精密空調(diào)的組成和工作原理

1、精密空調(diào)的組成和工作原理一、蒸氣壓縮式制冷原理         蒸氣制冷是利用某些低沸點(diǎn)的液態(tài)制冷劑在不同壓力下汽化時(shí)吸熱的性質(zhì)來實(shí)現(xiàn)人工制冷的。 在制冷技術(shù)中，蒸發(fā)是指液態(tài)制冷劑達(dá)到沸騰時(shí)變成氣態(tài)的過程。液態(tài)變成氣態(tài)必需從外界吸取熱能才能實(shí)現(xiàn)，因此是吸熱過程，液態(tài)制冷劑蒸發(fā)汽化時(shí)的溫度叫做蒸發(fā)溫度，分散是指蒸汽冷卻到等于或低于飽和溫度，使蒸汽轉(zhuǎn)化為液態(tài)。 在日常生活中，我們能夠觀看到很多蒸發(fā)吸熱的現(xiàn)象。比如，我們在身上擦一些酒精，酒精很快蒸發(fā)，這時(shí)我們感到擦酒精部分反應(yīng)很涼。又如常用的制冷劑氟利昂 R-22液體噴灑在物體上時(shí)，我們會

2、看到物體表面很快結(jié)上一層白霜，這是由于R-22的液體噴到物體表面馬上吸熱，使物體表面溫度快速下降(當(dāng)然這是不有用的制冷方法，由于制冷劑R-22不能回收和循環(huán)使用)。蒸氣壓縮式制冷是利用液態(tài)制冷劑汽化時(shí)吸熱，蒸汽 分散時(shí)放熱的原理進(jìn)行制冷的。二、制冷循環(huán)  壓縮機(jī)是保證制冷的動力，利用壓縮機(jī)增加系統(tǒng)內(nèi)制冷劑的壓力，使制冷劑在制冷系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)，達(dá)到制冷目的。開頭壓縮機(jī)吸入蒸發(fā)制冷后的低溫低壓制冷劑氣體，然后壓縮成高溫高壓氣體送冷凝器；高壓高溫氣體經(jīng)冷凝器冷卻后使氣體冷凝變?yōu)槌馗邏阂后w；當(dāng)常溫高壓液體流入熱力膨脹閥，經(jīng)節(jié)流成低溫低壓的濕蒸氣，流入蒸發(fā)器，從四周物體吸熱，經(jīng)過風(fēng)道系統(tǒng)使空調(diào)房

3、間溫度冷卻下來，蒸發(fā)后的制冷劑回到壓縮機(jī)中，又重復(fù)下一個(gè)制冷循環(huán)，從而實(shí)現(xiàn)制冷目的。 三、制冷劑在制冷系統(tǒng)中狀態(tài)從壓縮機(jī)出口經(jīng)冷凝器到膨脹閥前這一段稱為制冷系統(tǒng)高壓側(cè)；這一段的壓力等于冷凝溫度下制冷劑的飽和壓力。高壓側(cè)的特點(diǎn)是：制冷劑向四周環(huán)境放熱被冷凝為液體，制冷劑流出冷凝器時(shí)，溫度降低變?yōu)檫^冷液體。 從膨脹閥出口到進(jìn)入壓縮機(jī)的回氣這一段稱為制冷系統(tǒng)的低壓側(cè)，其壓力等蒸發(fā)器內(nèi)蒸發(fā)溫度的飽和壓力。制冷劑的低壓側(cè)段先呈濕蒸氣狀態(tài)，在蒸發(fā)器內(nèi)吸熱后制冷劑由濕蒸氣漸漸變?yōu)槠麘B(tài)制冷劑。到了蒸發(fā)器的出口，制冷劑的溫度回升為過熱氣體狀態(tài)。過冷液態(tài)制冷劑通過膨脹閥時(shí)，由于節(jié)流作用，由高壓降低到低壓 (但不消

4、耗功、外界沒有熱交換）；同時(shí)有少部分液態(tài)制冷劑汽化，溫度隨之降低，這種低壓低溫制冷劑進(jìn)入蒸發(fā)器后蒸發(fā)（汽化）吸熱。低溫低壓的氣態(tài)制冷劑被吸入壓縮機(jī)，并通過壓縮機(jī)進(jìn)入下一個(gè)制冷循環(huán)。 四、制冷量在制冷循環(huán)中，循環(huán)流淌的每千克制冷劑從被冷卻物體吸取的熱量叫做單位重量制冷量，用符號 q表示，單位是大卡，單位重量制冷量是表示制冷循環(huán)的一個(gè)特殊參數(shù)，這由制冷劑的性質(zhì)，循環(huán)溫度等條件打算，蒸發(fā)溫度越低，冷凝溫度越高，其值越小，反之越大。制冷裝置的產(chǎn)冷量是單位時(shí)間內(nèi)從被冷卻物體吸取并在冷凝器中放掉的熱量，用符號Q表示，單位是大卡。Q值的大小等于制冷劑重量流量G與單位重量制冷量q的乘積，即： QG·

