第三章 電冰箱與空調(diào)器的主要部件

1、【課題】第三章電冰箱與空調(diào)器的主要部件第一節(jié)壓縮機(jī)新授課【教學(xué)目標(biāo)】1知識目標(biāo)：了解壓縮機(jī)的種類，型號及主要技術(shù)參數(shù)，掌握旋轉(zhuǎn)式、變頻式壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工作原理。2能力目標(biāo)：通過理論知識的學(xué)習(xí)和應(yīng)用，能夠區(qū)分不同種類的壓縮機(jī)，識讀等型號，并能夠掌握其工作過程。3情感目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生熱愛科學(xué)，實(shí)事求是的學(xué)風(fēng)和創(chuàng)新意識，創(chuàng)新精神。【教學(xué)重點(diǎn)】壓縮機(jī)的工作過程。【教學(xué)難點(diǎn)】壓縮機(jī)的工作過程。【教學(xué)方法】讀書指導(dǎo)法、分析法、演示法、練習(xí)法。【課時(shí)安排】6學(xué)時(shí)【教學(xué)過程】導(dǎo)入蒸汽壓縮式制冷系統(tǒng)是由壓縮機(jī)、冷凝器、膨脹閥（節(jié)流閥）、蒸發(fā)器四部分組成，壓縮機(jī)是致冷系統(tǒng)中重要的機(jī)器。新課第一節(jié)壓縮機(jī)一、壓縮機(jī)

2、的分類1壓縮機(jī)的作用制冷中壓縮機(jī)作功使熱量由低溫物體移向高溫物體。壓縮機(jī)是制冷循環(huán)系統(tǒng)的動(dòng)力，在制冷裝置中，是最重要的組成部分，喻為制冷裝置的“心臟”。2壓縮機(jī)按不同方式分類制冷壓縮機(jī)可按不同的方式分類，較為常見的分類有如下幾種。（1）按制冷機(jī)工作原理分容積型壓縮機(jī)：分為往復(fù)式（活塞式）和回轉(zhuǎn)式。速度型壓縮機(jī)：分為離心式和軸流式。（2）按制冷能力分輕型 6 kW以下；小型 6 58 kW；中型 58 464 kW；大型 464 kW以上。（3）按采用的制冷劑種類分氟利昂制冷壓縮機(jī)以氟利昂為制冷劑。氨制冷壓縮機(jī)以氨為制冷劑。無氟制冷壓縮機(jī)R123、R134等新型制冷劑。（4）按壓縮級數(shù)分單級壓縮

3、機(jī)制冷劑從蒸發(fā)壓力（低壓）至冷凝壓力（高壓）只經(jīng)過一次壓縮，適用壓縮比不大的場合。雙極（或多級）壓縮機(jī)制冷劑從蒸發(fā)壓力（低壓）至冷凝壓力（高壓）經(jīng)兩次或多次壓縮，適用于壓縮比大、蒸發(fā)溫度低的制冷系統(tǒng)。（5）按壓縮機(jī)氣缸數(shù)目分單缸壓縮機(jī)有一只活塞氣缸；雙缸壓縮機(jī)兩只活塞氣缸；多缸壓縮機(jī)氣缸數(shù)量在3個(gè)以上，可以是3缸、4缸、6缸、8和16缸等。單缸和雙缸壓縮機(jī)常為立式或臥式；多缸壓縮機(jī)大都采用角度式，如V型等。（6）按氣缸布置形式分立式（Z型）立式壓縮機(jī)的各氣缸軸線相互垂直。臥式臥式壓縮機(jī)的氣缸軸線水平布置。角度式壓縮機(jī)的氣缸軸線呈一定的傾斜角度排列，多為V型（氣缸中心線與鉛垂線的夾角小于90&#

4、176;）、W型（氣缸中心線與鉛垂線的夾角為60°）和S型（S表示扇形，氣缸中心線與鉛垂線的夾角為45°）等。壓縮機(jī)氣缸布置形式如圖所示。（7）按壓縮機(jī)外殼結(jié)構(gòu)分開啟式電動(dòng)機(jī)與壓縮機(jī)分開放置，壓縮機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)靠V帶或聯(lián)軸器來傳動(dòng)。半封閉式壓縮機(jī)與電動(dòng)機(jī)的機(jī)體外殼聯(lián)成一體，電動(dòng)機(jī)與壓縮機(jī)使用一根軸。軸端安裝在端蓋上，端蓋的法蘭圈與機(jī)體用螺栓聯(lián)接，可以拆卸。全封閉式壓縮機(jī)與電動(dòng)機(jī)的機(jī)體外殼構(gòu)成一體，封閉焊死，密封性能很好，不易拆卸。3氟利昂活塞式單級基本類型及特性 （1）開啟式 缸徑有50、70、100系列，均為高速多缸逆流式，可實(shí)現(xiàn)三工質(zhì)（NH3、R12、R13）通用，氣缸布置形

