蒸氣壓縮式制冷系統(tǒng)的構(gòu)成ppt課件

1、 制制 冷冷 原原 理理 與與 技技 術(shù)術(shù)2.1.32.1.3蒸氣壓縮式制冷系統(tǒng)的構(gòu)成蒸氣壓縮式制冷系統(tǒng)的構(gòu)成壓縮機(jī)壓縮機(jī)熱交換設(shè)備熱交換設(shè)備節(jié)流機(jī)構(gòu)節(jié)流機(jī)構(gòu)管道管道各種控制閥各種控制閥輔助部件輔助部件蒸氣壓縮式制蒸氣壓縮式制冷系統(tǒng)的構(gòu)成冷系統(tǒng)的構(gòu)成 制制 冷冷 原原 理理 與與 技技 術(shù)術(shù)( (一一) )壓縮機(jī)壓縮機(jī)圖圖2-25 制冷和空調(diào)用壓縮機(jī)的分類及結(jié)構(gòu)示意圖制冷和空調(diào)用壓縮機(jī)的分類及結(jié)構(gòu)示意圖 制制 冷冷 原原 理理 與與 技技 術(shù)術(shù)壓縮式制冷系統(tǒng)的心臟壓縮式制冷系統(tǒng)的心臟主機(jī)主機(jī)有用能的輸入有用能的輸入制冷劑在系統(tǒng)中的循環(huán)流動(dòng)制冷劑在系統(tǒng)中的循環(huán)流動(dòng)整機(jī)性能整機(jī)性能可靠性可靠性壽命

2、壽命噪聲噪聲壓縮機(jī)壓縮機(jī)稱為稱為 制制 冷冷 原原 理理 與與 技技 術(shù)術(shù)壓縮機(jī)按壓縮原理有兩大類：壓縮機(jī)按壓縮原理有兩大類：容積型容積型速度型速度型容積型壓縮機(jī)容積型壓縮機(jī)速度型壓縮機(jī)速度型壓縮機(jī) 通過對(duì)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)作功，以減通過對(duì)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)作功，以減少壓縮式容積，提高蒸氣壓力來少壓縮式容積，提高蒸氣壓力來完成壓縮功能。完成壓縮功能。 由旋轉(zhuǎn)部件連續(xù)將角動(dòng)量轉(zhuǎn)由旋轉(zhuǎn)部件連續(xù)將角動(dòng)量轉(zhuǎn)換給蒸氣，再將該動(dòng)量轉(zhuǎn)為壓力。換給蒸氣，再將該動(dòng)量轉(zhuǎn)為壓力。 制制 冷冷 原原 理理 與與 技技 術(shù)術(shù) 圖圖2-26 各類壓縮機(jī)在制冷和空調(diào)工程中的應(yīng)用范圍各類壓縮機(jī)在制冷和空調(diào)工程中的應(yīng)用范圍 制制 冷冷 原原 理理

3、 與與 技技 術(shù)術(shù)活塞式壓縮機(jī)活塞式壓縮機(jī) 機(jī)體曲軸箱）機(jī)體曲軸箱）氣缸氣缸活塞活塞吸、排氣閥吸、排氣閥曲軸連桿機(jī)構(gòu)曲軸連桿機(jī)構(gòu)組成組成 制制 冷冷 原原 理理 與與 技技 術(shù)術(shù)活塞式壓縮機(jī)有以下特點(diǎn)：活塞式壓縮機(jī)有以下特點(diǎn)：因?yàn)槭峭鶑?fù)運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)速不宜太高因?yàn)槭峭鶑?fù)運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)速不宜太高氣缸工作腔有余隙容積氣缸工作腔有余隙容積氣缸工作腔必須設(shè)置吸、排氣閥，氣缸工作腔必須設(shè)置吸、排氣閥，使吸、排氣過程產(chǎn)生阻力損失使吸、排氣過程產(chǎn)生阻力損失結(jié)構(gòu)復(fù)雜，零部件多。結(jié)構(gòu)復(fù)雜，零部件多。往復(fù)式壓縮機(jī)不允許吸氣帶液往復(fù)式壓縮機(jī)不允許吸氣帶液 制制 冷冷 原原 理理 與與 技技 術(shù)術(shù) 回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī) 回轉(zhuǎn)

