空氣熱源熱泵單元的設(shè)計(jì)畢業(yè)論文

1、1 概述.熱泵技術(shù)發(fā)展史隨著工業(yè)革命的發(fā)展，19世紀(jì)初，人們對(duì)能否將熱量從溫度較低的介質(zhì)“泵”送到溫度較高的介質(zhì)中這一問(wèn)題發(fā)生了濃厚的興趣。英國(guó)物理學(xué)家J.P.Joule提出了“通過(guò)改變可壓縮流體的壓力就能夠使其溫度發(fā)生變化”的原理。1854年，W.Thomson教授（即大家熟知的Lord Kelvin勛爵）發(fā)表論文，提出了熱量倍增器（Heat Multiplier）的概念，首次描述了熱泵的設(shè)想。當(dāng)時(shí)，熱泵供暖的對(duì)象主要是民用，供暖需求總量小，特別是對(duì)取暖方式及其對(duì)環(huán)境的影響尚沒(méi)有足夠的意識(shí)。人們?nèi)∨姆绞街饕侨济汉湍静?，因而，熱泵的發(fā)展長(zhǎng)期明顯滯后于空調(diào)的發(fā)展。上世紀(jì)30年代，隨著氟利昂制

2、冷機(jī)的發(fā)展，熱泵有了較快的發(fā)展。特別是二戰(zhàn)以后，工業(yè)經(jīng)濟(jì)的長(zhǎng)足發(fā)展帶來(lái)的對(duì)供熱的大量需求及相對(duì)能源短缺，促進(jìn)了大型供熱及工業(yè)用熱泵的發(fā)展。1973年的全球性能源危機(jī)，進(jìn)一步促進(jìn)了熱泵在全世界范圍內(nèi)的發(fā)展。但熱泵在世界范圍內(nèi)的大規(guī)模商業(yè)應(yīng)用是最近20年的事，如美國(guó)，截止1985年全國(guó)共有14，000臺(tái)地源熱泵，而1997年就安裝了45，000臺(tái)，到目前為止已安裝了400，000臺(tái)，而且每年以10的速度穩(wěn)步增長(zhǎng)。我國(guó)是在最近四、五年之內(nèi)，熱泵才得到了快速發(fā)展，主要是集中在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的兩個(gè)三角洲地區(qū)。全國(guó)有山東、浙江寧波、江蘇個(gè)別廠商也在制造熱泵熱水器，在廣東形成了生產(chǎn)規(guī)模，有批量出口，形成了產(chǎn)業(yè)鏈。

3、最近又有不少地方在研制和制造熱泵，在質(zhì)量方面也有了突破性的發(fā)展。. 熱泵優(yōu)勢(shì)當(dāng)前，我們?cè)谑褂媚茉粗写嬖谥S多不合理的現(xiàn)象，造成了極大的浪費(fèi)。其中最突出的浪費(fèi)是對(duì)能源沒(méi)有“量才而用”，普遍地把煤炭、石油、天然氣等高質(zhì)能源“降級(jí)使用”。而熱泵是一種能使熱量從低溫物體轉(zhuǎn)移到高溫物體的能量利用裝置。恰當(dāng)?shù)剡\(yùn)用熱泵可以把那些不能直接利用的低溫能變?yōu)橛杏玫臒崮?。具有顯著的節(jié)能效果。熱泵具有以下良好性能:1、高效率在說(shuō)明這個(gè)問(wèn)題之前，我們先舉個(gè)例子，假設(shè)冬季取暖要求維持室溫在20左右。如果直接用電熱加熱器取暖，在用能上是最大的浪費(fèi)。因?yàn)椋姛崞麟m然能將電能全部轉(zhuǎn)換成熱能，1KW.h也只能產(chǎn)生3600KJ的熱

4、。如果采用電動(dòng)熱泵，由于致熱系數(shù)遠(yuǎn)大于1，因此可以向室內(nèi)提供耗電量幾倍熱量。例如，如果室溫為20，室外氣溫為5，設(shè)他們與工質(zhì)的傳熱溫差為5，則 設(shè)熱泵的有效系數(shù)為0.6，則實(shí)際致熱系數(shù)與電熱相比，消耗同等量的電能放出的熱量大約為電熱放出的5倍左右這說(shuō)明利用熱泵可以提供消耗電力5倍多的熱量。或者說(shuō)，在提供相同熱量的情況下，可以節(jié)約80的電力。、 環(huán)境問(wèn)題 雖然制冷劑選擇的是R22，對(duì)空氣中的臭氧有一定的破壞力，也就是說(shuō)對(duì)空氣有污染，但是如果嚴(yán)格控制好它的密封性的話，那么它所泄漏的制冷劑R22可以忽略不計(jì)，也就是說(shuō)對(duì)空氣基本上是沒(méi)有污染的。而對(duì)于其它的，特別是依靠燃燒來(lái)取暖，它所放出氣體對(duì)環(huán)境的污

5、染絕對(duì)要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于熱泵所造成的污染。所以說(shuō)，空氣熱源熱泵環(huán)境友好度還是不錯(cuò)的。. 熱泵工作原理及結(jié)構(gòu)熱泵是通過(guò)消耗一部分高品質(zhì)的能量把熱量從低溫?zé)嵩崔D(zhuǎn)移到高溫?zé)嵩粗械囊环N裝置。轉(zhuǎn)移到高溫?zé)嵩粗械臒崃堪ㄏ牡母咂焚|(zhì)熱量和從低溫?zé)嵩粗形盏臒崃?。在上個(gè)世紀(jì)初，科學(xué)家就提出了熱泵的工作原理，為人類使用低溫?zé)嵩粗赋隽朔较?，目前熱泵技術(shù)在世界上也已經(jīng)有了許多方面的應(yīng)用，國(guó)內(nèi)的應(yīng)用主要在冷熱雙效空調(diào)產(chǎn)品中，即以室外空氣為熱源對(duì)室內(nèi)空氣進(jìn)行加熱，以達(dá)到節(jié)能的目的。 熱泵不是熱能的轉(zhuǎn)換設(shè)備，而是熱量的搬運(yùn)設(shè)備?？諝鉄嵩礋岜镁褪歉鶕?jù)熱泵原理及技術(shù)設(shè)計(jì)研發(fā)的一種制熱設(shè)備。它就是通過(guò)消耗少部分電能，把外界空氣中的熱

6、量轉(zhuǎn)移到熱泵低溫空氣當(dāng)中。它利用逆卡諾循環(huán)原理，以制冷劑R22為媒介，通過(guò)壓縮機(jī)的做功，實(shí)現(xiàn)低溫?zé)崮芟蚋邷責(zé)崮艿陌徇\(yùn)。壓縮機(jī)排出的高溫高壓的制冷劑氣體在冷凝器冷凝成液體，同時(shí)放出大量的冷凝熱，冷凝熱被熱泵中的低溫空氣吸收，使得熱泵中的空氣的溫度得以升高，制冷劑液體經(jīng)過(guò)節(jié)流元件以后壓力大幅降低，在蒸發(fā)器中吸熱蒸發(fā)，蒸發(fā)所需熱量全部來(lái)自于空氣，全部蒸發(fā)完畢的低壓制冷劑氣體被壓縮機(jī)吸入，通過(guò)壓縮機(jī)做功后，變成了高溫高壓的制冷劑氣體，重新由壓縮機(jī)排氣口排出，如此往復(fù)循環(huán)。轉(zhuǎn)移到高溫?zé)嵩粗械臒崃堪ㄏ牡母咂焚|(zhì)熱量和從低溫源中吸收的熱量。 通過(guò)這個(gè)過(guò)程我們可以進(jìn)一步看到，熱泵不是熱能的轉(zhuǎn)換設(shè)備

