制冷和空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu)課件

2、壓縮制冷劑蒸氣（低溫低壓 高溫高壓）。,第四章 制冷和空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu),引子：制冷壓縮機(jī)是制冷系統(tǒng)的核心。,蒸氣壓縮式制冷系統(tǒng)的構(gòu)成,一、作用,壓縮機(jī) 熱交換設(shè)備（蒸發(fā)器、冷凝器等） 節(jié)流機(jī)構(gòu) 輔助部件 管道 各種控制閥和儀表,1、循環(huán)所需的動(dòng)力；,第一節(jié) 制冷壓縮機(jī),2019/4/6,2,二、分類,制冷和空調(diào)用壓縮機(jī)的分類及結(jié)構(gòu)示意圖,第四章 制冷和空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu),2019/4/6,3,1、按制冷量大小分,大型 400KW 小型 60KW 中型 400-60KW,2、按作用原理分,（1）容積型：通過對(duì)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)作功，以減少壓縮式容積，提高蒸氣壓力來完成壓縮功能。,活塞式壓縮機(jī)：開啟式 、半封閉式 、全封閉式 ；回轉(zhuǎn)式：螺桿式（單、雙）、滾動(dòng)活塞式、滑片式、渦旋式。,（2）速度型：離心式壓縮機(jī)。 由旋轉(zhuǎn)部件連續(xù)將角動(dòng)量轉(zhuǎn)換給蒸氣，再將該動(dòng)量轉(zhuǎn)為壓力。,第四章 制冷和空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu),2019/4/6,4,開啟式,半封閉式,封閉式,第四章 制冷和空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu),2019/4/6,5,各類壓縮機(jī)在制冷和空調(diào)工程中的應(yīng)用范圍,第四章 制冷和空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu),2019/4/6,6,3.按工作的蒸發(fā)溫度范圍分類,單級(jí)制冷壓縮機(jī),高溫制冷壓縮機(jī)：1010,中溫制冷壓縮機(jī)：2010,低溫制冷壓縮機(jī)：4520,第四章 制冷和空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu),2019/4/6,9,1.壓縮過程 將制冷劑的壓力提高。當(dāng)活塞處于最下端位置1-1（稱為內(nèi)止點(diǎn)或下止點(diǎn)）時(shí)，活塞移動(dòng)到2-2位置時(shí)，開始排氣。制冷劑在氣缸內(nèi)從吸氣時(shí)的低壓升高到排氣壓力的過程稱為壓縮過程。,4.吸氣過程 從蒸發(fā)器吸入制冷劑?；钊麖奈恢?-4向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，吸氣閥開啟，低壓氣體被吸人氣缸中，直到活塞到達(dá)下止點(diǎn)1-1的位置。此過程稱為吸氣過程。,3.膨脹過程 將制冷劑的壓力降低。直至氣缸內(nèi)氣體的壓力降至稍低于吸氣腔內(nèi)氣體的壓力，即將開始吸氣過程時(shí)為止，此時(shí)活塞處于位置4-4?；钊麖?-3移動(dòng)到4-4的過程稱為膨脹過程。,2.排氣過程 制冷劑進(jìn)入冷凝器。直到活塞運(yùn)動(dòng)到最高位置3-3（稱為外止點(diǎn)或上止點(diǎn)）時(shí)排氣過程結(jié)束。制冷劑從氣缸向排氣管輸出的過程稱為排氣過程。,第四章 制冷和空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu),2019/4/6,10,三、性能參數(shù)及計(jì)算,1、輸氣量及輸氣系數(shù),（1）理論輸氣量,假定壓縮機(jī)有z個(gè)氣缸，轉(zhuǎn)速為n，則壓縮機(jī)的理論輸氣量為：,（2）實(shí)際輸氣量,第四章 制冷和空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu),2019/4/6,11,（3）輸氣系數(shù)： 也稱壓縮機(jī)的容積效率。通?？捎萌莘e系數(shù)c、壓力系數(shù)p、泄漏系數(shù)v 、溫度系數(shù)t的乘積來表示，即,=cpvt,其中，容積效率總小于1，其大小反映壓縮機(jī)氣缸容積的有效利用程度。影響它的主要因素有四個(gè)：,一是氣缸余隙容積的大?。?