4、機(jī)最普通的為固定葉片式結(jié)構(gòu)，常常又稱作“滾動(dòng)活塞式壓縮機(jī)”。比往復(fù)機(jī)更可靠比往復(fù)機(jī)更可靠是同等能力下尺寸小是同等能力下尺寸小制造成本低制造成本低優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)“固定葉片固定葉片”葉片只滑動(dòng)不轉(zhuǎn)動(dòng)葉片只滑動(dòng)不轉(zhuǎn)動(dòng)沒有吸氣閥沒有吸氣閥特點(diǎn)：特點(diǎn)： 制制 冷冷 原原 理理 與與 技技 術(shù)術(shù) 回轉(zhuǎn)機(jī)當(dāng)前研究與開發(fā)的重點(diǎn)回轉(zhuǎn)機(jī)的局限性回轉(zhuǎn)機(jī)的局限性 壓縮機(jī)中任何基本磨損軸承、軸、壓縮機(jī)中任何基本磨損軸承、軸、轉(zhuǎn)子或葉片等磨損都使間隙變大，并明轉(zhuǎn)子或葉片等磨損都使間隙變大，并明顯影響壓縮機(jī)性能。顯影響壓縮機(jī)性能。 降低振動(dòng)與噪聲，改善油處理和減降低振動(dòng)與噪聲，改善油處理和減小摩擦。小摩擦。 制制 冷冷 原原 理

5、理 與與 技技 術(shù)術(shù) 渦旋式壓縮機(jī)渦旋式壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)簡單結(jié)構(gòu)簡單復(fù)雜的形線復(fù)雜的形線極高的精度要求極高的精度要求數(shù)控機(jī)床技術(shù)的發(fā)展數(shù)控機(jī)床技術(shù)的發(fā)展制造困難制造困難渦旋機(jī)渦旋機(jī) 制制 冷冷 原原 理理 與與 技技 術(shù)術(shù)渦旋機(jī)在技術(shù)上的特長渦旋機(jī)在技術(shù)上的特長沒有氣閥在制冷裝置中沒有氣閥在制冷裝置中可靠性大大提高可靠性大大提高軸的扭矩更均勻，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)軸的扭矩更均勻，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)壓力脈動(dòng)小壓力脈動(dòng)小振動(dòng)和噪聲低振動(dòng)和噪聲低在給定吸氣條件下在給定吸氣條件下渦旋機(jī)的容積效率幾乎與壓力比無關(guān)渦旋機(jī)的容積效率幾乎與壓力比無關(guān)不存在余隙容積的影響不存在余隙容積的影響 制制 冷冷 原原 理理 與與 技技 術(shù)術(shù) 能夠

6、用同一個(gè)電動(dòng)機(jī)在很寬能夠用同一個(gè)電動(dòng)機(jī)在很寬的工作范圍內(nèi)高效運(yùn)轉(zhuǎn)的工作范圍內(nèi)高效運(yùn)轉(zhuǎn) 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn) 熱泵的季節(jié)供熱系數(shù)熱泵的季節(jié)供熱系數(shù)HSPF提高提高 整個(gè)系統(tǒng)的效率提高，即季整個(gè)系統(tǒng)的效率提高，即季節(jié)能效比節(jié)能效比SEER提高提高 制制 冷冷 原原 理理 與與 技技 術(shù)術(shù) 螺桿式壓縮機(jī)螺桿式壓縮機(jī) 近年來，隨著螺桿機(jī)可靠性方面的改進(jìn)，它在中等容量的制冷與空調(diào)裝置上的應(yīng)用更為廣泛了。 螺桿機(jī)在部分負(fù)荷時(shí)的效率比離螺桿機(jī)在部分負(fù)荷時(shí)的效率比離心機(jī)高心機(jī)高8%10% 而且不存在離心機(jī)的喘振問題。而且不存在離心機(jī)的喘振問題。特點(diǎn)特點(diǎn) 制制 冷冷 原原 理理 與與 技技 術(shù)術(shù) 離心式壓縮機(jī)離心式壓縮機(jī)

