制冷設(shè)備維修理論一、二、三章

1、知道這是什么嗎？知道這是什么嗎？“青銅冰鑒缶青銅冰鑒缶”戰(zhàn)國時期的一件戰(zhàn)國時期的一件冰酒器，它是迄今冰酒器，它是迄今為止發(fā)現(xiàn)的最早的、為止發(fā)現(xiàn)的最早的、最原始的最原始的“冰箱冰箱”。 古老的清末木制冰箱，古老的清末木制冰箱，從外表看就好像一個普從外表看就好像一個普通的木制矮柜，分為上通的木制矮柜，分為上下兩格，根據(jù)下兩格，根據(jù)“冷氣朝冷氣朝下，熱氣向上下，熱氣向上”的原理，的原理，上格用來放冰，下格放上格用來放冰，下格放需要冰鎮(zhèn)的食物，冰箱需要冰鎮(zhèn)的食物，冰箱背后還有一根管子將上背后還有一根管子將上格內(nèi)冰融化的水導(dǎo)出。格內(nèi)冰融化的水導(dǎo)出。開利博士于開利博士于1902年為年為紐約布魯克林的一家印

2、紐約布魯克林的一家印刷廠設(shè)計了一套空調(diào)系刷廠設(shè)計了一套空調(diào)系統(tǒng)，解決了因夏季濕度統(tǒng)，解決了因夏季濕度太高，而導(dǎo)致紙張變形太高，而導(dǎo)致紙張變形無法印刷的難題，這是無法印刷的難題，這是制冷設(shè)備開始進入以改制冷設(shè)備開始進入以改變局部環(huán)境，服務(wù)于生變局部環(huán)境，服務(wù)于生產(chǎn)、生活的標(biāo)志。產(chǎn)、生活的標(biāo)志?，F(xiàn)代生活中必不可少的家電空調(diào)、冰箱現(xiàn)代生活中必不可少的家電空調(diào)、冰箱固態(tài)液態(tài)氣態(tài)凝固凝固熔解凝華升華升華液化液化汽化高溫物體外界補償熱量低溫物體人工制冷：t0u403020BBBCCCDDDHHHXXXAVm3/kg0.570.740.96LnphtSPk=0=1hLnph12342壓焓圖壓焓圖LnphtS

3、Pk=0=1h壓焓圖壓焓圖LnphtSPk=0=1hLnphtSPk=0=1hLnphtSPk=0=1hLnph12342LnphtSPk=0=1hLnph12342LnphtSPk=0=1hLnph12342LnphtSPk=0=1hLnph12342基本概念基本概念制冷劑在制冷設(shè)備中的能量交換關(guān)系制冷劑在制冷設(shè)備中的能量交換關(guān)系熱力計算熱力計算壓焓圖壓焓圖基本概念基本概念焓焓熵熵焓是系統(tǒng)的狀態(tài)參數(shù)，具有能量的意義。焓是系統(tǒng)的狀態(tài)參數(shù)，具有能量的意義。若在一可逆的微小狀態(tài)變化過程中，若在一可逆的微小狀態(tài)變化過程中，1kg1kg工質(zhì)與外界交工質(zhì)與外界交換的熱量為換的熱量為qq，工質(zhì)的溫度為，工

4、質(zhì)的溫度為 T T，則工質(zhì)熵的微小變，則工質(zhì)熵的微小變化量化量d ds s定義為：定義為： d ds s= = q/ Tq/ TX=0X=1lgPlgPh壓焓圖壓焓圖干度線比容線等熵線飽和液線等溫線等壓線濕蒸氣區(qū)濕蒸氣區(qū)干蒸氣線2.2.換熱器換熱器3.3.節(jié)流閥節(jié)流閥1.1.制冷壓縮機制冷壓縮機W Wc c= h= h2 2 h h1 1 q=hq=h2 2 h h1 1 h h2 2 =h=h1 1X=0X=14 45 51 12 23 31 1h h2 2h h5 5o oq qo ok kw wlgPlgPX=0X=14 45 51 12 23 31 1h h2 2h h5 5o oq

