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文檔簡介

1、制冷原理第一章 1、單級蒸氣壓縮式制冷循環(huán)原理圖 教材P11 圖1-8 2、單級蒸氣壓縮式制冷循環(huán)工作過程 教材P11 3、單級蒸氣壓縮式制冷循環(huán)工作特點:封閉系統(tǒng),制冷劑在其中循環(huán)流動,經(jīng)過一次壓縮(從P0到Pk),連續(xù)發(fā)生兩次相變。 4、理想循環(huán),教材P31概念,理想 理想制冷系數(shù)ecP32公式1-20,熱力完善度hP32公式1-21,課堂練習一1,2 5、壓焓圖,教材P12 圖1-9 6、壓焓圖的作用,教材P12最后一行起至P13第一段,結(jié)合課堂練習一36題及課堂練習二、課堂練習三領會 7、理論循環(huán)假定條件,教材P12 8、理論循環(huán)在壓焓圖上表示,教材P13 圖1-10 9、理論循環(huán)計算

2、,教材P1315,結(jié)合課堂練習二,注意性能指標 10、實際循環(huán)修正總則,教材P17 過冷過熱回熱 11、實際循環(huán)定量修正(一)實際壓縮過程,教材P50活塞式、螺桿式、離心式工作原理及特點,P52圖1-38應用范圍。教材P1721實際壓縮過程壓焓圖示,性能指標(1)輸氣量Vh、Vs、(2)效率hi、hm、hs 12、實際循環(huán)定量修正(二)過冷、過熱、回熱,教材P2128,定義,在壓焓圖上表示,分析,結(jié)論 13、實際循環(huán)定量修正(三)傳熱溫差問題,教材P28,即T0<TC,Tk>TH,結(jié)合理想循環(huán)學習 14、實際循環(huán)定性修正,即定性分析影響因素,教材P32節(jié)流不絕熱,教材P33,壓力損

3、失解決措施:設計合理;熱交換損失解決措施:隔熱。教材P34不凝性氣體,了解減少措施。教材P40,蒸發(fā)溫度T0、冷凝溫度Tk的影響,T0降低,Tk升高,e減小。 15、制冷工況,教材P45,了解概念及用途。對壓縮機進行考核,指標 16、實際循環(huán)的計算,教材P3436,結(jié)合課堂練習三 第二章制冷劑 命名分類(P62化學成分,P70tsPk,鹵代烴環(huán)保特性) 性質(zhì)-環(huán)境(P64ODPGWP)、熱力 (P66)、物理化學(流動,與金屬橡膠材料水潤滑油的關系)、經(jīng)濟 常用制冷劑(R11R12R22R134aR600aCO2H2ONH3R410AR407CR13R23)鹵代烴(氟利昂) 分子式:CmHnF

4、xClyBrz (滿足2m+2=n+x+y+z)1)命名法一:R (m-1)(n+1) (x)B(z)例:一氯二氟甲烷分子CHF2Cl-R22 一溴三氟甲烷分子CF3Br-R13B1 四氟乙烷分子C2H2F4-R134a2)命名法2:區(qū)分氟利昂對大氣臭氧層的破壞程度。CFC 氯氟化碳,不含氫,公害物, 嚴重破壞臭氧層 禁用HCFC氫氯氟化碳,含氫,低公害物質(zhì) 屬于過渡性物質(zhì)HFC 氫氟化碳,不含氯,無公害 可作為替代物,待研究開發(fā)例:CF2Cl2 R12CFC12 CFCl3 R11CFC11 CHF2ClR22HCFC22 C2H2F4 R134aHFC134a共沸制冷劑 共沸(液體)制冷劑

5、非共沸制冷劑 非共沸(液體)制冷劑作為制冷劑應符合的要求 一、制冷性能方面 1.熱力學性質(zhì)方面溫度、壓力、耗功、制冷量 2.遷移性質(zhì)方面-粘性導熱性 二、實用性方面 1.物理化學性質(zhì)方面 (1).安全性毒性 燃爆性 泄漏性(2).熱穩(wěn)定性 (3).化學穩(wěn)定性(材料的適應性)對金屬和非金屬材料.與潤滑油的互溶性 .與水的溶解性 (4). 電絕緣性 .其它,價格低廉,便于獲得等 三、環(huán)保性能方面常用的制冷劑小結(jié)氨: 它在蒸發(fā)器中的蒸發(fā)壓力一般為0.0980.491Mpa,在冷凝器內(nèi)的冷凝壓力一般為0.9811.570 MPa,標準蒸發(fā)溫度為 -33.4,凝固溫度為-77.9。氨具有較好的熱力學性質(zhì)