7、離心式壓縮機(jī)依靠氣流速度變化的動(dòng)力學(xué)效應(yīng)，起到壓縮作用：吸入氣體由葉輪旋轉(zhuǎn)達(dá)到很高速度，然后導(dǎo)入渦殼使速度能轉(zhuǎn)變成壓力能。，級(jí)壓力比受葉輪圓周速度與制冷劑性質(zhì)的影響。輪周速度受制于材料強(qiáng)度和氣體動(dòng)力條件。 一級(jí)葉輪可以達(dá)到的壓力比級(jí)壓一級(jí)葉輪可以達(dá)到的壓力比級(jí)壓力比一般為力比一般為34 一般限制輪周速度不超過制冷劑進(jìn)一般限制輪周速度不超過制冷劑進(jìn)口處音速的口處音速的1.4 1.5倍倍 制制 冷冷 原原 理理 與與 技技 術(shù)術(shù) 離心機(jī)的特點(diǎn)是： 結(jié)構(gòu)簡單、轉(zhuǎn)速高、輸氣結(jié)構(gòu)簡單、轉(zhuǎn)速高、輸氣量大，故體積、重量小量大，故體積、重量小 制冷劑不與潤滑油接觸，制冷劑不與潤滑油接觸，避免了油對(duì)制冷劑的影響

8、避免了油對(duì)制冷劑的影響 與前述各種容積式壓縮機(jī)與前述各種容積式壓縮機(jī)特性一個(gè)重要的不同之處是特性一個(gè)重要的不同之處是 它的吸、排氣壓力差或壓力比與吸氣量有密切關(guān)系，吸氣量變化還影響機(jī)器效率，在部分負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，有可能出現(xiàn)喘振。 喘振現(xiàn)象就是氣流在流道內(nèi)來回撞擊而不能正常輸出。 制制 冷冷 原原 理理 與與 技技 術(shù)術(shù)（二熱交換設(shè)備（二熱交換設(shè)備 制冷系統(tǒng)的熱交換設(shè)備主要是冷凝器和蒸發(fā)器，它們是制冷劑與外部熱源介質(zhì)之間發(fā)生熱交換的設(shè)備。 制制 冷冷 原原 理理 與與 技技 術(shù)術(shù) 冷凝器冷凝器 用冷凝器將制冷劑從低溫?zé)嵩次盏臒崃考皦嚎s后增加的熱焓排放到高溫?zé)嵩?。冷凝器按冷卻方式冷凝器按冷卻方式空氣

9、冷卻式冷凝器中空氣冷卻式冷凝器中根據(jù)管外空氣流動(dòng)方式根據(jù)管外空氣流動(dòng)方式空氣冷卻式空氣冷卻式水冷式水冷式蒸發(fā)冷卻式蒸發(fā)冷卻式自然對(duì)流空氣冷自然對(duì)流空氣冷卻式冷凝器卻式冷凝器強(qiáng)制對(duì)流空氣冷強(qiáng)制對(duì)流空氣冷卻式冷凝器卻式冷凝器 制制 冷冷 原原 理理 與與 技技 術(shù)術(shù)圖圖2-27 自然對(duì)流空氣冷卻式冷凝器自然對(duì)流空氣冷卻式冷凝器 制制 冷冷 原原 理理 與與 技技 術(shù)術(shù)圖圖2-28 空氣強(qiáng)制對(duì)流冷凝器空氣強(qiáng)制對(duì)流冷凝器1-肋片肋片 2-傳熱管傳熱管 3-上封板上封板 4-左端板左端板 5-進(jìn)氣集管進(jìn)氣集管6-彎頭彎頭7-出液集管出液集管 8-下封板下封板 9-前封板前封板10-通風(fēng)機(jī)通風(fēng)機(jī) 11-裝

