蒸氣壓縮式制冷系統(tǒng)的構(gòu)成.ppt

2.1.3蒸氣壓縮式制冷系統(tǒng)的構(gòu)成,壓縮機(jī) 熱交換設(shè)備 節(jié)流機(jī)構(gòu) 管道 各種控制閥 輔助部件,蒸氣壓縮式制 冷系統(tǒng)的構(gòu)成,(一)壓縮機(jī),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,壓縮式制冷系統(tǒng)的心臟,主機(jī),有用能的輸入 制冷劑在系統(tǒng)中的循環(huán)流動,整機(jī)性能 可靠性 壽命 噪聲,壓縮機(jī),壓縮機(jī)按壓縮原理有兩大類：,容積型 速度型,容積型壓縮機(jī),速度型壓縮機(jī),通過對運(yùn)動機(jī)構(gòu)作功，以減少壓縮式容積，提高蒸氣壓力來完成壓縮功能。,由旋轉(zhuǎn)部件連續(xù)將角動量轉(zhuǎn)換給蒸氣，再將該動量轉(zhuǎn)為壓力。,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,活塞式壓縮機(jī),機(jī)體（曲軸箱） 氣缸 活塞 吸、排氣閥 曲軸連桿機(jī)構(gòu),組成,活塞式壓縮機(jī)有以下特點(diǎn)：,因為是往復(fù)運(yùn)動，轉(zhuǎn)速不宜太高,氣缸工作腔有余隙容積,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,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, 回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī),回轉(zhuǎn)機(jī)最普通的為固定葉片式結(jié)構(gòu)，常常又稱作“滾動活塞式壓縮機(jī)”。,比往復(fù)機(jī)更可靠 是同等能力下尺寸小 制造成本低,優(yōu)點(diǎn),“固定葉片”,葉片只滑動不轉(zhuǎn)動,沒有吸氣閥,特點(diǎn)：,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,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，并明顯影響壓縮機(jī)性能。,降低振動與噪聲，改善油處理和減 小摩擦。, 渦旋式壓縮機(jī),結(jié)構(gòu)簡單 復(fù)雜的形線 極高的精度要求,數(shù)控機(jī)床技術(shù)的發(fā)展,制造困難,渦旋機(jī),渦旋機(jī)在技術(shù)上的特長,沒有氣閥在制冷裝置中,可靠性大大提高,軸的扭矩更均勻，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn),壓力脈動小,振動和噪聲低,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),不存在余隙容積的影響,能夠用同一個電動機(jī)在很寬的工作范圍內(nèi)高效運(yùn)轉(zhuǎn),長處,熱泵的季節(jié)供熱系數(shù)HSPF提高,整個系統(tǒng)的效率提高，即季節(jié)能效比SEER提高, 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)荷時的效率比離心機(jī)高8%10% 而且不存在離心機(jī)的喘振問題。,特點(diǎn), 離心式壓縮機(jī),離心式壓縮機(jī)依靠氣流速度變化的動力學(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)度和氣體動力條件。,一級葉輪可以達(dá)到的壓力比（級壓力比）一般為34,一般限制輪周速度不超過制冷劑進(jìn)口處音速的1.4 1.5倍,離心機(jī)的特點(diǎn)是：,結(jié)構(gòu)簡單、轉(zhuǎn)速高、輸氣量大，故體積、重量小,制冷劑不與潤滑油接觸，避免了油對制冷劑的影響,與前述各種容積式壓縮機(jī)特性一個重要的不同之處是,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，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。,（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。, 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)嵩础?