企業(yè)培訓(xùn)_冷凍機(jī)基礎(chǔ)知識培訓(xùn)

冷凍機(jī)基礎(chǔ)知識培訓(xùn) 2012年08月20日 目錄 制冷原理冷凍機(jī)系統(tǒng)概述常用單位換算冷凍機(jī)常見故障 制冷原理 1 制冷原理及分類空調(diào)用制冷技術(shù)屬于普通制冷范圍 主要是采用液體氣化制冷法 主要是利用液體氣化過程要吸收比潛熱 而且液體壓力不同 其沸點(diǎn)也不同 壓力越低 沸點(diǎn)越低 另外根據(jù)熱量從低溫物體向高溫物體轉(zhuǎn)移的不同方式 可分為 蒸氣壓縮式制冷 吸收式制冷 對于蒸氣壓縮式制冷 其工作原理就是使制冷劑在壓縮機(jī) 冷凝器 膨脹閥和蒸發(fā)器等熱力設(shè)備中進(jìn)行壓縮 放熱 節(jié)流和吸熱四個(gè)主要的熱力過程 以完成制冷循環(huán) 2 制冷劑1 制冷劑是制冷裝置中進(jìn)行制冷循環(huán)的工作物質(zhì) 其工作原理是制冷劑在蒸發(fā)器內(nèi)吸收被冷卻物質(zhì)的熱量而蒸發(fā) 在冷凝器中將所吸收的熱量傳給周圍的空氣或者水 而被冷卻為液體 往復(fù)循環(huán) 借助于狀態(tài)的變化來達(dá)到制冷的作用 2 常用制冷劑A 氨 NH3R717 氨最大的優(yōu)點(diǎn)是單位容積制冷能力大 蒸發(fā)壓力和冷凝壓力適中 另外價(jià)格便宜 極易購得 特別是冷藏 冷庫等大型制冷設(shè)備常采用 但是氨最大的確定就是有強(qiáng)烈的刺激作用 對人體有危害 目前規(guī)定氨在空氣中的濃度不應(yīng)大于20mg m3 氨是可燃物 氨在空氣中的體積百分比達(dá)16 25 時(shí) 遇火焰就有爆炸的危險(xiǎn) B 氟利昂大多數(shù)的氟利昂本身無毒 無臭 不燃 適用于工程建筑或者實(shí)驗(yàn)室的空調(diào)制冷裝置 尤其是氟利昂R22 在我國空調(diào)制冷裝置中已經(jīng)廣泛采用 其熱力學(xué)性能與氨不相上下 而且安全可靠 是一種良好的制冷劑 但是目前價(jià)格較高 影響大規(guī)模的推廣使用 致命缺點(diǎn) 溫室效應(yīng)氣體 其溫室效應(yīng)值比二氧化碳大1700倍 更危險(xiǎn)的是會破壞大氣層中的臭氧層 根據(jù)國際上 蒙特利爾議定書 規(guī)定 R22于2020年將全面禁止 發(fā)展中國家可適當(dāng)延期至2040年全面禁止生產(chǎn) 目前國際上一致看好的R22的替代物是R407C R410A 另外汽車制冷中原來常用的R12 采用R134A替代 目前國內(nèi)的一些大中型項(xiàng)目 業(yè)主都明確要求采用環(huán)保冷媒如R407C等 C 水 H2O 水最大的優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格便宜 極易購得 特別是吸收式制冷設(shè)備常采用 3 載冷劑1 水 高溫載冷劑 0 以上 在空調(diào)系統(tǒng)中應(yīng)用特別理想 2 鹽水溶液 中溫載冷劑 5 55 一般用氯化鈉或氯化鈣配置 腐蝕性大 3 有機(jī)物 低溫載冷劑 如以下 1 乙二醇 無色 無味 無電解性 凝固點(diǎn)隨溫度增加而降低 1 7 50 2 丙二醇 無色 無味 無電解性 無毒 性質(zhì)穩(wěn)定 凝固點(diǎn)隨溫度增加而降低 3 7 36 3 酒精 C2H5OH 凝固點(diǎn)為 114 可做低溫載冷劑 114 以上 4 二氯甲烷 CH2Cl2 代號R30 無色液體 凝固點(diǎn)為 97 可做低溫載冷劑 90 以上 4 壓縮機(jī) 