制冷劑與傳熱知識培訓(xùn)講義

1、制冷劑、傳熱學(xué)基礎(chǔ)知識及在空調(diào)中的應(yīng)用第一部分：制冷劑基礎(chǔ)知識一、常用制冷劑的一般要求選作制冷劑的物質(zhì)一般應(yīng)滿足下列要求：1 具有優(yōu)良的熱力學(xué)特性；2 具有優(yōu)良的熱物理性能（較低的粘度，高的導(dǎo)熱系數(shù)，大的氣化潛熱）；3 具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性；4 與潤滑油有良好的兼容性；5 無毒性，不可燃、不可爆，無腐蝕性；6 有良好的電器絕緣性；7 經(jīng)濟性二、常用制冷劑的分類幾種分類方法：1 無機化合物和有機化合物；2 單一工質(zhì)和混合工質(zhì)；3 NRSC按照安全性分為三類 ；4 NBFU按照毒性分為六類 ；5 按常壓下的沸點分為高溫制冷劑、中溫制冷劑和低溫制冷劑三、制冷劑編號（ASHRAE）1 對于鹵代烴類物質(zhì)

2、 ：R XXXX 其中：1：C-1；2：H+1；3：F；4：a,b,c以區(qū)分同分異構(gòu)體例如： R12, R22, R125, R134a, R290CFC（氯氟烴），HCFC（氫氯氟烴）, HC（碳?xì)洌? HFC（氫氟烴）, FC（氟烴）2 對于非共沸混合工質(zhì)：R4XXXR407C: R32/R125/R134a 23/25/52wt% 7.1KR410A: R32/R125 50/50wt% 0.04KR417A: R125/R134a/R600 46.5/50/3.5wt% 5.1K3 共沸混合工質(zhì)：R5XXR500: R12/R152a 73.8/26.2wt%R502: R22/R11

3、5 48.8/51.2wt%R503: R23/R13 40.1/59.9wt%4 無機化合物制冷劑：R7XXXR717：NH3 ， R718：H2O，R729：air，R744：CO2，R744a：N2O四、制冷劑的替代制冷劑對環(huán)境的影響：1 對臭氧層的破壞；2 溫室效應(yīng)(直接溫室效應(yīng)，間接溫室效應(yīng))。R12的替代工質(zhì)：R134a，R290，R600a，R22/R152aR22的替代工質(zhì)：R407C, R410A, R417A, CO2 R407C特性：1與R22相比，循環(huán)特性比較接近；2 單位容積制冷量、蒸發(fā)壓力、冷凝壓力、排氣溫度等綜合的熱力學(xué)性能與R22接近；3 換熱系數(shù)比R22低10

4、%左右；4 壓縮機潤滑油需采用聚酯油（Polyol Ester Oil）；5 冷媒充灌量適當(dāng)減小，毛細(xì)管適當(dāng)加長；6 換熱器中管子排列如能使兩種傳熱介質(zhì)改為逆流，則能充分發(fā)揮非共沸工質(zhì)在蒸發(fā)器或冷凝器中具有溫度滑移的優(yōu)勢，可以降低傳熱溫差提高系統(tǒng)的經(jīng)濟性；7 向系統(tǒng)充注時必須采用液相充注；8 系統(tǒng)中的工質(zhì)少量泄漏及再補充后，系統(tǒng)中工質(zhì)的成分略有變化，但對系統(tǒng)性能的影響較小。R410A特性：1總體來講，熱物理性能比R22優(yōu)越；2 冷凝壓力比R22高約50%；3 單位容積制冷量比R22增加約50%；4，在相同的測試條件下，冷凝換熱系數(shù)高于R22約2-6%，壓力損失低約20-40%；5 蒸發(fā)換熱系數(shù)

5、比R22高約20-30%；6 使用R410A的系統(tǒng)比R22的系統(tǒng)更加緊湊。五、 制冷劑的罐裝R12 白色 R22 綠色 R134a 天藍色R407C 中棕色 R410A 玫瑰紅第二部分：傳熱學(xué)基礎(chǔ)知識及在空調(diào)中的應(yīng)用一、傳熱的三種基本方式1、導(dǎo)熱：物體個部分之間不發(fā)生相對位移時，依靠分子、原子及自由電子等微觀粒子的熱運動而產(chǎn)生的熱量傳遞。2、對流：流體個部分之間發(fā)生相對位移，冷熱流體相互摻混所引起的熱量傳遞方式。根據(jù)引起流動的原因而論，可分為自然對流和強制對流換熱。自然對流是由于流體冷熱各部分的密度不同而引起的流動換熱。強制對流指由于水泵、風(fēng)機或其他壓差作用造成的流動換熱。3、熱輻射是由于因為