10、配螺釘裝配螺釘 制制 冷冷 原原 理理 與與 技技 術(shù)術(shù)圖圖2-29 氨臥式殼管式冷凝器氨臥式殼管式冷凝器 制制 冷冷 原原 理理 與與 技技 術(shù)術(shù) 圖圖2-30 氟利昂套管式冷凝器氟利昂套管式冷凝器 制制 冷冷 原原 理理 與與 技技 術(shù)術(shù)圖圖2-31 蒸發(fā)式冷凝器結(jié)構(gòu)原理蒸發(fā)式冷凝器結(jié)構(gòu)原理1-通風(fēng)機(jī)通風(fēng)機(jī) 2-擋水柵擋水柵 3-傳熱管組傳熱管組 4-水泵水泵 5-濾網(wǎng)濾網(wǎng) 6-補(bǔ)水閥補(bǔ)水閥 7-噴水嘴噴水嘴 制制 冷冷 原原 理理 與與 技技 術(shù)術(shù) 蒸發(fā)器蒸發(fā)器 蒸發(fā)器是制冷機(jī)中的冷量輸出設(shè)備。制冷劑在蒸發(fā)器中蒸發(fā)，吸收低溫?zé)嵩唇橘|(zhì)水或空氣的熱量，達(dá)到制冷的目的。 制制 冷冷 原原 理理

11、 與與 技技 術(shù)術(shù)冷卻空氣的蒸發(fā)器冷卻空氣的蒸發(fā)器空氣自然對(duì)流時(shí)空氣自然對(duì)流時(shí)多采用光盤管結(jié)構(gòu)多采用光盤管結(jié)構(gòu)空氣強(qiáng)制對(duì)流時(shí)空氣強(qiáng)制對(duì)流時(shí)采用翅片管結(jié)構(gòu)采用翅片管結(jié)構(gòu)殼管式殼管式沉沒式沉沒式 冷卻液體水或其它液冷卻液體水或其它液體載冷劑的蒸發(fā)器體載冷劑的蒸發(fā)器 制制 冷冷 原原 理理 與與 技技 術(shù)術(shù)圖圖2-32 臥式滿液式蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)臥式滿液式蒸發(fā)器結(jié)構(gòu) 制制 冷冷 原原 理理 與與 技技 術(shù)術(shù)圖圖2-33 干式殼管蒸發(fā)器干式殼管蒸發(fā)器 制制 冷冷 原原 理理 與與 技技 術(shù)術(shù)圖圖2-34 空氣強(qiáng)制對(duì)流的蒸發(fā)器及其肋片管型式空氣強(qiáng)制對(duì)流的蒸發(fā)器及其肋片管型式a) 蒸發(fā)器蒸發(fā)器 b) 繞片管繞片

12、管 c) 套片管套片管1-傳熱管傳熱管 2-肋片肋片 3-擋板擋板 4-通風(fēng)機(jī)通風(fēng)機(jī) 5-集氣管集氣管 6-分液器分液器 制制 冷冷 原原 理理 與與 技技 術(shù)術(shù)（三節(jié)流機(jī)構(gòu)（三節(jié)流機(jī)構(gòu) 節(jié)流機(jī)構(gòu)是實(shí)現(xiàn)制冷循環(huán)所必須的四個(gè)基本的系統(tǒng)組成部件之一 位于冷凝器與蒸發(fā)器之間。位于冷凝器與蒸發(fā)器之間。對(duì)制冷劑的流動(dòng)起扼制作用對(duì)制冷劑的流動(dòng)起扼制作用使來自冷凝器的高壓液態(tài)制冷劑壓力降低使來自冷凝器的高壓液態(tài)制冷劑壓力降低控制進(jìn)入蒸發(fā)器的制冷劑質(zhì)流率控制進(jìn)入蒸發(fā)器的制冷劑質(zhì)流率作用作用 制制 冷冷 原原 理理 與與 技技 術(shù)術(shù) 毛細(xì)管毛細(xì)管 毛細(xì)管用在小型而且不需要精確調(diào)節(jié)流量的制冷裝置。家用冰箱家用冰箱