4 壓縮機(jī) 4 壓縮機(jī) 依靠嚙合運(yùn)動著的一對陰陽轉(zhuǎn)子 借助它們的齒 齒槽與機(jī)殼內(nèi)壁所構(gòu)成的呈 V 字形的一對齒間容積呈周期性大小變化 來完成制冷劑氣體吸入 壓縮 排出的工作過程 說明 1 容積式制冷壓縮機(jī)是靠改變工作腔的容積 將周期性地吸收到的定量氣體壓縮 離心式壓縮機(jī)是靠離心力的作用 連續(xù)地將所吸收到的氣體壓縮 2 回轉(zhuǎn)式制冷壓縮機(jī)是靠回轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動替代活塞式壓縮機(jī)中的活塞的往復(fù)運(yùn)動 以改變氣缸的工作容積 從而將一定數(shù)量的低壓氣態(tài)制冷劑進(jìn)行壓縮 3 目前常用的壓縮機(jī)主要有活塞式壓縮機(jī) 渦旋式 螺桿式以及離心式壓縮機(jī) 其中活塞式制冷壓縮機(jī)多為中型 標(biāo)準(zhǔn)制冷量60 600KW 和小型 小于60KW 但是由于其噪音大 效率低切容易發(fā)生故障 目前使用的已不多 渦旋式制冷壓縮機(jī)目前主要用于小型制冷系統(tǒng) 在家用空調(diào)以及商用VRV等小型系統(tǒng)大量使用 而螺桿機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡單 可靠性高及操作維護(hù)方便 另外技術(shù)成熟等一系列獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn) 已經(jīng)廣泛應(yīng)用于制冷 空調(diào)和多種工藝流程中 離心式壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)簡單緊湊 運(yùn)動件少 工作可靠 經(jīng)久耐用運(yùn)行費(fèi)用低 一般適用大于500RT的制冷系統(tǒng)中 并且可以實(shí)現(xiàn)無級調(diào)節(jié) 使機(jī)組的負(fù)荷在30 100 范圍內(nèi)工作 4 評價(jià)制冷壓縮機(jī)消耗能量方面先進(jìn)性的指標(biāo) a 制冷壓縮機(jī)的性能系數(shù)COP即 單位軸功率的制冷量 軸功率 壓縮機(jī)的耗功率 指電動機(jī)傳至壓縮機(jī)機(jī)軸上的功率 主要包括直接用于壓縮空氣的所耗功率和克服運(yùn)動機(jī)構(gòu)的摩擦阻力所耗功率 b 能效比EER 單位電動機(jī)輸入功率的制冷量大小 此指標(biāo)考慮到驅(qū)動電機(jī)效率對能耗的影響 冷凍機(jī)系統(tǒng)概述 冷卻水 冷凍水 冷媒 冷凝器 主機(jī) 膨脹閥 壓縮機(jī) 蒸發(fā)器 冷卻塔 空調(diào)末端 空調(diào)制冷系統(tǒng)流程示意圖 低溫低壓氣體 7 12 32 37 高溫高壓氣體 低溫高壓液體 低溫低壓液體 1蒸發(fā)過程 蒸發(fā)過程 蒸發(fā)過程是在蒸發(fā)器中進(jìn)行的 液態(tài)制冷劑在蒸發(fā)器中蒸發(fā)時(shí)吸收熱量 使其周圍的介質(zhì)溫度降低或保持一定的低溫狀態(tài) 從而達(dá)到制冷的目的 蒸發(fā)器制冷量大小主要取決于液態(tài)制冷劑在蒸發(fā)器內(nèi)蒸發(fā)量的多少 氣態(tài)制冷劑流經(jīng)蒸發(fā)器時(shí)不發(fā)生相變 不產(chǎn)生制冷效應(yīng) 因而應(yīng)限制毛細(xì)管的節(jié)流汽化效應(yīng) 使流入蒸發(fā)器的制冷劑必須是液態(tài)制冷劑 