制冷原理及相关设备资料

制冷原理及相关设备2一、制冷简介制冷技术是为了适应人们对低温条件的需要而产生和发展起来的。制冷作为一门科学是指用人工的方法在一定的时间和一定的空间内将某物体或流体冷却，使其温度降到环境温度以下，并保持这个低温。因此，制冷就是从物体或流体中取出热量，并将热量排放到环境介质中去，以产生低于环境温度的过程。按照制冷所得到的低温范围，制冷技术划分为以下几个领域：

120K①以上，普通制冷；

120~20K，深度制冷；

20~0.3K，低温制冷；

0.3K以下，超低温制冷。注①：K：开尔文，热力学温度单位；热力学温度=摄氏温度+273KGWP:温室效应指数，表示物质造成温室效应危害的程度；ODP:臭氧层衰减指数，表示物质造成臭氧层破坏危害的程度；3制冷剂是制冷机中的工作流体，按化学成分，主要有三类：无机物、氟利昂、碳氢化合物。为了书写和表达方便，制冷机符号有字母R和后面的数字、字母组成。无机化合物符号为R7()(),括号中填该化合物的分子量。如二氧化碳CO2，用R744表示；一氧化二氮N2O，用R744a表示；氨气NH3，用R717表示。氟利昂和烷烃类氟利昂是饱和碳氢化合物的氟、氯、溴衍生物的总成，烷烃化合物的分子通式为CmH2m+2，氟利昂的分子通式为CmHnFxClyBrz。随着氟利昂的使用，科学家发现氯氟烃是引起引起臭氧层破坏和温室效应的危害物质。1987年签署了“关于臭氧层衰减的蒙特利尔协定”，该协定规定了限制和禁止生产对臭氧层破坏大的物质，R11、R12、R113等是首批受禁物质，到21世纪完全停产。R22最终也将被禁止。环保制冷剂的应用逐渐增加：R410A、R134A、R407C、R152A。4二、制冷常用名词解释焓是湿空气的一个重要参数。是一个内能与压力位能之和的复合状态参数。在空调过程中，湿空气的状态经常发生变化，焓可以很方便确定该状态变化过程中的热交换量。湿空气的变化过程是定压过程，焓差等于热交换量。比热：任何物质当加进热量，它的温度会升高。但相同质量的不同物质，升高同样温度时，其所加进的热量是不一样的。为相互比较，把lkg水温度升高1℃所需的热量定为4.19kJ。以此作为标准，其它物质所需的热量与它的比值，称为比热。如lkg水温度升高l℃需4.19kJ，则比热值为4.19kJ/kg·℃。5摄氏温度：在标准大气压下，把水的冰点作为0度，沸点作为100度，在0度与100度之间均衡的刻成100格，每格为l度，以符号℃表示。华氏温度在标准大气压下，把水的冰点定为32度，而沸点定为212度、二者之间均衡的刻成180格，每格为l度，以符号oF表示。开氏温度(又称绝对温度)它以摄氏温标为基础、把水的冰点定为273.15度，水的沸点定为373．15度，理论上把物质中分子全部停止运动之点作为0度，以符号K表示。华氏换算摄氏：oF=(℃*9/5)+32摄氏换算成华氏：t=(oF-32)*5/9

开氏与摄氏的关系：K=t+273.156露点温度：在一定大气压力下，含湿量d不变时空气中的水蒸汽凝结为水(凝露)的温度。在d不变时，空气温度下降，由未饱和状态变为饱和状态，此时空气的相对湿度j=1O0％。在空调技术中，把空气降温至露点温度，达到除湿干燥空气的目的。7热量之间的单位换算关系lkcal(千卡)＝4.187kJ(千焦耳)1kcal(千卡)＝3.968Btu/h(英热单位)1kW(千瓦)＝860kca1／h(千卡／时)1kW(千瓦)＝0.2884US.RT(美国冷吨)1kW(千瓦)＝3412.48Btu/h(英热单位)8显热是能够被感测到的热量。它能导致物质的温度发生变化，但不改变其状态。