设计周期在用电高峰时段的冷负在用电高峰时段的冷负荷全部转移到用电低谷荷全部转移到用电低谷时段。时段。2022-5-1184(1)全量蓄冷(全负荷蓄)全量蓄冷(全负荷蓄冷策略冷策略 ):在这种运行策):
47、在这种运行策略下,建筑物的冷负荷全略下,建筑物的冷负荷全部靠融冰来供给,能够最部靠融冰来供给,能够最大限度地起到削峰填谷的大限度地起到削峰填谷的作用,节省了运行电费,作用,节省了运行电费,但由于需要配置较大容量但由于需要配置较大容量的制冷机和蓄冷设备,初的制冷机和蓄冷设备,初投资较大,一般不宜采用。投资较大,一般不宜采用。2022-5-1185(1)全量蓄冷(全负)全量蓄冷(全负荷蓄冷策略荷蓄冷策略 ) 该运行策略仅适用该运行策略仅适用于白天供冷时间较短的于白天供冷时间较短的场所或峰谷电差价很大场所或峰谷电差价很大的地区。的地区。2022-5-1186(2)部分蓄冷)部分蓄冷 部分蓄冷策略是按
48、建部分蓄冷策略是按建筑物设计周期所需要的冷筑物设计周期所需要的冷量部分由蓄冷装置供给,量部分由蓄冷装置供给,部分由制冷机供给。部分由制冷机供给。2022-5-1187(2)部分蓄冷)部分蓄冷 一般情况下,部分负一般情况下,部分负荷蓄冷比全部负荷蓄冷时,荷蓄冷比全部负荷蓄冷时,制冷机的利用率高,蓄冷制冷机的利用率高,蓄冷设备容量小,是一种更经设备容量小,是一种更经济有效的负荷管理模式济有效的负荷管理模式2022-5-118839、 冰蓄冷的设备设计计算:冰蓄冷的设备设计计算:dnc,sc,sddkQQcc式中式中 Qn冷水机组名义工况下的制冷量,冷水机组名义工况下的制冷量,kW; Qd日冷负荷,
49、日冷负荷,kWh; c,s充冷工况下冷水机组运行时间,充冷工况下冷水机组运行时间,h; cc,s冷水机组充冷工况下容量修正系数;冷水机组充冷工况下容量修正系数; d电力非谷段时冷水机组直接供冷时间,电力非谷段时冷水机组直接供冷时间,h; cd冷水机组直接供冷下容量修正系数;冷水机组直接供冷下容量修正系数; k系统冷量损失系数,一般取系统冷量损失系数,一般取1.051.10。2022-5-118941、压力保护控制压力保护控制压力保护控制包括压力保护控制包括高压保护高压保护、低压保护低压保护和和油压保护油压保护三种三种高压保护的目的高压保护的目的是为了防止排气压力过高而产生安全事故是为了防止排气
50、压力过高而产生安全事故高压保护的方法高压保护的方法是在压缩机的排气管上加装测压装置,当是在压缩机的排气管上加装测压装置,当所测压力高于设定值时,控制器自动切断电源,使压缩机所测压力高于设定值时,控制器自动切断电源,使压缩机停止运转,并发出报警信号,从而起到保护制冷机的作用。停止运转,并发出报警信号,从而起到保护制冷机的作用。2022-5-1190低压保护的目的低压保护的目的是为了防止吸气压力过低,引起蒸发器压是为了防止吸气压力过低,引起蒸发器压力过低,从而导致冷冻水温度过低,而且会因增加空气向力过低,从而导致冷冻水温度过低,而且会因增加空气向系统内渗漏。系统内渗漏。低压保护的方法低压保护的方法
51、是在压缩机的在吸气管上加装测压装置,是在压缩机的在吸气管上加装测压装置,当吸气压力低于设定值时,控制器动作,切断压缩机电源。当吸气压力低于设定值时,控制器动作,切断压缩机电源。2022-5-1191油压保护的目的油压保护的目的是为了使制冷压缩机在运行时,润滑油具是为了使制冷压缩机在运行时,润滑油具有一定的压力,防止其运动部件缺少润滑油的润滑和冷却,有一定的压力,防止其运动部件缺少润滑油的润滑和冷却,增加压缩机的磨损。增加压缩机的磨损。油压保护的方法油压保护的方法是通过测量油泵出口与曲轴箱之间的压差是通过测量油泵出口与曲轴箱之间的压差来实现控制的。来实现控制的。2022-5-119242、温度、