5、qo ok kw w1.制冷劑單位質(zhì)量的制冷能力q0？2.制冷劑單位容積制冷量qv?3.制冷劑的質(zhì)量流量MR?4.壓縮機壓縮每kg制冷劑的耗功量WC?5.壓縮機理論耗功率Pth?6. 冷凝器對單位質(zhì)量制冷劑的熱負(fù)荷qk?7.冷凝器的總熱負(fù)荷Qk? 8.理論制冷系數(shù)th? 制冷循環(huán)制冷循環(huán) 輸入功量（或其他代價），從低溫?zé)嵩慈彷斎牍α浚ɑ蚱渌鷥r），從低溫?zé)嵩慈?動力循環(huán)動力循環(huán) 輸入熱輸入熱, ,通過循環(huán)輸出功通過循環(huán)輸出功 熱泵循環(huán)熱泵循環(huán) 輸入功量（或其他代價），向高溫?zé)嵊脩艄彷斎牍α浚ɑ蚱渌鷥r），向高溫?zé)嵊脩艄?正循環(huán)正循環(huán)逆循環(huán)逆循環(huán)逆循環(huán)逆循環(huán)wq2T0環(huán)境環(huán)境T2冷庫冷庫

6、卡諾逆循環(huán)卡諾逆循環(huán)q1q2wTsT2T1T1不變不變, T2 CT2不變不變, T1 C2122122TTTqqqwqC)()(12512hhhh12511hhhh2)()(12512hhhh12511hhhh221,CTT不變，2112111TTTqqqwqCwq1卡諾逆循環(huán)卡諾逆循環(huán)wTsT2T0T112,CTT不變，生產(chǎn)中常用制冷能力來衡量設(shè)備產(chǎn)冷量大小。生產(chǎn)中常用制冷能力來衡量設(shè)備產(chǎn)冷量大小。制冷能力：制冷設(shè)備單位時間內(nèi)從冷庫取制冷能力：制冷設(shè)備單位時間內(nèi)從冷庫取 走的熱量走的熱量(kJ/s)。商業(yè)上常用冷噸來表示。商業(yè)上常用冷噸來表示。1冷噸：冷噸：1噸噸0飽和水在飽和水在24小時

7、內(nèi)被冷凍小時內(nèi)被冷凍 到到0的冰所需冷量。的冰所需冷量。水的凝結(jié)（熔化）熱水的凝結(jié)（熔化）熱 r =334 kJ/kg1冷噸冷噸=3.86 kJ/s1美國冷噸美國冷噸=3.517 kJ/s5、制冷循環(huán)種類、制冷循環(huán)種類制冷循環(huán)制冷循環(huán)壓縮制冷壓縮制冷空氣壓縮制冷空氣壓縮制冷蒸汽壓縮制蒸汽壓縮制冷冷吸收式制冷吸收式制冷吸附式制冷吸附式制冷蒸汽噴射制冷蒸汽噴射制冷半導(dǎo)體制冷半導(dǎo)體制冷熱電制冷熱電制冷逆卡諾制冷循環(huán)：逆卡諾制冷循環(huán)：實際循環(huán)：實際循環(huán)：1-2-3-4-5-1184312、制冷劑的壓焓圖、制冷劑的壓焓圖 h-lgp 411圖制冷劑圖圖圖11-5 制冷循環(huán)的制冷循環(huán)的lgp-h圖圖制冷量

8、：制冷量：制冷裝置冷負(fù)荷制冷裝置冷負(fù)荷制冷劑質(zhì)量流量制冷劑質(zhì)量流量圖圖11-5 制冷循環(huán)的制冷循環(huán)的lgp-h圖圖假定壓縮機吸入假定壓縮機吸入制冷劑流量制冷劑流量要進行制冷循環(huán)的熱力計算，首先需要知道制冷劑在循環(huán)各主要狀要進行制冷循環(huán)的熱力計算，首先需要知道制冷劑在循環(huán)各主要狀態(tài)點的某些熱力狀態(tài)參數(shù)，如比焓、比體積等，這些參數(shù)值可根據(jù)態(tài)點的某些熱力狀態(tài)參數(shù)，如比焓、比體積等，這些參數(shù)值可根據(jù)給定的制冷劑種類、溫度、壓力，在相應(yīng)的熱力性質(zhì)圖和表中查到，給定的制冷劑種類、溫度、壓力，在相應(yīng)的熱力性質(zhì)圖和表中查到，教材教材28頁圖頁圖2-8根據(jù)根據(jù)R22的熱力性質(zhì)表，查出處于飽和線上的有關(guān)狀態(tài)參數(shù)值

