第八章 制冷设备

第八章制冷设备第一页，共五十四页，编辑于2023年，星期四8.1制冷原理简介制冷的历史我国是最早利用天然冷源的国家之一。3000多年前就懂得贮藏和利用天然冰，战国时就有专门的“冰房”，三国时代已把冰加以专门贮存，就象粮食、食盐一样。由于近代中国科技落后，1949年新中国建立时，仅上海、天津、汉口等几个口岸城市有几座冷库。制冷空调行业、制冷空调科学研究和教育完全是空白。一直到1956年我国才开始在大学中设立制冷学科。第二页，共五十四页，编辑于2023年，星期四8.1制冷原理简介利用天然冷源严格说还不是人工制冷，人工制冷始于十九世纪。1834年英国人波尔金斯制成了用乙醚为制冷剂的第一台制冷机，1844年美国人高斯发明了空气压缩式制冷机，1862年法国人卡尔里制成吸收式制冷机。1874年德国人林德发明了世界上第一台氨压缩机，使制冷技术进入实际应用的广阔天地。人工制冷不受季节、区域等的限制，可以根据需要制取不同的低温。随后，人们又发现了蒸汽喷射式制冷、半导体制冷等制冷方法。第三页，共五十四页，编辑于2023年，星期四8.1制冷原理简介制冷原理的预备知识只要提醒一下，大家都会明白这个道理。大家都打过针吧？起码打过预防针。打针时，护士将酒精棉球擦到我们的皮肤上，我们马上就会感到被擦的地方好凉爽。可以讲，这是世界上最简单的空调。因为人为地制造了凉爽。为什么会感到凉爽呢？大家知道，这是酒精蒸发的结果。从而可以得出一个结论，蒸发能制冷。把水抹到皮肤上，也会感到有凉意，不过没有酒精作用明显。因为酒精比水更容易蒸发，比水蒸发得更快。就是蒸发越快，制冷越好。第四页，共五十四页，编辑于2023年，星期四8.1制冷原理简介制冷原理的预备知识影响蒸发快慢的因素还有温度，温度越高，蒸发越快。洗晒的衣服，夏天比冬天容易干，就是因为夏天温度高，蒸发快的结果。影响蒸发快慢的因素还有压力。压力越低，蒸发越快。在青藏高原烧开水，90℃不到就开了，就沸腾了，就大量蒸发了，就是因为青藏高原地势高，压力低的结果。结论：从酒精棉球效应中知道—蒸发可以制冷，且蒸发越快制冷越好，而蒸发快慢与温度、压力条件有关，温度越高蒸发越快，压力越低蒸发越快。第五页，共五十四页，编辑于2023年，星期四8.1制冷原理简介人们为了制冷，千方百计地寻找容易蒸发的物质。现在用的空调采用的蒸发工作物质一般都是氟里昂(氟里昂是总称,分很多种)。我们知道，在一般情况下，水要烧到100℃才开，才沸腾，才大量蒸发。而氟里昂在零下30℃时就开了，就沸腾了，就大量蒸发了。而且它的化学性质稳定，在一般情况下又无毒性，因此，它是一种比较理想的制冷物质。第六页，共五十四页，编辑于2023年，星期四8.1制冷原理简介现在让我们来做一个模拟试验。假如我们把这个氟里昂，象水一样灌进水箱中，在常温下它就会大量蒸发，水箱外表面就会很冷。这时我们用风扇吹水箱，出来的风一定很凉爽。这也是一种人为制造凉爽的方法。因此它也是一种空调（不过一般不实用）。不过，灌进去的氟里昂蒸发了，跑掉了，再灌进去的氟里昂又蒸发了，又跑掉了，就算以400克的小瓶装氟里昂，每瓶最低价六元计算，那要用上一小时这样的空调，光买氟里昂就得花掉一万多元。看来这种空调没有实用价值。不过我们可以利用它来进一步理解空调的基本原理。第七页，共五十四页，编辑于2023年，星期四8.1制冷原理简介常见空调的基本原理都是这样的。