52、温度保护保护温度温度保护保护包括包括压缩机排气温度保护压缩机排气温度保护和和油温保护油温保护压缩机排气温度保护压缩机排气温度保护采用采用压力式温度控制器压力式温度控制器作保护控制,作保护控制,将温包安装在排气管上,安装点尽可能靠近压缩机的排气将温包安装在排气管上,安装点尽可能靠近压缩机的排气口,温包内充满饱和液体,受热后产生的压力通过毛细管口,温包内充满饱和液体,受热后产生的压力通过毛细管传到弹性元件传到弹性元件波纹管上,波纹管产生的形变力作用到波纹管上,波纹管产生的形变力作用到微动开关,控制压缩机的运转。当排气温度超过设定值时,微动开关,控制压缩机的运转。当排气温度超过设定值时,温度控制器动
53、作,使压缩机停止运转。温度控制器动作,使压缩机停止运转。2022-5-1193油温保护目的油温保护目的采为防止压缩机润滑油因温度过高而使润滑采为防止压缩机润滑油因温度过高而使润滑性能下降,避免压缩机运动部件因润滑不良而烧坏性能下降,避免压缩机运动部件因润滑不良而烧坏油温保护方法油温保护方法也是采用压力式温度控制器进行控制也是采用压力式温度控制器进行控制2022-5-119443、制冷压缩机的能量制冷压缩机的能量控制分类控制分类根据能量控制调节参数的不同,能量控制的方法可分为压根据能量控制调节参数的不同,能量控制的方法可分为压力控制法、温度控制法和冷负荷控制法。力控制法、温度控制法和冷负荷控制法
54、。2022-5-1195 44、冷冻水系统监测与控制的核心是:、冷冻水系统监测与控制的核心是:(1)保证冷冻机蒸发器通过足够的水量,以使蒸发器正常工)保证冷冻机蒸发器通过足够的水量,以使蒸发器正常工作,防止冻裂。作,防止冻裂。(2)向冷冻水用户提供足够的水量,以满足用户的要求。)向冷冻水用户提供足够的水量,以满足用户的要求。(3)在满足使用要求的前提下,尽可能减少循环水泵电耗。)在满足使用要求的前提下,尽可能减少循环水泵电耗。2022-5-11964545、冷冻水系统的冷冻水系统的一级泵一级泵监测与控制监测与控制原理原理对于一级泵系统,为对于一级泵系统,为了保证蒸发器中通过了保证蒸发器中通过要
55、求的水量,必须使要求的水量,必须使蒸发器前后压差维持蒸发器前后压差维持在设定值在设定值2022-5-1197当部分用户关小或停当部分用户关小或停止用水时,用户侧水止用水时,用户侧水流量变小,从而使蒸流量变小,从而使蒸发器的水流量减少,发器的水流量减少,此时,压差此时,压差p1-p2也也减少减少2022-5-1198为了恢复蒸发器的流为了恢复蒸发器的流量,就应开大图中的量,就应开大图中的电动阀电动阀V,增大通过,增大通过此阀的流量,直到压此阀的流量,直到压差差p1-p2恢复到原来恢复到原来的设定值,从而使蒸的设定值,从而使蒸发器的水流量也达到发器的水流量也达到要求值。要求值。2022-5-119