9、：的熱力性質(zhì)表，查出處于飽和線上的有關(guān)狀態(tài)參數(shù)值：點點1： =h1=401.555kJ/kg v1=0.0653 kJ/kg在在R22的的lgp-h圖上找到圖上找到h2=435.2kJ/kg，t2=57 kJ/kg2、單位容積制冷量、單位容積制冷量Qv=q0/v1=158.441/0.0653=2426KJ/kJ/kg5、壓縮機消耗的理論功率、壓縮機消耗的理論功率P0=qm.w0=0.347133.645=11.68kw6、制冷系數(shù)、制冷系數(shù)=q0/w0=158.441/33.645=4.717、冷凝器單位熱負(fù)荷、冷凝器單位熱負(fù)荷Qk=h2-h4=435.2-243.114=192.086kJ

10、/kg8、冷凝器熱負(fù)荷、冷凝器熱負(fù)荷Qk=qm.qk=0.3471192.086=66.67kw1-2 1-2 等熵壓縮等熵壓縮 T T0 0TTk k 耗功耗功w w1 12-3 2-3 等溫壓縮等溫壓縮 吸熱吸熱q qk k=T=Tk k（s sa a- -s sb b）3-4 3-4 等熵膨脹等熵膨脹 T Tk kTT0 0 做功做功w w2 24-1 4-1 等溫膨脹等溫膨脹 放熱放熱q q0 0=T=T0 0（s sa a-s-sb b）1. 逆卡諾循環(huán)逆卡諾循環(huán)兩個恒溫?zé)嵩磧蓚€恒溫?zé)嵩磧蓚€等溫過程兩個等溫過程兩個等熵過程兩個等熵過程000TTTwqkkT0TsTkTkT0T0334

11、42211ba0Tk圖1-2 有傳熱溫差的制冷循環(huán)TkTk 冷卻介質(zhì)的溫度冷卻介質(zhì)的溫度T0T0 被冷卻介質(zhì)的溫度被冷卻介質(zhì)的溫度逆卡諾循環(huán)：逆卡諾循環(huán)：1 1-2-2-3-3-4-4-1-1Tk Tk 冷凝器中制冷劑的溫度冷凝器中制冷劑的溫度T0 T0 蒸發(fā)器中制冷劑的溫度蒸發(fā)器中制冷劑的溫度有傳熱溫差的循環(huán)：有傳熱溫差的循環(huán)：1-2-3-4-11-2-3-4-1耗功量增加：陰影面積耗功量增加：陰影面積制冷量減少：制冷量減少：1-11-1-4-4-4-1-4-1熱力完善度：工作于相同溫度間的實際制冷循環(huán)的制熱力完善度：工作于相同溫度間的實際制冷循環(huán)的制冷系數(shù)與逆卡諾循環(huán)制冷系數(shù)的比值。冷系數(shù)

12、與逆卡諾循環(huán)制冷系數(shù)的比值。 /c c11的大小反映了實際制冷循環(huán)接近逆卡諾循環(huán)的程度的大小反映了實際制冷循環(huán)接近逆卡諾循環(huán)的程度。 有傳熱溫差的制冷循環(huán)的制冷系數(shù)小于有傳熱溫差的制冷循環(huán)的制冷系數(shù)小于逆卡諾循環(huán)的制冷系數(shù)。逆卡諾循環(huán)的制冷系數(shù)。p0pk54543ph021過冷循環(huán)膨 脹 閥3冷 凝 器水2壓 縮 機等熵等 壓 、 等 溫等焓4蒸 發(fā) 器冷媒1冷媒進冷媒出蒸發(fā)器放空氣冷凝器放油水3總調(diào)節(jié)站貯氨器膨脹閥氨液分離器4均壓管分油器壓縮機21水壓縮式制冷系統(tǒng)的心臟壓縮式制冷系統(tǒng)的心臟主機主機有用能的輸入有用能的輸入制冷劑在系統(tǒng)中的循環(huán)流動制冷劑在系統(tǒng)中的循環(huán)流動整機性能整機性能可靠性可

13、靠性壽命壽命噪聲噪聲類型氣密特征氣密特征容量范圍（容量范圍（KWKW）主要用途主要用途特點容容積積式式往往復(fù)復(fù)式式活塞連活塞連桿式桿式開啟開啟0.40.4120120冷凍、空調(diào)、熱泵冷凍、空調(diào)、熱泵機型多，易生產(chǎn)，機型多，易生產(chǎn)，價廉，容量中等價廉，容量中等 半封閉半封閉0.750.754545冷凍、空調(diào) 全封閉全封閉0.115冷藏庫、車輛冷藏庫、車輛活 塞 斜活 塞 斜盤式盤式開啟開啟0.750.752.22.2轎車空調(diào)專用轎車空調(diào)專用高速，小容量高速，小容量旋旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)式式轉(zhuǎn)子式轉(zhuǎn)子式開啟開啟0.750.752.22.2 車輛空調(diào)車輛空調(diào)高速，小容量高速，小容量全封閉全封閉0.10.15.55