5、式分別有V型、W型和S型，轉(zhuǎn)數(shù)n = 1 440 r/min。 標(biāo)準(zhǔn)制冷量R12時(shí)為3 470 97 400 W。 軸功率R12時(shí)為1.14 31 kW；R22時(shí)為1.67 32.4 kW。 機(jī)器裝有吸排油三通閥，在運(yùn)轉(zhuǎn)條件下不停車加油。50、70、100系列有能量調(diào)節(jié)裝置。（2）半封閉式 缸徑有50、70、100系列，為高速多缸逆流式；R12、R22兩工質(zhì)通用，氣缸布置形式有V型、W型和S型，轉(zhuǎn)數(shù)n = 1 440 r/min。 標(biāo)準(zhǔn)制冷量R12時(shí)為2 870 9 480 kW；R22時(shí)為5 100 kW。 機(jī)器裝有吸排油三通閥，可不停車加油。（3）全封閉式 缸徑有21 單缸高速逆流式，目前

6、缸徑有40、50、60 系列,高速多缸逆流式，如3FM4G、3FY5Q 等，可實(shí)現(xiàn)二工質(zhì)（R12、R22）通用，氣缸布置形式有臥式和立式，轉(zhuǎn)數(shù)可達(dá)n = 2 880 r/min。 標(biāo)準(zhǔn)制冷量：R22 時(shí)為8 .37 31 .63 kW。 軸功率：R22時(shí)為2.2 7 .5 kW。 結(jié)構(gòu)緊湊，密封性能好，噪音低，維修困難。4活塞式壓縮機(jī)的常用術(shù)語（1）壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速n 壓縮機(jī)曲軸在單位時(shí)間內(nèi)的旋轉(zhuǎn)圈數(shù)稱為壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速，通常以1 min 的轉(zhuǎn)數(shù)為計(jì)量單位（r/min）。（2）上止點(diǎn)和下止點(diǎn)活塞在氣缸內(nèi)作往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，向上移動(dòng)的最高位置（離曲軸中心最遠(yuǎn)點(diǎn)），稱為上止點(diǎn)位置；活塞向下移動(dòng)的最低位置（離曲軸中心

7、最近點(diǎn)），稱為活塞的下止點(diǎn)位置。（3）活塞行程S活塞在氣缸內(nèi)作往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，上止點(diǎn)至下止點(diǎn)之間的距離稱為活塞行程。它等于曲軸的曲柄半徑R的二倍，即S = 2R。（4）氣缸直徑D：氣缸直徑即氣缸內(nèi)圓直徑。（5）工作容積Vg：活塞行程與氣缸截面積的乘積。（6）余隙容積Vc：活塞頂面和閥板底面之間要留有的空間（包括排氣孔容積）。（7）相對余隙容積C：余隙容積Vc與工作容積Vg之，即C = Vc/Vg。（8）制冷壓縮機(jī)工況：制冷壓縮機(jī)的工作溫度、工作條件稱為工況。（9）制冷壓縮機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)工況：制冷壓縮機(jī)在一種特定工作溫度條件下的運(yùn)轉(zhuǎn)工況。（10）制冷壓縮機(jī)的空調(diào)工況：制冷壓縮機(jī)用于空調(diào)時(shí)，在其特定工作溫度

8、條件下的運(yùn)轉(zhuǎn)工況。（11）制冷壓縮機(jī)的最大功率工況：壓縮機(jī)在最大功率狀態(tài)下運(yùn)轉(zhuǎn)的工況。（12）制冷壓縮機(jī)的最大壓差工況：壓縮機(jī)能夠產(chǎn)生最大壓力差（冷凝壓力與蒸發(fā)壓力之差）時(shí)的工況。5壓縮機(jī)的工作過程壓縮機(jī)的工作過程示意圖如圖所示。壓縮機(jī)每一周期的工作分為膨脹、吸氣、壓縮、排氣四個(gè)過程。壓縮機(jī)工作過程中，活塞在氣缸中每往復(fù)運(yùn)動(dòng)一次,即曲柄每轉(zhuǎn)一圈,就會(huì)依次進(jìn)行壓縮、排氣、膨脹和吸氣過程，在制冷系統(tǒng)中建立起壓力差，使制冷劑在系統(tǒng)中循環(huán)流動(dòng)，達(dá)到制冷的目的。6壓縮機(jī)輸入功率的換算國外采用馬力（HP）表示，而我國采用W（瓦）來表示壓縮機(jī)輸入功率，其換算關(guān)系見表。P/PH1/251/201/151/12