56、9反之,当用户加大阀反之,当用户加大阀门,用户侧水流量增门,用户侧水流量增加,压差加,压差p1-p2也会由也会由于蒸发器流量的增加于蒸发器流量的增加而增大。这时,就应而增大。这时,就应关小电动旁通阀关小电动旁通阀V,减,减小旁通流量,从而维小旁通流量,从而维持蒸发器的流量。持蒸发器的流量。2022-5-11100循环泵循环泵1,2根据冷冻根据冷冻机运行台数而相应启机运行台数而相应启停,同时,电动阀停,同时,电动阀1,2也随冷冻机的启停也随冷冻机的启停而开关,因此,这两而开关,因此,这两个阀门选择具有通断个阀门选择具有通断状况的蝶阀即可,不状况的蝶阀即可,不需要具有调节功能。需要具有调节功能。2
57、022-5-11101水温测点水温测点24的温度可以的温度可以用来判断用户负荷状况。用来判断用户负荷状况。可以看出,用户侧的流可以看出,用户侧的流量量G占通过蒸发器的水量占通过蒸发器的水量G0的百分比的百分比r为:为:12340ttttGGr2022-5-11102根据比值根据比值r与用户回与用户回水温度水温度t2,即可判断,即可判断冷水用户的负荷状况,冷水用户的负荷状况,确定制冷机启停台数。确定制冷机启停台数。2022-5-11103例如,当两台制冷机例如,当两台制冷机运行,而运行,而r0.5时,说时,说明管道水量已经降到明管道水量已经降到一半以下,应停掉一一半以下,应停掉一台制冷机。台制冷
58、机。2022-5-1110446、冷却水系统是监控系统的作用是:、冷却水系统是监控系统的作用是:(1)保证冷却塔风机、冷却水泵的安全运行;)保证冷却塔风机、冷却水泵的安全运行;(2)确保制冷机冷凝器侧有足够的冷却水通过;)确保制冷机冷凝器侧有足够的冷却水通过;(3)根据室外气候情况及冷负荷,调整冷却水系统的运行)根据室外气候情况及冷负荷,调整冷却水系统的运行工况,使冷却水温度在设定的温度范围之内。工况,使冷却水温度在设定的温度范围之内。2022-5-1110547、冷凝压力(温度)过高的可能原因、冷凝压力(温度)过高的可能原因(1)冷却剂(水或空气)的流量过小或温度过高。)冷却剂(水或空气)的
59、流量过小或温度过高。(2)冷凝器传热面热阻增大。)冷凝器传热面热阻增大。(3)系统内制冷剂充注过多。)系统内制冷剂充注过多。(4)系统内有不凝性气体。)系统内有不凝性气体。2022-5-1110648、蒸发压力(温度)过低的可能原因、蒸发压力(温度)过低的可能原因(1)蒸发器负荷太小)蒸发器负荷太小(2)压缩机吸汽量过大。)压缩机吸汽量过大。(3)蒸发器传热面热阻增大。)蒸发器传热面热阻增大。(4)系统内润滑油过多。)系统内润滑油过多。(5)蒸发器供液量不足。)蒸发器供液量不足。(6)制冷剂充注量不足。)制冷剂充注量不足。2022-5-1110749、排汽温度过高的可能原因、排汽温度过高的可能
60、原因(1)系统内有不凝性气体。)系统内有不凝性气体。(2)冷凝压力太高。)冷凝压力太高。(3)吸汽过热度大。)吸汽过热度大。(4)压缩机高低压间有泄漏。)压缩机高低压间有泄漏。2022-5-1110849、冷冻水温度降不下来的可能原因、冷冻水温度降不下来的可能原因(1)蒸发器负荷过大。)蒸发器负荷过大。(2)压缩机吸入液体。)压缩机吸入液体。(3)压缩机高低压之间发生泄漏。)压缩机高低压之间发生泄漏。(4)多台机的系统,某台机组停机后,冷冻水管路未关闭。)多台机的系统,某台机组停机后,冷冻水管路未关闭。2022-5-1110950. 对制冷剂的要求和它的选用原则对制冷剂的要求和它的选用原则 (
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