13、冷柜冷柜房間空調(diào)器房間空調(diào)器 簡單簡單 廉價(jià)廉價(jià) 便于大批量生產(chǎn)便于大批量生產(chǎn)運(yùn)用運(yùn)用優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn) 制制 冷冷 原原 理理 與與 技技 術(shù)術(shù) 制制 冷冷 原原 理理 與與 技技 術(shù)術(shù)圖圖2-36 R22、R12毛細(xì)管初步選擇曲線圖毛細(xì)管初步選擇曲線圖 制制 冷冷 原原 理理 與與 技技 術(shù)術(shù) 手動(dòng)膨脹閥手動(dòng)膨脹閥 通常與其它控制元件配合使用，一般只在短時(shí)期內(nèi)使用，例如在冷凍初期輔助送液，或者在自動(dòng)膨脹閥出故障時(shí)作為旁路備用閥。 制制 冷冷 原原 理理 與與 技技 術(shù)術(shù) 定壓膨脹閥定壓膨脹閥 從保持蒸發(fā)壓力恒定為目的，自動(dòng)調(diào)節(jié)蒸發(fā)器供液量。其結(jié)構(gòu)原理是：由設(shè)定彈簧力和蒸發(fā)壓力產(chǎn)生的流體壓力之差提供閥

14、打開方向的驅(qū)動(dòng)力。當(dāng)蒸發(fā)壓力降低時(shí)，閥開大，供液量增多，以補(bǔ)償蒸發(fā)壓力的下降；當(dāng)蒸發(fā)壓力升高時(shí)，閥關(guān)小，供液量減少，抑制蒸發(fā)壓力上升。 制制 冷冷 原原 理理 與與 技技 術(shù)術(shù) 浮球閥浮球閥 用液位控制供液量。以浮球杠桿機(jī)構(gòu)產(chǎn)生閥動(dòng)作的驅(qū)動(dòng)力。根據(jù)制冷機(jī)的情況，又分兩種。對(duì)于制冷劑液體主要在高壓側(cè)冷凝器或高壓貯液器的制冷機(jī)，采用高壓浮球閥。它的浮球感受冷凝器或高壓貯液器的液位。當(dāng)液位升高時(shí)，閥開大，增大蒸發(fā)器供液量；當(dāng)液位降低時(shí)，閥關(guān)小，減少供液量。 制制 冷冷 原原 理理 與與 技技 術(shù)術(shù) 熱力膨脹閥熱力膨脹閥 廣泛用于干式蒸發(fā)器的供液量調(diào)節(jié) 以蒸發(fā)器出口處制冷劑的過熱度為控制參數(shù)以蒸發(fā)器出

15、口處制冷劑的過熱度為控制參數(shù)通過彈簧力設(shè)定靜態(tài)過熱度通過彈簧力設(shè)定靜態(tài)過熱度設(shè)定范圍一般為設(shè)定范圍一般為28 制制 冷冷 原原 理理 與與 技技 術(shù)術(shù) 蒸發(fā)器出口制冷劑的過熱度低于靜態(tài)蒸發(fā)器出口制冷劑的過熱度低于靜態(tài)過熱度時(shí)過熱度時(shí) 閥處于關(guān)閉狀態(tài)閥處于關(guān)閉狀態(tài)過熱度高于靜態(tài)過熱度時(shí)過熱度高于靜態(tài)過熱度時(shí)閥才打開閥才打開 并按二者之偏差成比例地改變閥開度，即成比例地調(diào)節(jié)送入蒸發(fā)器的制冷劑質(zhì)流率。 制制 冷冷 原原 理理 與與 技技 術(shù)術(shù)(a)(b)(c)圖圖2-37 熱力膨脹閥結(jié)構(gòu)原理圖熱力膨脹閥結(jié)構(gòu)原理圖閥結(jié)構(gòu)示意圖閥結(jié)構(gòu)示意圖閥與蒸發(fā)器連接圖閥與蒸發(fā)器連接圖過熱度控制原理過熱度控制原理 制