二是吸、排氣壓力以及吸、排氣閥片阻力； 三是吸入氣缸的低溫制冷劑蒸汽遇到熱的氣缸壁所引起的熱膨脹； 四是氣缸內(nèi)部的泄漏。,第四章 制冷和空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu),2019/4/6,12,1）考慮余隙容積影響的容積系數(shù), 3點(diǎn)的容積；, 4點(diǎn)的容積。,3 4 為多變的膨脹過程。,式中：m氣體膨脹過程中變化的多變指數(shù)。,令,，則,式中：C壓縮機(jī)相對(duì)余隙容積。,第四章 制冷和空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu),2019/4/6,13,（2）吸、排氣壓力損失影響的壓力系數(shù),（3）考慮漏泄影響的漏泄系數(shù),（4）考慮熱交換影響的溫度系數(shù),輸氣系數(shù)：,第四章 制冷和空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu),2019/4/6,14,二、壓縮機(jī)的功率和效率,1、指示效率,或,（經(jīng)驗(yàn)公式）,式中：Na理論功率；T0蒸發(fā)溫度（K）； Ni指示功率；Tk冷凝溫度（K）； T0蒸發(fā)溫度（）；b常數(shù)，b=0.0025。,2、機(jī)械功率, 軸功率,3、壓縮機(jī)的總效率,0.65-0.72,第四章 制冷和空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu),2019/4/6,15,4、軸功率、摩擦功率和機(jī)械效率,兩者之比值稱為機(jī)械效率，用j表示,由原動(dòng)機(jī)傳到曲軸上的功率稱為軸功率Ne,一部分直接用于壓縮氣體 稱為指示功率用Ni表示,另一部分用于克服曲柄連桿機(jī)構(gòu)等的摩擦阻力，稱為摩擦功率，用Nm表示,第四章 制冷和空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu),2019/4/6,16,指示效率i與機(jī)械效率j的乘積，稱為壓縮機(jī)的軸效率， 用e表示。 一般在0.60.7之間,提高j可以從 以下幾方面著手,選用合適的氣缸間隙，適當(dāng)減少活塞環(huán)數(shù),選用合適的潤滑油,加強(qiáng)曲軸、曲軸箱等零件剛度,降低摩擦表面的粗糙度,第四章 制冷和空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu),2019/4/6,17,5、配用電動(dòng)機(jī)功率 對(duì)于開啟式壓縮機(jī)，如用帶傳動(dòng)，應(yīng)考慮傳動(dòng)效率d =0.90.95。 用聯(lián)軸器直接傳動(dòng)時(shí)，不必考慮傳動(dòng)效率。對(duì)于封閉式壓縮機(jī)，因電動(dòng)機(jī)與壓縮機(jī)共用一根軸，也不必考慮傳動(dòng)效率問題。 電動(dòng)機(jī)的功率可按運(yùn)行工況下壓縮機(jī)的軸功率，再考慮適當(dāng)裕量（10%15%）選配。,第四章 制冷和空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu),2019/4/6,18,第二節(jié) 壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu),一、活塞式壓縮機(jī),組成,機(jī)體（曲軸箱） 氣缸 活塞 吸、排氣閥 曲軸連桿機(jī)構(gòu),活塞式壓縮機(jī)有以下特點(diǎn)： 因?yàn)槭峭鶑?fù)運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)速不宜太高； 氣缸工作腔有余隙容積； 氣缸工作腔必須設(shè)置吸、排氣閥，使吸、排氣過程產(chǎn)生阻力損失； 結(jié)構(gòu)復(fù)雜，零部件多； 往復(fù)式壓縮機(jī)不允許吸氣帶液。,第四章 制冷和空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu),2019/4/6,19,六個(gè)系統(tǒng)： （1）運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)：曲軸、活塞連桿組件、聯(lián)軸器等； （2）配氣系統(tǒng)：閥板、氣閥彈簧等； （3）密封系統(tǒng)：活塞環(huán)、油封、墊片、填料等； （4）機(jī)體系統(tǒng)：曲軸箱、氣缸體、氣缸套、蓋板等； （5）潤滑系統(tǒng)：潤滑油泵、濾油器、調(diào)壓閥等； （6）安全和能量調(diào)節(jié)系統(tǒng)：假蓋、假蓋彈簧、安全閥、能量調(diào)節(jié)裝置等。