空调制冷原理基础

汽车工程系2015制冷基本制冷循环空调热量增加建筑负荷:-室外空气温度-太阳-人员-灯光-设备房间温度=24℃房间温度=24℃空调AC=冷却过程从室内吸收热量将热量转到室外将热量释放到室外两个概念显热热量的增加或减少不会导致状态的变化，能够用温度计测量。0℃潜热状态发生改变而温度或压力没有变化时的热量。潜热不能用温度计测量。术语释义显热是能够被感测到的热量。它能导致物质的温度发生变化，但不改变其状态。潜热是指吸收或放出热量时只改变物质的状态，而不改变其温度。熔化潜热是指物质从固态变为液态或由液态变为固态时吸收或放出的热量。汽化潜热是指物质从液态变为气态时所需的热量。液态潜热是指物质从气态变为液态放出的热量制冷剂酒精手感到凉酒精蒸发，从手上吸收热量，因而手感到凉。酒精=制冷剂制冷剂=在温度较低的情况下能很容易蒸发的物质制冷剂R-1123.82R-12-29.79R-22-40.76R-500-33.5R-12327.87R-134a-26.16制冷剂=在较低温度下很容易蒸发的物质制冷剂标准沸点(℃)基本概念饱和蒸气：气态和液态共存。过冷：冷凝后的制冷剂温度低于冷凝温度。液态制冷剂中无蒸气时才会出现过冷。过热：蒸气的温度超过沸点。过热时制冷剂完全为气态。压力温度对应表：饱和制冷剂的温度和压力之间存在一一对应关系。制冷循环蒸发器冷凝器482.3kPa1812kPa低压高压压缩机膨胀阀蒸气液体制冷沸点(F)Psia29865.60622719.69621214.6061929.7471614.856500.178400.122低压下易于蒸发高压下易于冷凝水:蒸发蒸发:从其它高温媒体中吸收热量房间空气温度=24℃,经过蒸发器后温度为12.8℃R-22蒸发温度=4.44℃R-22在40oF时的压力=482kPa蒸发液体房间空气:24℃冷空气:12.8℃4.44℃/482kPa冷凝冷凝:将热量释放到其它温度较低的媒体中室外空气温度=35℃R-22冷凝温度=49℃R-22在49℃时的压力=1812kPa室外空气:35℃蒸气液体49℃/1812kPa制冷循环制冷:用人工的方法将某一物体或空间的热量带走，使该物体或空间的温度低于周围环境的温度。蒸发冷凝恒定温度下的蒸发和冷凝制冷蒸发器冷凝器膨胀阀压缩机电机冷却塔制冷循环制冷设备蒸气压缩循环四个主要组成部分:压缩机冷凝器节流（膨胀）装置蒸发器压缩机提升压力低压（低温）气体被吸入压缩机并被压缩成高压（高温）气体活塞式、双/单螺杆、回转式离心冷凝器从压缩机出来的高温制冷剂气体进入冷凝器，在一定压力下释放热量变成液体。高温制冷剂在冷凝器中冷凝。制冷设备节流装置(膨胀阀):液体经过节流装置使压力下降。孔板、热力膨胀阀、电子膨胀阀、毛细管等蒸发器液体制冷剂进入蒸发器蒸发为气体。制冷剂在蒸发器中吸收热量。制冷设备设备类型根据整体性:机组分体式远距离分体式类型:机组：蒸发器冷凝器所有制冷循环的四个部分构成一个整体类型:分体式：蒸发器冷凝器室内单元室外单元类型:远距离分体式：蒸发器冷凝器类型蒸发器中被冷却的媒体：空气:“直冷式”水:“冷水机组”冷凝器中冷却的媒体：空气:“风冷式”水:“水冷式”空气蒸发器:直冷式:蒸发器直接冷却冷凝器类型:根据被冷却的介质冷凝器冷水机组蒸发器水7.22℃12.78℃类型:根据被冷却的介质蒸发器:冷水机组:末端蒸发器冷凝器空气风冷式冷凝器:风冷式：类型:根据冷却介质蒸发器水冷式冷凝器35℃29.44℃冷却塔类型:根据冷却介质冷凝器:水冷式:水冷却盘管冷却水(35℃)室外空气室外空气冷却水(29.44℃)冷却塔风冷式冷水机组水冷离心式冷水机组系统设计参数LOAD12.6℃7℃32℃36.8℃243.2kPa854.4kPa蒸发器水压降=0.78kg/cm2冷凝器水压降=0.87kg/cm2100%RLA冷凝器蒸发器冷却塔制冷剂134a润滑油美孚EAL46离心式压缩机（剖视图）P-H图压力P焓H液体气液混合蒸气蒸发冷凝加热温度上升定温定压定温定压冷却温度下降温度线T1T2T3T4制冷剂表FR12R22R134FR12R22R1343028.554.926.15552.192.651.23129.356.226.96057.8101.657.43230.157.527.86563.8111.364.03330.958.828.67070.2121.571.13431.860.229.57577.0132.278.63532.661.530.48084.2143.786.73633.562.931.38591.7155.795.23734.364.332.29099.