中央空調器的制冷原理大揭密

1、中央空調器的制冷原理大揭密一、蒸氣壓縮式制冷原理蒸氣制冷是利用某些低沸點的液態(tài)制冷劑在不同壓力下汽化時吸熱的性質來實現(xiàn)人工制冷的。在制冷技術中，蒸發(fā)是指液態(tài)制冷劑達到沸騰時變成氣態(tài)的過程。液態(tài)變成氣態(tài)必須從外界吸收熱能才能實現(xiàn)，因此是吸熱過程，液態(tài)制冷劑蒸發(fā)汽化時的溫度叫做蒸發(fā)溫度，凝結是指蒸汽冷卻到等于或低于飽和溫度，使蒸汽轉化為液態(tài)。在日常生活中，我們能夠觀察到許多蒸發(fā)吸熱的現(xiàn)象。比如，我們在手上擦一些酒精，酒精很快蒸發(fā)，這時我們感到擦酒精部分反應很涼。又如常用的制冷劑氟利昂F12液體噴灑在物體上時，我們會看到物體表面很快結上一層白霜，這是因為F12的液體噴到物體表面立即吸熱，使物體表面溫

2、度迅速下降(當然這是不實用的制冷方法，制冷劑F12不能回收和循環(huán)使用)。目前一些醫(yī)療機構采用的冷凍療法即是利用了這一原理。蒸氣壓縮式制冷是利用液態(tài)制冷劑汽化時吸熱，蒸汽凝結時放熱的原理進行制冷的。二、制冷循環(huán)壓縮機是保證制冷的動力，利用壓縮機增加系統(tǒng)內制冷劑的壓力，使制冷劑在制冷系統(tǒng)內循環(huán)，達到制冷目的。開始壓縮機吸入蒸發(fā)制冷后的低溫低壓制冷劑氣體，然后壓縮成高溫高壓氣體送冷凝器；高壓高溫氣體經(jīng)冷凝器冷卻后使氣體冷凝變?yōu)槌馗邏阂后w；當常溫高壓液體流入熱力膨脹閥，經(jīng)節(jié)流成低溫低壓的濕蒸氣，流入蒸發(fā)器，從周圍物體吸熱，經(jīng)過風道系統(tǒng)使空調房間溫度冷卻下來，蒸發(fā)后的制冷劑回到壓縮機中，又重復下一個制

3、冷循環(huán)，從而實現(xiàn)制冷目的。1.jpg (3.2 KB) 2008-6-10 11:59三、制冷劑在制冷系統(tǒng)中狀態(tài)從壓縮機出口經(jīng)冷凝器到膨脹閥前這一段稱為制冷系統(tǒng)高壓側；這一段的壓力等于冷凝溫度下制冷劑的飽和壓力。高壓側的特點是：制冷劑向周圍環(huán)境放熱被冷凝為液體，制冷劑流出冷凝器時，溫度降低變?yōu)檫^冷液體。從膨脹閥出口到進入壓縮機的回氣這一段稱為制冷系統(tǒng)的低壓側，其壓力等蒸發(fā)器內蒸發(fā)溫度的飽和壓力。制冷劑的低壓側段先呈濕蒸氣狀態(tài)，在蒸發(fā)器內吸熱后制冷劑由濕蒸氣逐漸變?yōu)槠麘B(tài)制冷劑。到了蒸發(fā)器的出口，制冷劑的溫度回升為過熱氣體狀態(tài)。過冷液態(tài)制冷劑通過膨脹閥時，由于節(jié)流作用，由高壓降低到低壓(但不消耗功