6、和熱物理性質(zhì),單位容積制冷量大,粘性小,流動阻力小,傳熱性能好。此外,氨的價格低廉,又易于獲得。 氨的主要缺點是對人體有較大的毒性,也有一定的可燃性 。氨的壓縮終溫較高 。氨在礦物油中的溶解度很小 。純氨不腐蝕鋼鐵 。氨能以任意比例與水相互溶解 。氨的檢漏方法:從刺激性氣味很容易發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)漏氨;可以用石芯試紙或酚酞試紙化學檢漏。 鹵代烴 分子量較大、密度高、流動性差,在制冷系統(tǒng)中循環(huán)時流動阻力大;絕熱指數(shù)小,壓縮終了溫度低;傳熱性能較差;溶水性極差,系統(tǒng)中應嚴格控制水的含量;對金屬的腐蝕性很小;遇明火時,鹵代烴中會分解出氟化氫、氯化氫或光氣 ; 無味、滲透性強,在系統(tǒng)中極易滲透;價格高 。混合制

7、冷劑 ()共沸混合制冷劑共沸混合制冷劑是由兩種或兩種以上不同的制冷劑、按一定比例相互溶解而成的制冷劑。它與單組分的制冷劑一樣,在一定的壓力下蒸發(fā)時能保持恒定的蒸發(fā)溫度,且液相與氣相始終具有相同的組分。 ( 2 )非共沸混合制冷劑非共沸混合制冷劑是由兩種或兩種以上不同的制冷劑、按一定比例相互溶解而成的制冷劑。在飽和狀態(tài)下,氣液兩相的組成組分不同,低沸點組分在氣相中的成分總是高于液相中的成分。非共沸混合制冷劑沒有共沸點。在定壓下蒸發(fā)或凝結(jié)時,氣相和液相的成分不同,溫度也在不斷變化。第二章制冷劑 載冷劑、蓄冷劑作用及特性要求(比熱密度凝固點結(jié)晶粘度) 無機鹽水凝固溫度遵循規(guī)律P85 、正常使用條件(

8、濃度溫度酸堿性減少與空氣接觸) 冰蓄冷系統(tǒng)圖夜間制冰時,從主機蒸發(fā)器出來的乙二醇溶液溫度約為-6,進入儲冰裝置使水降溫結(jié)冰,乙二醇溶液離開儲冰裝置溫度約為-2,再由乙二醇泵送回主機繼續(xù)循環(huán)制冷。使用空調(diào)融冰放冷時,乙二醇溶液離開儲冰裝置的溫度約1,由泵送入板式熱交換器與冰凍水進行熱交換,乙二醇溶液出熱交換器時溫度為6左右,再回至儲冰裝置降溫,如此反復循環(huán),使不斷產(chǎn)生7左右的冰凍水給空調(diào)裝置。 儲冰裝置有多種型式,如冰球式、盤管式等等。第三章雙級壓縮/復疊式 工作參數(shù) 壓力比?雙級循環(huán)的基本型式?(壓縮、節(jié)流、中間冷卻)最常用? 氨、氟雙級壓焓圖采用哪一種型式有利則與制冷劑種類、制冷劑容量及其它

9、條件有關。常用的組成型式有:壓縮  單機雙級:一臺壓縮機,氣缸一部分為高壓級,一部分為低壓級。 雙機雙級:兩臺壓縮機,分別為高壓級和低壓級。節(jié)流  一級節(jié)流:供液的制冷劑液體直接由冷凝壓力節(jié)流至蒸發(fā)壓力; 二級節(jié)流:經(jīng)一個閥節(jié)流至中間壓力,再經(jīng)另一個節(jié)流至蒸發(fā)壓力。冷卻  中間完全冷卻:將低壓級的排氣,冷卻到中間壓力下的飽和蒸氣。 中間不完全冷卻:未將排氣冷卻到中間壓力下的飽和蒸氣。 一級節(jié)流中間完全冷卻與一級節(jié)流中間不完全冷卻的區(qū)別: 一級節(jié)流中間完全冷卻的壓縮過程:從蒸發(fā)器來的制冷劑在低壓級壓縮機中壓縮至中間壓力pm,排入到中間冷

