空調(diào)基礎(chǔ)與制冷技術(shù)課件

1、空調(diào)基礎(chǔ)與制冷技術(shù)學(xué)習(xí)要點(diǎn)通過本節(jié)課程,培訓(xùn)者應(yīng)具備以下能力:掌握空氣調(diào)節(jié)及分配系統(tǒng)組成與分類掌握冷熱源系統(tǒng)之制冷的基礎(chǔ)原理掌握精密空調(diào)的基礎(chǔ)知識消除制冷和精密空調(diào)理解中誤區(qū)了解公司主要產(chǎn)品系列及其特點(diǎn)目 錄 空氣調(diào)節(jié)基礎(chǔ)知識 制冷基礎(chǔ)原理 精密空調(diào)基礎(chǔ)簡介 公司產(chǎn)品系列簡介 任務(wù)與作用任務(wù)Air conditioning “使空氣達(dá)到所要求的狀態(tài)”或“使空氣處于正常狀態(tài)”。所以，采用一定技術(shù)手段創(chuàng)造并保持滿足一定要求的空氣環(huán)境，是空調(diào)的首要任務(wù)。要求：溫度、濕度、潔凈度、氣流速度；壓力、成分、氣味、噪聲等。技術(shù)手段：加熱、冷卻、加濕、減濕、過濾、通風(fēng)換氣等。舒適性空調(diào)：以確保人體舒適、健康和

2、高效工作為目的工藝性空調(diào)：以確保產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)工藝操作過程的特定要求為目的。作用與工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防、科技事業(yè)發(fā)展密切相連，與人民生活水平息息相關(guān)。集中空調(diào)系統(tǒng)示意圖空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)構(gòu)成空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)構(gòu)成精密空調(diào)屬于空氣處理設(shè)備一種空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)構(gòu)成精密空調(diào)工程中的風(fēng)口、防靜電孔板等即屬于空氣輸送設(shè)備空調(diào)系統(tǒng)的分類 （2）全分散方式將空氣處理設(shè)備、冷熱源設(shè)備和風(fēng)機(jī)緊湊地組合成為一個整體空調(diào)機(jī)組，可將它直接裝設(shè)于空調(diào)房間，或者裝設(shè)于鄰室，借較短的風(fēng)道將它與空調(diào)房間聯(lián)系在一起。這種空調(diào)方式稱為全分散式或局部式空調(diào)方式。例如窗式空調(diào)器、分體式空調(diào)器精密空調(diào)屬于此類2.按負(fù)擔(dān)室內(nèi)空調(diào)負(fù)荷所用的介質(zhì)分類（1）全空

3、氣系統(tǒng)全部由集中處理的空氣負(fù)擔(dān)室內(nèi)空調(diào)負(fù)荷，如一次回風(fēng)系統(tǒng)。由于空氣的比熱小，通常這類空調(diào)系統(tǒng)需要占用較大的建筑空間，但室內(nèi)空氣的品質(zhì)有保障?？照{(diào)系統(tǒng)的分類 空調(diào)系統(tǒng)的分類 （2）全水系統(tǒng)全部由水負(fù)擔(dān)室內(nèi)空調(diào)負(fù)荷，例如單一的風(fēng)機(jī)盤管機(jī)組系統(tǒng)。由于水的比熱大于空氣的比熱，在相同情況下空調(diào)系統(tǒng)所占用的建筑空間較少。這種系統(tǒng)不能解決空調(diào)房間的通風(fēng)換氣問題，通常情況下不單獨(dú)使用。 （3）空氣-水系統(tǒng)由處理過的空氣和水共同負(fù)擔(dān)室內(nèi)空調(diào)負(fù)荷，如新風(fēng)機(jī)組與風(fēng)機(jī)盤管機(jī)組并用的系統(tǒng)。這種系統(tǒng)有效地解決了全空氣系統(tǒng)占用建筑空間多和全水系統(tǒng)不能通風(fēng)換氣的問題。在對空調(diào)精度要求不高和舒適性空調(diào)的場合廣泛地使用這種系統(tǒng)