现在的问题是费用太高。如何解决呢？就是要重复利用氟里昂。要重复利用氟里昂，首先要使变成气态的氟里昂还原为液态的氟里昂。如何使气态氟里昂还原为液态氟里昂呢？只要注意一下我们周围两种极普通的情况，就能想出办法来。将灌满液化气的钢瓶，稍微摇晃几下，就可体察到，里面大都是液体。这就是液化气被压缩而成的液体。从而为我们解决这个问题得到一个启发。只要将气体加压，就可以把气体变成液体。而且压力越高，越容易变成液体。第八页，共五十四页，编辑于2023年，星期四8.1制冷原理简介还有一种情况是，锅里烧水，锅盖上会有水珠。大家知道，这是锅里的水蒸汽遇到较冷的锅盖凝结而成的。这又为我们解决这个问题得到一个启发，只要将气体冷却，就能把气体变成液体。而且温度越低，越容易变成液体。要重复利用氟里昂，还要使氟里昂不要漏掉了，不要跑掉了。这就要一个密闭的系统。人们都叫它做空调系统。第九页，共五十四页，编辑于2023年，星期四8.1制冷原理简介小结一下前面讲的制冷预备知识：1、蒸发能制冷，蒸发越快，制冷越好。温度越高，蒸发越快。压力越低，蒸发越快。2、加压和冷却都可以使气体变成液体，而且压力越高，越容易变成液体。温度越低，越容易变成液体。制冷系统的主要四个组成部分：压缩机、冷凝器、节流装置和蒸发器。第十页，共五十四页，编辑于2023年，星期四8.1制冷原理简介制冷的具体实现有许多方法，工程上常用的有压缩式制冷、吸收式制冷、半导体制冷等制冷方法。每一种方法都有其特点，可以根据使用的条件进行选择。在各种制冷方法中，其中最常用的是压缩式制冷，大约占90%以上。第十一页，共五十四页，编辑于2023年，星期四8.1制冷原理简介压缩式制冷的原理是利用制冷剂（氟里昂）在低温下沸腾吸热，由于沸腾吸热时的温度低于制冷对象的温度，制冷对象的热量就传递给了制冷剂，制冷对象的温度就降低。通过压缩机做功，使吸热后的制冷剂温度和压力升高（高于环境温度）。这时，制冷剂就可以把热量传递给环境。然后，通过节流降压，制冷剂重新在低温下沸腾吸热。不断循环制冷。第十二页，共五十四页，编辑于2023年，星期四8.2电冰箱一种使食物或其他物品保持冷态的小柜或小室，用于冷冻、冷藏食品或其他物品。内有制冰机用以结冰的柜或箱带有制冷装置的储藏箱。家用电冰箱的容积通常为20～500升。1910年世界上第一台压缩式制冷的家用冰箱在美国问世。1925年瑞典丽都公司开发了家用吸收式冰箱。1927年美国通用电气公司研制出全封闭式冰箱。1930年采用不同加热方式的空气冷却连续扩散吸收式冰箱投放市场。1931年研制成功新型制冷剂氟利昂12。50年代后半期开始生产家用热电冰箱。中国从50年代开始生产电冰箱。第十三页，共五十四页，编辑于2023年，星期四8.2.1电冰箱的结构与分类结构第十四页，共五十四页，编辑于2023年，星期四8.2.1电冰箱的结构与分类结构制冷系统电控系统箱体及附件第十五页，共五十四页，编辑于2023年，星期四8.2.1电冰箱的结构与分类结构制冷系统1、压缩机机组：包括压缩机和电动机第十六页，共五十四页，编辑于2023年，星期四8.2.1电冰箱的结构与分类结构制冷系统2、冷凝设备：冷凝器、蒸发水皿加热管、门防冻防露管第十七页，共五十四页，编辑于2023年，星期四8.2.1电冰箱的结构与分类结构制冷系统3、冷却设备：蒸发器、间冷式中还有冷却风机和电动机第十八页，共五十四页，编辑于2023年，星期四8.2.1电冰箱的结构与分类结构制冷系统4、干燥过滤器：结构5、节流元件：毛细管6、管道、制冷剂等第十九页，共五十四页，编辑于2023年，星期四8.2.1电冰箱的结构与分类结构电控系统1、温度控制设备：温度控制器、温控用电热器等2、电机起动和保护器件：起动继电器、过热过载保护继电器、或带有起动和运行用电容器等。