10、卻器中,被其中的液體制冷劑冷卻成中間壓力pm下的飽和蒸氣,再進入高壓級壓縮機中被壓縮到冷凝壓力pk。 一級節(jié)流中間不完全冷卻的壓縮過程:低壓級壓縮機的排氣不是直接進入中間冷卻器冷卻,而是和中間冷卻器出來的中溫制冷劑蒸汽在管道中混合被冷卻,然后進入高級壓縮機壓縮。 一級節(jié)流中間不完全冷卻的制冷系統(tǒng)中一般設有回熱器,保證低壓級壓縮機的過熱度。因此供液的制冷劑液體兩次過冷。 雙級蒸氣壓縮式制冷循環(huán)的比較分析P1041)中間不完全冷卻循環(huán)的制冷系數(shù)要比中間完全冷卻循環(huán)的制冷系數(shù)小 (2)在相同的冷卻條件下,一級節(jié)流循環(huán)要比二級節(jié)流循環(huán)的制冷系數(shù)小 1)一級節(jié)流可依靠高壓制冷劑本身的壓力供液到較遠的用冷

11、場所,適用于大型制冷裝置。2)盤管中的高壓制冷劑液體不與中間冷卻器中的制冷劑相接觸,減少了潤滑油進入蒸發(fā)器的機會,可提高熱交換設備的換熱效果。3)蒸發(fā)器和中間冷卻器分別供液,便于操作控制,有利于制冷系統(tǒng)的安全運行中間冷卻器 中間冷卻器在雙級壓縮制冷系統(tǒng)中使用,裝設在低壓機排氣和高壓機吸氣之間。中間冷卻器也是一種熱交換容器,有三方面的作用1.降低低壓級壓縮機排出的氣體溫度,以避免高壓級過高的排氣溫度;2.使高壓液體在節(jié)流前得到過冷,以提高系統(tǒng)制冷能力,減少節(jié)流過程產(chǎn)生的閃發(fā)氣體;3.起到油分離器的作用,它可將由低壓級壓縮機帶出的潤滑油,通過改變流動方向、降低流速、洗滌和降溫作用分離出來,并由放油

12、管排出。 設計:1.中間冷卻器直徑 = 0.5 ms 2.中間冷卻器蛇形盤管冷卻面積 雙級壓縮工況影響P1161變工況特性工作溫度變化,雙級制冷機性能隨之而改變。t0對pmpo的影響,邊界溫度 t0b P116 圖3-21高低壓縮機耗功最大出現(xiàn)處高:Pk/Pm=3, t0 =-27 低:t0 =t0b,承受壓差最大,壓力比約為3 2與變工況有關的兩個問題(1)起動問題配組式:先起動高壓壓縮機,待蒸發(fā)溫度降低后再起動低壓壓縮機單機雙級式:容積比x先調(diào)大,待蒸發(fā)溫度降低后再調(diào)至正常小型機組同時起動(2)電動機功率的選配 配組式:高壓機按最大軸功率工況選配電動機 低壓機按開始投入運行的工況選配電動機

13、 。 單機雙級:高低壓級軸功率之和小型機組同時起動:低壓機按最大軸功率工況選配電動機引課:制冷劑的一般分類根據(jù)制冷劑常溫下在冷凝器中冷凝時飽和壓力Pk和正常蒸發(fā)溫度T0的高低,一般分為三大類:.低壓高溫制冷劑冷凝壓力PkKg/cm2(絕對),T0 >如11(CFCl3),其T023.7。這類制冷劑適用于空調(diào)系統(tǒng)的離心式制冷壓縮機中。通常時,Pk3.06Kg/cm2 。.中壓中溫制冷劑冷凝壓力Pk< 20Kg/cm2(絕對),< T0 >-60。如717、12、22等,這類制冷劑一般用于普通單級壓縮和雙級壓縮的活塞式制冷壓縮機中。.高壓低溫制冷劑冷凝壓力Pk20Kg/cm