对固态、液态或气态的物质加热，只要它的形态不变，则热量加进去后，物质的温度就升高，加进热量的多少在温度上能显示出来，如对液态的水加热，只要它还保持液态，它的温度就升高；因此，显热只影响温度的变化而不引起物质的形态的变化。潜热是指吸收或放出热量时只改变物质的状态，而不改变其温度。对液态的水加热，水的温度升高，当达到沸点时，虽然热量不断的加入，但水的温度不升高，一直停留在沸点，加进的热量仅使水变成水蒸气，即由液态变为气态。如计算机房中、工作人员人体发热以及换气带进来的空气含湿量，这些热量称为潜热。汽化潜热是指物质从液态变为气态时所需的热量。液态潜热是指物质从气态变为液态放出的热量全热=显热+潜热9导热系数是表示一种材料传导热量能力的一个物理量。如两块同样厚的材料，一块是铜块，一块是软木块，把它们放在比本身温度高的环境中，可立即感觉到铜块温度升高，而对软木块则在短时间内感受不到。这说明两种材料对热量传导的能力不同，把这种材料对热量的不同传导能力以数字表示就称为导热系数，其数值等于：当材料层的厚度为lm，两边温度差为1℃，在1h内通过lm2表面积所传导的热量，以符号l表示，单位是kcal／mh℃，国家法定单位是W／mK或用J／mhK表示，它们之间的换算关系是：1W／mK=0.860kcal／mh℃。不同材料有不同导热系数，它与材料的成份、密度、分子结构等因素有关。同一种材料，影响其导热系数的主要因素是密度和湿度。密度大则导热系数大，湿度大则导热系数亦大。10饱和温度：在气液两相共存状态下，其压力对应的冷媒温度。每一种冷媒的温度和压力之间有种固定的对应关系。过热度：是指在某一定压力下所测量的温度与该气体饱和温度之间的差。由于液体不可以被压缩，而压缩机工作时在高速运转，如果压缩机吸入含有液体的制冷剂，会冲击压缩机，造成压缩机损坏（这种情况我们称之为：液击），所以压缩机吸气需要带有一定的过热度。吸气过热度：指吸气管温度与蒸发器饱和蒸发温度之差。过冷度：液体在工作压力下实际温度和在这个压力下饱和温度之间的差值。过冷度是指冷凝温度和冷凝器冷凝饱和温度之间的差值。11压力：气气体由分分子组成成，亿万万分子在在无规则则的运动动中，频频繁撞击击容器内内壁，在在内壁单单位表面面积上垂垂直产生生的力称称为压力力。压力分三三种：用用仪表测测定的压压力(称工作压压力，即即表压力力)、当地大大气压和和绝对压压力。其其相互关关系：绝对压力力＝当地地大气压压十工作作压力12静压：：由于于空气气分子子不规规则运运动而而撞击击于管管壁上上产生生的压压力称称为静静压。。计算时时，以以绝对对真空空为计计算零零点的的静压压称为为绝对对静压压。以大气气压力力为零零点的的静压压称为为相对对静压压。空空调中中的空空气静静压均均指相相对静静压。。静压压高于于大气气压时时为正正值，，低于于大气气压时时为负负值。。动压：：指空空气流流动时时产生生的压压力，，只要要风管管内空空气流流动就就具有有一定定的动动压，，其值值永远远是正正的。。全压是是静压压和动动压的的和13三、制制冷原原理（（蒸汽压压缩式式制冷冷）空调机机组的的四大大件：：压缩缩机、、节流流装置置、蒸蒸发器器、冷冷凝器器空调器器的““两器器”：：“两两器””是指指空调调器的的蒸发发器和和冷凝凝器，，是根根据使使用功功能不不同划划分的的。构构成““两器器”的的原材材料主主要是是作为为制冷冷剂流流经通通道的的铜管管和增增大换换热面面积的的铝箔箔，其其中铜铜管又又分为为光管管和内内螺纹纹铜管管，因因为内内螺纹纹铜管管内有有螺纹纹状沟沟槽，，可使使制冷冷剂流流动更更剧烈烈，所所以换换热能能力也也更强强；铝铝箔也也分为为普通通光箔箔和亲亲水铝铝箔。。