制冷劑與傳熱知識(shí)培訓(xùn)講義

1、制冷劑、傳熱學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)及在空調(diào)中的應(yīng)用第一部分：制冷劑基礎(chǔ)知識(shí)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(mǎn)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(rùn)滑油有良好的兼容性；5 無(wú)毒性，不可燃、不可爆，無(wú)腐蝕性；6 有良好的電器絕緣性；7 經(jīng)濟(jì)性二、常用制冷劑的分類(lèi)幾種分類(lèi)方法：1 無(wú)機(jī)化合物和有機(jī)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(lèi) ；4 NBFU按照毒性分為六類(lèi) ；5 按常壓下的沸點(diǎn)分為高溫制冷劑、中溫制冷劑和低溫制冷劑三、制冷劑編號(hào)（ASHRAE）1 對(duì)于鹵代烴類(lèi)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(duì)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(wú)機(jī)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(duì)環(huán)境的影響：1 對(duì)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(jī)潤(rùn)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(zhǎng)；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(shì)，可以降低傳熱溫差提高系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性；7 向系統(tǒng)充注時(shí)必須采用液相充注；8 系統(tǒng)中的工質(zhì)少量泄漏及再補(bǔ)充后，系統(tǒng)中工質(zhì)的成分略有變化，但對(duì)系統(tǒng)性能的影響較小。R410A特性：1總體來(lái)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(cè)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(lán)色R407C 中棕色 R410A 玫瑰紅第二部分：傳熱學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)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(gè)部分之間不發(fā)生相對(duì)位移時(shí)，依靠分子、原子及自由電子等微觀(guān)粒子的熱運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的熱量傳遞。2、對(duì)流：流體個(gè)部分之間發(fā)生相對(duì)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(dòng)的原因而論，可分為自然對(duì)流和強(qiáng)制對(duì)流換熱。自然對(duì)流是由于流體冷熱各部分的密度不同而引起的流動(dòng)換熱。強(qiáng)制對(duì)流指由于水泵、風(fēng)機(jī)或其他壓差作用造成的流動(dòng)換熱。3、熱輻射是由于因?yàn)?/p>

6、熱的原因而通過(guò)電磁波傳遞能量的過(guò)程和方式。二、傳熱過(guò)程和傳熱量傳熱過(guò)程是指熱量由高溫物體傳遞到低溫物體的過(guò)程，它可以是導(dǎo)熱、對(duì)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(qiáng)化的方法通?？晒┻x擇的強(qiáng)化換熱的手段：1 采用擴(kuò)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(dòng)或使流體旋轉(zhuǎn)以破壞層流底層；6 采用機(jī)械震動(dòng)，聲波或超聲波產(chǎn)生氣流脈動(dòng)及施加電磁場(chǎng)等。四、發(fā)生在空調(diào)系統(tǒng)中的主要傳熱過(guò)程1 冷凝器中的傳熱

7、過(guò)程：高溫制冷劑向大氣散熱1） 制冷劑>銅管內(nèi)壁：對(duì)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(duì)流換熱高溫制冷劑以過(guò)熱蒸氣狀態(tài)進(jìn)入冷凝器，在管內(nèi)發(fā)生降溫及冷凝過(guò)程，從冷凝器入口到第一個(gè)液滴產(chǎn)生前，是一個(gè)溫度不斷降低的過(guò)程；從第一個(gè)液滴產(chǎn)生到最后一個(gè)氣泡消失，是一個(gè)溫度不變的過(guò)程（假定冷凝過(guò)程中壓力不變），在此過(guò)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(gè)氣泡消失到冷凝器出口，是一個(gè)降溫過(guò)程。2 蒸發(fā)器中的傳熱過(guò)程：低溫制冷劑從大氣吸熱1） 大氣>銅管外壁及翅片：對(duì)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(duì)流換熱低溫制冷劑以氣液混合狀態(tài)進(jìn)入蒸發(fā)器，在管內(nèi)發(fā)生蒸發(fā)及升溫過(guò)程，從蒸發(fā)器入口到最后一個(gè)液滴消失前，是一個(gè)溫度不變的過(guò)程（假定蒸發(fā)過(guò)程中壓力不變），在此過(guò)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(gè)液滴消失到蒸發(fā)器出口，是一個(gè)升溫過(guò)程。3 其他的傳熱過(guò)程壓縮機(jī)及配管等與環(huán)境的換熱五、空調(diào)用換熱器中的強(qiáng)化傳熱技術(shù)管內(nèi)：內(nèi)螺紋管及其他強(qiáng)化管內(nèi)螺紋管與光滑管相比有以下特點(diǎn)：1 改善了制冷劑的流動(dòng)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(shí)驗(yàn)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(qiáng)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