7、而是熱量的搬運(yùn)設(shè)備，因此熱泵制熱的效率不受能量轉(zhuǎn)換效率(100%為其極限)的制約，而是受到逆向卡諾循環(huán)效率的制約，這就是其制熱系數(shù)可以達(dá)到300500%甚至更高的原因。一臺(tái)壓縮式熱泵裝置，主要有蒸發(fā)器、壓縮機(jī)、冷凝器和膨脹閥四部分組成，通過(guò)讓工質(zhì)不斷完成蒸發(fā)（吸取環(huán)境中的熱量） 壓縮冷凝（放出熱量）節(jié)流再蒸發(fā)的熱力循環(huán)過(guò)程，從而將環(huán)境里的熱量轉(zhuǎn)移到暖房中的空氣（如圖所示）熱泵在工作時(shí)，把環(huán)境介質(zhì)中貯存的能量QA在蒸發(fā)器中加以吸收；它本身消耗一部分能量，即壓縮機(jī)耗電QB；通過(guò)工質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)在冷凝器中進(jìn)行放熱QC，QC=QA+QB，由此可以看出，熱泵輸出的能量為壓縮機(jī)做的功QB和熱泵從環(huán)境中吸收的熱

8、量QA；因此，采用熱泵技術(shù)可以節(jié)約大量的電能。1. 熱泵發(fā)展趨勢(shì)歐洲第一臺(tái)熱泵機(jī)組是在1938年間制造的。它以河水低溫?zé)嵩?，向市政廳供熱，輸出的熱水溫度可達(dá)60。在冬季采用熱泵作為采暖需要，在夏季也能用來(lái)制冷。在1973年能源危機(jī)的推動(dòng)下，熱泵的發(fā)展形成了一個(gè)高潮。目前，歐洲的熱泵理論與技術(shù)均已高度發(fā)達(dá)，這種“一舉兩得”并且環(huán)保的設(shè)備在法、德、日、美等發(fā)達(dá)國(guó)家業(yè)已廣泛使用。     80年代來(lái)，中國(guó)熱泵在各種場(chǎng)合的應(yīng)用研究有了許多發(fā)展。針對(duì)中國(guó)地?zé)豳Y源較豐富的情況，若把一次直接利用或經(jīng)過(guò)降溫的地下熱水作為熱泵的低位熱源使用，就可增大使用地下水的溫度差，并

9、提高地?zé)岬睦寐?，這在京津地區(qū)早已有過(guò)應(yīng)用實(shí)踐。而這種設(shè)備同時(shí)對(duì)于我國(guó)能源使用效率不高、分配不均勻的現(xiàn)狀也提出了一個(gè)有效的解決方法 。全球熱泵總的銷售額達(dá)到160億美元，是2001年總的空調(diào)市場(chǎng)銷售額340億美元的47。前三名國(guó)家：美國(guó)，中國(guó)和日本共占世界總空調(diào)器銷售額的64，并占總熱泵銷售額的72。前9名國(guó)家和地區(qū)，包括韓國(guó)、意大利、西班牙、臺(tái)灣地區(qū)、澳大利亞和法國(guó)等，占世界總空調(diào)器銷售額的76， 并世界總熱泵銷售額的86。令人注意的是SRAC和SPAC的無(wú)風(fēng)管分體機(jī)組占世界總空調(diào)器市場(chǎng)的50.8，并占世界總熱泵的71.6。2 總體設(shè)計(jì)方案的確定21熱泵機(jī)組類型及選擇由于不同的熱泵機(jī)組類型有

10、不同的優(yōu)勢(shì)和缺點(diǎn)，所以熱泵單元類型選擇的方式應(yīng)根據(jù)不同特點(diǎn)選擇不同的方式，下面是熱泵機(jī)組類型及其特點(diǎn)：211熱泵機(jī)組及其特點(diǎn)1、渦旋式壓縮機(jī)熱泵機(jī)組：   渦旋式壓縮機(jī)為容積式壓縮機(jī)，具有運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、振動(dòng)小、噪音低等優(yōu)點(diǎn)，常用在空氣熱泵機(jī)組，適用于中、小型工程。  2、活塞式壓縮機(jī)熱泵機(jī)組：  活塞式壓縮機(jī)為容積式壓縮機(jī)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、轉(zhuǎn)速低、振動(dòng)大、噪音大、單機(jī)容量較小，多機(jī)頭組合可拼裝成100萬(wàn)大卡/時(shí)左右熱泵機(jī)組，COP=3.03.5；3、 螺桿式壓縮機(jī)熱泵機(jī)組： 螺桿式壓縮機(jī)也為容積式壓縮機(jī)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、振動(dòng)小、噪音低、壽命長(zhǎng)，COP

11、=3.54.5，適用于中、小型工程，多機(jī)頭熱泵機(jī)組可用于較大工程。單螺桿為平衡式單向運(yùn)轉(zhuǎn)，磨損小，無(wú)軸向推力，其排氣效率比雙螺桿略低。設(shè)計(jì)空氣熱泵應(yīng)注意：  1、空氣熱泵機(jī)組特點(diǎn)及適合性：  空氣熱泵機(jī)組有優(yōu)點(diǎn)也有缺點(diǎn)，與同容量單冷冷水機(jī)組相比，其用電量大，造價(jià)高，冬季隨室外氣溫下降制熱量衰減嚴(yán)重、結(jié)霜嚴(yán)重等，因此，當(dāng)某工程有蒸汽源時(shí)，空調(diào)冷熱源應(yīng)盡量采用“單冷冷水機(jī)組加熱交換器”方案。本人認(rèn)為醫(yī)院、賓館等對(duì)冬季采暖溫度要求較高的工程不適宜采用熱泵機(jī)組，辦公樓、飯店等工程則較適宜，因?yàn)樗鼈円话惆滋焓褂?，熱泵機(jī)組制熱量衰減小，就算采暖效果差些，室內(nèi)人員可多穿衣服，影響小些。&

12、#160;     2、 活塞式及螺桿式熱泵機(jī)組若干性能比較：  許多廠家銷售人員出于商業(yè)利益，往往片面甚至惡意中傷某品牌或活塞、螺桿式熱泵機(jī)組，我們?cè)O(shè)計(jì)人員不能被一葉障目，要認(rèn)真細(xì)致地了解各類機(jī)型性能，作出正確的選型判斷。燒壓縮機(jī)問(wèn)題：原因之一是蒸發(fā)器選型不對(duì)所致，例如，活塞式或螺桿式熱泵機(jī)組（采 用F22制冷劑）選用滿液式蒸發(fā)器時(shí)因回油困難就易燒壓縮機(jī)；原因之二是潤(rùn)滑系統(tǒng)有雜質(zhì)致使?jié)櫥团K或壓縮機(jī)吸氣過(guò)濾網(wǎng)因雜質(zhì)堵塞而被吸破致使雜質(zhì)吸入壓縮機(jī)等，雜質(zhì)易損壞電機(jī)絕緣層；原因之三是過(guò)熱保護(hù)、過(guò)壓保護(hù)、短路保護(hù)等失靈所致；  