5、q 在實(shí)際工作中，有時(shí)為了便利的獲得制冷量的粗略計(jì)算也過下式計(jì)算 QL·(t2 t1 ) 式中L循環(huán)風(fēng)量，(t2 t1 )為進(jìn)出風(fēng)溫差.五、制冷劑制冷劑是進(jìn)行制冷循環(huán)的工作物質(zhì)。 （一）對制冷劑的要求抱負(fù)的制冷劑要求化學(xué)性質(zhì)是無毒、無刺激性氣味、對金屬腐蝕作用小、與潤滑油不起化學(xué)反應(yīng)，不易燃燒、不易爆炸、并且要求制冷劑有良好的熱力學(xué)性質(zhì)，即在大氣壓力下它在蒸發(fā)器內(nèi)的蒸發(fā)溫度要低、蒸發(fā)壓力最好與大氣壓相近；制冷劑在冷凝器中、冷凝溫度對應(yīng)的壓力要適中，單位制冷量要大，汽化熱要大，而液體的比熱要小，氣體的比熱要大。要求制冷劑的物理性質(zhì)：凝固溫度要低、臨界溫度要高，導(dǎo)熱系數(shù)和放熱系數(shù)要大，比

6、重和粘度要小，泄漏性要小。 （二）制冷劑的種類制冷劑種類很多，實(shí)際應(yīng)用時(shí)可依據(jù)制冷劑類型，蒸發(fā)溫度、冷凝溫度和壓力等熱力學(xué)條件以及制冷設(shè)備的使用地點(diǎn)來考慮。制冷劑可分為四類：即無機(jī)化合物、碳?xì)浠衔?、氟里昂和共沸溶液?目前我們空調(diào)最多使用的是氟里昂R-22,屬一代環(huán)保制冷劑,無毒無味,對臭氧層有破壞,單位制冷量大,冷凝溫度壓力適中,價(jià)格廉價(jià),最近一段時(shí)間很難淘汰. 六、制冷系統(tǒng)的構(gòu)造及組成構(gòu)成基本的制冷系統(tǒng)主要有四大部件：壓縮機(jī)、蒸發(fā)器、冷凝器、膨脹閥。 為了改善制冷系統(tǒng)的性能，達(dá)到更好的使用性能，通常還有不少幫助器件：液體管路電磁閥、視液鏡、液體管道干燥過濾器、凹凸壓力把握器等。 （一）壓

7、縮機(jī)壓縮機(jī)按其結(jié)構(gòu)分為三類：開啟式、半封閉式、全封閉式。目前大部分機(jī)房專用空調(diào)接受全封閉式壓縮機(jī)，只有力博特空調(diào)部分型號接受半封閉式壓縮機(jī)。 全封閉制冷壓縮機(jī)是一種壓縮機(jī)與電動機(jī)一起，裝置在一個(gè)密閉鐵殼內(nèi)形成的一個(gè)整體。從外表看只有壓縮機(jī)的吸排氣管接頭和電動機(jī)的導(dǎo)線；壓縮機(jī)殼分為上下兩部分，壓縮機(jī)和電動機(jī)裝入后，上下鐵殼用電焊焊接成一體。平常不能拆卸，因此機(jī)器使用牢靠。 在全封閉制冷壓縮機(jī)中，又有活塞型壓縮機(jī)和渦旋式壓縮機(jī)。 在現(xiàn)在生產(chǎn)的機(jī)房專用空調(diào)系統(tǒng)中，接受的壓縮機(jī)均為全封閉渦旋式制冷壓縮機(jī)。它的構(gòu)造主要由下列各項(xiàng)組成：旋轉(zhuǎn)式進(jìn)、出口閥門； 壓力表接口；內(nèi)置式過載愛護(hù)； 彈性機(jī)座；曲軸箱加