因为为普通通光箔箔容易易在相相邻铝铝箔之之间形形成桥桥式连连接，，所以以换热热效率率没有有亲水水铝箔箔高。。14蒸发器器在室内内机的的作用用是使使节流流后的的低压压制冷冷剂在在蒸发发器吸吸收流流经管管簇外外侧的的空气气的热热量，，达到到制冷冷降温温的目目的；；冷凝器器在室外外机内内，作作用是是使压压机排排出的的高温温高压压气体体制冷冷剂，，经过过冷凝凝器向向管簇簇外的的空气气放热热，将将室内内热量量排至至室外外。15节流装装置：：通过冷冷凝器器后的的液体体氟利利昂流流过极极细的的毛细细管时时得到到减压压，由由高压压、高高压状状态转转为低低温、、低压压状态态，从从而在在进入入蒸发发器后后可立立即汽汽化。。常用节节流装装置：：毛细细管、、电子子膨胀胀阀（（EXV）、热热力膨膨胀阀阀、孔孔板、、阀芯芯16简单制制冷原原理图图17制冷剂剂在蒸蒸发器器内与与被冷冷却对对象发发生热热交换换，吸吸收被被冷却却对象象的热热量并并汽化化，产产生的的低压压蒸汽汽被压压缩机机吸入入，经经压缩缩后高高压排排出。。压缩缩过程程需要要消耗耗能量量。压压缩机机排出出的高高温高高压气气体工工质在在冷凝凝器被被常温温冷却却介质质（水水或空空气））冷却却，凝凝结成成高压压液体体。高高压液液体流流经节节流装装置时时节流流，变变成低低温低低压湿湿蒸汽汽（汽汽液两两相状状态）），进进入蒸蒸发器器，其其中的的低压压液体体在蒸蒸发器器中再再次汽汽化制制冷。。如此此周而而复始始。18制冷循循环四四个过过程中中冷媒媒压力力、温温度、、状态态变化化：压缩：：从蒸蒸发器器出来来的低低温、、低压压气体体通过过压缩缩机做做功变变为高高温、、高压压气体体；（（压力力升高高，温温度升升高，，物质质状态态不变变）冷凝：：通过过换热热器冷冷却，，将高高温、、高压压气体体变为为高温温、高高压液液体；；（压压力力升高高，温温度下下降，，气态态变为为液态态）节流：：冷媒媒经过过节流流原件件后，，由高高温、、高压压液体体变为为低温温、低低压液液体（（压力力降低低、温温度降降低，，物质质状态态不变变）蒸发：：通过过换热热器，，将低低温、、低压压液体体变为为低温温、低低压气气体；；（压压力力不变变，温温度升升高，，液态态变为为气态态）19热泵机机系统统原理理图20制冷循循环：：压缩机机将蒸蒸发器器内的的低温温低压压的制制冷剂剂蒸气气吸入入压缩缩机内内，经经压缩缩后成成为高高温高高压的的气体体排入入冷凝凝器；；在冷冷凝器器内，，高温温高压压的制制冷剂剂气体体与室室外空空气进进行热热交换换，把把热量量传给给空气气后冷冷凝成成为高高温高高压的的制冷冷剂液液体，，再经经过毛毛细管管节流流降温温降压压后进进入蒸蒸发器器，进进入蒸蒸发器器的气气液两两相制制冷剂剂在蒸蒸发器器中完完全蒸蒸发，，从而而冷却却室内内空气气；从从蒸发发器中中出来来的蒸蒸气再再次被被压缩缩机吸吸入压压缩，，这样样周而而复始始地连连续循循环，，被冷冷却的的空气气在送送风机机的作作用下下连续续从风风管中中送至至空调调区域域。制热循循环：：制热循循环是是制冷冷循环环的逆逆循环环，这这时四四通阀阀换向向，制制冷剂剂流向向改变变，即即从压压缩机机排出出的蒸蒸气进进入室室内的的换热热器冷冷凝，，冷凝凝后的的制冷冷剂经经毛细细管节节流后后，在在室外外的换换热器器中蒸蒸发，，蒸发发后再再被压压缩机机吸入入压缩缩，这这样周周而复复始地地连续续循环环，被被加热热的空空气在在送风风机的的作用用下连连续从从风管管中送送至空空调区区域。。