13、液擊問(wèn)題：其實(shí)液擊對(duì)活塞式及螺桿式壓縮機(jī)都是不利的，兩者壓縮效率都要降低；  壓縮機(jī)效率的控制問(wèn)題：活塞式及螺桿式熱泵機(jī)組制冷（熱）量由其容量調(diào)節(jié)電磁閥調(diào)節(jié)，活塞式壓縮機(jī)部分負(fù)荷時(shí)可減少運(yùn)行氣缸數(shù)來(lái)調(diào)節(jié)，螺桿式壓縮機(jī)則靠滑閥調(diào)節(jié)。在部分負(fù)荷時(shí)，兩者軸功率均降低，運(yùn)行COP值差不多；潤(rùn)滑油問(wèn)題：活塞式及螺桿式壓縮機(jī)在夏冬季均需對(duì)潤(rùn)滑油加熱，使?jié)櫥椭兄评鋭]發(fā)出來(lái)，保證壓縮機(jī)正常潤(rùn)滑；  維護(hù)保養(yǎng)問(wèn)題：活塞式壓縮機(jī)零部件約268個(gè)，易損件多，1000小時(shí)需中修，維修量大；而螺桿式壓縮機(jī)零部件約26個(gè)，易損件少，無(wú)故障運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間長(zhǎng)。在正常運(yùn)行下，若干年后只要更換潤(rùn)滑油、過(guò)濾器、軸

14、承等；  噪音問(wèn)題：螺桿式熱泵機(jī)組主要噪音源是風(fēng)機(jī)，機(jī)組一般噪音在80dB(A)左右，因此機(jī)組應(yīng)選用低噪音、轉(zhuǎn)速低、振動(dòng)?。ń?jīng)動(dòng)靜平衡測(cè)試）的風(fēng)機(jī)產(chǎn)品，如選用德國(guó)施樂(lè)百公司軸流風(fēng)機(jī)，100RT螺桿式熱泵機(jī)組噪音可控制在 74dB(A)左右。而活塞式熱泵機(jī)組噪音一般在80dB(A)以上。我們要注意噪音的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)法及測(cè)音室與普通環(huán)境下的區(qū)別問(wèn)題；  我們也要注意廠家樣本上熱泵機(jī)組冬季制熱量是在8環(huán)境溫度下的值，不是冬季空調(diào)計(jì)算溫度下之值。 3、節(jié)能設(shè)計(jì)注意原則采用空氣源熱泵冷熱水機(jī)組時(shí)應(yīng)符合以下原則: 1 較適用于夏熱冬冷地區(qū)的中小型公共建筑。 2 夏熱冬暖地區(qū)采用時(shí)，

15、應(yīng)以熱負(fù)荷選型，不足冷量由水冷機(jī)組提供。 3在寒冷地區(qū)，當(dāng)冬季運(yùn)行性能系數(shù)低于18時(shí)或具有集中熱源、氣源時(shí)不宜采用。 注：冬季運(yùn)行性能系數(shù)=冬季室外空調(diào)計(jì)算溫度時(shí)的機(jī)組供熱量(KW) 、機(jī)組輸入功率(KW) 關(guān)于空氣源熱泵經(jīng)濟(jì)合理應(yīng)用，節(jié)能運(yùn)行的基本原則如下: 空氣源熱和水冷機(jī)組相比，空氣源熱泵耗電較高，價(jià)格也高。但其具備供熱功能。對(duì)不具備集中熱源的夏熱冬冷地區(qū)來(lái)說(shuō)較為適合，尤其是機(jī)組的供冷、供熱量和該地區(qū)建筑空調(diào)夏、冬冷熱負(fù)荷的需求量較匹配，冬季運(yùn)行效率較高。從技術(shù)經(jīng)濟(jì)、合理使用電力方面考慮，日間使用的中、小型公共建筑最為合適。綜合上述，很容易發(fā)現(xiàn)渦旋式壓縮機(jī)熱泵機(jī)組適合該課題的設(shè)計(jì)要求。.

16、2熱泵單元的初步計(jì)算及其選擇壓縮式熱泵是以消耗一部分高質(zhì)能（機(jī)械能或電能）為代價(jià)制熱的，如圖.所示。低沸點(diǎn)工質(zhì)通過(guò)壓縮機(jī)壓縮，消耗外功，使工質(zhì)的壓力和溫度升高。由于他的溫度高于供熱所需溫度h，讓他通過(guò)冷凝器向室內(nèi)供出熱量2而本身被冷凝。然后通過(guò)膨脹閥節(jié)流降壓，同時(shí)溫度也降低。由于它的溫度降低于低溫（一般環(huán)境溫度為），在蒸發(fā)器中吸收外界熱量1而蒸發(fā)。蒸汽在回到壓縮機(jī)繼續(xù)壓縮，完成一個(gè)循環(huán)。圖2.1-壓縮機(jī)；-冷凝器；-膨脹閥；-蒸發(fā)器衡量壓縮式熱泵的性能指標(biāo)是叫“致熱系數(shù)”如完全可逆，即按逆向卡諾循環(huán)1-2-3-4-1進(jìn)行，如下圖2.2所示，則此時(shí)的致熱系數(shù)應(yīng)為最大，即 實(shí)際上由于熱傳遞必然存在

17、溫差，工質(zhì)向室內(nèi)放熱時(shí)的冷凝溫度高于，從低溫?zé)嵩次諢釙r(shí)的工質(zhì)溫度低于，如果按工質(zhì)實(shí)際工作溫度范圍（）計(jì)算其最大的致熱系數(shù)，則為圖2.2由上式可見(jiàn)，如果（）越小，或者/約大，則越大，始終大于。當(dāng)/接近時(shí)，將趨于無(wú)窮大，這說(shuō)明熱泵所能提供的熱兩在數(shù)量上是超過(guò)所消耗的功。并且，當(dāng)轉(zhuǎn)移熱量的溫差越小時(shí)，他做的功越大。就這點(diǎn)來(lái)說(shuō)，利用熱泵取暖是最適合的方式。世界的熱泵除有不可逆轉(zhuǎn)損失外，由于在壓縮機(jī)及膨脹閥中也存在不可逆損失，世界的致熱系數(shù)將小于理論值，即在確定了熱泵的工質(zhì)、熱力循環(huán)參數(shù)及壓縮機(jī)的效率后，可以利用工質(zhì)熱力學(xué)性質(zhì)來(lái)計(jì)算：式中熱泵有效系數(shù)，一般在0.450.75范圍，概算時(shí)可取0.6設(shè)室溫

18、為20，要求烘干的東西在50，設(shè)他們與工質(zhì)的傳遞溫差為5，則把TH=273+50=323，TL=273+20代入得：大于設(shè)計(jì)給定的COP=2.5符合要求3 換熱器的選擇換熱器是熱泵中不可缺少的重要裝置，換熱器的傳熱效果直接影響熱泵致熱的效率、經(jīng)濟(jì)特性。冷凝器和蒸發(fā)器是熱泵中不可缺少的換熱器，是熱泵取暖的重要組成部分。3.1冷凝器冷凝器是熱泵向熱泵中低溫空氣放出熱量的換熱裝置。低溫的制冷劑從壓縮機(jī)出來(lái)后，變成高溫高壓，經(jīng)過(guò)冷凝器發(fā)熱，將熱量傳遞給熱泵中低溫的空氣，使熱泵中空氣變高。制冷劑在冷凝器中放出的熱量同時(shí)自身因冷凝卻結(jié)為液體。制冷劑在冷凝器中放出的熱量包括兩部分：一是在蒸發(fā)器中吸收來(lái)自外界