6、熱的原因而通過電磁波傳遞能量的過程和方式。二、傳熱過程和傳熱量傳熱過程是指熱量由高溫物體傳遞到低溫物體的過程，它可以是導(dǎo)熱、對流換熱合熱輻射中的一種或混合。 其中：Q：傳遞的熱量 W ；F：傳熱面積m2；K：傳熱系數(shù) W/m2C；t1 ：高溫物體的溫度C；t2 ：低溫物體的溫度C三、傳熱強化的方法通?？晒┻x擇的強化換熱的手段：1 采用擴展表面以增大換熱面積；2 增大冷熱物體間的溫差；3 采用高導(dǎo)熱系數(shù)的材料；4 提高流體流速以減低層流底層；5 增加流體的擾動或使流體旋轉(zhuǎn)以破壞層流底層；6 采用機械震動，聲波或超聲波產(chǎn)生氣流脈動及施加電磁場等。四、發(fā)生在空調(diào)系統(tǒng)中的主要傳熱過程1 冷凝器中的傳熱

7、過程：高溫制冷劑向大氣散熱1） 制冷劑>銅管內(nèi)壁：對流換熱2） 銅管內(nèi)壁>銅管外壁及翅片：導(dǎo)熱3） 銅管外壁及翅片>大氣：對流換熱高溫制冷劑以過熱蒸氣狀態(tài)進入冷凝器，在管內(nèi)發(fā)生降溫及冷凝過程，從冷凝器入口到第一個液滴產(chǎn)生前，是一個溫度不斷降低的過程；從第一個液滴產(chǎn)生到最后一個氣泡消失，是一個溫度不變的過程（假定冷凝過程中壓力不變），在此過程中，制冷劑中含液量不斷上升，含氣量不斷下降；從最后一個氣泡消失到冷凝器出口，是一個降溫過程。2 蒸發(fā)器中的傳熱過程：低溫制冷劑從大氣吸熱1） 大氣>銅管外壁及翅片：對流換熱2） 銅管外壁及翅片>銅管內(nèi)壁：導(dǎo)熱3） 銅管內(nèi)壁>

8、;制冷劑：對流換熱低溫制冷劑以氣液混合狀態(tài)進入蒸發(fā)器，在管內(nèi)發(fā)生蒸發(fā)及升溫過程，從蒸發(fā)器入口到最后一個液滴消失前，是一個溫度不變的過程（假定蒸發(fā)過程中壓力不變），在此過程中，制冷劑中含液量不斷下降，含氣量不斷上升；從最后一個液滴消失到蒸發(fā)器出口，是一個升溫過程。3 其他的傳熱過程壓縮機及配管等與環(huán)境的換熱五、空調(diào)用換熱器中的強化傳熱技術(shù)管內(nèi)：內(nèi)螺紋管及其他強化管內(nèi)螺紋管與光滑管相比有以下特點：1 改善了制冷劑的流動方式，可提高表面換熱系數(shù)80-180%；2 管內(nèi)壓力損失與光滑管差不多；3 翅片管換熱器的加工與制造方法基本上與光滑管相同.日立公司實驗結(jié)果（R22, 200kg/m2s）光管內(nèi)螺紋管1內(nèi)螺紋管2內(nèi)螺紋管3外徑mm9.529.529.529.52平均壁厚mm0.300.350.370.36槽底壁厚mm0.300.300.30槽深mm0.120.150.20槽數(shù)606560螺旋角72518槽型ABC內(nèi)表面積增大率1.01.341.281.51冷凝表面換熱系數(shù)比1.01.552.02.4蒸發(fā)表面換熱系數(shù)比1.01.752.02.5冷凝壓力損失比1.01.031.031.05蒸發(fā)壓力損失比1.01.031.031.05管外強化翅片形式：平片，波紋片，條形片，百葉窗片不同翅片形式與管型的組