4、?？照{(diào)系統(tǒng)的分類 （4）制冷劑系統(tǒng)將制冷系統(tǒng)的蒸發(fā)器直接放在室內(nèi)吸收余熱余濕的空調(diào)系統(tǒng)，例如單元式空調(diào)系統(tǒng)、窗式空調(diào)器、分體式空調(diào)器。目前小管道內(nèi)制冷劑的輸送距離可達(dá)50100m，再配合良好的新風(fēng)和排風(fēng)系統(tǒng)，使得制冷劑系統(tǒng)在小型空調(diào)系統(tǒng)和舊房加裝的空調(diào)系統(tǒng)中廣泛地被采用。這種系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)在于能量利用率高、占用建筑空間少、布置靈活，可根據(jù)不同房間的空調(diào)要求自動選擇制冷或供熱。 空調(diào)系統(tǒng)的分類 精密空調(diào)屬于此類3.按集中系統(tǒng)處理的空氣來源分類（1）封閉式系統(tǒng)所處理的空氣全部來自空調(diào)房間的再循環(huán)空氣而沒有室外空氣補(bǔ)充。該系統(tǒng)應(yīng)用于密閉空間且無法或不需采用室外空氣的場合。這種系統(tǒng)消耗冷、熱量最省，但衛(wèi)生

5、條件差，僅應(yīng)用于戰(zhàn)時隔絕通風(fēng)情況下的地下蔽護(hù)所等戰(zhàn)備工程及很少有人進(jìn)出的倉庫等。 空調(diào)系統(tǒng)的分類 精密空調(diào)屬于此類（3）混合式系統(tǒng)它所處理的空氣部分來自室外，部分來自空調(diào)房間。這種系統(tǒng)既能滿足衛(wèi)生要求，又經(jīng)濟(jì)合理，是應(yīng)用最廣泛的一種系統(tǒng)。以上僅僅是為了方便學(xué)習(xí)人為地對空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行的分類，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展還會出現(xiàn)新的空調(diào)系統(tǒng)。在實(shí)際工程中應(yīng)根據(jù)具體情況選擇一種或幾種合適的空調(diào)系統(tǒng)。 空調(diào)系統(tǒng)的分類 目 錄 空氣調(diào)節(jié)基礎(chǔ)知識 制冷基礎(chǔ)原理 精密空調(diào)基礎(chǔ)簡介 公司產(chǎn)品系列簡介冷量無法制造: 本質(zhì)是熱量的遷移制冷循環(huán)就是實(shí)現(xiàn)將熱量從空調(diào)房間移到另外一個能夠容納并稀釋此部分熱量的空間的過程. 實(shí)現(xiàn)此部

6、分循環(huán)的同時要消耗一定量的功. 這種熱量傳遞過程是在一個閉式系統(tǒng)內(nèi)周期性的重復(fù)進(jìn)行.吸熱和放熱過程是利用流體在不同的壓力對應(yīng)的不同的飽和溫度下相態(tài)變化過程對應(yīng)的吸熱和放熱特性(流體的焓發(fā)生改變,相態(tài)改變過程熱量傳遞量相對于僅僅溫度改變來說是巨大的).基本概念:顯熱1kg水從30加熱到80，水吸熱了209.38kJ(50kcal)物體吸熱或放熱后，只改變物體的溫度，而不改變物體的相態(tài)，這種熱量稱顯熱。是物質(zhì)分子運(yùn)動的能量 , 它可以通過溫計進(jìn)行測量 。計算某一房間的熱負(fù)荷時，空氣溫度高于設(shè)定溫度而產(chǎn)生的熱負(fù)荷稱為顯熱負(fù)荷?；靖拍?潛熱1kg100水改變成100的水蒸氣需吸熱2257.2kJ1k

7、g0水改變成0的水蒸氣需吸熱2501kJ物體吸熱或放熱時，只改變物體的狀態(tài)，而物體的溫度不變，這種熱量稱潛熱。是物質(zhì)分子分離與重組放出 ( 吸收 ) 的熱量 , 它不能通過溫度計進(jìn)行測量 .計算某一房間的熱負(fù)荷時，空氣濕度高于設(shè)定濕度而產(chǎn)生的熱負(fù)荷稱為潛熱負(fù)荷潛熱的計算公式基本概念:顯熱比對于某一個房間來說，顯熱比即該房間的熱負(fù)荷中顯熱負(fù)荷占總熱負(fù)荷的百分比。 空調(diào)的性能參數(shù)中描述的顯熱比則表示該空調(diào)的制冷能力中，顯冷量占總冷量的百分比。我們對某一特定房間進(jìn)行空調(diào)設(shè)備設(shè)備選型時，應(yīng)根據(jù)該房間的熱負(fù)荷的顯熱比，選擇對應(yīng)顯熱比制冷能力的空調(diào)設(shè)備。制冷劑的狀態(tài)變化1、制冷循環(huán)吸熱或放熱利用的正是物質(zhì)