19、空氣的的熱量；二是制冷劑蒸汽在制冷壓縮機(jī)中被壓縮時(shí)，由壓縮機(jī)消耗的機(jī)械功轉(zhuǎn)化的熱量。冷凝器按冷卻介質(zhì)和冷卻方式，可以分為三種類型：（1） 水冷冷凝器 用水作為冷卻介質(zhì)，使高溫高壓的制冷劑蒸汽冷凝的換熱器，稱為水冷式冷凝器。（2） 空氣冷凝器 用空氣作為冷卻介質(zhì)，使高溫高壓的制冷劑蒸汽冷凝的換熱器，稱為空氣冷式冷凝器（3）蒸發(fā)式冷凝器 利用水蒸汽吸收大量的潛熱而使高溫高壓的制冷劑蒸汽冷凝的換熱器，稱為蒸發(fā)式冷凝器。3.11水冷式冷凝器特點(diǎn)水冷式冷凝器的結(jié)構(gòu)有管殼式、套管式、板式、螺旋板式等幾種形式。水冷式冷凝器是水吸收制冷劑放出的熱量。其特點(diǎn)傳熱效率高，因此結(jié)構(gòu)緊湊，多用于中大型制冷設(shè)備。這類制

20、冷設(shè)備都需要有一套冷卻水系統(tǒng)，冷卻水可以使用江、河、湖、海水或地下水，也可以循環(huán)使用。其缺點(diǎn)是占地方大。所以不適合該課設(shè)最佳選擇。3.12蒸發(fā)式冷凝器特點(diǎn)蒸發(fā)式冷凝器跟水冷式冷凝器比較相近，主要是利用冷卻水汽化的潛熱來(lái)吸收制冷劑的熱量，所以蒸發(fā)式冷凝器的水消耗量很小，其耗水量?jī)H是水冷冷凝器的10%，其功率也比較小。一般用于小型設(shè)備當(dāng)中 。所以也不適合我們的選擇。3.13空氣冷卻式冷凝器特點(diǎn)空氣冷卻式冷凝器又稱為風(fēng)冷冷凝器。在這種冷凝器中，制冷劑蒸汽和冷凝所放出的熱量是由空氣來(lái)冷卻的。空氣式冷凝器按空氣冷卻方式又分為自然對(duì)流空氣冷卻式冷凝器和強(qiáng)迫對(duì)流空氣冷卻式冷凝器。前者多用于小型制冷設(shè)備。在缺

21、水的地方，為了減少冷卻水的消耗，制冷設(shè)備多采用空氣冷卻式冷凝器。目前，有些中型空調(diào)和制冷設(shè)備中也采用空氣冷卻式冷凝器?？諝饫鋮s式冷凝器的換熱管一般按蛇管排列，制冷劑蒸汽在換熱管內(nèi)冷凝，空氣在換熱管外流過(guò)。由于空氣側(cè)的換熱系數(shù)比較小，所以在空氣冷卻式冷凝器的空氣側(cè)通常采取加翅片等強(qiáng)化換熱的一些措施。在設(shè)計(jì)中，考慮到節(jié)能和噪音問(wèn)地。選擇自然對(duì)流空氣冷卻式冷凝器。這種冷凝器具有以下優(yōu)點(diǎn)：、節(jié)省風(fēng)機(jī)的電耗2、減少了噪音但是也有其自身的不足，傳熱系數(shù)比較低，一般為916W/(m2.)下圖圖3.1是空冷式冷凝器的三維視圖空冷式冷凝器圖3.1 圖3.2它有平板式（上圖b）、百葉窗式、鋼絲式（上圖a）。平板式

22、由蛇形管和用以增加換熱面積的平板組成，蛇形管焊接或者壓死在平板上，以強(qiáng)化換熱。百葉窗式是將平板作成百葉窗形式和蛇形管焊接，起目的是增加冷凝器的散熱面積，改善通風(fēng)條件。鋼絲式冷凝器是在百葉窗式的基礎(chǔ)上進(jìn)一步改進(jìn)的，鋼絲焊接在蛇形管的兩面，并與換熱管成直角，鋼絲直徑12.5mm，鋼絲間的距離為610mm。自然對(duì)流空氣冷卻式冷凝器的換熱管通常直徑為58mm， 管間距離為4060mm。3.4冷凝器翅片面積計(jì)算確定了選擇冷凝器類型后，接下來(lái)就是要估算冷凝器的面積，然后去查生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的蒸發(fā)器，直接選定因?yàn)槲覀冞x定的工質(zhì)是R22，所以根據(jù)制冷技術(shù)及其應(yīng)用這本書(shū)的壓-焓去查表。根據(jù)第2章總體設(shè)計(jì)里面選定的溫

23、度t0=20和t2=50，致熱系數(shù)為COP=4.922.5又已知壓縮機(jī)功率N=3.0KW查付表得：蒸發(fā)壓力 P0 0.8MP冷凝壓力 P2 2.2MP吸氣比體積 v1 0.0425（m3/kg）吸氣比焓 h1 430（kJ/kg）排氣比焓 h2 410（kJ/kg） 節(jié)流前后的比焓 h4=h5 310（kJ/kg）又已知壓縮機(jī)功率N=3。0KW，又根據(jù)如下公式：?jiǎn)挝恢茻崃?q0=h1-h4單位容積制熱量 qv=q0/v1單位壓縮機(jī)功耗 = h2 - h1總制熱量 Q0=N=34.92=14.76KW制冷劑質(zhì)量流量 qm =Q0/q0冷凝器單位散熱量 qk=h2 -h4 得冷凝器總放熱量 ：?jiǎn)挝?/p>

24、為K又根據(jù)公式F=Qk/（K）F 為換熱器的換熱面積（m2）K為換熱器的傳熱系數(shù)（W/（m2.)查表得，K為12（W/（m2.)為換熱器的平均傳熱溫差根據(jù)選定溫度t0=20和t2=50，可知30那么3.2蒸發(fā)器熱泵中蒸發(fā)器是制冷劑從系統(tǒng)外界吸熱即取暖的換熱器。制冷劑液體在蒸發(fā)器的換熱管內(nèi)流動(dòng)，并在低溫下蒸發(fā)，變?yōu)檎羝?，制冷劑在蒸發(fā)過(guò)程中吸收來(lái)自外界空氣的熱量。所以蒸發(fā)器是熱泵取暖設(shè)備中重要的部件。蒸發(fā)器位于熱泵的節(jié)流閥和壓縮機(jī)的吸氣管之間。冷卻空氣的蒸發(fā)器又分為直接蒸發(fā)式空氣冷卻蒸發(fā)器(冷風(fēng)機(jī))和排管式空氣冷卻蒸發(fā)器兩種。冷卻空氣的蒸發(fā)器的制冷劑在換熱管內(nèi)流動(dòng)蒸發(fā)，空氣在換熱管外流動(dòng)被冷卻。.