,當(dāng)壓縮機(jī)發(fā)生液擊時(shí)，可保護(hù)氣缸不致被破壞。,第四章 制冷和空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu),2019/4/6,20,8FS10壓縮機(jī),2019/4/6,21,2019/4/6,22,第四章 制冷和空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu),2019/4/6,23,第四章 制冷和空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu),2019/4/6,24,第四章 制冷和空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu),2019/4/6,25,活塞式制冷壓縮機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn):,優(yōu)點(diǎn),能適應(yīng)較廣闊的壓力范圍和制冷量要求； 熱效率較高，單位耗電較少，特別是偏離設(shè)計(jì)工況運(yùn)行時(shí)更為明顯； 對(duì)材料要求低，多用普通鋼鐵材料，加工較易，造價(jià)較低廉； 技術(shù)上較為成熟，生產(chǎn)使用上積累有豐富的經(jīng)驗(yàn)； 裝置系統(tǒng)比較簡單。,缺點(diǎn),因受活塞往復(fù)慣性力的影響，轉(zhuǎn)速受限制，不能過高，因此單機(jī)輸氣量大時(shí)，機(jī)器顯得很笨重； 結(jié)構(gòu)復(fù)雜，易損件多，維修工作量大； 由于受到各種力、力矩的作用，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)振動(dòng)較大； 輸氣不連續(xù)，氣體壓力有波動(dòng)。,第四章 制冷和空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu),2019/4/6,26,第四章 制冷和空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu),2019/4/6,27,我國活塞式制冷壓縮機(jī)的型式及基本參數(shù),表 活塞式壓縮機(jī)氣缸布置型式,第四章 制冷和空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu),2019/4/6,28,表 壓縮機(jī)基本參數(shù),第四章 制冷和空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu),2019/4/6,29,活塞式單級(jí)制冷壓縮機(jī)型號(hào)表示方法如下,（1）壓縮機(jī)型號(hào)表示方法：,（2）壓縮機(jī)組型號(hào)表示方法：,第四章 制冷和空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu),2019/4/6,30,目前國內(nèi)有些生產(chǎn)廠家仍習(xí)慣沿用老的壓縮機(jī)型號(hào)表示方法，即,第四章 制冷和空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu),2019/4/6,31,全封閉式制冷壓縮機(jī),特點(diǎn)：是將壓縮機(jī)與電動(dòng)機(jī)一起組裝在一個(gè)密閉的罩殼內(nèi)，形成一個(gè)整體，從外表上看只有壓縮機(jī)進(jìn)、排氣管和電動(dòng)機(jī)引線。,第四章 制冷和空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu),2019/4/6,32,第四章 制冷和空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu),2019/4/6,33,第四章 制冷和空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu),2019/4/6,34,第四章 制冷和空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu),2019/4/6,35,二、回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī),回轉(zhuǎn)機(jī)最普通的為固定葉片式結(jié)構(gòu)，常常又稱作“滾動(dòng)活塞式壓縮機(jī)”。