8、熱器；內(nèi)置式潤滑油泵。 渦旋式制冷壓縮機(jī)最大的優(yōu)點(diǎn)是： 1、結(jié)構(gòu)簡潔：壓縮機(jī)體僅需兩個(gè)部件(動盤、定盤)就可代替活塞壓縮機(jī)中的多種配件,因此故障率很低。 2、高效：吸氣氣體和變換處理氣體是分別的，以削減吸氣和處理之間的熱傳遞，可以提高壓縮機(jī)的效率。渦旋壓縮過程和變換過程都是格外安靜的。 （二）蒸發(fā)器1、蒸發(fā)器的分類： 蒸發(fā)器按其被冷卻的介質(zhì)種類可分為冷卻液體的蒸發(fā)器 (干式蒸發(fā)器)和冷卻空氣用的蒸發(fā)器(表冷式蒸發(fā)器)這兩大類。 空調(diào)系統(tǒng)所使用的蒸發(fā)器一般為冷卻空氣的蒸發(fā)器。當(dāng)制冷系統(tǒng)的氟里昂液態(tài)進(jìn)入膨脹閥節(jié)流后送入蒸發(fā)器，屬于汽化過程，這時(shí)候需要吸取大量熱量，使房間溫度逐步降低、以達(dá)到制冷效果

9、且能冷凝空氣中的水分而達(dá)到除濕效果. 2、A型蒸發(fā)器 “A”型結(jié)構(gòu)蒸發(fā)器的優(yōu)點(diǎn)是該結(jié)構(gòu)具有較大的迎風(fēng)面積和較低的迎面風(fēng)速以防止逆風(fēng)帶水。蒸發(fā)器配備有12”銅管鋁翅片及不銹鋼分散水盤，以利熱量更好的傳遞。 蒸發(fā)器盤管分為多路進(jìn)入并作交叉支配，籍此將每個(gè)制冷系統(tǒng)都能遍布于盤管迎風(fēng)面上，當(dāng)單一制冷系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，顯熱制冷量可達(dá)總制冷量的 5560。 3、蒸發(fā)器的去濕功能 在正常制冷循環(huán)中，室內(nèi)機(jī)風(fēng)扇以正常速度運(yùn)轉(zhuǎn)，供應(yīng)設(shè)計(jì)氣流以及最經(jīng)濟(jì)的能量以滿足制冷量的要求。 （1）簡潔的除濕功能 當(dāng)需要除濕時(shí)，壓縮機(jī)運(yùn)行，但室內(nèi)機(jī)馬達(dá)轉(zhuǎn)速降低，通常為原轉(zhuǎn)速的 23，因此風(fēng)量也削減了13，通過冷卻盤管的出風(fēng)溫度變成過

10、冷，產(chǎn)生良好的冷凝效果即增加了除濕量。以此法增加去濕量帶來的弊端有：當(dāng)出風(fēng)量削減 13，通常在幾秒種之內(nèi)出風(fēng)溫度降低2oC3oC，當(dāng)突然降低溫度速度達(dá)到最大允許值每10分鐘降低1時(shí)，造成把握牢靠性降低；當(dāng)出風(fēng)量削減 13，過濾效率降低，對換氣次數(shù)及通風(fēng)量都有很大影響，造成室內(nèi)把握精度降低和溫度分布不均勻；由于出風(fēng)溫度降低，需接通電加熱器以提高室溫，造成溫度把握不精確和增加運(yùn)行費(fèi)用。 （2）特地的去濕循環(huán) 冷卻繞組分為上、下兩個(gè)部分，分別為總冷卻繞組的 l3和23。在正常冷卻方式下，制冷工質(zhì)流過冷卻繞組的兩個(gè)部分。在除濕方式下，常開電磁閥關(guān)閉，這樣就把通向冷卻繞組的上部繞組(13部分)的氟里昂制

11、冷劑切斷了，全部氟里昂制冷劑都流向冷卻繞組的下部繞組(23)部分。通過下部繞組的空氣的溫度是很低的，通常至少比冷卻循環(huán)中的空氣降低 3oC，所以增加了去濕效果，但其弊端是總制冷量會減小和吸氣壓力降低。 （3）旁路氣體調(diào)整器 在“A”型蒸發(fā)器頂部安裝一個(gè)旁路氣體調(diào)整器，在正常冷卻方式下這個(gè)調(diào)整器是關(guān)閉的，全部返回的氣體都要平均地經(jīng)過兩個(gè)冷卻繞組。當(dāng)需要進(jìn)行除濕操作時(shí)，旁路氣體調(diào)整器完全打開，使13的返回氣體旁路經(jīng)過A框繞阻的頂部而沒有經(jīng)過冷卻，另外23的返回氣體均勻地通過A框繞組，排出氣體的溫度被快速降低，增加去濕效果。 此種去濕方法的效果與特地的去濕循環(huán)相同，但是其優(yōu)點(diǎn)是總制冷量將保持不變。