4、、外界沒有熱交換）；同時有少部分液態(tài)制冷劑汽化，溫度隨之降低，這種低壓低溫制冷劑進入蒸發(fā)器后蒸發(fā)（汽化）吸熱。低溫低壓的氣態(tài)制冷劑被吸入壓縮機，并通過壓縮機進入下一個制冷循環(huán)。四、制冷量在制冷循環(huán)中，循環(huán)流動的每千克制冷劑從被冷卻物體吸收的熱量叫做單位重量制冷量，用符號q表示，單位是kcal/kg，單位重量制冷量是表示制冷循環(huán)效果的一個特殊參數(shù)，這由制冷劑的性質，循環(huán)溫度等條件決定，蒸發(fā)溫度越低，冷凝溫度越高，其值越小，反之越大。制冷裝置的產(chǎn)冷量是單位時間內從被冷卻物體吸收并在冷凝器中放掉的熱量，用符號Q表示，單位是kcal/kg。Q值的大小等于冷重量流量G與單位重量制冷量q的乘積，即：QG&

5、#183;q在實際工作中，有時為了方便的獲得制冷量的粗略計算也可通過下式計算QL·(t2t1)式中L循環(huán)風量，(t2t1)為進出風溫度差。在日本、歐美等國家制冷量常用冷噸來表示，但日本冷噸與美國冷噸在數(shù)值上略有差別，在日本，產(chǎn)冷量的單位用日本冷噸，1日冷噸表示1000克0oC的水在24小時內制成0oC的冰所消耗的冷量：1日冷噸3320kcalh1美冷噸3024Lcalh常用制冷量的單位換算：1KW=860kcal/h(大卡小時)1kcalh3.968BTUh(英熱單位小時)2.jpg (2.87 KB) 2008-6-10 11:59搜索更多相關主題的帖子: 中央空調器 原理 制冷

6、收藏到網(wǎng)摘： - - - - - 本貼地址:點這里,把本帖地址在MSN/QQ上發(fā)給朋友分享!同時你還可以獲得積分! UID8623046 帖子62 精華0 所屬行業(yè)照明行業(yè) 閱讀權限20 在線時間3 小時 注冊時間2008-6-7 最后登錄2008-6-27 俱樂部 沒有家族 查看詳細資料引用 使用道具 報告 回復 TOP 朵啦啦 二級 野人UID8623046 積分364 金幣369  · 個人空間 · 發(fā)短消息 · 加為好友 · 當前離線 2

7、# 大 中 小 發(fā)表于 2008-6-10 12:05 只看該作者 五、制冷劑制冷劑是進行制冷循環(huán)的工作物質。（一）對制冷劑的要求理想的制冷劑要求化學性質是無毒、無刺激性氣味、對金屬腐蝕作用小、與潤滑油不起化學反應，不易燃燒、不易爆炸、并且要求制冷劑有良好的熱力學性質，即在大氣壓力下它在蒸發(fā)器內的蒸發(fā)溫度要低、蒸發(fā)壓力最好與大氣壓相近；制冷劑在冷凝器中、冷凝溫度對應的壓力要適中，單位制冷量要大，汽化熱要大，而液體的比熱要小，氣體的比熱要大。要求制冷劑的物理性質：凝固溫度要低、臨界溫度要高(最好高于環(huán)境溫度)，導熱系數(shù)和放熱系數(shù)要大，比重和粘度要小，泄漏性要小。（二）制冷劑的種類制冷劑種類很多，

8、實際應用時可根據(jù)制冷劑類型，蒸發(fā)溫度、冷凝溫度和壓力等熱力學條件以及制冷設備的使用地點來考慮。制冷劑可分為四類：即無機化合物、碳氫化合物、氟里昂和共沸溶液。1、無機化合物制冷劑有氨、水和二氧化碳等；2、碳氫化合物制冷劑有乙烷、丙烯等；3、氟里昂(FREON)是十九世紀三十年代開始使用的一種制冷劑，比氨晚60年左右，它是飽和碳氫化合物的鹵族(氟、氯、溴)衍生物的總稱，或者說是由氟、氯和碳氫化合物組成的。目前作為制冷劑用的主要是甲烷(CH4)和乙烷(C2H6)中的氫原子、全部或部分被氟氯溴的原子取代而形成的化合物，除名稱而外，化學分子式規(guī)定了氟里昂各種類別的縮寫代號。氟里昂的縮寫代號把不含氫原子的