,“固定葉片”,葉片只滑動(dòng)不轉(zhuǎn)動(dòng),特點(diǎn)：沒有吸氣閥 優(yōu)點(diǎn)：比往復(fù)機(jī)更可靠；是同等能力下尺寸小；制造成本低。 回轉(zhuǎn)機(jī)的局限性： 壓縮機(jī)中任何基本磨損（軸承、軸、轉(zhuǎn)子或葉片等磨損）都使間隙變大，并明顯影響壓縮機(jī)性能。 回轉(zhuǎn)機(jī)當(dāng)前研究與開發(fā)的重點(diǎn)： 降低振動(dòng)與噪聲，改善油處理和減小摩擦。,第四章 制冷和空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu),2019/4/6,36,三、渦旋式壓縮機(jī),渦旋機(jī)在技術(shù)上的特點(diǎn)：（1）制冷裝置中無氣閥；（2）可靠性很高；（3）軸的扭矩更均勻，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)；（4）壓力脈動(dòng)??；（5）振動(dòng)和噪聲低。 在給定吸氣條件下：渦旋機(jī)容積效率幾乎與壓力比無關(guān)，不存在余隙容積影響。 長處：（1）能夠用同一個(gè)電動(dòng)機(jī)在很寬的工作范圍內(nèi)高效運(yùn)轉(zhuǎn)；（2）熱泵的季節(jié)供熱系數(shù)HSPF提高；（3）整個(gè)系統(tǒng)的效率提高，即季節(jié)能效比SEER提高。,第四章 制冷和空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu),2019/4/6,37,第四章 制冷和空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu),2019/4/6,38,四、螺桿式壓縮機(jī),近年來，隨著螺桿機(jī)可靠性方面的改進(jìn)，它在中等容量的制冷與空調(diào)裝置上的應(yīng)用更為廣泛。 特點(diǎn)：螺桿機(jī)在部分負(fù)荷時(shí)的效率比離心機(jī)高8%10%；而且不存在離心機(jī)的喘振問題。,第四章 制冷和空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu),2019/4/6,39,五、離心式壓縮機(jī),離心式壓縮機(jī)依靠氣流速度變化的動(dòng)力學(xué)效應(yīng)，起到壓縮作用：吸入氣體由葉輪旋轉(zhuǎn)達(dá)到很高速度，然后導(dǎo)入渦殼使速度能轉(zhuǎn)變成壓力能。級(jí)壓力比受葉輪圓周速度與制冷劑性質(zhì)的影響。輪周速度受制于材料強(qiáng)度和氣體動(dòng)力條件。 一級(jí)葉輪可以達(dá)到的壓力比（級(jí)壓力比）一般為3-4；一般限制輪周速度不超過制冷劑進(jìn)口處音速的1.4 -1.5倍。,離心式壓縮機(jī)工作原理,第四章 制冷和空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu),2019/4/6,40,離心機(jī)的特點(diǎn)是： 結(jié)構(gòu)簡單、轉(zhuǎn)速高、輸氣量大，故體積、重量??； 制冷劑不與潤滑油接觸，避免了油對(duì)制冷劑的影響； 與容積式壓縮機(jī)特性一個(gè)重要的不同之處是：它的吸、排氣壓力差（或壓力比）與吸氣量有密切關(guān)系，吸氣量變化還影響機(jī)器效率，在部分負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，有可能出現(xiàn)喘振。 喘振現(xiàn)象就是氣流在流道內(nèi)來回撞擊而不能正常輸出。,第四章 制冷和空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu),第四章 制冷和空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu),當(dāng),不變時(shí)，,與,的關(guān)系：,第三節(jié) 制冷機(jī)的工況影響分析,一、冷凝溫度的變化對(duì)制冷機(jī)性能的影響,、,，增加,，,，減少,即,。但是,能隨意降低嗎？,第四章 制冷和空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu),當(dāng),不變時(shí)，,不變時(shí)，,當(dāng),不變時(shí)，,二、蒸發(fā)溫度的變化對(duì)制冷機(jī)性能的影響,，,，增加,。,吸氣比容,，,流量增加。,功率,不定。,當(dāng),，功率MAX，即當(dāng),，,不定。