14、2(絕對),T070。如13(CF3Cl)、14(CF4)、二氧化碳、乙烷、乙烯等,這類制冷劑適用于復迭式制冷裝置的低溫部分或以下的低溫裝置中。為獲得更低的蒸發(fā)溫度 單級壓縮轉(zhuǎn)向多級壓縮 限制?采用一種制冷劑循環(huán)將出現(xiàn)的問題:(1)任何制冷劑,當蒸發(fā)溫度降低時,其蒸發(fā)器壓力也必然降低。(2)任何制冷劑,當蒸發(fā)溫度降低時,其比容就很大。 (3). 任何制冷劑,當蒸發(fā)溫度降低時,其冷凝壓力就很高。 復疊式循環(huán)的原理,蒸發(fā)冷凝器、膨脹容器的作用 提高其運行經(jīng)濟性措施的綜述(從溫差、換熱器、輔助設備、啟動等方面論述)第四章吸收式 能量轉(zhuǎn)換關系系數(shù)(P124125 圖公式) 工質(zhì)對原理圖 P123 溴化

15、鋰-水溶液的性質(zhì) 實際循環(huán)設備及附加措施(防結(jié)晶,抽真空) 安全、可靠、調(diào)節(jié)、強化等方面綜述 1.組成設備:蒸發(fā)器、冷凝器、吸收器、 發(fā)生器、溶液泵、節(jié)流閥。 吸收器:吸收制冷劑蒸汽 發(fā)生器:加熱、釋放制冷劑 溶液熱交換器:內(nèi)部能量利用,提高效率 溶液泵:加壓作用 2.循環(huán) :制冷劑循環(huán) 溶液循環(huán):相當于壓縮機的作用 吸收式制冷循環(huán)的基本組成是什么? 吸收式制冷循環(huán)由發(fā)生器、吸收器、冷凝器、蒸發(fā)器以及溶液泵、節(jié)流器等組成。1)無色溶液,有咸味,無毒。(2)溶解度隨溫度的降低而降低。(3)水蒸汽的分壓力很低,因而有強烈的吸濕性。(4)密度比水的大,且隨濃度和溫度而變化。(5)比熱容較小。(6)粘

16、度較大。(7)表面張力較大。(8)導熱系數(shù)隨濃度增大而降低,隨溫度升高而增大。(9)對黑金屬和紫銅等材料有強烈的腐蝕性。單效溴化鋰吸收式制冷循環(huán)圖3 雙筒溴化鋰吸收式制冷機的系統(tǒng)1-冷凝器;2-發(fā)生器;3-蒸發(fā)器;4-吸收器;5-熱交換器;6-U型管;7-自動溶晶管;8-抽氣裝置;9-蒸發(fā)器泵;10-吸收器泵;11-發(fā)生器泵; 12-三通閥冷庫 1、食品的種類及冷加工特點2、減少冷藏食品干耗的方法3、冷鏈包括哪四個方面 4、冷庫的分類5、土建式冷庫的構造處理6、冷庫的管理主要是對哪幾個方面提出要求7、冷凝器、蒸發(fā)器的作用及種類8、膨脹閥的作用及種類9、7種輔助設備的作用10、冷庫自動調(diào)節(jié)簡述1

17、1、氨氟冷庫供液方式、冷卻方式、融霜方式, 放油放空氣(三)、熱力膨脹閥 熱力膨脹閥是氟利昂制冷裝置中根據(jù)吸入蒸氣的過熱程度來調(diào)節(jié)進入蒸發(fā)器的液態(tài)制冷劑量,同時將液體由冷凝壓力節(jié)流降壓到蒸發(fā)壓力的。 按膨脹閥中感應機構動力室中傳力零件的結(jié)構不同,可分為薄膜式和波紋管式兩種;按使用條件不同,又可分為內(nèi)平衡式和外平衡式兩種。目前常用的小型氟利昂熱力膨脹閥多為薄膜式內(nèi)平衡熱力膨脹閥。1、內(nèi)平衡式熱力膨脹閥: 內(nèi)平衡式熱力膨脹閥一般都由閥體、閥座、閥針、調(diào)節(jié)桿座、調(diào)節(jié)桿、彈簧、過濾器、傳動桿、感溫包、毛細管、氣箱蓋和感應薄膜等組成,如圖。 感溫包里灌注氟利昂或其它易揮發(fā)的液體,把它緊固在蒸發(fā)器出口的回