25、直接蒸發(fā)式空氣冷卻蒸發(fā)器直接蒸發(fā)式空氣冷卻蒸發(fā)器廣泛用于空調(diào)、冷庫(kù)庫(kù)房、低溫試驗(yàn)箱和各種型式的冷風(fēng)機(jī)，制冷劑在換熱管內(nèi)蒸發(fā)，空氣在風(fēng)機(jī)的作用下從換熱管外流動(dòng)。為了提高空氣側(cè)的換熱系數(shù)，換熱管通常采用翅片管。翅片管通常有紫銅管和套在紫銅管外的鋁片組成，銅管直徑為ø9X0.5ø16X1.0mm，鋁片厚度為0.150.30mm。對(duì)于空調(diào)翅片間距為2.04.5mm，對(duì)于冷庫(kù)使用的冷風(fēng)機(jī)翅片間距要大一些，以放冷凝水流動(dòng)不暢或被積箱堵死而影響空氣的流動(dòng)，是傳熱情況惡化。直接蒸發(fā)式空氣冷卻蒸發(fā)器的傳熱系數(shù)比較低。當(dāng)空氣的迎面風(fēng)速為23m/s時(shí)，對(duì)于用于空調(diào)機(jī)組的蒸發(fā)器，傳熱系數(shù)為3040

26、W/(m2.);對(duì)于用于冷庫(kù)的冷風(fēng)機(jī)，蒸發(fā)器的傳熱系數(shù)為1220W/(m2.)。這種蒸發(fā)器的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小，冷量損失小。缺點(diǎn)是氣密性要求高，制冷兩調(diào)節(jié)比較困難。3.22排管式蒸發(fā)器 排管式蒸發(fā)器主要用于冷庫(kù)的冷藏庫(kù)房、低溫試驗(yàn)箱和各種冰箱。制冷劑在換熱管內(nèi)蒸發(fā)，空氣在換熱管外自然對(duì)流。對(duì)于氨制冷裝置換熱管選用鋼管，而對(duì)于R22制冷裝置換熱管選用銅管。排管式蒸發(fā)器按安裝位置的不同可以分為墻排管、頂排管、和擱架勢(shì)排管。按結(jié)構(gòu)有立管式和蛇管式兩種。立管式蒸發(fā)器只用于氨制冷裝置，蛇管式蒸發(fā)器可以用于氨和氟利昂兩種制冷裝置。立管式冷卻排管蒸發(fā)器的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，排氣油方便。缺點(diǎn)是氨液的充液量

27、大，充液量為立管容積的80%；由于氨液柱的高度影響，排管的底部的蒸發(fā)溫度升高，所以這種排管不宜用于低于40的冷庫(kù)。蛇管式排管式蒸發(fā)器優(yōu)點(diǎn)是充液量少。缺點(diǎn)是制冷劑的流動(dòng)阻力大。由于冷卻式排管管外的空氣是自然對(duì)流，所以傳熱系數(shù)很低，傳熱系數(shù)為612W/（m2.）；翅片管約為3.56W/（m2.）。3.23蒸發(fā)器的選擇1、直接蒸發(fā)式空氣冷卻蒸發(fā)器的傳熱系數(shù)比較低。當(dāng)空氣的迎面風(fēng)速為23m/s時(shí)，對(duì)于用于空調(diào)機(jī)組的蒸發(fā)器，傳熱系數(shù)，3040W/(m2.);對(duì)于用于冷庫(kù)的冷風(fēng)機(jī)，蒸發(fā)器的傳熱系數(shù)為1220W/(m2.)。這種蒸發(fā)器的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小，冷量損失小。缺點(diǎn)是氣密性要求高，制冷兩調(diào)節(jié)比

28、較困難。廣泛用于空調(diào)、冷庫(kù)庫(kù)房、低溫試驗(yàn)箱和各種型式的冷風(fēng)機(jī)。2、冷卻式排管管外的空氣是自然對(duì)流，所以傳熱系數(shù)很低，傳熱系數(shù)為612W/（m2.）；翅片管約為3.56W/（m2.）。冷庫(kù)的冷藏庫(kù)房、低溫試驗(yàn)箱和各種冰箱綜合考慮，我們選擇直接蒸發(fā)式空氣冷卻蒸發(fā)器。原因如下：1、由于直接蒸發(fā)式空氣冷卻蒸發(fā)器廣泛應(yīng)用，即使壞了也好替換。2、傳熱系數(shù)相對(duì)排管式還是要高一點(diǎn)3、冷卻式排管冷凝器用于冷庫(kù)的冷藏庫(kù)房、低溫試驗(yàn)箱和各種冰箱而廣泛用于空調(diào)、冷庫(kù)庫(kù)房、低溫試驗(yàn)箱和各種型式的冷風(fēng)機(jī)。3.24蒸發(fā)器面積計(jì)算 確定了選擇蒸發(fā)器類型后，接下來(lái)就是要估算蒸發(fā)器的面積，然后去查個(gè)生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的蒸發(fā)器，直接選定

29、因?yàn)槲覀冞x定的工質(zhì)是R22，所以根據(jù)制冷技術(shù)及其應(yīng)用這很書(shū)的壓-焓去查表。根據(jù)第2章總體設(shè)計(jì)里面選定的溫度t0=20和t2=50，制熱系數(shù)為COP=2.5又已知壓縮機(jī)功率N=3.0KW查付表得：蒸發(fā)壓力 P0 0.8MP冷凝壓力 P2 2.2MP吸氣比體積 v1 0.0425（m3/kg）吸氣比焓 h1 430（kJ/kg）排氣比焓 h2 410（kJ/kg） 節(jié)流前后的比焓 h4=h5 310（kJ/kg）又已知壓縮機(jī)功率N=3.0KW，又根據(jù)如下公式：?jiǎn)挝恢茻崃?q0=h1-h4單位容積制熱量 qv=q0/v1單位壓縮機(jī)功耗 = h2 - h1總制熱量 Q0=N=34。92=14.76KW

30、制冷劑質(zhì)量流量 qm =Q0/q0冷凝器單位散熱量 qk=h2 -h4 得蒸發(fā)器總吸收熱量 ： 單位為K又根據(jù)公式F=Qk/（K）F 為換熱器的換熱面積（m2）K為換熱器的傳，系數(shù)（W/（m2.)查表得，K為480（W/（m2.)為換熱器的平均傳熱溫差根據(jù)制冷劑溫度在t0=0以及管道傳熱損失溫度為左右，可知10那么 4 制冷劑介紹熱泵制熱是制冷的一個(gè)逆過(guò)程，制冷裝置必須有壓縮機(jī)、冷凝器、蒸發(fā)器和節(jié)流裝置這四大基本部件才能組成一個(gè)制冷系統(tǒng)，所以熱泵制熱也需要這幾個(gè)部件。但是僅有這四大基本部件組成的制熱系統(tǒng)仍然不能正常工作、制熱。系統(tǒng)里必須還要充注一定量的專用的工作介質(zhì)，制熱裝置才能工作、制熱，而