,但是,能隨意升高嗎？,第四節(jié) 制冷換熱器,第四章 制冷和空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu),（2）機(jī)械冷藏車：氨 鹽水 等,（1）空調(diào)客車：空氣 R12、R22 等,制冷系統(tǒng)的熱交換設(shè)備主要是冷凝器和蒸發(fā)器，它們是制冷劑與外部熱源介質(zhì)之間發(fā)生熱交換的設(shè)備。,分類（1）按結(jié)構(gòu)型式分：殼管式、蛇管式、螺旋管式和板翅式等； （2）按用途分：冷凝器、蒸發(fā)器、中間冷卻器和回?zé)釤峤粨Q器等。 一般，采用面式換熱器。,車輛上的傳熱介質(zhì)：,輔機(jī)：換熱器,第四章 制冷和空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu),，,4.4.1 肋片管換熱器,一、加肋的目的（強(qiáng)化傳熱）,1、外部傳熱,可見，管子內(nèi)外側(cè)的放熱系數(shù)相差懸殊較大。,2、內(nèi)部傳熱,應(yīng)盡量提高F外 Q外盡可能等于Q內(nèi) 可以充分地發(fā)揮傳熱能力，提高換熱效率。,3、肋化系數(shù)（肋化效率）,通過加肋方式,F外,F外, F內(nèi),，,它表示加肋的程度，一般為12-20。,第四章 制冷和空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu),二、肋片管的形式與參數(shù),1、形式,（1）軋片管,（2）纏絲管,（3）繞片管,（4）套片管,第四章 制冷和空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu),1增大傳熱面積 2增大對(duì)數(shù)平均溫度差 3增大總傳熱系數(shù) 4降低污垢熱阻值 5降低管壁熱阻,傳熱過程的強(qiáng)化,第四章 制冷和空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu),2、參數(shù)：肋片高h(yuǎn)，肋厚，肋片間距e，管徑d,注意：h不可太大，否則影響 ；e越小越好，但肋片間不能接觸。,3、傳熱熱阻計(jì)算,式中：,分別為肋管外、內(nèi)側(cè)的污垢熱阻；,以肋片管外表面為基準(zhǔn)的當(dāng)量放熱系數(shù)；,管內(nèi)側(cè)制冷劑的放熱系數(shù)；,管材的導(dǎo)熱系數(shù)。,第四章 制冷和空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu),三、肋片的效率,1、空氣與管壁的溫差,式中,肋片根部（管表面）與空氣間的溫差；,肋片平均溫度與空氣間的溫差；,平均溫度（因?yàn)槔咂谋砻鏈囟纫览咂叨鹊牟煌?而不同）。,第四章 制冷和空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu),2、肋片熱交換的有效性,（亦稱肋片效率）,式中 m肋片參數(shù)； h當(dāng)量肋高； 肋片厚度； p肋片管外側(cè)放熱系數(shù)； 肋片的導(dǎo)熱系數(shù)。,第四章 制冷和空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu),四、p空氣側(cè)的放熱系數(shù),用經(jīng)驗(yàn)公式，利用試驗(yàn)得到，如卡拉辛娜公式、埋橋英夫的 實(shí)驗(yàn)公式等。,五、傳熱系數(shù),考慮內(nèi)外污垢的影響，以外表面的面積為計(jì)算依據(jù)。,第四章 制冷和空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu),1、冷凝器,用冷凝器將制冷劑從低溫?zé)嵩次盏臒崃考皦嚎s后增加的熱焓排放到高溫?zé)嵩础?冷凝器按冷卻方式,空氣冷卻式 水冷式 蒸發(fā)冷卻式,空氣冷卻式冷凝器中 根據(jù)管外空氣流動(dòng)方式,自然對(duì)流空氣冷卻式冷凝器 強(qiáng)制對(duì)流空氣冷卻式冷凝器,六、換熱器的分類和結(jié)構(gòu),第四章 制冷和空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu),自然對(duì)流空氣冷卻式冷凝器,第四章 制冷和空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu),空氣強(qiáng)制對(duì)流冷凝器,1-肋片 2-傳熱管 3-上封板 4-左端板 5-進(jìn)氣集管 6-彎頭 7-出液集管 8-下封板 9-前封板 10-通風(fēng)機(jī) 11-裝配螺釘,第四章 制冷和空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu),氨臥式殼管式冷凝器,第四章 制冷和空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu),氟利昂套管式冷凝器,第四章 制冷和空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu),2、 蒸發(fā)器,蒸發(fā)器是制冷機(jī)中的冷量輸出設(shè)備。