3、化霜设备：化霜时间控制器、化霜电热器、化霜防误动作加热器等。4、制冷性能补偿部件：温度补偿电热器、温度补偿指示灯、节电开关、双蒸发器连管加热器等。第二十页，共五十四页，编辑于2023年，星期四8.2.1电冰箱的结构与分类结构箱体及附件1、箱体由外壳、内胆、隔热层和箱顶饰板及柜组成。其中外壳常采用0.6—1mm薄钢板磷化处理后喷漆或喷塑，或彩色钢板；内胆由ABS或改性聚苯乙烯塑料模压成形；隔热层通常为充填的聚氨脂泡沫塑料。2、箱体由门板、门内胆、磁性门封和手柄及绞链(门折页)组成。其中,门板与箱体外壳一样;门内胆与箱体内胆一样;磁性门封由塑料门封条和磁性胶条组成,为了节能还另设橡胶气囊二次门封。3、附件由搁架、箱内接水盆、果蔬盒、制冰盒、箱外接水盒(或蒸发盒)等组成。第二十一页，共五十四页，编辑于2023年，星期四8.2.1电冰箱的结构与分类分类电冰箱按原理可为以下九种：1、压缩式电冰箱：这种电冰箱由电动机提供机械能，通过压缩机对制冷系统作功。制冷系统利用低沸点的制冷剂，蒸发时，吸收汽化热的原理制成的。其优点是寿命长，使用方便，目前世界上95﹪的电冰箱属于这一类。2、吸收式电冰箱：这种电冰箱可以利用热源（煤气、煤油、电等）作为动力。利用氨、水、氢混合物在连续吸收、扩散过程中达到制冷的目的。其缺点是效率低，降温慢，现已逐渐被淘汰。第二十二页，共五十四页，编辑于2023年，星期四8.2.1电冰箱的结构与分类分类3、半导体电冰箱：它是利用对PN型半导体，通以直流电，在结点上产生珀尔帖效应的原理来实现制冷的电冰箱。4、化学冰箱：它是利用某些化学物质溶解于水时强烈吸热而获得制冷效果的冰箱。5、电磁振动式电冰箱：它是利用电磁振动作动力来驱动压缩机的冰箱。其原理、结构、与压缩式电冰箱基本相同。第二十三页，共五十四页，编辑于2023年，星期四8.2.1电冰箱的结构与分类分类6、太阳能电冰箱：它是利用太阳能作为制冷能源的电冰箱。7、绝热去磁制冷电冰箱。8、辐射制冷电冰箱。9、固体制冷电冰箱。第二十四页，共五十四页，编辑于2023年，星期四8.2.2电冰箱的工作原理电冰箱工作原理第二十五页，共五十四页，编辑于2023年，星期四第二十六页，共五十四页，编辑于2023年，星期四8.2.3温度控制原理早期的电冰箱多采用机械式控温器，主要结构见图示。通过感温包感受箱内温度使包内的气体膨胀或缩小，通过毛细管将压力变化传给膜盒而推动杠杆使电接点接通或断开来控制压缩机的运转。调节凸轮可以改变弹簧拉力，从而改变感温包所传递出来的压力，实现温度控制。现代冰箱多采用电子技术进行温度控制。第二十七页，共五十四页，编辑于2023年，星期四8.2.4使用与维护生活中如何正确使用冰箱1．肉类存放冷藏肉不用清洗，带盒直接放在冷藏室较冷处即可；而普通肉则要好好清洗，切成合适一餐用的块或切好丝、片，分别装在冷藏盒或保鲜袋中封好，把长时间不吃的食物放在冷冻箱里，次日要吃的放在冷藏室下层。