21从能量量变化化的角角度来来看蒸蒸汽压压缩式式制冷冷循环环，上上图是是制冷冷循环环压焓焓图，，图上上线x=1为饱和和气体体线，，线x=0为饱和和液体体线，，PK为冷凝凝压力力，P0为蒸发发压力力。可以看出出在蒸发发器中产产生的低低压（P0）低温制制冷剂蒸蒸气（状状态１）），被压压缩机吸吸入并压压缩成高高温高压压的过热热蒸气（（状态２２），压缩过程程压缩机机做功w=h2－h1，随后进入入冷凝器器被冷凝凝成高压压（PK）常温制制冷剂液液体（状状态4），制冷冷剂液体体流经节节流装置置后成为为汽液两两相（状状态5），但焓焓值不变变h4=h5，汽液两两相中的的液体部部分在蒸蒸发器中中蒸发，，吸收环环境中的的热量成成为低压压（P0）低温气气体（状状态1），制冷量为为q0=h1－h5。这个循环环的能效效比EER=q0/w=（h1－h5）/（h2－h1）。22四、空调调器主要要部件压缩机可分为容容积型和和速度型型两大类类：容积型：：在容积积型压缩缩机中，，一定容容积的气气体先被被吸入到到气缸里里，继而而在气缸缸中其容容积被强强制压缩缩，压力力升高，，如活塞塞式、蜗蜗旋式、、螺杆式式压缩机机；速度型：：在速度度型压缩缩机中，，气体压压力的增增长是由由气体的的速度转转化而来来，即先先使吸入入的气流流获得一一定的高高速，然然后再使使之缓慢慢下来，，让其动动量转化化为压能能，气体体的压力力升高。。这就是是离心压压缩机的的压缩原原理；2324252627四通阀又称电磁磁四通换换向阀、、四通换换向阀，，是热泵泵房间空空调器中中重要的的元件之之一。借借助于它它的工作作，系统统内制冷冷剂可以以根据需需要实现现制冷循循环流动动和逆向向的制热热循环流流动，从从而达到到制冷工工况和制制热工况况的相互互转换以以及热气气除霜的的功能。。28四通阀实实际是一一个组合合阀，主主要由电电磁导向向阀（导导阀）、、四通阀阀（主阀阀）、电电磁线圈圈三部分分组成，，电磁线线圈可以以脱卸，，四通阀阀结构上上图所示示。电磁磁导向阀阀的作用用是引导导控制作作用，由由阀体、、吸引子子、衔铁铁、先导导滑阀、、压缩弹弹簧组成成；主阀阀主要由由阀体、、主阀滑滑块、阀阀座、接接管等组组成；电电磁线圈圈主要由由线圈部部分（包包括导线线）和框框架部分分组成。。四通阀的的工作原原理：其其中（a）为制冷冷循环状状态，(b)为制热循循环状态态。空调调器在夏夏天制冷冷运行时时，四通通阀的电电磁线圈圈不通电电，导阀阀内的阀阀块在弹弹簧力的的作用下下移向左左端。当当制冷压压缩机高高压气体体从D管进入时时，通过过右边毛毛细管的的作用，，使四通通阀右端端阀腔内内的压力力逐步升升高并成成为高压压腔，同同时阀腔腔左端内内的余气气从左边边毛细管管通过导导阀内小小阀块的的中间毛毛细管排排到S管的低压压吸气管管去后成成为低压压腔，使使主阀阀阀腔中滑滑块左右右两侧形形成压差差，从而而推动滑滑块向左左移动。。。高压压气体从从D管进入，，通过阀阀腔从C管进入室室外盘管管冷却成成高压液液体制冷冷剂。后后又回到到室内盘盘管蒸发发吸热，，使室内内温度下下降，达达到了人人们需要要的舒适适的环境境温度。。29空调器的的风扇：：轴流风扇扇用于室外外机，它它通过利利用叶片片高速旋旋转产生生的生力力，从而而排出气气体，实实现室内内机气体体的交换换。30离心风扇扇主要用于于柜机，，其空调调采用大大口径离离心式风风扇具有有高效低低噪的特特点。31贯流风扇扇用于室内内挂机，，风扇运运转时气气流沿着着风扇轴轴线垂直直的方向向从风轮轮的一侧侧流入贯贯流风轮轮，然后后从另一一侧流出出。32气液分离离器：放放置在压压缩机吸吸气口前前，由于于分离未未蒸发完完全的制制冷剂液液体，防防止压缩缩机吸气气带液，，出现液液击。