另外 蒸發(fā)溫度愈低 相應(yīng)的制冷量也略為降低 并會使壓縮機(jī)的功耗增加 循環(huán)的制冷系數(shù)下降 2壓縮過程 壓縮過程 壓縮過程在壓縮機(jī)中進(jìn)行 這是一個(gè)升壓升溫過程 壓縮機(jī)將從蒸發(fā)器流出的低壓制冷劑蒸氣壓縮 使蒸氣的壓力提高到與冷凝溫度對應(yīng)的冷凝壓力 從而保證制冷劑蒸氣能在常溫下被冷凝液化 而制冷劑經(jīng)壓縮機(jī)壓縮后 溫度也升高了 3冷凝過程 冷凝過程 冷凝過程在冷凝器中進(jìn)行 它是一個(gè)恒壓放熱過程 為了讓制冷劑蒸氣能被反復(fù)使用 需將蒸發(fā)器流出的制冷劑蒸氣冷凝還原為液態(tài) 向環(huán)境介質(zhì)放熱 冷凝器按工作過程可分為冷卻區(qū)段和冷凝區(qū)段 冷凝器的入口附近為冷卻區(qū)段 高溫的制冷劑過熱蒸氣通過冷凝器的金屬盤管和散熱片 將熱量傳給周圍的空氣 并降溫冷卻 變成飽和蒸氣 冷凝器的出口附近為冷凝區(qū)段 制冷劑由飽和蒸氣冷凝為飽和液體放出潛熱 并傳給周圍空氣 4節(jié)流過程 節(jié)流過程 節(jié)流閥可以是又細(xì)又長的毛細(xì)管或者是膨脹閥 由于冷凝器冷凝得到的液態(tài)制冷劑的冷凝溫度和冷凝壓力要高于蒸發(fā)溫度和蒸發(fā)壓力 在進(jìn)入蒸發(fā)器前需讓它降壓降溫 液態(tài)制冷劑通過毛細(xì)管時(shí)由于流動阻力而降壓 并伴隨著一定程度的散熱和少許的汽化 因此節(jié)流過程是一個(gè)降壓降溫的過程 節(jié)流汽化的制冷劑量越大 蒸發(fā)器中的制冷量就越少 因而必須減少節(jié)流汽化 制冷機(jī)的基本工作原理 空調(diào)器要不斷把房間內(nèi)的多余熱量轉(zhuǎn)移到室外 使室內(nèi)溫度保持在一個(gè)較低的范圍內(nèi) 它包括兩個(gè)循環(huán) 制冷循環(huán)和空氣循環(huán) 1 制冷循環(huán) 空調(diào)器采用蒸氣壓縮制冷循環(huán)方式 它包括壓縮 冷凝 節(jié)流和蒸發(fā)4個(gè)熱力過程 如圖1所示 制冷劑經(jīng)節(jié)流降壓后 在室內(nèi)側(cè)的蒸發(fā)器中等壓蒸發(fā) 吸收潛熱 變成低溫低壓的蒸氣 然后經(jīng)過壓縮機(jī)壓縮 變成高溫高壓的蒸氣 最后在室外側(cè)的冷凝器中冷凝成液體 放出潛熱 如此周而復(fù)始 不斷循環(huán) 小型空調(diào)器節(jié)流裝置為毛細(xì)管 大 中型空調(diào)器節(jié)流裝置為膨脹閥 1制冷工況 圖1空調(diào)器的制冷循環(huán) 空氣循環(huán)是利用機(jī)內(nèi)電風(fēng)扇強(qiáng)迫室內(nèi) 室外空氣按一定路線對流 以提高換熱器的熱交換效率 空調(diào)器的空氣循環(huán)包括室內(nèi)空氣循環(huán) 室外空氣循環(huán)和新風(fēng)系統(tǒng) 下面以窗式空調(diào)為例 說明這3種循環(huán) 室內(nèi)空氣循環(huán)如圖2所示 室內(nèi)空氣從回風(fēng)口進(jìn)入空調(diào)器 通過濾塵網(wǎng)后 進(jìn)入室內(nèi)側(cè)蒸發(fā)器進(jìn)行熱交換 冷卻后再吸入離心風(fēng)扇 冷風(fēng)最后由送風(fēng)口吹回到室內(nèi) 2空氣循環(huán) 圖2室內(nèi)空氣循環(huán) 空調(diào)器制熱方式有兩種 一種是電熱 即電流通過電熱絲發(fā)熱 另一種是熱泵制熱 即氣態(tài)制冷劑冷凝放熱 