制冷劑在蒸發(fā)器中蒸發(fā)，吸收低溫?zé)嵩唇橘|(zhì)（水或空氣）的熱量，達(dá)到制冷的目的。,冷卻空氣的蒸發(fā)器,空氣自然對(duì)流時(shí) 多采用光盤管結(jié)構(gòu) 空氣強(qiáng)制對(duì)流時(shí) 采用翅片管結(jié)構(gòu),殼管式 沉沒式,冷卻液體（水或其它液 體載冷劑）的蒸發(fā)器,第四章 制冷和空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu),圖 直接蒸發(fā)式空氣冷卻器及其安裝位置示意圖 （a）橫向垂直；（b）水平；（c）傾斜。 1-膨脹閥；2-分液器；3-分液管；4-匯集管；4-回氣管；6-感溫包。,第四章 制冷和空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu),臥式滿液式蒸發(fā)器結(jié)構(gòu),第四章 制冷和空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu),干式殼管蒸發(fā)器,第四章 制冷和空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu),空氣強(qiáng)制對(duì)流的蒸發(fā)器及其肋片管型式,a) 蒸發(fā)器 b) 繞片管 c) 套片管 1-傳熱管 2-肋片 3-擋板 4-通風(fēng)機(jī) 5-集氣管 6-分液器,第四章 制冷和空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu),4.4.2 冷凝器的設(shè)計(jì)計(jì)算,1、上進(jìn)下出,一、結(jié)構(gòu),2、橫進(jìn)橫出,由6-8排肋管組成,傳熱方向：,制冷劑 空氣,空氣冷卻：,簡便，但PK高，尺寸大，能量消耗大。,注意：冷凝器容量較大時(shí)，采用兩組并聯(lián)，使傳熱強(qiáng)度低， 且空氣流速越大，K越大，傳熱效率越高。,第四章 制冷和空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu),q 液膜 壁面 肋片 空氣,液體 80-85%,二、蒸汽在管內(nèi)的冷凝時(shí)放熱,1、比例：,23：過飽和氣體,飽和氣體 10-15%,34：氣體,44：過冷液體 5%,2、傳熱過程：,3、努謝爾準(zhǔn)則,式中n努謝爾準(zhǔn)則數(shù)，即制冷劑冷凝時(shí)的放熱系數(shù)； dn 管子內(nèi)徑（m ）; m 冷凝液的導(dǎo)熱系數(shù)（w/m.k）。,（該準(zhǔn)則用以計(jì)算n，但尚不成熟。）,4、H.契板柯方程,5、影響n的其他因素,第四章 制冷和空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu),t0 或tK 時(shí)，C 。,三、冷凝器的設(shè)計(jì)計(jì)算,1、確定冷凝負(fù)荷,可用以下三種方法：,式中G制冷劑流量； N壓縮機(jī)輸入壓縮功； C負(fù)荷系數(shù)。,2、確定傳熱溫差（對(duì)數(shù)平均溫差）,式中（t2-t1）空氣在冷凝器內(nèi)的溫升； t1冷凝器入口（13-15）的傳熱溫差； t2冷凝器出口（3-5）的傳熱溫差。,第四章 制冷和空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu),空氣吸收的熱量：,式中,空氣定壓比熱；,放出的熱量。,3、n計(jì)算,空氣平均溫度,4、K的計(jì)算,5、傳熱面積,第四章 制冷和空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu),4.4.3 肋片管蒸發(fā)器 （既有熱交換又有濕交換）,一、分類,空氣冷卻器（有強(qiáng)迫通風(fēng)） 冷卻盤管（自然對(duì)流）,冷卻空氣的蒸發(fā)器,二、特點(diǎn),1、有分流器（傳熱均勻、效率高） 2、肋片直立（必須）（基于換熱面積的原因，避免冷結(jié)水 積存在肋片上，增大空氣阻力，影響傳熱效果） 3、肋片間距較大（考慮垢層、霜層的影響）,三、傳熱分析,熱流方向：空氣 冷表面?zhèn)鳠嵬ㄟ^霜層、垢層和管壁的透熱， 使管內(nèi)的制冷劑沸騰帶走熱量。