9、氟里昂分子化合物的起首數(shù)編為1，乙烷編為11，丙烷(C3H8)編為21，然后寫上氟原子數(shù)。例如F12，稱為二氯二氟甲烷，分子式CF2CL2中有一個碳原子，不含氫為甲烷。故起首數(shù)編為1，又有2個氟原子，故編寫成F12。把含氫的甲烷衍生物數(shù)字首位定為l，再加上氫原子數(shù)目為起首數(shù)。然后寫上氟原子例如F22(CHF2CL)又叫一氯二氟甲烷，因為甲烷是1，氫原子數(shù)為1，相加為2，又有氟原子數(shù)為2，所以縮寫成F22。4、共沸溶液是由兩種以上制冷劑組成的混合物。蒸發(fā)和冷凝過程也不分離。就像一種制冷劑一樣。目前實用的有R500、R502等。與R22相比其壓力稍多，制冷能力在較低溫度下提高13左右。此外在相同蒸

10、發(fā)溫度和冷凝溫度下。壓縮機的排氣溫度較低?？梢詳U大單組壓縮機的使用溫度范圍，所以發(fā)展前景看好。關于制冷劑對大氣環(huán)境的污染問題，這是關系到人類健康和生存的大事，也是我們大家共同關心的問題。多年來很多專家為此進行了深入研究，一種新的CFC替代品，不僅對大氣臭氧層損耗潛值(ODP)為零，更重要的是制冷劑排放入大氣對溫室效應的直接影響造成全球變暖潛值(GwP)方面也必須符合要求。臭氧層破壞，已經(jīng)成為全球普遍關注的環(huán)境焦點問題，國際社會分別于1985年和1987年制定了保護臭氧層維也納公約和關于消耗臭氧層物質的蒙特利爾議定書，中國于1991年加入了蒙特利爾議定書國際公約組織，并承諾了消耗臭氧層物質的控制

11、時間表，即R12和R22的完全淘汰時間分別于2010年和2030年。目前許多R12和R22的替代產(chǎn)品正相繼問世，例如：R134a、R600aKLB、R407c等等。它們的使用效果和各項性能指標的對比，正在通過實驗室和實際運用不斷得以反饋，我們相信隨著時間的推移和科技不斷進步，性能更加卓越、更符合環(huán)保要求、更具性價比競爭能力的制冷劑將會更多的應用于制冷空調行業(yè)當中。3.jpg (2.88 KB) 2008-6-10 12:06（三）制冷劑的使用與存放各種制冷劑，物理化學性質各不相同，在不同溫度下，具有不同的飽和壓力，在常溫下，有的壓力高，有的壓力低，但無論壓力如何，各種制冷劑鋼瓶均為壓力容器，使

12、用時要多加小心。由于各種制冷劑性質不同，大多數(shù)屬于易爆物。在鋼瓶腐蝕未作檢驗，或遇到外界的突然暴曬或火源時，有發(fā)生爆炸的可能，有的制冷劑還是有毒物。因此，對制冷劑的存放、搬運、使用都必須小心。無論何種制冷劑用完后，應立即關閉鋼瓶閥門，在檢修系統(tǒng)時，如果從系統(tǒng)中將制冷劑抽出壓入鋼瓶時，應得到充分的冷卻，并嚴格控制注入鋼瓶的重量，決不能裝滿，一般不超過鋼瓶容積的60，讓其在常溫下膨脹有一定余地。另外，在用鹵素燈給制冷系統(tǒng)檢漏時，遇顏色改變，確定漏點后，應立即移開吸口，以免光氣中毒。六、制冷系統(tǒng)的構造及組成構成基本的制冷系統(tǒng)主要有四大部件：壓縮機、蒸發(fā)器、冷凝器、膨脹閥。為了改善制冷系統(tǒng)的性能，達到