14、.5冷藏庫、冰箱、車?yán)洳貛臁⒈?、車輛輛渦旋式渦旋式開啟開啟0.750.752.22.2車輛空調(diào)、熱泵車輛空調(diào)、熱泵高速，小容量高速，小容量全封閉全封閉2.22.27.57.5 空調(diào)空調(diào)螺螺桿桿式式單螺桿單螺桿開啟開啟10010011001100熱泵熱泵壓比大，可替壓比大，可替代小容量往復(fù)式代小容量往復(fù)式壓縮機，價格昂壓縮機，價格昂貴貴半封閉半封閉22229090熱泵、車輛熱泵、車輛雙螺桿雙螺桿開啟開啟303016001600車輛空調(diào)車輛空調(diào)半封閉半封閉5555300300熱泵熱泵速速度度式式離心式離心式單級單級909010001000冷凍、空調(diào)冷凍、空調(diào)適用于大容量適用于大容量多級多級作往復(fù)

15、運動，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)式壓縮機不允許吸氣帶液機體（曲軸箱）機體（曲軸箱）氣缸氣缸活塞活塞吸、排氣閥吸、排氣閥曲軸連桿機構(gòu)曲軸連桿機構(gòu)組成組成往復(fù)活塞式制冷壓縮機往復(fù)活塞式制冷壓縮機工作原理工作原理四過程四過程：吸氣、壓縮、排氣、膨脹：吸氣、壓縮、排氣、膨脹優(yōu)點：優(yōu)點： 適應(yīng)較廣泛的壓力范圍適應(yīng)較廣泛的壓力范圍熱效率高、單位耗電量少、加工方便熱效率高、單位耗電量少、加工方便對材料要求低，造價低廉對材料要求低，造價低廉生產(chǎn)、使用、設(shè)計、制造技術(shù)成熟生產(chǎn)、使用、設(shè)計、制造技術(shù)成熟裝置系統(tǒng)較簡單裝置系統(tǒng)較簡

16、單缺點：缺點：轉(zhuǎn)速受到限制轉(zhuǎn)速受到限制結(jié)構(gòu)復(fù)雜、易損件多、維修工作量大結(jié)構(gòu)復(fù)雜、易損件多、維修工作量大運轉(zhuǎn)時有震動運轉(zhuǎn)時有震動輸氣不連續(xù)、氣體壓力有波動輸氣不連續(xù)、氣體壓力有波動主要參數(shù)主要參數(shù)汽缸直徑汽缸直徑 D 48D 48行程行程 S 44.4S 44.4缸數(shù)缸數(shù) Z 2Z 2轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速 n 500r/minn 500r/min相對余隙相對余隙 C 2%C 2%左右左右使用制冷劑使用制冷劑 R12R12標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)工況工況制冷量制冷量 4186kJ/h4186kJ/h配用電機功率配用電機功率 1.1kw1.1kw特點：行程與汽缸直徑的比值較大，有較小的相對余隙容積和特點：行程與汽缸直徑的比值較

17、大，有較小的相對余隙容積和較高的排氣系數(shù)，抽空性能較高，結(jié)構(gòu)簡單，檢修方便，制造較高的排氣系數(shù)，抽空性能較高，結(jié)構(gòu)簡單，檢修方便，制造工藝較好。工藝較好。 冷凝器按冷卻方式冷凝器按冷卻方式空氣冷卻式冷凝器中空氣冷卻式冷凝器中根據(jù)管外空氣流動方式根據(jù)管外空氣流動方式空氣冷卻式空氣冷卻式水冷式水冷式蒸發(fā)冷卻式蒸發(fā)冷卻式自然對流空氣冷自然對流空氣冷卻式冷凝器卻式冷凝器強制對流空氣冷強制對流空氣冷卻式冷凝器卻式冷凝器自然對流空氣冷卻式冷凝器自然對流空氣冷卻式冷凝器1-1-肋片肋片 2-2-傳熱管傳熱管 3-3-上封板上封板 4-4-左端板左端板 5-5-進氣集管進氣集管6-6-彎頭彎頭7-7-出液集管