12、（三）冷凝器冷凝器按其冷卻形式可分為三大類型：水冷式、風(fēng)冷式、蒸發(fā)式及淋水式。 水冷式： 在水冷式冷凝器中，制冷劑放出熱量被冷卻水帶走。冷卻水可以一次流過，也可以循環(huán)使用。當(dāng)使用循環(huán)水時(shí)，需要有冷卻水塔或冷水池。水冷冷凝器有殼管式、套管式、沉醉式等結(jié)構(gòu)形式。 風(fēng)冷式 在風(fēng)冷式冷凝器中，制冷劑放出的熱量被空氣帶走。它的結(jié)構(gòu)形式主要為若干組銅管所組成，由于空氣傳熱性能很差，故通常都在銅管外增加肋片，以增加空氣側(cè)的傳熱面積，同時(shí)接受通風(fēng)機(jī)來加速空氣流淌，使空氣強(qiáng)制對流以增加散熱效果。 蒸發(fā)式及淋水式： 在這類冷凝器中，制冷劑在管內(nèi)冷凝，管外同時(shí)受到水及空氣的冷卻。 目前進(jìn)口機(jī)房專用空調(diào)的類型以風(fēng)冷型

13、為主。下面對風(fēng)冷型冷凝器作具體敘述。 風(fēng)冷冷凝器接受 10厘銅管，鋁翅片結(jié)構(gòu)，風(fēng)機(jī)接受可調(diào)速電機(jī)或者壓力把握器把握風(fēng)機(jī)的頻繁開停，以保證冷凝器在冬季、夏季能夠均衡使用，也使冷凝壓力在很冷，很熱的環(huán)境下不致變化太大。 風(fēng)冷冷凝器適用于環(huán)境溫度 -30oC +40oC范圍之內(nèi)，當(dāng)環(huán)境溫度較高時(shí)，將引起冷凝器壓力上升，這將由調(diào)速器的壓力傳感機(jī)構(gòu)感受到這種壓力的變化，并將這種變化轉(zhuǎn)變?yōu)檩敵鲭妷旱淖兓?，從而使電機(jī)轉(zhuǎn)速產(chǎn)生變化或者是把握風(fēng)機(jī)開停以達(dá)調(diào)整強(qiáng)制對流效果的目的。 機(jī)房專用空調(diào)室外冷凝器在出廠時(shí)已經(jīng)過調(diào)整及校驗(yàn)，但由于長途運(yùn)輸或者長期使用中的震驚，間或會消滅調(diào)速器的設(shè)定漂移現(xiàn)象。假如消滅此狀況可參

14、相應(yīng)型號的說明書適當(dāng)調(diào)整。壓力把握的也是如此。 通常室外機(jī)調(diào)整壓力范圍為：室外機(jī)高壓壓力在 14kgf/cm2 左右時(shí)風(fēng)機(jī)起轉(zhuǎn)，在2024kgfcm2 時(shí)達(dá)到滿負(fù)荷轉(zhuǎn)速，而在1418kgf/cm2 時(shí)調(diào)速性能為最佳狀態(tài)。壓力把握的室外機(jī)高壓壓力在 14kgf/cm2風(fēng)機(jī)停轉(zhuǎn)，在2024kgfcm2 時(shí)達(dá)到滿負(fù)荷轉(zhuǎn)速，且壓力偏高，正常把握在1418kgf/cm2為最佳狀態(tài)。（四）熱力膨脹閥1、熱力膨脹閥的結(jié)構(gòu)： 膨脹閥的頂部由密封箱蓋波紋薄膜感溫包和毛細(xì)管組成一個(gè)密閉容器，里面灌注氟里昂，成為感應(yīng)機(jī)構(gòu)，感應(yīng)機(jī)構(gòu)內(nèi)灌注的制冷劑可以與制冷系統(tǒng)的相同，也可以不同，比如制冷系統(tǒng)用的是 R-22，感溫包可