7168.4104.33835.265.733.195108.1181.9113.93936,167.134.1100117.0196.0124.14037.068.635.0105126.4210.8134.94137.970.036.0110136.2226.4146.34238.971.537.0115146.5242,8156.44339.873.038.0120157.3260.0171.14440.874.539.0125168.6278.1184.54541.776.140.0130180.5297.0198.74642.777.641.1135192.9316.8213.54743.779.242.2140205.9337.5229.24844.780.843.2145219.5359.1245.64945.782.444.3150233.7381.7262.85056.784.145.4155248.6405.4压力焓蒸发器压缩机冷凝器节流装置制冷剂吸收热负荷制冷剂将热传给外界压焓图压力焓95855444冷却塔蒸发器压焓图制冷设备制冷循环压力P焓-H冷凝热量冷凝吸收热量蒸发膨胀绝热RE=制冷效率输入功率1234h1=h2h3h4制冷效率=h3-h1输入功率=h4-h3冷凝热量=h4-h1P1P2制冷循环压力P冷凝蒸发RE=制冷效率输入功率膨胀蒸发过热过冷理想制冷循环基本过程压缩冷凝放热液体过冷膨胀蒸发制冷量吸气过热解释压缩膨胀蒸发过热提升制冷剂的压力/温度降低制冷剂的压力/温度增加制冷剂焓值，确保只有气体进入压缩机解释过冷冷凝器“释放总热”蒸发器“制冷效率”冷凝器液体进一步冷却，确保膨胀阀无闪发气体。冷凝器移走的总热量蒸发器吸收的总热量制冷循环压力PRE=制冷效率输入功率冷凝蒸发膨胀蒸发过热过冷=效率=输入输出输入功率制冷量.效率1输入功率制冷量制冷系数(COP)==3.9…..5.5其他部件：1.热力膨胀阀制冷剂低压/温适量的制冷剂节流到蒸发器2.干燥过滤器把水分和污物过滤掉以免堵塞膨胀阀3.视液镜/湿度显示显示湿度和闪发气体4.电磁阀停机时隔断高低压侧5.分流器在蒸发盘管中将气体分配到每个环路。蒸发压力/温度制冷剂决定蒸发压力/温度，液体蒸发取决于热交换，受下列因素影响：被冷却媒体的温度被冷却的媒体的质量流量蒸发器的传热系数，蒸发器的清洁度对蒸发器有一定影响。若在一定蒸发压力下热交换不充分，蒸发压力和温度将下降。低蒸发温度的影响RE=制冷效率输入功率压力P焓-HRE输入功率低蒸发温度:-制冷量减少-输入功率增加-COP值降低提高蒸发温度的影响RE=制冷效率输入功率高蒸发温度:-制冷量增加-输入功率减少-COP提高压力P焓-HRE输入功率冷凝压力/温度制冷剂决定冷凝压力/温度，蒸气冷凝为液体蒸发取决于热交换，受下列因素影响：冷却媒体的温度冷却媒体的质量流量受冷凝器清洁度影响的热交换系数若在一定冷凝压力下热交换不充分，冷凝压力和温度将上升。提高冷凝温度的影响高冷凝温度:-制冷效率几乎不变-输入功率增加-COP下降RE=制冷效率输入功率压力PRE输入功率低冷凝温度的影响低冷凝温度:-制冷效率几乎不变-输入功率减少-COP较好RE=制冷效率输入功率压力PRE输入功率热交换表面的影响冷凝器热交换表面主要影响压缩机功率蒸发器热交换表面主要影响机组制冷量液体过冷蒸发冷量增加防止经过膨胀阀时出现闪发气体工况对蒸发器传热的影响水或盐水的流速传热管的污垢情况蒸发器中有油制冷剂充注量不足吸气管节流热力膨胀阀运行情况影响冷凝器传热的情况冷凝器有污垢(风冷或水冷式)空气和不凝性气体冷却空气或冷却水不足制冷剂充注量过多蒸发1.吸热蒸发.2.由于管道阻力使压力有较小下降实际制冷循环冷水机组基本知识基本概念kW=机组功耗。冷吨是指蒸发吸热量。蒸发冷吨=GPMx温差(F)/2412,000Btuh24小时内1吨零度的水变为零度的冰所需的冷量。蒸发制冷量kW=水流量（L/S）*温差（0C）*4.184。压缩机基础知识速度型(离心式)容积式(螺杆)容积式(活塞式)容积式(涡旋式)容积式压缩机(商业/工业应用)作用：1.压缩机在系统中推动制冷剂在冷凝器中提升压力/温度以便将热量传递出去2.抽气控制在压缩机停机前，将液体制冷剂从蒸发器和吸气管中抽出，以确保压缩机重新启动时没有液体制冷剂进入压缩机。3.压力控制冷凝压力过高时停止压缩机运行。作用：4.电机保护电机绕组温度过高时停止压缩机运行5.油压控制油压低于设定点时停止压缩机运行6.喘振保护在接近喘振的工况时停止压缩机运行7.热气旁通将冷凝器中的制冷剂热蒸气引入蒸发器THANKYOU问题与解答