冷凝器按冷卻方式,空氣冷卻式冷凝器中 根據(jù)管外空氣流動方式,空氣冷卻式 水冷式 蒸發(fā)冷卻式,自然對流空氣冷卻式冷凝器 強(qiáng)制對流空氣冷卻式冷凝器,圖2-27 自然對流空氣冷卻式冷凝器,圖2-28 空氣強(qiáng)制對流冷凝器,1-肋片 2-傳熱管 3-上封板 4-左端板 5-進(jìn)氣集管 6-彎頭 7-出液集管 8-下封板 9-前封板 10-通風(fēng)機(jī) 11-裝配螺釘,圖2-29 氨臥式殼管式冷凝器,圖2-30 氟利昂套管式冷凝器,圖2-31 蒸發(fā)式冷凝器結(jié)構(gòu)原理,1-通風(fēng)機(jī) 2-擋水柵 3-傳熱管組 4-水泵 5-濾網(wǎng) 6-補(bǔ)水閥 7-噴水嘴, 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。,冷卻空氣的蒸發(fā)器,空氣自然對流時 多采用光盤管結(jié)構(gòu) 空氣強(qiáng)制對流時 采用翅片管結(jié)構(gòu),殼管式 沉沒式,冷卻液體（水或其它液 體載冷劑）的蒸發(fā)器,圖2-32 臥式滿液式蒸發(fā)器結(jié)構(gòu),圖2-33 干式殼管蒸發(fā)器,圖2-34 空氣強(qiáng)制對流的蒸發(fā)器及其肋片管型式 a) 蒸發(fā)器 b) 繞片管 c) 套片管 1-傳熱管 2-肋片 3-擋板 4-通風(fēng)機(jī) 5-集氣管 6-分液器,（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)所必須的四個基本的系統(tǒng)組成部件之一,位于冷凝器與蒸發(fā)器之間。,對制冷劑的流動起扼制作用 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,作用, 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 冷柜 房間空調(diào)器,簡單 便宜 便于大批量生產(chǎn),應(yīng)用,長處,圖2-36 R22、R12毛細(xì)管初步選擇曲線圖, 手動膨脹閥,通常與其它控制元件配合使用，一般只在短時期內(nèi)使用，例如在冷凍初期輔助送液，或者在自動膨脹閥出故障時作為旁路備用閥。, 定壓膨脹閥,從保持蒸發(fā)壓力恒定為目的，自動調(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打開方向的驅(qū)動力。當(dāng)蒸發(fā)壓力降低時，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，閥關(guān)小，供液量減少，抑制蒸發(fā)壓力上升。, 浮球閥,用液位控制供液量。以浮球杠桿機(jī)構(gòu)產(chǎn)生閥動作的驅(qū)動力。根據(jù)制冷機(jī)的情況，又分兩種。對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，閥開大，增大蒸發(fā)器供液量；當(dāng)液位降低時，閥關(guān)小，減少供液量。, 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),通過彈簧力設(shè)定靜態(tài)過熱度 設(shè)定范圍一般為28,蒸發(fā)器出口制冷劑的過熱度低于靜態(tài)過熱度時 閥處于關(guān)閉狀態(tài),過熱度高于靜態(tài)過熱度時 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。,(a),(b),(c),圖2-37 熱力膨脹閥結(jié)構(gòu)原理圖,閥結(jié)構(gòu)示意圖,閥與蒸發(fā)器連接圖,過熱度控制原理,圖2-38 閥的靜態(tài)特性曲線及MSS線 QOK額定制冷能力 曲線K靜過熱度設(shè)定最佳時，閥K的靜特性 閥B靜特性與蒸發(fā)器匹配不好 K靜過熱度設(shè)定過小時，閥K的靜特性 閥K靜特性與蒸發(fā)器匹配好 K靜過熱度設(shè)定過大時，閥K的靜特性 B閥B的靜特性 MSS蒸發(fā)器的穩(wěn)定信號線,不穩(wěn)定區(qū),圖2-39 電子膨脹閥 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),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：熱動式、電磁式和電動式（雙金屬片式的熱電膨脹閥已很少應(yīng)用）。,6. 電子膨脹閥,熱動式膨脹閥 電磁式膨脹閥 電動式膨脹閥,圖2-40 電磁式膨脹閥結(jié)構(gòu),1 出口 2彈簧 3閥針 4閥桿 5柱塞彈簧 6柱塞 7線圈 8閥度 9入口,圖2-41 電動式膨脹閥（直動型）,1入口 2針閥 3閥桿 4技術(shù) 5線圈 6出口,（四）管道,用管道將制冷機(jī)各組成部件連接成一個完整的制冷系統(tǒng)，使制冷劑在封閉的系統(tǒng)中循環(huán)。,管道的材質(zhì)應(yīng)與制冷劑相容 管道與管道、管道與設(shè)備連接處必須可靠密封，采用焊接或可拆連接（法蘭或螺絲連接） 連接處采用密封材料時，密封材料也必須與制冷劑相容 管道與外界環(huán)境接觸，將與管內(nèi)制冷劑發(fā)