9、1/101/81/71/61/51/41/3P/W304050657580931001071101251501872507電冰箱壓縮機(jī)與電冰箱容積間的匹配電冰箱壓縮機(jī)與電冰箱容積間的匹配受許多因素的影響，國內(nèi)外尚無統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。8空調(diào)器壓縮機(jī)輸入功率與制冷量的對應(yīng)關(guān)系空調(diào)器中壓縮機(jī)制冷量越大，消耗的功率也越大，反之，壓縮機(jī)制冷量小，消耗的功率也小。二、全封閉式壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)：電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子直接安裝在壓縮機(jī)曲軸的一端，同電動(dòng)機(jī)一起密封在一個(gè)耐壓金屬殼內(nèi)。罩殼由3 4 mm 厚的鐵板沖壓成上下兩部分，焊接在一起的。殼表面引出一個(gè)粗徑吸氣管、一個(gè)細(xì)徑排氣管和電源的接線柱。特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕，密封性能好，運(yùn)

10、轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪聲低，電動(dòng)機(jī)浸在低溫氟利昂蒸氣中，改善了電動(dòng)機(jī)的冷卻條件，減少了電動(dòng)機(jī)的耗電量，效率提高。二、全封閉式壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)：電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子直接安裝在壓縮機(jī)曲軸的一端，同電動(dòng)機(jī)一起密封在一個(gè)耐壓金屬殼內(nèi)。罩殼由3 4 mm 厚的鐵板沖壓成上下兩部分，焊接在一起的。殼表面引出一個(gè)粗徑吸氣管、一個(gè)細(xì)徑排氣管和電源的接線柱。特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕，密封性能好，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪聲低，電動(dòng)機(jī)浸在低溫氟利昂蒸氣中，改善了電動(dòng)機(jī)的冷卻條件，減少了電動(dòng)機(jī)的耗電量，效率提高。類型：1往復(fù)活塞式壓縮機(jī)機(jī)構(gòu)組成：氣缸、曲柄連桿（或滑管、滑塊）和吸、排氣閥等組成的機(jī)構(gòu)。往復(fù)活塞式制冷壓縮機(jī)型號編排方法：第一個(gè)數(shù)字表示壓縮機(jī)氣缸

11、數(shù)目；第二個(gè)字母表示所用制冷劑種類,如氟利昂用字母“R”表示,氨用字母“A”表示；第三個(gè)字母表示壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)特征,如“W”表示氣缸是W 形排列的,“S”表示氣缸是扇形排列；第四個(gè)數(shù)字表示氣缸的直徑（以厘米為單位）；第五個(gè)字母表示傳動(dòng)方式，A為直接傳動(dòng)（有時(shí)會(huì)略寫），B為帶傳動(dòng)，Q表示全封閉。1往復(fù)活塞式壓縮機(jī)機(jī)構(gòu)組成：氣缸、曲柄連桿（或滑管、滑塊）和吸、排氣閥等組成的機(jī)構(gòu)。往復(fù)活塞式制冷壓縮機(jī)型號編排方法：第一個(gè)數(shù)字表示壓縮機(jī)氣缸數(shù)目；第二個(gè)字母表示所用制冷劑種類,如氟利昂用字母“R”表示,氨用字母“A”表示；第三個(gè)字母表示壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)特征,如“W”表示氣缸是W 形排列的,“S”表示氣缸是扇形

12、排列；第四個(gè)數(shù)字表示氣缸的直徑（以厘米為單位）；第五個(gè)字母表示傳動(dòng)方式，A為直接傳動(dòng)（有時(shí)會(huì)略寫），B為帶傳動(dòng)，Q表示全封閉。（1）曲柄滑管式壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)、工作過程示意圖如圖所示。滑管、曲軸和氣缸裝配圖如圖所示。曲柄軸，如圖所示。 曲軸的結(jié)構(gòu)與用途主軸頸（曲軸的主體部分）、曲柄銷和平衡塊組成。曲軸是壓縮機(jī)的主要部件之一,接受電動(dòng)機(jī)以扭轉(zhuǎn)形式傳入的動(dòng)力,并把它轉(zhuǎn)變?yōu)榛钊鶑?fù)運(yùn)動(dòng)的力來壓縮氣體作功。 活塞的結(jié)構(gòu)與用途活塞頭和滑管組成的，用來在氣缸中壓縮氣體，如圖所示。 氣缸與機(jī)座的結(jié)構(gòu)與用途壓縮機(jī)氣缸外形如圖。中間是氣缸筒，兩邊是低壓腔和高壓腔，在低壓腔中裝有進(jìn)氣管，氣體由進(jìn)氣管吸入。機(jī)座構(gòu)成：是由