,四、傳熱面積的計(jì)算,式中t對(duì)數(shù)平均溫差,第四章 制冷和空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu),第五節(jié) 制冷裝置自動(dòng)控制器件,第四章 制冷和空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu),引子部分,節(jié)流機(jī)構(gòu)是實(shí)現(xiàn)制冷循環(huán)所必須的四個(gè)基本的系統(tǒng)組成部件之一。 作用：對(duì)制冷劑的流動(dòng)起扼制作用，使來自冷凝器的高壓液態(tài)制冷劑壓力降低；控制進(jìn)入蒸發(fā)器的制冷劑質(zhì)流率。,一、常見類型,1、膨脹閥 2、毛細(xì)管 3、電動(dòng)膨脹閥 4、活球閥,第四章 制冷和空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu),二、節(jié)流機(jī)構(gòu)的作用和工作原理 當(dāng)制冷劑流體通過一小孔時(shí)，一部分靜壓力轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)壓力，流速急劇增大，成為湍流流動(dòng)，流體發(fā)生擾動(dòng)，摩擦阻力增加，靜壓下降，使流體達(dá)到降壓調(diào)節(jié)流量的目的。 節(jié)流機(jī)構(gòu)的作用有兩點(diǎn)：一是對(duì)從冷凝器中出來的高壓液體制冷劑進(jìn)行節(jié)流降壓為蒸發(fā)壓力；二是根據(jù)系統(tǒng)負(fù)荷變化，調(diào)整進(jìn)入蒸發(fā)器的制冷劑液體的流量。,第四章 制冷和空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu),三、熱力膨脹閥的作用,利用蒸發(fā)器出口處制冷劑蒸氣的過熱度來調(diào)節(jié)制冷劑流量；對(duì)高壓制冷劑液體節(jié)流降壓，使制冷劑一出閥孔就沸騰膨脹成為低溫濕蒸氣，再進(jìn)入蒸發(fā)器。,它在制冷裝置中的作用主要包括：,（1）使高壓高溫的制冷劑液體在經(jīng)熱力膨脹閥時(shí)節(jié)流降壓，變?yōu)榈蛪旱蜏氐闹评鋭裾羝?，進(jìn)入蒸發(fā)器蒸發(fā)吸熱，實(shí)現(xiàn)制冷降溫。 （2）按照感溫包感受到的蒸發(fā)器出口制冷劑蒸汽過熱度的變化，來改變膨脹閥的開啟度，自動(dòng)調(diào)整流入蒸發(fā)器的制冷劑流量，使制冷劑流量始終與蒸發(fā)器的熱負(fù)荷相匹配。 （3）通過熱力膨脹閥的控制，使蒸發(fā)器出口的制冷劑蒸汽保持一定的過熱度，這樣既能保證蒸發(fā)器傳熱面積的充分利用，又可以防止壓縮機(jī)出現(xiàn)液擊沖缸現(xiàn)象。,第四章 制冷和空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu),4.5.1 熱力膨脹閥,熱力膨脹閥又稱為自動(dòng)膨脹閥或節(jié)流閥。 廣泛用于干式蒸發(fā)器的供液量調(diào)節(jié) 以蒸發(fā)器出口處制冷劑的過熱度為控制參數(shù) 通過彈簧力設(shè)定靜態(tài)過熱度 設(shè)定范圍一般為28 基本原理： 蒸發(fā)器出口制冷劑的過熱度低于靜態(tài)過熱度時(shí)，閥處于關(guān)閉狀態(tài)；過熱度高于靜態(tài)過熱度時(shí)，閥才打開。并按二者之偏差成比例地改變閥開度，即成比例地調(diào)節(jié)送入蒸發(fā)器的制冷劑質(zhì)流率。 要確保制冷空調(diào)系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行，就要對(duì)制冷空調(diào)系統(tǒng)熱工參數(shù)（溫度、濕度、壓力、流量、液位等）進(jìn)行控制。,第四章 制冷和空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu),(a),(b),(c),閥結(jié)構(gòu)示意圖,閥與蒸發(fā)器連接圖,過熱度控制原理,熱力膨脹閥結(jié)構(gòu)原理圖,第四章 制冷和空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu),一、按平衡方式不同分類,內(nèi)平衡式和外平衡式。