8、相態(tài)轉(zhuǎn)變時需要吸收或放出的巨大的熱量，因?yàn)樗谡毫ο嘛柡蜏囟容^高，不能吸收通常溫度下室內(nèi)的熱量，所以不常用。2、而R22在正常壓力（70PSIG），其蒸發(fā)溫度為（4.5 ），且單位容積制冷能力較強(qiáng)，對于人類理想的舒適溫度21-27 來說，是非常理想的冷源。3、與水的性質(zhì)類似，對于R22來說，在（ 70PSIG ）壓力下，飽和溫度為（ 4.5 ），故在此壓力下蒸發(fā)過程制冷劑溫度恒定為（ 4.5 ），蒸發(fā)過程首先是飽和液體狀態(tài)，然后是氣液混合狀態(tài)，液體比例逐漸減小，最終達(dá)到了飽和氣體狀態(tài)。在（ 70PSIG ）壓力下，如果R22的溫度低于（ 4.5 ），其一定處于液態(tài)，且溫度低于飽和點(diǎn)，我們稱

9、其為過冷液體。如果R22的溫度高于（ 4.5 ），其一定處于氣態(tài)，且溫度高于飽和點(diǎn)，我們稱其為過熱氣體 。4、為實(shí)現(xiàn)制冷劑在溫度相對較高的冷凝器一側(cè)的冷凝散熱，唯有通過升高制冷劑的壓力來提高其飽和溫度，使其高于室外環(huán)境溫度從而實(shí)現(xiàn)散熱冷凝過程。制冷劑的狀態(tài)變化制冷基礎(chǔ)原理放熱吸熱壓縮節(jié)流降壓制冷系統(tǒng)基本的組成部件壓縮式制冷系統(tǒng)的基本組成蒸發(fā)器經(jīng)節(jié)流降壓后的液態(tài)制冷劑在蒸發(fā)器中吸熱汽化，使被冷卻物質(zhì)降溫，實(shí)現(xiàn)制冷的目的。蒸發(fā)器蒸發(fā)器吸收熱量壓縮式制冷系統(tǒng)的基本組成冷凝器在冷凝介質(zhì)的作用下，使壓縮機(jī)排出的過熱氣體冷凝為液態(tài)。冷凝器盤管 2200 1壓縮式制冷系統(tǒng)的基本組成壓縮機(jī)制冷循環(huán)的核心，是制

10、冷劑在系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)的動力裝置，使蒸發(fā)器中的制冷劑保持低壓，冷凝器中制冷劑維持高壓。壓縮機(jī)壓縮過程壓縮式制冷系統(tǒng)的基本組成膨脹閥制冷劑循環(huán)流量的調(diào)節(jié)裝置，它對高壓液態(tài)制冷劑節(jié)流降壓，使進(jìn)入蒸發(fā)器的制冷劑在要求的低壓下吸熱蒸發(fā)。同時根據(jù)被冷卻介質(zhì)的熱負(fù)荷變化自動調(diào)節(jié)進(jìn)入蒸發(fā)器的制冷劑的流量膨脹閥作用熱力膨脹閥 (TXV)降低進(jìn)入蒸發(fā)器制冷劑的壓力.控制流入蒸發(fā)器的制冷劑流量.控制合理的吸氣過熱度 循環(huán)過程在由管道將四部分連接成的密閉系統(tǒng)內(nèi)，制冷劑在這個密閉的系統(tǒng)中不斷循環(huán)流動，發(fā)生相態(tài)的變化，與周圍環(huán)境進(jìn)行熱交換，從而達(dá)到制冷的目的。其工作過程是：液態(tài)制冷劑在蒸發(fā)器中吸收被冷卻物質(zhì)的熱量之后，汽化成