16、制 冷冷 原原 理理 與與 技技 術(shù)術(shù)圖圖2-38 閥的靜態(tài)特性曲線及閥的靜態(tài)特性曲線及MSS線線 QOK額定制冷能力額定制冷能力曲線曲線K靜過熱度設(shè)定最佳時(shí)，閥靜過熱度設(shè)定最佳時(shí)，閥K的靜特性的靜特性閥閥B靜特性與蒸發(fā)器匹配不好靜特性與蒸發(fā)器匹配不好 K靜過熱度設(shè)定過小時(shí)，閥靜過熱度設(shè)定過小時(shí)，閥K的靜特性的靜特性閥閥K靜特性與蒸發(fā)器匹配好靜特性與蒸發(fā)器匹配好 K靜過熱度設(shè)定過大時(shí)，閥靜過熱度設(shè)定過大時(shí)，閥K的靜特性的靜特性 B閥閥B的靜特性的靜特性 MSS蒸發(fā)器的穩(wěn)定信號(hào)線蒸發(fā)器的穩(wěn)定信號(hào)線不不穩(wěn)穩(wěn)定定區(qū)區(qū)BKKKQOKQOMSS 制制 冷冷 原原 理理 與與 技技 術(shù)術(shù) 圖2-39 電子

17、膨脹閥流量調(diào)節(jié)系統(tǒng)原理 (a)按真實(shí)過熱度控制 (b)按溫差控制(a)(b) 制制 冷冷 原原 理理 與與 技技 術(shù)術(shù) 目前，國際上流行的電子膨脹閥種類很多，按閥的結(jié)構(gòu)型主要有三類：熱動(dòng)式、電磁式和電動(dòng)式雙金屬片式的熱電膨脹閥已很少應(yīng)用）。 6. 電子膨脹閥電子膨脹閥熱動(dòng)式膨脹閥熱動(dòng)式膨脹閥 電磁式膨脹閥電磁式膨脹閥 電動(dòng)式膨脹閥電動(dòng)式膨脹閥 制制 冷冷 原原 理理 與與 技技 術(shù)術(shù)圖圖2-40 電磁式膨脹閥結(jié)構(gòu)電磁式膨脹閥結(jié)構(gòu)1 出口出口 2彈簧彈簧 3閥針閥針 4閥桿閥桿 5柱塞彈簧柱塞彈簧 6柱塞柱塞 7線圈線圈 8閥度閥度 9入口入口 制制 冷冷 原原 理理 與與 技技 術(shù)術(shù) 圖圖2-

18、41 電動(dòng)式膨脹閥直動(dòng)型）電動(dòng)式膨脹閥直動(dòng)型）1入口入口 2針閥針閥 3閥桿閥桿 4技術(shù)技術(shù) 5線圈線圈 6出口出口 制制 冷冷 原原 理理 與與 技技 術(shù)術(shù)（四管道（四管道 用管道將制冷機(jī)各組成部件連接成一個(gè)完整的制冷系統(tǒng)，使制冷劑在封閉的系統(tǒng)中循環(huán)。 制制 冷冷 原原 理理 與與 技技 術(shù)術(shù)管道的材質(zhì)應(yīng)與制冷劑相容管道的材質(zhì)應(yīng)與制冷劑相容管道與管道、管道與設(shè)備連接處必須可管道與管道、管道與設(shè)備連接處必須可靠密封，采用焊接或可拆連接法蘭或靠密封，采用焊接或可拆連接法蘭或螺絲連接）螺絲連接）連接處采用密封材料時(shí)，密封材料也必連接處采用密封材料時(shí)，密封材料也必須與制冷劑相容須與制冷劑相容管道與外界環(huán)境接觸，將與管內(nèi)制冷劑管道與外界環(huán)境接觸，將與管內(nèi)制冷劑發(fā)生熱交換發(fā)生熱交換制冷劑在管道中流動(dòng)會(huì)產(chǎn)生管道壓