有有的空调调系统气气液分离离器有储储液的作作用。33油分离器器：放置在压压缩机排排气口之之后，用用于回收收随排气气一起离离开压缩缩机的润润滑油，，收集的的润滑油油通过底底部回油油孔回到到压缩机机。34五、常用用制冷英英语温度temperature热泵heatpump制冷refrigeration标准工况况standardcondition制冷量coolingcapacity标准制冷冷量standardcoolingcapacity压力pressure蒸发器evaporatorE冷凝器condenserC毛细管capillarytube压缩机compressor压缩机过过载保护护thermalprotector高压保护护highpressureswitch低压保护护lowpressureswitch空气调节节airconditioning冷凝condensation压缩compression风速fanspeed设定set制热heat除湿dry自动auto模式mode9、静夜夜四无无邻，，荒居居旧业业贫。。。12月月-2212月月-22Thursday,December29,202210、雨中黄黄叶树，，灯下白白头人。。。04:25:4904:25:4904:2512/29/20224:25:49AM11、以我独沈沈久，愧君君相见频。。。12月-2204:25:4904:25Dec-2229-Dec-2212、故故人人江江海海别别，，几几度度隔隔山山川川。。。。04:25:4904:25:4904:25Thursday,December29,202213、乍见见翻疑疑梦，，相悲悲各问问年。。。12月月-2212月月-2204:25:4904:25:49December29,202214、他乡乡生白白发，，旧国国见青青山。。。29十十二二月20224:25:49上上午04:25:4912月月-2215、比不了了得就不不比，得得不到的的就不要要。。。十二月224:25上午午12月-2204:25December29,202216、行动出成成果，工作作出财富。。。2022/12/294:25:4904:25:4929December202217、做前，能能够环视四四周；做时时，你只能能或者最好好沿着以脚脚为起点的的射线向前前。。4:25:49上上午4:25上上午04:25:4912月-229、没没有有失失败败，，只只有有暂暂时时停停止止成成功功！！。。12月月-2212月月-22Thursday,December29,202210、很很多多事事情情努努力力了了未未必必有有结结果果，，但但是是不不努努力力却却什什么么改改变变也也没没有有。。。。04:25:4904:25:4904:2512/29/20224:25:49AM11、成功就就是日复复一日那那一点点点小小努努力的积积累。。。12月-2204:25:4904:25Dec-2229-Dec-2212、世间间成事事，不不求其其绝对对圆满满，留留一份份不足足，可可得无无限完完美。。。04:25:4904:25:4904:25Thursday,December29,202213、不知香香积寺，，数里入入云峰。。。12月-2212月-2204:25:4904:25:49December29,202214、意志坚坚强的人人能把世世界放在在手中像像泥块一一样任意意揉捏。。29十十二月20224:25:49上午午04:25:4912月-2215、楚塞塞三湘湘接，，荆门门九派派通。。。。十二月月224:25上上午午12月月-22