31、卻充注不同的工作介質(zhì)制熱裝置的制熱的效率也有很大的不同，這個(gè)工作介質(zhì)就是我們所稱的制冷劑，因此制冷劑在制冷裝置中其著極其重要的作用。4.1制冷劑的作用制冷劑是制冷機(jī)中的工作介質(zhì)，成為制冷劑或制冷工質(zhì)，它在制冷系統(tǒng)內(nèi)部循環(huán)流動(dòng)中，通過(guò)自己的熱力狀態(tài)的變化與外界發(fā)生能量交換，從而實(shí)現(xiàn)制冷去冷量的目的。對(duì)蒸汽壓縮式制冷循環(huán)中，制冷劑在低溫低壓下氣化，從被冷卻物體中吸收熱量，從而實(shí)現(xiàn)制冷，然后又在高溫高壓下把熱量傳給周圍環(huán)境，把制冷劑冷凝釋放的熱量放到環(huán)境介質(zhì)中去，如此不斷循環(huán)制冷。以制冷劑必須在工作溫度環(huán)衛(wèi)內(nèi)能夠氣化和冷凝。在制冷系統(tǒng)中如果沒(méi)有制冷劑，制冷裝置就無(wú)法實(shí)現(xiàn)制冷，當(dāng)然制冷系統(tǒng)中選用不同的

32、制冷劑，制冷裝置的運(yùn)行性能也不同。4.2對(duì)制冷劑的要求制冷劑應(yīng)具備安全、可靠、易得、價(jià)廉。一般要求制冷劑應(yīng)滿足下列要求：（）臨界溫度較高，在常溫或制冷溫度下能夠液化。一般來(lái)說(shuō)，制冷循環(huán)越近臨界溫度，節(jié)流損失越大，制冷系數(shù)越小。（）在蒸發(fā)器和冷凝器內(nèi)制冷劑的壓力要適中。即要求在蒸發(fā)器內(nèi)制冷劑的壓力最好和大氣壓力相近并稍高于大氣壓力。因?yàn)楫?dāng)蒸發(fā)器中制冷劑的壓力低于大氣壓力時(shí)，外部的空氣會(huì)從不嚴(yán)密處漏入系統(tǒng)中，這樣漏入的空氣不但會(huì)降低制冷裝置的制冷能力，而且由于空氣中有水蒸氣，這些水蒸氣進(jìn)入氟利昂制冷系統(tǒng)后對(duì)設(shè)備和管路還會(huì)發(fā)生腐蝕；同時(shí)在低溫部分的節(jié)流孔口處還可能發(fā)生“冰塞”現(xiàn)象。在冷凝器中制冷劑的

33、壓力不應(yīng)該過(guò)高，這樣能減少制冷設(shè)備承受的壓力，同時(shí)可降低對(duì)冷凝器密封性的要求，從而減少金屬消耗量和降低制冷劑泄漏的可能性。如果壓力過(guò)高，不僅制冷劑有向外泄漏的可能，而且還會(huì)增加循環(huán)中的功耗。冷凝溫度是根據(jù)冷卻介質(zhì)的溫度和冷凝器的構(gòu)造來(lái)確定的。（）單位容積制冷量qv要大。對(duì)于一臺(tái)壓縮機(jī)在一定的工況下，如果所用的制冷劑的單位容積制冷量大，則其制冷量也就大；而要求產(chǎn)生同樣的制冷量時(shí)，若制冷劑的單位溶劑制冷量大起制冷劑的循環(huán)量就少，所以起壓縮機(jī)和系統(tǒng)的尺寸就可以大大減少。（）對(duì)于大、中型的往復(fù)式壓縮機(jī)，制冷劑的單位容積制冷量越大越好。但是對(duì)于離心式壓縮機(jī)和小型往復(fù)式壓縮機(jī)要求恰恰相反，否則由于制冷劑的

34、單位容積制冷量太大而導(dǎo)致壓縮機(jī)尺寸太小，就會(huì)給制造帶來(lái)一定的困難，但是隨著機(jī)械加工工藝的提高，這個(gè)問(wèn)題逐步會(huì)得到解決。應(yīng)該說(shuō)明，同一種制冷劑在不同的蒸發(fā)溫度和冷凝溫度（或節(jié)流前的溫度）下，起單位容積制冷量是不同的；而且不同的制冷劑即使在相同的溫度條件下，單位容積冷凝也各不相同；（）凝固溫度要低，以避免制冷劑在系統(tǒng)中的流動(dòng)阻力損失小。（）導(dǎo)熱系數(shù)要高，可以提高各個(gè)換熱器制冷劑側(cè)的換熱系數(shù)。（）粘度和密度要小，以保證制冷劑在系統(tǒng)中的流動(dòng)阻力損失要小。（）與潤(rùn)滑油的溶解性。制冷劑與潤(rùn)滑油是否溶解的性質(zhì)各有利弊。制冷劑能溶解于潤(rùn)滑油，優(yōu)點(diǎn)是潤(rùn)滑油能于制冷劑一起滲透到壓縮機(jī)各個(gè)部件，為機(jī)件潤(rùn)滑創(chuàng)造良好的

35、條件；蒸發(fā)器和冷凝器的傳熱面上不會(huì)形成阻礙傳熱的潤(rùn)滑油層。缺點(diǎn)是從壓縮機(jī)中帶出的油量多，在蒸發(fā)器中產(chǎn)生的泡沫多，影響傳熱，并會(huì)引起蒸發(fā)溫度升高；使?jié)櫥偷恼扯冉档?。不溶或稍微溶于?rùn)滑油的制冷劑，有點(diǎn)是從壓縮機(jī)帶出的油量少；在蒸發(fā)器中的蒸發(fā)溫度比較穩(wěn)定。缺點(diǎn)是在蒸發(fā)器和冷凝器傳熱面上會(huì)形成很難清楚的油層，影響傳熱。 ( 1 )等熵指數(shù)要小，可使壓縮過(guò)程耗功減小，壓縮終了時(shí)氣體的溫度不致過(guò)高 ( 2 )液體比熱容小，可使節(jié)流過(guò)程損失減小 ( 3 )不燃燒，不爆炸，無(wú)毒，對(duì)金屬不起腐蝕作用，與潤(rùn)滑油不起化學(xué)作用，高溫下不分解，對(duì)人體無(wú)毒害。 ( 4 )價(jià)格便宜，便宜獲得。除上述共同要求外，不同型式的

36、蒸汽壓縮式制冷機(jī)對(duì)制冷劑還有一些特殊要求，活塞式制冷機(jī)要求制冷劑的氣化潛熱和單位容積制冷量要大，以利縮小機(jī)器的尺寸和減小制冷劑的循環(huán)量；離心式制冷機(jī)要求制冷劑的分子量要大，以便提高級(jí)的壓縮比，在一定的冷凝壓力和蒸發(fā)壓力范圍內(nèi)，使級(jí)數(shù)減??；封閉式壓縮機(jī)中，制冷劑與電極線想接觸，不能使用像氨一類會(huì)與銅起化學(xué)作喲感的制冷劑；石油、化學(xué)等工業(yè)用的制冷機(jī)，系統(tǒng)制冷劑使用量很大，從經(jīng)濟(jì)角度出發(fā)，常采用碳?xì)浠衔铩?.3常用制冷劑及其特性表.制冷劑名稱化學(xué)分子式代號(hào)分子量標(biāo)準(zhǔn)氣壓下沸點(diǎn)/臨界點(diǎn)溫度/臨界壓力/a標(biāo)準(zhǔn)氣壓下凝固溫度/國(guó)內(nèi)用國(guó)際通用水H2O-R71818100374220氨NH3-R71717-

37、33.3513211-77一氟三氯甲烷CFCL3F11R1113723.71974.3-111二氟二氯甲烷CF2CL2F12R12120-29.81124.1-155三氟一氯甲烷CF3CLF13R13104-81。5283.7-184四氟甲烷CF4F21R2188-128-455.1-135一氟二氯甲烷CHFCL2F22R221038.9964.9-160三氟三氯乙烯CF2CLF113R11386.5-40.82143.4-36.6四氟二氯乙烯C2F4CL2F114R1141873.51453.2-94五氟一氯乙烯C2F5CLF115R115154-38803.2-106二氟一氯乙烯C2H3F