肉不可反复化冻，否则食用价值损失极大。第二十八页，共五十四页，编辑于2023年，星期四8.2.4使用与维护生活中如何正确使用冰箱2．蔬菜存放蔬菜水果购买来的时候往往带有污物和泥土，其中可能藏有大量微生物，容易污染冰箱内的其他食物，造成交叉污染。因此，蔬菜和水果应先清洗干净、甩干水分，用清洁的保鲜袋装好，用保鲜膜封好，或者放进密封容器，让它们彼此隔离，擦干净后再放进冰箱保存。包装食品也要放入冰箱。第二十九页，共五十四页，编辑于2023年，星期四8.2.4使用与维护3．生熟食存放在冰箱中生熟食物宜分开，熟食应放入加盖的容器中存放，避免细菌交叉感染。4．保鲜膜有害使用聚氯乙烯材质制成的保鲜膜，经过长时间的包裹，食物中的油脂很容易将保鲜膜中的增塑剂“乙基氨”溶解，该增塑剂对人体内分泌系统有很大破坏作用，会扰乱人体的激素代谢。因此买回家的熟食就应该把保鲜膜撕掉，或者覆盖保鲜膜时，尽量别把食物装太满，以防食物接触到保鲜膜。第三十页，共五十四页，编辑于2023年，星期四8.2.4使用与维护5．冷冻过的菜加热后再吃无论是凉菜还是热菜，在经过用筷子搅拌、唾液混杂后，使得微生物在温热的菜肴中迅速繁殖，因此存放于冰箱内的食物必须烧透再食用，以杀灭可能因污染而带入的致病菌，防止病从口入。6．化冻后食品不宜再存放冰箱经化冻的肉类和鱼等不宜再次置冰箱保存，因为化冻过程中食物可能受污染，微生物会迅速繁殖第三十一页，共五十四页，编辑于2023年，星期四8.2.4使用与维护7．冰箱也需要呼吸和消毒冰箱内不应装得满满当当的，应留有适当空间，以利冷气穿透全部存品。此外，冰箱要定期消毒。3—4周要用稀漂白粉水或0.1%高锰酸钾水擦拭一次，同时要定期清洗冰箱，包括各板层，特别是过滤网，此处常常是污垢和病菌的积聚场所。第三十二页，共五十四页，编辑于2023年，星期四8.2.4使用与维护冰箱节约用电的方法：1.冷藏物品不要放得太密，留下空隙利于冷空气循环，这样食物降温的速度比较快，减少压缩机的运转次数，节约电能。2.在冰箱里放进新鲜果菜时，一定要把它们摊开。如果果菜堆在一起，会造成外冷内热，就会消耗更多的电量。3.对于那些份量较大的食物，可根据家庭每次食用的份量分开包装，一次只取出一次食用的量，而不必把一大块食物都从冰箱里取出来，用不完再放回去。反复冷冻既浪费电力，又容易对食物产生破坏。第三十三页，共五十四页，编辑于2023年，星期四8.2.4使用与维护冰箱节约用电的方法：4.冰冻了的食物解冻的方法有水冲、自然解冻等几种，解冻都需要一段时间。在食用前几小时，可以先把冰冻食物从冷冻室里“转移”到冷藏室里，因为冰冻食品的冷气可以帮助保持温度，减少压缩机的运转，从而达到省电目的，而且自身释放了“冷气”，从而达到解冻的目的，一举两得，呵呵。5.冰箱的摆放也有讲究，一般应该注意以下两个问题：在摆放冰箱时，一般应在两侧预留5—10厘米、上方10厘米、后侧10厘米的空间，可以帮助冰箱散热。不要与音响、电视、微波炉等电器放在一起，这些电器产生的热量会增加冰箱的耗电量。第三十四页，共五十四页，编辑于2023年，星期四8.2.4使用与维护清洁冰箱的9个步骤1、清洁冰箱外壳最好每天进行，用微湿柔软的布每天擦拭冰箱的外壳和拉手。2、清理内胆前先切断电源，把冰箱冷藏室内的食物拿出来。3、软布蘸上清水或食具洗洁精，轻轻擦洗，然后蘸清水将洗洁精拭去。