11、低壓、低溫的氣體，被壓縮機(jī)吸入壓縮成高壓、高溫的氣體，然后進(jìn)入冷凝器向冷卻物質(zhì)放熱而冷凝為高壓、常溫的液體，在經(jīng)節(jié)流裝置節(jié)流以后變?yōu)榈蛪骸⒌蜏氐囊簯B(tài)制冷劑，再次進(jìn)入蒸發(fā)器吸熱汽化，從而起到循環(huán)制冷的目的。制冷循環(huán)通常壓力和溫度R2214 - 20 bar65 - 90 C14 - 20 bar35 - 50C5 - 6 bar6 - 10C4,5 - 5,5 bar10 - 15 C制冷組件壓縮原理-往復(fù)式壓縮機(jī)往復(fù)式壓縮機(jī) (開始壓縮)Pc = 冷凝壓力Pe= 蒸發(fā)壓力VPPcPeA.B壓縮完成PPcPePc = 冷凝壓力Pe= 蒸發(fā)壓力A.B.V排氣過程VPc = 冷凝壓力Pe= 蒸發(fā)壓力

12、PPcPeA.B.C.C-C1: 閥門壓降膨脹過程A.B.VPPcPePc = 冷凝壓力Pe= 蒸發(fā)壓力.C1D1.D-D1= 閥片壓降吸氣過程A.B.VPPcPePc = 冷凝壓力Pe= 蒸發(fā)壓力C.D1C1.D.D-D1= 閥片壓降h壓縮效率隨著壓縮比的減小而增大渦旋式壓縮機(jī)渦旋式壓縮機(jī)渦旋式壓縮機(jī)A型蒸發(fā)器蒸發(fā)器經(jīng)節(jié)流后的液態(tài)制冷劑在蒸發(fā)器中吸熱汽化，使被冷卻物質(zhì)降溫，實(shí)現(xiàn)制冷的目的。由熱交換盤管,框架結(jié)構(gòu),風(fēng)機(jī)等構(gòu)成V型蒸發(fā)器蒸 發(fā) 器 盤 管 V 型結(jié)構(gòu)排列的盤管產(chǎn)生相同的氣流分布 減少氣流擾動使機(jī)組的噪聲降低降低風(fēng)機(jī)馬達(dá)功率 提高機(jī)組效率 更佳的制冷效果節(jié)流裝置節(jié)流裝置是制冷循環(huán)中

13、的降壓裝置,它能夠提供可變的可修阻力,正對經(jīng)過冷凝器冷凝后的高壓的液體在進(jìn)入蒸發(fā)器之前進(jìn)行降壓. 對高壓液體制冷劑進(jìn)行節(jié)流降壓,保證冷凝器與蒸發(fā)器之間的壓力差,以便使蒸發(fā)器中的液態(tài)制冷劑在要求的低壓對應(yīng)的飽和溫度下蒸發(fā)吸熱,從而達(dá)到制冷降溫的目的,同時使冷凝器中氣態(tài)制冷劑在給定的高壓對應(yīng)的飽和溫度下放熱冷凝. 它實(shí)現(xiàn)根據(jù)熱負(fù)荷以最佳的方式給蒸發(fā)器供液(毛細(xì)管除外).毛細(xì)管制冷循環(huán)的流量控制和節(jié)流降壓元件,直徑約為0.72.5mm ,長度約為0.66m 細(xì)而長的紫銅管 (降壓原理為突然變徑), 產(chǎn)生必需的壓降從而使制冷劑能夠在蒸發(fā)器中吸收熱量.不可調(diào)節(jié)裝置 (不能適應(yīng)制冷負(fù)荷的變化),設(shè)計過程必

14、須進(jìn)行仔細(xì)的選型從而避免運(yùn)行過程中蒸發(fā)器過量供液或供液不足.一般用于小容量系統(tǒng)(家用空調(diào)), 有制冷劑充注量的限制, 系統(tǒng)中不能采用儲液罐.屬于靜態(tài)組件, 可靠性較高 .壓縮機(jī)停機(jī)后,能夠快速的平衡高低壓,所以即使采用低堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩(啟動轉(zhuǎn)矩)的馬達(dá),也能夠保證壓縮機(jī)停機(jī)后很快再次啟動.熱力膨脹閥以最佳的方式給蒸發(fā)器供液,保證蒸發(fā)器出口制冷劑蒸汽的過熱度穩(wěn)定.感溫包必須與壓縮機(jī)的吸氣管良好的接觸從而準(zhǔn)確的感應(yīng)壓縮機(jī)的吸氣溫度,通常充注著與制冷系統(tǒng)內(nèi)部相同的制冷劑,從而實(shí)現(xiàn)通過感溫包反饋回來的壓力即是壓縮機(jī)吸氣溫度對應(yīng)的該種類型制冷劑的飽和壓力. 通過膨脹閥確保了在運(yùn)行環(huán)境發(fā)生變化時(比如熱負(fù)荷變化