13、安裝氣缸的平面和安裝電動(dòng)機(jī)的四個(gè)支柱端面以及主軸孔（主軸頸的軸承孔）和四個(gè)支柱。機(jī)座是連接氣缸和安裝電動(dòng)機(jī)的。 氣閥結(jié)構(gòu)與用途分類：按照氣體流動(dòng)的方式，分為逆流式和順流式兩種氣閥。逆流式氣閥又稱為回流式氣閥，氣體在氣缸內(nèi)隨著活塞的運(yùn)動(dòng)方向而改變流動(dòng)方向。吸氣與排氣氣體的流向相反，如圖所示。 滑塊連接曲軸和活塞，將曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)度為活塞的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，將曲軸的動(dòng)力傳送到活塞,使活塞能夠壓縮氣體。滑塊要求有較高的強(qiáng)度和耐磨性。（2）曲柄連桿式壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)和工作過程示意圖如圖所示。與管滑式壓縮機(jī)的不同之處，用連桿機(jī)構(gòu)代替滑管滑塊機(jī)構(gòu)，如圖所示。（3）電磁式壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)工作過程示意圖如圖所示。2旋轉(zhuǎn)式壓

14、縮機(jī)又稱旋轉(zhuǎn)活塞式壓縮機(jī)，其電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)直接帶動(dòng)活塞旋轉(zhuǎn)完成壓縮功能。有螺桿式、滾動(dòng)轉(zhuǎn)子式和滑片式等多種結(jié)構(gòu)。（1）滾動(dòng)轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī) 結(jié)構(gòu)又叫固定葉片式壓縮機(jī)，其結(jié)構(gòu)如圖所示。組成部件：殼體、轉(zhuǎn)子滑板（分隔葉片）、圓形（或橢圓形）氣缸、偏心輪、排氣閥、彈簧等。工作過程如圖所示。 滾動(dòng)轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)的特點(diǎn)排氣壓力損失小，吸氣效率提高，壓縮機(jī)耗電少，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，振動(dòng)和噪音小。壓縮機(jī)部件少，成本低，體積小，重量輕，可靠性高，要求制造材料的耐磨性好,零部件加工精度和裝配精度要求高。滾動(dòng)轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)與往復(fù)式壓縮機(jī)特性對比如表所示。壓縮機(jī)種類比較項(xiàng)目往復(fù)式壓縮機(jī)滾動(dòng)轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)高壓氣體向低壓氣體泄漏較

15、大較小吸入閥有無排出閥有有余隙容積較大較小能效比（EER）1.01.15噪聲比1001.05振動(dòng)比100400零件數(shù)量比10060重量比10075零件精度一般高環(huán)境溫度低時(shí)制冷能力下降較大較?。?）滑片式壓縮機(jī) 滑片式壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)組成：氣缸、與主軸相連的偏心轉(zhuǎn)子(旋轉(zhuǎn)活塞)、滑片、排氣閥、外殼等。也稱旋轉(zhuǎn)葉片式壓縮機(jī)，按滑片數(shù)目分為雙滑式、多滑式。結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示。 滑片式壓縮機(jī)的工作過程電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)，滑片依靠離心力作用與氣缸內(nèi)壁嚴(yán)密接觸，滑片后面的某一容積將由最小值逐漸變大，并和吸氣口相通，吸入制冷劑氣體，到基元容積達(dá)到最大，完成吸氣過程。以后隨著轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，基元容積開始縮小，氣體被