在制冷循環(huán)中 冷凝器進(jìn)行的冷凝過程是一個(gè)放熱過程 蒸發(fā)器內(nèi)進(jìn)行的蒸發(fā)是一個(gè)吸熱過程 如果將室內(nèi)側(cè)的蒸發(fā)器改作冷凝器 而將室外側(cè)的冷凝器改作蒸發(fā)器 空調(diào)器就從制冷狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橹茻釥顟B(tài) 而熱泵型空調(diào)器就是根據(jù)這個(gè)原理設(shè)計(jì)的 如圖3所示 空調(diào)器制冷系統(tǒng)中 加一個(gè)電磁四通換向閥 以切換高低壓制冷劑在管道中的流向 使空調(diào)器既能制冷 又能制熱 4制熱工況 圖3熱泵型空調(diào)器運(yùn)行原理 空調(diào)器在制冷工況時(shí) 蒸發(fā)器盤管表面的溫度往往低于空氣的露點(diǎn)溫度 因而室內(nèi)循環(huán)空氣流經(jīng)蒸發(fā)器時(shí) 空氣中的水蒸氣就會冷凝成水 落在積水盤上 排出室外 從而使室內(nèi)空氣的含濕量降低 所以 空調(diào)器制冷運(yùn)行時(shí)兼有除濕作用 但由于室內(nèi)空氣含濕量減少 絕對濕度降低 并不等于相對濕度也降低 而影響舒適性空調(diào)質(zhì)量的濕度指標(biāo)是相對濕度而不是絕對濕度 因而有些空調(diào)器增加了獨(dú)立除濕功能 5除濕工況 空調(diào)的制冷量與制熱量 制冷量 單位時(shí)間內(nèi) 空調(diào)器在名義制冷工況下從空間區(qū)域或房間內(nèi)排除的熱量 制熱量 單位時(shí)間內(nèi) 空調(diào)器在名義制熱工況下向空間區(qū)域或房間內(nèi)釋放的熱量 熱量 6家用空調(diào)根據(jù)使用場所和制冷量的不同 可分為 家用空調(diào)器和家用中央空調(diào) 1 1家用空調(diào)器家用空調(diào)器有窗式空調(diào)和分體空調(diào) 適合于建筑面積小 需要制冷量不是很大的房間 1 窗式 整個(gè)空調(diào)器作為一個(gè)整體 如窗機(jī) 制冷范圍一般為1800W 5000W 2 分體式 將空調(diào)器分為室內(nèi)部分和室外部分 其制冷范圍一般為1800W 9000W A 窗式空調(diào)窗式空調(diào)是一種整體式空調(diào)器 是空調(diào)產(chǎn)業(yè)前期的代表品 有結(jié)構(gòu)緊湊 體積小 重量輕 安裝方便等特點(diǎn) 適用于臥室 辦公室 家庭小計(jì)算機(jī)房等場所使用 其主要缺點(diǎn)是噪聲較大 其外觀如下 B 分體空調(diào) 是在整體式空調(diào)器的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的 由室內(nèi)和室外機(jī)組組成 兩者通過電纜和管道連接 兩組之間的管道采用銅管接頭連接 它的優(yōu)點(diǎn)是 1 壓縮機(jī)和冷凝器裝在室外 離房間較遠(yuǎn) 降低了噪音 改善了環(huán)境 其噪音比窗式空調(diào)器低20DB左右 2 安裝和檢修方便 小修容易 大修可分別拆卸 3 室內(nèi)機(jī)組占地面積小 布置方便 造型美觀 可與室內(nèi)裝飾配套 4 增加了冷凝器的傳熱面積和風(fēng)量 散熱條件比窗式空調(diào)器好 C 家庭中央空調(diào)家庭中央空調(diào)不僅適合于50 200 的普通家庭住宅 更適合于建筑面積為200 500 的休閑別墅類住宅 在現(xiàn)代高檔別墅群中有廣泛的使用 