18、出液集管 8-8-下封板下封板 9-9-前封板前封板10-10-通風(fēng)機通風(fēng)機 11-11-裝配螺釘裝配螺釘空氣強制對流冷凝器空氣強制對流冷凝器氨臥式殼管式冷凝器氨臥式殼管式冷凝器氟利昂套管式冷凝器氟利昂套管式冷凝器空氣自然對流時空氣自然對流時多采用光盤管結(jié)構(gòu)多采用光盤管結(jié)構(gòu)空氣強制對流時空氣強制對流時采用翅片管結(jié)構(gòu)采用翅片管結(jié)構(gòu)殼管式殼管式沉沒式沉沒式 冷卻液體（水或其它液冷卻液體（水或其它液體載冷劑）的蒸發(fā)器體載冷劑）的蒸發(fā)器臥式滿液式蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)臥式滿液式蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)干式殼管蒸發(fā)器干式殼管蒸發(fā)器空氣強制對流的蒸發(fā)器及其肋片管型式空氣強制對流的蒸發(fā)器及其肋片管型式a) a) 蒸發(fā)器蒸發(fā)器 b)

19、b) 繞片管繞片管 c) c) 套片管套片管1-1-傳熱管傳熱管 2-2-肋片肋片 3-3-擋板擋板 4-4-通風(fēng)機通風(fēng)機 5-5-集氣管集氣管 6-6-分液器分液器 對制冷劑的流動起調(diào)節(jié)作用，使來自冷凝對制冷劑的流動起調(diào)節(jié)作用，使來自冷凝器的高壓液態(tài)制冷劑壓力降低器的高壓液態(tài)制冷劑壓力降低控制進入蒸發(fā)器的制冷劑質(zhì)流率控制進入蒸發(fā)器的制冷劑質(zhì)流率（節(jié)流閥、調(diào)節(jié)閥）（節(jié)流閥、調(diào)節(jié)閥）只有氨制冷系統(tǒng)或試驗裝置中使用。只有氨制冷系統(tǒng)或試驗裝置中使用。作為備用閥裝在旁通管路上，作為備用閥裝在旁通管路上，以備應(yīng)急或檢修自動膨脹閥時使用。以備應(yīng)急或檢修自動膨脹閥時使用。 選配與安裝選配與安裝選配時膨脹閥制

20、冷量應(yīng)大于蒸發(fā)器制冷選配時膨脹閥制冷量應(yīng)大于蒸發(fā)器制冷量量閥體應(yīng)盡量接近蒸發(fā)器，以及調(diào)節(jié)和拆閥體應(yīng)盡量接近蒸發(fā)器，以及調(diào)節(jié)和拆修都比較方便的部位；修都比較方便的部位；閥體應(yīng)垂直安裝，其位置高于感溫包的閥體應(yīng)垂直安裝，其位置高于感溫包的位置；位置；膨脹閥前應(yīng)裝過濾器；膨脹閥前應(yīng)裝過濾器；感溫包安裝在蒸發(fā)器出口吸氣管道水平感溫包安裝在蒸發(fā)器出口吸氣管道水平部分，并且要用沒有吸濕性的材料充分部分，并且要用沒有吸濕性的材料充分隔熱；隔熱；浮球膨脹閥浮球膨脹閥原理：根據(jù)滿液式蒸發(fā)器的液面變化來控制蒸發(fā)器原理：根據(jù)滿液式蒸發(fā)器的液面變化來控制蒸發(fā)器的供液量，可控制蒸發(fā)器的液面高度，同時節(jié)流降的供液量，可控制蒸發(fā)器的液面高度，同時節(jié)流降壓。壓。應(yīng)用：廣泛使用于氨制冷系統(tǒng)中應(yīng)用：廣泛使用于氨制冷系統(tǒng)中分類：直通式和非直通式（根據(jù)節(jié)流后的液體制冷分類：直通式和非直通式（根據(jù)節(jié)流后的液體制冷劑是否通過浮球室）劑是否通過浮球室）特點：特點： 直通式：結(jié)構(gòu)簡單，但由于液體的沖擊作用引起殼直通式：結(jié)構(gòu)簡單，但由于液體的沖擊作用引起殼體內(nèi)液面波動較大，使調(diào)節(jié)閥