15、灌注R-12，感溫包用來感受蒸發(fā)器出口的過熱蒸汽溫度，毛細(xì)管作為密封箱與感溫包的連接管，傳遞壓力作用在膜片上，膜片是由一塊薄合金片沖壓成形。受力后彈性伸縮性很好，調(diào)整桿是用來調(diào)整膨脹閥門的開啟過熱度，在調(diào)試過程中用它來調(diào)整彈簧的彈力，調(diào)整桿向里旋時(shí)，彈簧壓緊，調(diào)整桿向外旋時(shí)，彈簧放松，傳動桿頂在閥針座與傳動盤之間傳遞壓力，閥針座上裝有閥針，用來開大或關(guān)小閥孔。 2、熱力膨脹閥的工作原理 膨脹閥通過感溫包感受蒸發(fā)器出口端過熱度的變化，導(dǎo)致感溫系統(tǒng)內(nèi) 充注物質(zhì)產(chǎn)生壓力變化、并作用于傳動膜片上促使膜片形成上下位移，再通過傳動片將此力傳遞給傳動桿而推動閥針上下移動，使閥門關(guān)小或開大，起到降壓節(jié)流作用和

16、自動調(diào)整,蒸發(fā)器的制冷劑供應(yīng)量并保持蒸發(fā)器出口端具有肯定過熱度，得以保證蒸發(fā)器傳熱面積的充分利用，以及削減濕壓縮和沖缸現(xiàn)象的發(fā)生。 3、膨脹閥的種類：(內(nèi)平衡、外平衡) 作用于熱力膨脹閥體內(nèi)傳動膜片下部的壓力為節(jié)流后的蒸發(fā)壓力 (這一壓力通過傳動桿和傳動片的縫隙而進(jìn)入膜片下部分空間)這種結(jié)構(gòu)稱為內(nèi)平衡式膨脹閥。 作用于熱力膨脹閥體內(nèi)傳動膜片下部的壓力不是節(jié)流后的蒸發(fā)壓力，而是通過外接平衡管將蒸發(fā)器出口端的壓力引入傳動膜片下部空間結(jié)構(gòu)的閥門、稱為外平衡式熱力膨脹閥。 在專用空調(diào)機(jī)中接受的通常是外平衡式熱力膨脹閥。熱力膨脹閥雖只是一個(gè)很小的部件，但它在制冷系統(tǒng)中的作用必不行少，所以它與制冷壓縮機(jī)、

17、蒸發(fā)器、冷凝器、并稱為制冷系統(tǒng)四大部件。 （五）制冷系統(tǒng)的其它輔件1液體管路電磁閥 液體管路電磁閥在制冷系統(tǒng)中受主控板把握,與壓縮機(jī),高壓愛護(hù)開關(guān),氣流愛護(hù)開關(guān)串聯(lián)。在壓縮機(jī)停機(jī)時(shí)，由于慣性作用以及氟里昂的熱力性質(zhì)，使氟里昂大量進(jìn)入蒸發(fā)器，在壓縮機(jī)再次啟動時(shí)，濕蒸氣進(jìn)入壓縮機(jī)吸入口引起濕沖程，不易啟動，嚴(yán)峻的時(shí)候甚至將閥片擊破。液體管路電磁閥的設(shè)置，使這種狀況得以避開。在STULZ空調(diào)機(jī)系統(tǒng)，壓縮機(jī)和電磁閥把握系統(tǒng)串連，停機(jī)時(shí)電磁閥將凹凸壓分為二個(gè)部分。當(dāng)壓縮機(jī)需要啟動時(shí)，電磁閥與壓縮機(jī)啟動而同時(shí)打開.2視液鏡 視液鏡在制冷系統(tǒng)中處于制冷電磁閥和干燥過濾器之間，顧名思意，它是用來觀看液體流淌狀態(tài)的，依據(jù)氣泡的多少可以作為制冷劑注入量的參考，依據(jù)視液鏡顏色可以看出系統(tǒng)內(nèi)水份的含量。 3液體管道干燥過濾器： 通常，液體管道干燥過濾器是不行拆卸的。內(nèi)部接受分子篩結(jié)構(gòu)，能夠去除管道中的少量雜質(zhì)水份等，起到凈化系統(tǒng)的目的。因管道在焊接中會消滅氧化物，并且氟里昂制冷劑的純度也有所不一，所以我們接受的氟里昂制冷劑都要求進(jìn)口的。液體管道干燥過濾器消滅堵塞時(shí)，會引起吸氣壓力降低，在過濾器兩端會消滅溫差，如消滅這種狀況，需要更換過濾器。 4凹凸壓力把握器 在制冷系統(tǒng)中凹凸壓力把握器是起愛護(hù)作用的裝置。高壓愛護(hù)是上限愛護(hù)，當(dāng)高壓壓力達(dá)到設(shè)定