一 家庭中央空調(diào)的特點(diǎn) 1 整個(gè)家庭都滿足舒適性條件 避免了其它分體機(jī)造成的直吹過冷和房內(nèi)冷熱不勻的人體不適現(xiàn)象 2 裝飾性好 配合裝修無任何外露管線 整個(gè)系統(tǒng)處于隱蔽狀態(tài) 3 操作簡單 自動運(yùn)行 無需維護(hù) 4 可根據(jù)各個(gè)房間的朝向 功能等增加和減少送冷 熱 量 5 可加新風(fēng) 加濕 使室內(nèi)空氣保持新鮮和衛(wèi)生 D家用中央空調(diào)的局限 1 布置上 設(shè)計(jì)和安裝要與裝修結(jié)合才能達(dá)到良好的舒適性和裝飾效果 2 電源要求 電負(fù)荷較大 老式住房要考慮電路負(fù)荷是否足夠 從審美觀點(diǎn)和最佳空間利用上考慮 使用中央空調(diào)使室內(nèi)裝飾更靈活 更容易實(shí)現(xiàn)最佳裝飾效果 即使您不再喜歡原來的裝飾 重新裝修 原來的中央空調(diào)系統(tǒng)稍微改變即可與新的裝修和諧一致 因此稱中央空調(diào)為 一步到位 永不落后的選擇 E家用中央空調(diào)的種類 常用家用中央空調(diào)大體可分為三種類型 風(fēng)冷管道系統(tǒng) 風(fēng)冷冷 熱水系統(tǒng) 多聯(lián)型系統(tǒng) 1 風(fēng)冷管道系統(tǒng) 2 風(fēng)冷冷 熱水系統(tǒng)風(fēng)冷冷 熱水系統(tǒng)應(yīng)用廣泛 從幾十平米到上千平米 平面或多層 房間結(jié)構(gòu)簡單或復(fù)雜均可 機(jī)組的輸送介質(zhì)通常為水 它通過室外主機(jī)產(chǎn)生出空調(diào)冷 熱水 由管路系統(tǒng)輸送至室內(nèi)的各末端裝置 在末端裝置處冷 熱水與室內(nèi)空氣進(jìn)行熱量交換 產(chǎn)生冷 熱風(fēng) 從而消除房間空調(diào)負(fù)荷 它是一種集中產(chǎn)生冷 熱量 分散處理個(gè)房間空調(diào)系統(tǒng)形式 冷 熱水機(jī)組的末端裝置通常為風(fēng)機(jī)盤管 3 多聯(lián)型系統(tǒng)多聯(lián)型系統(tǒng)即 VRV系統(tǒng) 變制冷劑流量VariedRefrigerantVolume 它是一種冷劑式空調(diào)系統(tǒng) 尤其適合于辦公場所 VRV系統(tǒng)的一臺室外機(jī)通過管路能夠向若干個(gè)室內(nèi)機(jī)輸送制冷劑液體 通過控制壓縮機(jī)的制冷劑循環(huán)量和進(jìn)入室內(nèi)各換熱器的制冷劑流量 可以適時(shí)地滿足室內(nèi)冷 熱負(fù)荷要求 VRV系統(tǒng)具有節(jié)能 舒適 運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)等諸多優(yōu)點(diǎn) 而且各房間可獨(dú)立調(diào)節(jié) 能滿足不同房間不同空調(diào)負(fù)荷的需求 它是由室內(nèi)機(jī)和室外機(jī)組成 室外主機(jī)由室外側(cè)換熱器 壓縮機(jī)和其他制冷附件組成 室內(nèi)機(jī)是由直接蒸發(fā)式換熱器和風(fēng)機(jī)組成 F中央空調(diào)制冷機(jī)組和大型空調(diào)設(shè)備 G 中央空調(diào)末端設(shè)備 1 空調(diào)末端的主要類別1 空調(diào)箱 一般有吊頂式 臥式 立式機(jī)組2 組合式空調(diào)箱 根據(jù)要求可以有不同的功能段 3 風(fēng)機(jī)盤管 