,二、內(nèi)平衡式熱力膨脹閥的結(jié)構(gòu),主要由感溫包、毛細(xì)導(dǎo)管、感溫膜片、傳動(dòng)桿、閥座、閥針及調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)組成。,第四章 制冷和空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu),熱力膨脹閥實(shí)物圖,三、工作原理,熱力膨脹閥的工作原理,感溫系統(tǒng)：指由感溫包、毛細(xì)導(dǎo)管及膜盒（膜片上的空間）構(gòu)成的密閉空間。,節(jié)流：將入口壓力Pk調(diào)整為出口壓力P0。,調(diào)節(jié)：針閥開度的大小將影響P0、流量Q。,P1膜片上方推力（來自感溫包） P0經(jīng)閥門節(jié)流后制冷劑的壓力 P2 彈簧力 注意：P0、P2 均在膜片的下方。,從調(diào)節(jié)特性來分析，熱力膨脹閥屬于直接作用式比例調(diào)節(jié)器。,第四章 制冷和空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu),第四章 制冷和空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu),平衡狀態(tài)：P1= P0+ P2 。此時(shí)，閥針不動(dòng)，閥針孔開啟度不變。,工作原理：,利用P1力的變化來改變閥針孔的開啟度，從而改變制冷劑的流量，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)。,初步設(shè)定P2 ，自我調(diào)節(jié)P1感溫包。,蒸發(fā)器t0,t01,P1,（P0+ P2 ）,閥針孔開度,流量,Q0,第四章 制冷和空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu),第四章 制冷和空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu),四、外平衡熱力膨脹閥與內(nèi)平衡熱力膨脹閥的主要區(qū)別,（1）有一個(gè)專用的外平衡管接頭，為引入外平衡壓力所用； （2）調(diào)節(jié)桿的形式等也有所不同。,外平衡熱力膨脹閥的安裝,使用理由：因蒸發(fā)器存在壓力損失，導(dǎo)致內(nèi)平衡式膨脹閥開啟過熱度增大，使蒸發(fā)器傳熱面積的利用率降低，制冷能力相應(yīng)減小。,第四章 制冷和空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu),（a）內(nèi)平衡 （b）外平衡 熱力膨脹閥開啟過熱度的變化,第四章 制冷和空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu),四、選擇熱力膨脹閥時(shí)，主要考慮下列因素：,1、按系統(tǒng)采用的制冷劑； 2、要考慮系統(tǒng)的蒸發(fā)溫度； 3、閥前制冷劑過冷度會(huì)影響閥后兩相制冷劑的干度； 4、冷凝器至閥前的液管肯定有壓力降。,第四章 制冷和空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu),4.5.2 毛細(xì)管,應(yīng)用場(chǎng)合：毛細(xì)管用在小型而且不需要精確調(diào)節(jié)流量的 制冷裝置。,第四章 制冷和空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu),一、原理,當(dāng)流體沿管內(nèi)流動(dòng)時(shí)，由于管道摩擦阻力而產(chǎn)生壓降，管徑越小或管子越長則流動(dòng)阻力就越大，流量就越小。,工質(zhì)流過閥門時(shí)流動(dòng)截面突然收縮，壓力下降，這種流動(dòng)稱為節(jié)流。,第四章 制冷和空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu),二、結(jié)構(gòu) 小內(nèi)徑0.6-2、L=6m（紫銅管） 三、作用 節(jié)流（無調(diào)節(jié)作用）。 四、特點(diǎn) 1、無運(yùn)動(dòng)件、結(jié)構(gòu)簡單； 2、無儲(chǔ)液器，充入的制冷劑量?。?3、停機(jī)后的高低壓基本相同，便于啟動(dòng)； 4、工作的準(zhǔn)確程度差； 5、小型空調(diào)或冰箱上運(yùn)用。 缺點(diǎn)：供液量不能隨工況變動(dòng)而調(diào)節(jié)。,第四章 制冷和空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu),Pk P0 2