38、2CLF142R142100-9.251374.1-130乙烯C2H4-R115028-1039.55.0-169丙烯C3H6-R127042-47.7914.5-185綜合上述考慮，我們選擇常用制冷劑22，它不但價(jià)格便宜，常用，而且在溫度上適合我們選擇，在10左右為氣體，0為液體。5 潤(rùn)滑油潤(rùn)滑油也稱冷凍油，他在制冷壓縮機(jī)中主要起以下5個(gè)作用：（1） 潤(rùn)滑摩擦件表面，降低摩擦而引起的溫升，減少零件的磨損；（2） 冷卻作用，冷卻摩擦件產(chǎn)生的摩擦熱；（3） 帶走金屬摩擦表面的摩屑（4） 密封作用，在汽缸與活塞及軸封摩擦面間充滿潤(rùn)滑油起密封作用，以防止制冷劑的泄漏。（5） 利用油呀作為控制卸載機(jī)構(gòu)

39、的液壓傳動(dòng)動(dòng)力。不同的制冷系統(tǒng)應(yīng)使用專門的制冷機(jī)構(gòu)潤(rùn)滑油，木棉我國(guó)生產(chǎn)并普遍采用的制冷機(jī)潤(rùn)滑油有13號(hào)、18號(hào)和25號(hào)三種，三種都適用于氨制冷機(jī)。下表是國(guó)產(chǎn)制冷機(jī)潤(rùn)滑油的牌號(hào)和規(guī)格。表.牌號(hào)SYB1213-59YB1220-65YB1219-65代號(hào)標(biāo)號(hào)131825304960運(yùn)動(dòng)粘度11.51825.4304060閃點(diǎn)不低于160160170180190165酸值不大于0.140.030.020.10.10.05水分無(wú)無(wú)無(wú)無(wú)-無(wú) 從上表可以看出，我們選定潤(rùn)滑油為YB1219-656 節(jié)流裝置與輔助設(shè)備在熱泵系統(tǒng)中，除了制冷壓縮機(jī)、蒸發(fā)器及其它換熱裝置等主要設(shè)備外，還需要有專門的節(jié)流裝置，這些

40、膨脹機(jī)構(gòu)使制冷劑在節(jié)流后降低溫度和壓力。低溫、低壓的制冷劑工質(zhì)在蒸發(fā)器中氣化，吸收氣化潛熱，達(dá)到制冷的目的。在整個(gè)熱泵系統(tǒng)中，還包括了一些輔助設(shè)備，如潤(rùn)滑油的分離及收集設(shè)備、制冷劑工質(zhì)的儲(chǔ)存及分離設(shè)備、制冷劑工質(zhì)的凈化設(shè)備以及安全設(shè)備等。這些輔助設(shè)備的用途是保證制冷設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)、提高運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和保證操作的安全可靠。由于在這些設(shè)備中制冷劑并不發(fā)生狀態(tài)變化，他們不是完成制冷機(jī)循環(huán)所必須的設(shè)備，所以在小型制冷設(shè)備中為了簡(jiǎn)化，往往將某些輔助設(shè)備省去。.節(jié)流裝置節(jié)流裝置是制冷機(jī)系統(tǒng)中的關(guān)鍵部件之一。到目前為止，在蒸汽壓縮式制冷機(jī)（以及吸收式和整齊噴射式制冷機(jī)）中，仍然是用各種型式的節(jié)流機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)制冷

41、液體的膨脹過(guò)程。節(jié)流裝置位于冷凝器之后，他的作用是將冷落、擰器或儲(chǔ)液桶中冷凝壓力下的飽和液體（或過(guò)冷液體），節(jié)流后降至蒸發(fā)壓力0和蒸發(fā)溫度o，然后進(jìn)入蒸發(fā)器。節(jié)流裝置除了節(jié)流作用外，還起著根據(jù)負(fù)荷的變化調(diào)節(jié)進(jìn)入蒸發(fā)器的制冷劑流量的作用。通過(guò)節(jié)流裝置的調(diào)節(jié)，使制冷劑離開(kāi)蒸發(fā)器時(shí)有一定的過(guò)熱度，保證制冷劑液體不會(huì)進(jìn)入壓縮機(jī)。工程熱力學(xué)指出，工質(zhì)在管路中遇到縮口和節(jié)流機(jī)構(gòu)的孔口，由于局部阻力，使其壓力顯著下降的現(xiàn)象稱為稱為"節(jié)流"。工程上當(dāng)流體流經(jīng)節(jié)流機(jī)構(gòu)的孔口時(shí)，由于流速大，時(shí)間短來(lái)不及與外界進(jìn)行熱交換，因而將這種流動(dòng)過(guò)程可以近似作為決熱過(guò)程來(lái)處理，所以又將他稱作"絕

42、熱節(jié)流"。節(jié)流后，液體變成濕蒸汽，其中蒸汽的含量約占總制冷劑的10%30%。液體節(jié)流后產(chǎn)生的蒸汽是飽和蒸汽，有稱閃蒸汽，以區(qū)別于加熱液體后產(chǎn)生的飽和蒸汽。6.11節(jié)流裝置的分類及選擇制冷機(jī)的節(jié)流裝置按其在使用中的調(diào)節(jié)方式可以分為如下四類：（1） 手動(dòng)調(diào)節(jié)的節(jié)流裝置，即手動(dòng)節(jié)流閥。他的結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，可以單獨(dú)使用，也可以同其它的控制器件配合使用。長(zhǎng)用于工業(yè)用的制冷系統(tǒng)（2） 用液位調(diào)節(jié)的節(jié)流裝置，其中常用的是浮球調(diào)節(jié)閥。浮球閥既可以單獨(dú)使用也可以作為流感應(yīng)元件與其它元件配合使用?，F(xiàn)在主要用于中型及大型氨制冷裝置之中。（3） 用蒸汽過(guò)熱度調(diào)節(jié)的節(jié)流裝置，包括熱力膨脹閥及熱電膨脹閥等，現(xiàn)在主

43、要用于管內(nèi)蒸發(fā)的氟利昂蒸發(fā)器及中間冷卻器等。（4） 不調(diào)節(jié)的節(jié)流裝置，有自動(dòng)膨脹閥、節(jié)流管（毛細(xì)管）、節(jié)流短管和節(jié)流孔等多種，宜用于工況比較穩(wěn)定的制冷機(jī)組。 因?yàn)槲覀冊(cè)O(shè)計(jì)的是熱泵，要求的是蒸汽溫度和壓力恒定，所以選擇熱力膨脹閥。6.12熱力膨脹閥 熱力膨脹閥是應(yīng)用最廣的一類節(jié)流機(jī)構(gòu)，氟利昂制冷裝置一般都用熱力膨脹閥來(lái)調(diào)節(jié)制冷劑流量它既是控制蒸發(fā)器的供液量的調(diào)節(jié)閥，同時(shí)也是制冷裝置的節(jié)流閥，所以稱為熱力調(diào)節(jié)閥或感應(yīng)調(diào)節(jié)閥。 到制冷劑流經(jīng)蒸發(fā)器產(chǎn)生一定的壓力損失，為降低開(kāi)啟過(guò)熱度，提高熵的利用率，一般自膨脹閥出口至蒸發(fā)器出口，制冷劑的壓力降所對(duì)應(yīng)的發(fā)溫度降超過(guò)23，應(yīng)選用外平衡式熱力膨脹閥。外平衡