主要形式有臥式暗裝 有普通型與高靜壓之分 立式明裝 卡式吸頂?shù)?H 中央空調(diào)的分類 按照冷卻形式分類1 水冷機(jī)組2 風(fēng)冷機(jī)組按照提供能量的形式分類1 單冷型2 冷暖型 I 水冷機(jī)組空調(diào)系統(tǒng)的主要設(shè)備 制冷主機(jī)冷卻塔冷凍水泵冷卻水泵補(bǔ)給水泵電子水處理儀或全自動軟化水處理裝置水過濾器膨脹水箱末端設(shè)備 J 風(fēng)冷冷水機(jī)組空調(diào)系統(tǒng)主要設(shè)備 制冷主機(jī)冷凍水泵補(bǔ)給水泵全自動軟化水處理裝置水過濾器膨脹水箱末端設(shè)備 K 空調(diào)主機(jī)的選型 1 負(fù)荷計(jì)算 1 根據(jù)設(shè)計(jì)手冊進(jìn)行詳細(xì)的計(jì)算 具體計(jì)算可參見設(shè)計(jì)手冊 2 單位面積負(fù)荷概算法 在實(shí)際工程中 有時(shí)要求對建筑物空調(diào)負(fù)荷做一個(gè)預(yù)先估計(jì) 以便估算容量和投資費(fèi)用 常采用單位面積負(fù)荷概算法 各種建筑物的冷熱負(fù)荷概算指標(biāo)可見下表 2 主機(jī)選擇 根據(jù)計(jì)算所得的總冷負(fù)荷 參照產(chǎn)品型錄選取設(shè)備 冷負(fù)荷概算指標(biāo) 空調(diào)常用單位換算 1 長度單位換算英制單位 英尺ft feet 英寸in inch 1in 25 4mm1ft 12in1ft 0 3048m 30 5cm1m 3 281ft2 體積流量單位CMH cubicmeterperhourCFM cubicfeetperminister1CFM 1 699CMH 3 功與能量的關(guān)系能量 功 時(shí)間1焦耳 j 1瓦 w 1秒 s 1 能量單位 國制 j kj 英制 cal kcal1j 0 2388cal 2 功率單位 國制 w kw 英制 kcal h 大卡 1kcal h 1 163w1kw 860kcal h習(xí)慣上的常用單位 馬力 匹 HP 冷噸RT1HP 735w1RT 3 516kw 3024kcal h 說明 1 冷噸 是一個(gè)英制的制冷量單位 1冷噸就是在24小時(shí)內(nèi)凍結(jié)1噸0 的水變成0 的冰 所需要的冷量 美國是采用2000磅 907 2kg 作為一噸 因此1美國冷噸 12659kj h 即 1RT 3 516kw2 匹與制冷量的關(guān)系在小型空調(diào)工程中1HP指給壓縮機(jī)輸入735W的功率所能產(chǎn)生的制冷量 與一般的功率單位匹意義是不一樣的 這里的1HP是根據(jù)能效比算出來的 日本一般認(rèn)為空調(diào)壓縮機(jī)的能效比平均為3 4 則輸入735W的電能所產(chǎn)生的制冷量為2500W 因此可以說1HP空調(diào)的制冷量相當(dāng)于2500W的制冷量 小1匹一般為2200W 大1匹一般為2800W 冷凍機(jī)常見故障 壓縮機(jī)故障 線圈溫度保護(hù)跳脫 1 吸入口冷媒壓力過低 溫度過高 冷媒不足或進(jìn)氣濾網(wǎng)阻塞 2 電機(jī)負(fù)載過大 冷卻不足或未裝置液冷媒噴射輔助冷卻或失效 3 線圈保護(hù)開關(guān)故障 4 電氣系統(tǒng)不良或故障 5 馬達(dá)線圈不良 溫升過高 6 吸氣過熱度過高 散熱不良 壓縮機(jī)故障 壓縮無法卸載 1 容調(diào)活塞環(huán)磨損無法完全氣密 冷媒大量進(jìn)入容調(diào)油壓缸中 2 容調(diào)電磁閥線圈故障 3 排氣端蓋襯墊破損