13、更好的使用性能，通常還有不少輔助器件：液體管路電磁閥、視液鏡、液體管道干燥過濾器、高低壓力控制器等。（一）壓縮機壓縮機按其結構分為三類：開啟式、半封閉式、全封閉式。目前大部分機房專用空調采用全封閉式壓縮機，只有力博特空調部分型號采用半封閉式壓縮機。全封閉制冷壓縮機是一種壓縮機與電動機一起，裝置在一個密閉鐵殼內形成的一個整體。從外表看只有壓縮機的吸排氣管接頭和電動機的導線；壓縮機殼分為上下兩部分，壓縮機和電動機裝入后，上下鐵殼用電焊焊接成一體。平時不能拆卸，因此機器使用可靠。在全封閉制冷壓縮機中，又有活塞型壓縮機和渦旋式壓縮機。在近期生產(chǎn)的機房專用空調系統(tǒng)中，采用的壓縮機均為全封閉渦旋式制冷壓縮

14、機。它的構造主要由下列各項組成：旋轉式進、出口閥門；壓力表接口；內置式過載保護；彈性機座；曲軸箱加熱器；內置式潤滑油泵。渦旋式制冷壓縮機最大的優(yōu)點是：1、結構簡單：壓縮機體僅需2個部件(動盤、定盤)就可代替活塞壓縮機中的15個部件。2、高效：吸氣氣體和變換處理氣體是分離的，以減少吸氣和處理之間的熱傳遞，可以提高壓縮機的效率。渦旋壓縮過程和變換過程都是非常安靜的。（二）蒸發(fā)器1、蒸發(fā)器的分類：蒸發(fā)器按其被冷卻的介質種類可分為冷卻液體的蒸發(fā)器(干式蒸發(fā)器)和冷卻空氣用的蒸發(fā)器(表冷式蒸發(fā)器)這兩大類。空調系統(tǒng)所使用的蒸發(fā)器一般為冷卻空氣的蒸發(fā)器。當制冷系統(tǒng)的氟里昂液態(tài)進入膨脹閥節(jié)流后送入蒸發(fā)器，屬

15、于汽化過程，這時候需要吸收大量熱量，使房間溫度逐步降低、以達到制冷及去濕效果。2、A型蒸發(fā)器“A”型結構蒸發(fā)器的優(yōu)點是該結構具有較大的迎風面積和較低的迎面風速以防止逆風帶水。蒸發(fā)器配備有12”銅管鋁翅片及不銹鋼凝結水盤，以利熱量更好的傳遞。蒸發(fā)器盤管分為多路進入并作交錯安排，籍此將每個制冷系統(tǒng)都能遍布于盤管迎風面上，當單一制冷系統(tǒng)運行時，顯熱制冷量可達總制冷量的5560。3、蒸發(fā)器的去濕功能在正常制冷循環(huán)中，室內機風扇以正常速度運轉，供給設計氣流以及最經(jīng)濟的能量以滿足制冷量的要求。（1）簡單的除濕功能當需要除濕時，壓縮機運行，但室內機馬達轉速降低，通常為原轉速的23，因此風量也減少了13，通過

16、冷卻盤管的出風溫度變成過冷，產(chǎn)生良好的冷凝效果即增加了除濕量。以此法增加去濕量帶來的弊端有：當出風量減少13，通常在幾秒種之內出風溫度降低2oC3oC，當突然降低溫度速度達到最大允許值每10分鐘降低1時，造成控制可靠性降低；當出風量減少13，過濾效率降低，對換氣次數(shù)及通風量都有很大影響，造成室內控制精度降低和溫度分布不均勻；由于出風溫度降低，需接通電加熱器以提高室溫，造成溫度控制不精確和增加運行費用。（2）專門的去濕循環(huán)冷卻繞組分為上、下兩個部分，分別為總冷卻繞組的l3和23。在正常冷卻方式下，制冷工質流過冷卻繞組的兩個部分。在除濕方式下，常開電磁閥關閉，這樣就把通向冷卻繞組的上部繞組(13部