18、氣管上,用以感受回氣的溫度變化;毛細管是用直徑很細的銅管制成,其作用是將 感溫包內(nèi)由于溫度的變化而造成的壓力變化傳遞到動力室的波紋薄膜上去。2、外平衡式熱力膨脹閥: 外平衡熱力膨脹閥與內(nèi)平衡熱力膨脹閥在結(jié)構上略有不同,其不同處是感應薄膜下部空間與膨脹閥出口互不相通,而且通過一根小口徑的平衡管與蒸發(fā)器出口相連。換句話說,外平衡熱力膨脹閥膜片下部的制冷劑壓力不是閥門節(jié)流后的蒸發(fā)壓力,而是蒸發(fā)器出口處的制冷劑壓力。這樣可以避免蒸發(fā)器阻力損失較大時的影響, 把過熱度控制在一定的范圍內(nèi),使蒸發(fā)器傳熱面積充分利用。所以在實際應用中,蒸發(fā)器壓力損失較小時,一般使用內(nèi)平衡式熱力膨脹閥,而壓力損失較大時(當膨脹

19、閥出口至蒸發(fā)器出口制冷劑的壓力降相應的蒸發(fā)溫度降低超過23時),應采用外平衡式熱力膨脹閥 3、安裝熱力膨脹閥時應注意的問題 首先應檢查膨脹閥是否完好,特別注意檢查感溫動力機構是否泄漏。膨脹閥應正立式安裝,不允許倒置。感溫包安裝在蒸發(fā)器的出氣管上,緊貼包纏在水平無積液的管段上,外加隔熱材料纏包,或插入吸氣管上的感溫套內(nèi)。當水平回氣管直徑小于25mm時,感溫包可扎在回氣管項部;當水平回氣管直徑大于25mm時,感溫包可扎在回氣管下側(cè)45°處,以防管子底部積油等因素影響感溫包正確感溫。外平衡膨脹閥的平衡管一般都安裝在感溫包后面100mm處的回氣管上,并應從管頂部引出,以防潤滑油進入閥內(nèi)。一個

20、系統(tǒng)中有多個膨脹閥時,外平衡管應接到各自蒸發(fā)器的出口。 輔助設備小結(jié) 貯液器:高壓貯液器、低壓循環(huán)桶、排液桶 分離器:油分離器、空氣分離器、氣液分離器。 過濾器、干燥過濾器泄氨器 安全閥 易熔塞 有一臺8缸壓縮機,缸徑為100mm,活塞行程70mm,壓縮機轉(zhuǎn)速960r/min,則壓縮機的理論輸氣量為多少m3/h? 教材Vh=240D2Snz=240×0.12×0.07×960×8=0.07033(m3/s)=253(m3/h) 有一臺3缸制冷壓縮機,氣缸直徑D50mm,活塞行程S=35mm,主軸轉(zhuǎn)速n=2800r/min,當蒸發(fā)溫度為-15,冷凝溫度為3

21、0時測得其制冷量為9kW,已知:壓縮機吸氣口h1=365kJ/kg, 壓縮機排氣口h2=388kJ/kg,節(jié)流閥前后h3=224kJ/kg, 壓縮機吸氣口v1=0.105m3/kg。則壓縮機此時的容積效率為?解:Vh=240D2Snz=240×0.052×0.035×2800×3=0.00962(m3/s)Q0=vVhq0v1=vVh(h1-h4)v1v=0.7某蒸汽壓縮機制冷理論循環(huán)的冷凝溫度tk=30,蒸發(fā)溫度t0=-15,其熱力完善度=0.8。若已知制冷量為Q0=16.4kW,則冷凝負荷為多少?解:逆卡諾循環(huán)的制冷系數(shù)c=T0(Tk-T0)=5.733,理論循環(huán)的制冷系數(shù)tk為th=c5.733×0.84.578,w=Q0/th=16.4/4.578=3.6,Qk=3.6+16.4=20kW蒸汽壓縮式冷水機組,產(chǎn)品樣本上給出該機組名義工況下制冷量為550USRt,電功率為386kW,則該冷水機組名義工況下的制冷性能系數(shù)約為?(1USRt=3.516kW)解:COP=550×3.516/3865蓄冷空調(diào)基本系統(tǒng)示意圖,簡述可以實現(xiàn)哪幾種循環(huán)方式? 簡述冷庫制冷裝置

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