4、拆下箱内附件，用清水或洗洁精清洗。5、清洁冰箱的“开关”、“照明灯”和“温控器”等设施时，请把抹布或海绵拧得干一些。第三十五页，共五十四页，编辑于2023年，星期四8.2.4使用与维护清洁冰箱的9个步骤6、内壁做完清洁后，可用软布蘸取甘油(医用开塞露)擦一遍冰箱内壁，下次擦的时候会更容易。7、用酒精浸过的布清洁擦拭密封条。如果手边没有酒精，用1：1醋水擦拭密封条，消毒效果很好。8、用吸尘器或软毛刷清理冰箱背面的通风栅，不要用湿布，以免生锈。9、清洁完毕，插上电源，检查温度控制器是否设定在正确位置。

第三十六页，共五十四页，编辑于2023年，星期四8.2.5无氟冰箱简介冰箱的发明给人们解决了保存食品等问题，但是因为普通电冰箱的制冷系统采用R－12氟里昂作制冷剂，而氟利昂已被视为破坏地球臭氧层的主要元凶。氟里昂泄漏到空气中以后，受到阳光中的紫外线的照射，极易发生化学反应，导致臭氧数量减少，甚至造成臭氧层的破坏，从而构成对人类健康及生物生长的威胁。为了保护人类赖以生存的大气环境，现在提倡和使用“无氟”冰箱。无氟冰箱的重大改进首先就是不采用R－12氟利昂，一般采用R-134a作制冷剂。并且对系统内的润滑油﹑密封材料等进行了革命性的改革，采用先进的生产工艺，确保制冷效果。第三十七页，共五十四页，编辑于2023年，星期四8.2.5无氟冰箱简介70年代，科学家发现被称作地球生命“保护伞”的大气臭氧层正在不断耗减，并判定这一变化与人类大量使用并排放氟里昂(CFC-12，分子式为CF2Cl2)有关。此后，科学家又经过深入持久的研究，证实了氟里昂经分解后产生氯(Cl)，是致使臭氧层耗减的元凶。经过各国科学家的努力，目前最佳的氟里昂替代品是HFC-134a(分子式为CF3CH2F)，其中的氟含量非但未减少，反有所增加，而氟里昂里面的氯则被取代了。所以“无氟冰箱”，准确地说应该叫“无氯冰箱”。现在生产的冰箱，基本上都是无“氯”冰箱。第三十八页，共五十四页，编辑于2023年，星期四8.2.5无氟冰箱简介并且对系统内的润滑油﹑密封材料等进行了革命性的改革，采用先进的生产工艺，确保制冷效果。无氟电冰箱的压缩机采用了与普通冰箱不同结构的压缩机﹐其工作状态也存在较大的差异。无氟冰箱运转时压缩机的低压吸气管呈负压状态﹐而高压排气管的压力较普通压缩机要大﹐这样会造成压缩机温度相对较高的问题﹐但是使用时只要注意加强冰箱的散热﹐将不影响冰箱的制冷效果和使用寿命。第三十九页，共五十四页，编辑于2023年，星期四8.2.5无氟冰箱简介购买“无氟”电冰箱时一定要买技术实力强的名牌产品，以确保电冰箱的质量。维修“无氟”电冰箱时也有很严格的要求，一些维修用的工具都与普通电冰箱不同。因此，维修工具不能和普通电冰箱维修工具混用。无氟电冰箱的压缩机、冷凝器、蒸发器等等都与普通冰箱的不同。所以，无氟电冰箱维修时，一定要到特约维修经销商去修理，以避免对你的冰箱造成不必要的伤害。第四十页，共五十四页，编辑于2023年，星期四8.3家用空调器空调是空气调节的简称，它是一门工程技术，空气调节器（简称空调器）是一种人为的气候调节装置，它可以对房间进行降温、减湿、加热、加湿、通风、净化等调节过程，利用它可以调节室内的温度、湿度、气流速度、洁净度等参数指标，从而使人们获得新鲜而舒适的空气环境。