17、分)的氟里昂制冷劑切斷了，全部氟里昂制冷劑都流向冷卻繞組的下部繞組(23)部分。通過下部繞組的空氣的溫度是很低的，通常至少比冷卻循環(huán)中的空氣降低3oC，所以增加了去濕效果，但其弊端是總制冷量會減小和吸氣壓力降低。（3）旁路氣體調節(jié)器在“A”型蒸發(fā)器頂部安裝一個旁路氣體調節(jié)器，在正常冷卻方式下這個調節(jié)器是關閉的，所有返回的氣體都要平均地經(jīng)過兩個冷卻繞組。當需要進行除濕操作時，旁路氣體調節(jié)器完全打開，使13的返回氣體旁路經(jīng)過A框繞阻的頂部而沒有經(jīng)過冷卻，另外23的返回氣體均勻地通過A框繞組，排出氣體的溫度被快速降低，增加去濕效果。此種去濕方法的效果與專門的去濕循環(huán)相同，但是其優(yōu)點是總制冷量將保持不

18、變。 本帖最后由 朵啦啦 于 2008-6-10 04:06 編輯 UID8623046 帖子62 精華0 所屬行業(yè)照明行業(yè) 閱讀權限20 在線時間3 小時 注冊時間2008-6-7 最后登錄2008-6-27 俱樂部 沒有家族 查看詳細資料引用 使用道具 報告 回復 TOP 朵啦啦 二級 野人UID8623046 積分364 金幣369  · 個人空間 · 發(fā)短消息 · 加為好友 · 當前離線 3# 大 中 小 發(fā)表于 2008-6-10 12

19、:07 只看該作者 （三）冷凝器冷凝器按其冷卻形式可分為三大類型：水冷式、風冷式、蒸發(fā)式及淋水式。水冷式：在水冷式冷凝器中，制冷劑放出熱量被冷卻水帶走。冷卻水可以一次流過，也可以循環(huán)使用。當使用循環(huán)水時，需要有冷卻水塔或冷水池。水冷冷凝器有殼管式、套管式、沉浸式等結構形式。風冷式在風冷式冷凝器中，制冷劑放出的熱量被空氣帶走。它的結構形式主要為若干組銅管所組成，由于空氣傳熱性能很差，故通常都在銅管外增加肋片，以增加空氣側的傳熱面積，同時采用通風機來加速空氣流動，使空氣強制對流以增加散熱效果。蒸發(fā)式及淋水式：在這類冷凝器中，制冷劑在管內冷凝，管外同時受到水及空氣的冷卻。目前進口機房專用空調的類型以

20、風冷型為主。下面對風冷型冷凝器作詳細敘述。風冷冷凝器采用?10銅管，鋁翅片結構，風機采用可調速電機，以保證冷凝器在冬季、夏季能夠均衡使用，也使冷凝壓力在很冷，很熱的環(huán)境下不致變化太大。風冷冷凝器適用于環(huán)境溫度-30oC+40oC范圍之內，當環(huán)境溫度較高時，將引起冷凝器壓力升高，這將由調速器的壓力傳感機構感受到這種壓力的變化，并將這種變化轉變?yōu)檩敵鲭妷旱淖兓?，從而使電機轉速產(chǎn)生變化以達調節(jié)強制對流效果的目的。當然，由于采用了無極調速的裝置，那么這種電機轉速的變化是能夠非常平滑過渡的。機房專用空調室外冷凝器在出廠時已經(jīng)過調整及校驗，但由于長途運輸或者長期使用中的震動，偶爾會出現(xiàn)調速器的設定漂移現(xiàn)象