15、),實(shí)現(xiàn)蒸發(fā)器最優(yōu)及最佳的供液方式. 最佳液位外平衡式熱力膨脹閥 (1)從冷凝器流入被壓縮機(jī)吸入6,4 bar/13C4,8 bar/4,5C (飽和狀態(tài))13C 感溫包測量的管壁溫度5,4 barP1 = 4,8 barP3 = 6,4 barP2 = 1,6 bar15 barP1 + P2 = P3(動態(tài)平衡)熱力膨脹閥 (2) (過熱段)AQ1Q2AQ1Q2熱力膨脹閥 (4)1) 感溫包2) 變形膜片3) 頂桿4) 閥芯5) 壓縮彈簧6) 調(diào)節(jié)螺桿7) 密封裝置8) 入口過濾網(wǎng)風(fēng)冷冷凝器室內(nèi)機(jī)組與室外風(fēng)冷冷凝器之間通過銅管連接組成密閉的系統(tǒng)冷凝器由熱交換盤管,風(fēng)機(jī),框架結(jié)構(gòu)構(gòu)成.通過附

16、件的組件,能夠?qū)崿F(xiàn)維持冷凝壓力一年四季基本穩(wěn)定 (壓力開關(guān)或電子調(diào)速裝置連續(xù)調(diào)速).冷凝器的型號(即容量)應(yīng)該根據(jù)安裝地點(diǎn)所能夠達(dá)到室外最高環(huán)境溫度來確定.冷凝器的冷凝壓力控制附件應(yīng)該根據(jù)根據(jù)安裝地點(diǎn)所能夠達(dá)到室外最低環(huán)境溫度來選擇.風(fēng)冷冷凝器是目前應(yīng)用最為廣泛的冷凝方式過熱氣體過冷液體風(fēng)冷冷凝器板式換熱器-水冷冷凝器出水口進(jìn)水口制冷劑進(jìn)口(氣態(tài))制冷劑出口 (液態(tài))水流量壓力調(diào)節(jié)閥管殼式冷凝器-水冷冷凝器400 psi 泄壓閥液體出x三通水流量調(diào)節(jié)閥熱氣進(jìn)進(jìn)出水接口管管式冷凝器-水冷冷凝器(外-鋼管 內(nèi)-銅管)儲液罐從冷凝器流入流向節(jié)流閥自動調(diào)整系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)的制冷劑容量位于冷凝器與蒸發(fā)器之間的

17、制冷劑液體存儲裝置,自動適應(yīng)負(fù)載的變化,調(diào)節(jié)冷凝壓力使冷凝器工作于最佳工況. 在進(jìn)行系統(tǒng)維護(hù)的過程中,可以容納絕大部分制冷劑,避免向大氣環(huán)境排放制冷劑.降低了調(diào)試過程對制冷劑充注量的精度要求視液鏡制冷劑SGI紙芯（mg/kg） 綠色無色黃色R22125顯示系統(tǒng)內(nèi)部膨脹閥前制冷劑的狀態(tài)；顯示系統(tǒng)內(nèi)部不利物質(zhì)水蒸汽的濃度高低。干燥過濾器 陶瓷芯芯肋金屬外殼分子篩止動彈簧螺紋接口 (SAE)吸收制冷系統(tǒng)中可能存在的水蒸氣 (內(nèi)部充注有硅膠),水分存在的原因有兩方面,一是干燥不嚴(yán)格,二是使用不合格的制冷劑.會產(chǎn)生冰堵以及與制冷劑反應(yīng)產(chǎn)生鹽酸等危害.過濾掉制冷系統(tǒng)內(nèi)部可能存在的金屬雜質(zhì)當(dāng)硅膠與分子篩組合使用時,可實(shí)現(xiàn)干燥與抗酸性能的雙重功效. 分子篩的吸附能力比硅膠更強(qiáng).一般兩種類型:拋棄型,濾芯再充注型.電磁閥電磁閥分為直接控制型和間接控制型電磁閥的打開或關(guān)閉是通過電磁鐵芯的上下移動來實(shí)現(xiàn)的.而電磁鐵芯的