这样，无论是炎热的夏季，还是寒冷的冬季，人们都能在一个舒适的环境里更好的工作和生活。第四十一页，共五十四页，编辑于2023年，星期四8.3.1家用空调器的结构与分类目前的家用空调主要有三种：壁挂式空调、立柜式空调和窗式空调。第四十二页，共五十四页，编辑于2023年，星期四8.3.1家用空调器的结构与分类壁挂式空调和立柜式空调都是由室内机和室外机组成。第四十三页，共五十四页，编辑于2023年，星期四8.3.1家用空调器的结构与分类室内机主要由蒸发器、送风系统、控制器和外壳组成。室外机主要由送风系统(风叶和电机)、冷凝器、压缩机、管路系统、电路和外壳等组成。窗机主要由蒸发器、冷凝器、压缩机、管路系统、电器控制系统和外壳组成。第四十四页，共五十四页，编辑于2023年，星期四8.3.2家用空调器的工作原理家用空调器一般都是采用机械压缩式的制冷装置.其基本的元件共有四件:压缩机、蒸发器、冷凝器和节流装置，四者是相通的.其中充灌着制冷剂(又称制冷工质)。压缩机象一颗奔腾的心脏使得制冷剂如血液一样在空调器中连续不断的流动，实现对房间温度进行调节。第四十五页，共五十四页，编辑于2023年，星期四8.3.2家用空调器的工作原理制冷剂蒸汽由压缩机排出，经过换向阀进入冷凝器换热冷凝后，流经毛细管进入蒸发器吸热气化，制冷剂蒸汽再经过换向阀进入压缩机的吸气口，由压缩机进行压缩再循环。结果从室内换热器送出的是冷风—即制冷。第四十六页，共五十四页，编辑于2023年，星期四8.3.2家用空调器的工作原理由压缩机排出的高压高温蒸汽，经过换向阀进入室内换热器(冷凝器功能)，冷凝散热后经毛细管流入室外换热器吸热气化，制冷剂蒸汽再经过换向阀进入压缩机的吸气口，经压缩进行再循环。结果是从室内换热器送出的是热风—即制热。第四十七页，共五十四页，编辑于2023年，星期四8.3.3使用与维护一、空调器的用电量大，要专用线路供电，并且注意电表容量是否满足要求。二、在搬运过程中，室外机倾斜度不得超过45度。三、窗式空调可以安装在窗台上或采用穿墙的方法，高度最好是距地面1.5-2M。安装要十分牢固，应使用必要的支架和辅助设施。机身的前面要比后面高出1㎝或5度左右，使机内冷凝水能顺利流出。第四十八页，共五十四页，编辑于2023年，星期四8.3.3使用与维护四、分体式空调在安装中，室内机的位置除考虑美观合适外，还应有助于室内冷热空气的充分循环，悬挂应牢固且在上下左右留有一事实上的间距，利于循环。室外机安装一定要坚固，要足心受自身重量和运行时的振动，室内外机之间的连接钢管在满足需求时，要尽量短，并且一定要用绝热材料包装好。安装完试运行，要求无异常声音；出风口是否有一定温差；冷凝水是否顺利通过排水管排出室外。第四十九页，共五十四页，编辑于2023年，星期四8.3.3使用与维护五、空调器通常工作的环境温度单冷型为18-30摄氏度、冷暖型为5-43摄氏度。使用时仔细阅读说明书，按步骤进行操作。温度设定要合适，制冷时把温差控制在5摄氏度左右为佳，不然既费电也不利于人体健康。六、空调关机后，要等待3分钟后才再能再次起动，避免压缩机压力过大而损坏。七、使用空调的房间，每天要保持一定的开窗通风时间，尽量使房间空气清新，有利健康。八、空调器在使用过程中，为使气流保持通畅，需要定期清洗空气滤尘网，经常用软布抹去面板和机壳上的灰尘。

第五十页，共五十四页，编辑于2023年，星期四8.