21、。如果出現(xiàn)此情況可參相應型號的說明書適當調整。通常室外機調整轉速過程為：室外機高壓壓力在14kgf/cm2左右時風機起轉，在2024kgfcm2時達到滿負荷轉速，而在1418kgf/cm2時調速性能為最佳狀態(tài)。（四）熱力膨脹閥1、熱力膨脹閥的結構：膨脹閥的頂部由密封箱蓋波紋薄膜感溫包和毛細管組成一個密閉容器，里面灌注氟里昂，成為感應機構，感應機構內灌注的制冷劑可以與制冷系統(tǒng)的相同，也可以不同，比如制冷系統(tǒng)用的是F22，感溫包可灌注F12或F22，感溫包用來感受蒸發(fā)器出口的過熱蒸汽溫度，毛細管作為密封箱與感溫包的連接管，傳遞壓力作用在膜片上，波膜片是由一塊0.2mm左右的薄合金片沖壓成形，斷面是

22、波浪形的。受力后彈性形變性能很好，調節(jié)桿是用來調整膨脹閥門的開啟過熱度，在調試過程中用它來調節(jié)彈簧的彈力，調節(jié)桿向里旋時，彈簧壓緊，調節(jié)桿向外旋時，彈簧放松，傳動桿頂在閥針座與傳動盤之間傳遞壓力，閥針座上裝有閥針，用來開大或關小閥孔。2、熱力膨脹閥的工作原理膨脹閥通過感溫包感受蒸發(fā)器出口端過熱度的變化，導致感溫系統(tǒng)內(感溫系統(tǒng)是由感溫包、毛細管、傳動膜片和傳動波紋管這幾種互相連通的零件所構成的密閉系統(tǒng))充注物質產(chǎn)生壓力變化、并作用于傳動膜片上促使膜片形成上下位移，再通過傳動片將此力傳遞給傳動桿而推動閥針上下移動，使閥門關小或開大，起到降壓節(jié)流作用和自動調節(jié)蒸發(fā)器的制冷劑供給量并保持蒸發(fā)器出口端

23、具有一定過熱度，得以保證蒸發(fā)器傳熱面積的充分利用，以及減少液擊沖缸現(xiàn)象的發(fā)生。3、膨脹閥的種類：(內平衡、外平衡)作用于熱力膨脹閥體內傳動膜片下部的壓力為節(jié)流后的蒸發(fā)壓力(這一壓力通過傳動桿和傳動片的縫隙而進入膜片下部分空間)這種結構稱為內平衡式膨脹閥。作用于熱力膨脹閥體內傳動膜片下部的壓力不是節(jié)流后的蒸發(fā)壓力，而是通過外接平衡管將蒸發(fā)器出口端的壓力引入傳動膜片下部空間結構的閥門、稱為外平衡式熱力膨脹閥。與內平衡式膨脹閥相比，外平衡式熱力膨脹閥的過熱度要小得多，所以采用外平衡式熱力膨脹閥時，能充分發(fā)揮蒸發(fā)器的傳熱面積的作用和提高制冷裝置的效果，在蒸發(fā)器阻力較小、壓力損失不大的情況下，可選用內平衡式熱力膨脹閥；當蒸發(fā)阻力較大，壓力損失比較大或具有液體分配器時，應選用外平衡式熱力膨脹閥。采用分配器的，一般都選用外平衡膨脹閥。在專用空調機中采用的通常是外平衡式熱力膨脹閥。熱力膨脹閥雖只是一個很小的部件，但它在制冷系統(tǒng)中的作用必不可少，所以它與制冷壓縮機、蒸發(fā)器、冷凝器、并稱為制冷系統(tǒng)四大部件。（五）制冷系統(tǒng)的其它輔件1液體管路電磁閥液體管路電磁閥在制冷系統(tǒng)中可以受壓力繼電器、溫度繼電器發(fā)出的脈沖信號形成自動控制。在壓縮機停機時，由于慣性作用以及氟里昂的熱