44、式熱力膨脹閥的工作原理是建立在力平衡的基礎(chǔ)上。工作時(shí)，彈性金屬膜片上部受感溫包內(nèi)工質(zhì)的壓力P3作用，下面受蒸發(fā)器出口壓力P1與彈簧力P2的作用。膜片在三個(gè)力的作用下，向上或向下鼓起，從而使閥孔關(guān)下或開(kāi)大，用以調(diào)節(jié)蒸發(fā)器的供液量。當(dāng)進(jìn)入蒸發(fā)器的液量小于蒸發(fā)器熱負(fù)荷的需要時(shí)，則蒸發(fā)器出口蒸氣的過(guò)熱度增大，膜片上方的壓力大于下方的壓力，這樣就迫使膜片向下鼓出，通過(guò)頂桿壓縮彈簧，并把閥針頂開(kāi)，使閥孔開(kāi)大，則供液量增大。反之當(dāng)供液量大于蒸發(fā)器熱負(fù)荷的需要時(shí)，則出口處蒸氣的過(guò)熱度減小，感溫系統(tǒng)中的壓力降低，膜片上方的作用力小于下方的作用力時(shí)，使膜片向上鼓出，彈簧度組成，開(kāi)啟過(guò)熱度與彈簧的預(yù)緊力有關(guān)，有效過(guò)

45、熱度與彈簧的強(qiáng)度及閥針的行程有關(guān)。膨脹閥的彈簧是按標(biāo)準(zhǔn)工況設(shè)計(jì)的，機(jī)組在標(biāo)準(zhǔn)工況下，機(jī)組滿負(fù)荷或變負(fù)荷運(yùn)行均維持較高的COP值。但在大壓差工況下，蒸發(fā)壓力降低，蒸發(fā)器負(fù)荷需求的液量減少，但實(shí)際情況相反，在吸氣過(guò)熱度不變的情況下，由于蒸發(fā)壓力降低，蒸發(fā)器出口壓力P1相應(yīng)降低，膜片上下的壓差變大，使主閥開(kāi)度增大，供液量增加；但在小壓差工況下，蒸發(fā)壓力上升，蒸發(fā)器負(fù)荷需求的液量增多，但實(shí)際情況是在吸氣過(guò)熱度不變的情況下，由于蒸發(fā)壓力上升，蒸發(fā)器出口壓力P1相應(yīng)提高，膜片上下的壓差變小，使主閥開(kāi)度減小，供液量減少；在變負(fù)荷下亦如此。因此熱力膨脹閥在變工況下供液量的調(diào)節(jié)方面需進(jìn)一步改進(jìn) 圖3 內(nèi)平衡式熱

46、力膨脹閥 1閥芯 2彈性金屬膜片 3彈簧 4調(diào)整螺絲 5感溫包圖4 外平衡式熱力膨脹閥1閥芯 2彈性金屬膜片 3彈簧 4調(diào)整螺絲 5感溫包 6平衡管 熱力膨脹閥種類很多，根據(jù)它對(duì)工質(zhì)要求和溫度范圍，選擇601-1系列熱力膨脹。適應(yīng)工質(zhì):R22 電壓:-50V+50V 溫度：-5+60。6.2輔助設(shè)備6.21潤(rùn)滑油的分離及收集設(shè)備 往復(fù)活塞式和回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)都需要潤(rùn)滑油在機(jī)內(nèi)進(jìn)行潤(rùn)滑，螺桿式及滾動(dòng)轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)還需要向機(jī)內(nèi)噴入一定量的潤(rùn)滑油以起密封和冷卻作用，因此這些壓縮機(jī)的排氣中便不可避免地帶有一定的潤(rùn)滑油。潤(rùn)滑油進(jìn)入制冷機(jī)系統(tǒng)后要影響冷凝器和蒸發(fā)器中的傳熱過(guò)程，會(huì)使制冷劑的蒸發(fā)溫度高于蒸發(fā)壓力下的

47、飽和溫度；或者占據(jù)一部分蒸發(fā)器容積，使其傳熱面不能完全發(fā)揮作用。因此必須設(shè)法將潤(rùn)滑油從制冷劑中分離出來(lái)并給予回收。 1、油分離齊的基本工作原理，是利用油滴與制冷劑整齊的密度不同，是混合氣體流過(guò)直徑較大的油分離器時(shí)，利用突然擴(kuò)大通道面積而使其流速降低，同時(shí)改變流動(dòng)方向，或利用其它分油措施，使?jié)櫥统两刀蛛x。對(duì)于蒸汽狀態(tài)的潤(rùn)滑油，則可采取洗滌或冷卻的方式降低溫度，使之分離。 2、油分離器的種類（1）洗滌式油分離器 這種油分離器用語(yǔ)氨制冷機(jī)（2）離心式油分離器 這種油分離器適用于中等和較大制冷量的壓縮機(jī)，是利用氣流程螺旋形成流動(dòng)時(shí)的離心力使油滴分離。（3）過(guò)濾式油分流器 目前在氟利昂制冷系統(tǒng)中常用

48、使用這種油分離器。離心通風(fēng)機(jī)的選擇及壓縮機(jī)的的選擇、離心通風(fēng)機(jī)的選擇 由于離心通風(fēng)機(jī)有標(biāo)準(zhǔn)件，考慮到購(gòu)買方便和互換性好，所以我們選擇標(biāo)準(zhǔn)件，下面只需要根據(jù)設(shè)計(jì)要求去查表就可以 根據(jù)南昌人民風(fēng)機(jī)廠這本書(shū)，查得4-79型號(hào)適合選擇，它的性能如下：機(jī)號(hào)轉(zhuǎn)速（r/min）風(fēng)量風(fēng)口方向傳動(dòng)方式型號(hào)功率（KW）414509001500徑向A4-790.75該離心通風(fēng)機(jī)可用語(yǔ)一般通風(fēng)換氣。還用于一般工廠及大型建筑的室內(nèi)通風(fēng)換氣2、壓縮機(jī)的選擇 壓縮機(jī)跟離心通風(fēng)機(jī)一樣有標(biāo)準(zhǔn)件，所以我們同樣只需要查表也可以，考慮到ZR系列壓縮機(jī)市場(chǎng)上比較好買，而且性能也不錯(cuò)，所以選擇ZR系列壓縮機(jī)。 下列是ZR系列壓縮機(jī)：&#

49、160;型號(hào)馬力HP排氣量m3/hARI工況 7.2/54。4重量Kg高度mm制冷量W輸入功率W單相ZR16K3-PFJ1.333.974010132025.9370.4ZR18K3-PFJ1.504.374400144025.9370.4ZR20K3-PFJ1.694.764890160025.9370.4ZR22K3-PFJ1.835.345330173025.9382.8ZR24K3-PFJ2.005.925920187026.3382.8ZR26K3-PFJ2.176.276330200025.9382.8ZR28K3-PFJ2.336.836910215027.2382.8ZR30K3-PFJ2.507.307380229028.6405.5ZR32K3-PFJ2.677.557760241028.1405.5ZR34K3-PFJ2.838.028200252029.5405.5ZR36K3-PFJ3.008.6187902