16、壓縮。當(dāng)壓力超過排氣壓力時(shí),排氣閥打開，排出高壓氣體。該基元的后滑片越過排氣口邊緣時(shí)，則該基元排氣結(jié)束。相鄰的后一基元容積緊接著重復(fù)上述吸排氣過程。對于雙滑片式壓縮機(jī)，在轉(zhuǎn)子每旋轉(zhuǎn)一周中，依次有2個(gè)基元容積分別進(jìn)行吸氣壓縮排氣吸氣的循環(huán)過程。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，制造、操作、維修方便，無吸氣閥及曲柄連桿機(jī)構(gòu)，排氣均勻、轉(zhuǎn)速高、噪聲低，但滑片的機(jī)械磨損大。3渦旋式壓縮機(jī)一種新型的高效率壓縮機(jī)，結(jié)構(gòu)獨(dú)特，運(yùn)轉(zhuǎn)寧靜，與全封閉旋轉(zhuǎn)式和全封閉往復(fù)式壓縮機(jī)相比較，零部件很少，振動(dòng)極微，噪聲很小，尤其適用于作空調(diào)器部件使用。（1）渦旋式壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)如圖所示。（2）渦旋式壓縮機(jī)的工作過程圖為工作過程示意圖。其中圖

17、（a）所示為吸氣終了壓縮腔的狀態(tài)。之后,渦旋轉(zhuǎn)子每隔90°角順時(shí)針作圓周軌道運(yùn)動(dòng),其情況分別見圖（b）、（c）、（d）、最后達(dá)到圖（d）完成一個(gè)周期。以渦旋轉(zhuǎn)子的渦旋線和渦旋定子的渦旋線相切點(diǎn)A為基點(diǎn)，在轉(zhuǎn)子平移轉(zhuǎn)動(dòng)中是移動(dòng)的，如圖（a）、（b）、（c）、（d）所示。這種壓縮腔是一邊向中心移動(dòng),一邊縮小容積的一種壓縮機(jī)構(gòu)。壓縮后的高壓氣體從端蓋中心排氣口排出。4變頻式壓縮機(jī)變頻式制冷電器的主要部件是變頻式壓縮機(jī)。（1）變頻式壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)用電子變頻技術(shù)，改變壓縮機(jī)電動(dòng)機(jī)的電源頻率，改變壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的無級調(diào)速或者壓縮機(jī)的變頻調(diào)速控制。應(yīng)用：制冷設(shè)備用旋轉(zhuǎn)活塞式、渦旋式和往復(fù)活塞式

18、壓縮機(jī)中。如圖所示為雙氣缸旋轉(zhuǎn)活塞式變頻壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)圖。（2）變頻式壓縮機(jī)的工作過程和特點(diǎn)由滑片、氣缸內(nèi)壁、轉(zhuǎn)子外表面及氣缸端面之間形成封閉容積，主軸旋轉(zhuǎn)時(shí)使轉(zhuǎn)子緊貼在氣缸內(nèi)壁上滾動(dòng)，隨著轉(zhuǎn)子的滾動(dòng)，容積產(chǎn)生周期性變化，實(shí)現(xiàn)吸氣、壓縮和排氣過程。變頻壓縮的特點(diǎn)：轉(zhuǎn)速隨頻率變化，壓縮機(jī)產(chǎn)生的制冷量或供熱量均與頻率成比例地變化。在較低的轉(zhuǎn)速，較小啟動(dòng)電流下啟動(dòng)。依靠轉(zhuǎn)速變化，使制冷量或供熱量發(fā)生變化，以適應(yīng)負(fù)荷。圖表示了一臺(tái)變頻壓縮機(jī)當(dāng)頻率從30 Hz變化到100 Hz時(shí)的性能。在頻率變化時(shí)，制冷量和供熱量變化范圍大。5壓縮機(jī)的主要性能參數(shù)和質(zhì)量判定（1）主要性能參數(shù) 性能系數(shù)（能效比或成績系數(shù)）

19、 制冷量 輸入功率 氣缸容積 注油量 絕緣電阻 噪聲除以上參數(shù)，還有排氣量、轉(zhuǎn)速配用電動(dòng)機(jī)功率、氣缸數(shù)、制冷劑等性能參數(shù)。（2）壓縮機(jī)的質(zhì)量判定 安全性能 能效比 制冷量 可靠性 噪聲 電動(dòng)機(jī)性能練習(xí)復(fù)習(xí)題p89 31 34板書第一節(jié)壓縮機(jī)一、壓縮機(jī)的分類1壓縮機(jī)的作用2壓縮機(jī)按不同方式分類3氟利昂活塞式單級基本類型及特性 4活塞式壓縮機(jī)的常用術(shù)語5壓縮機(jī)的工作過程6壓縮機(jī)輸入功率的換算7電冰箱壓縮機(jī)與電冰箱容積間的匹配8空調(diào)器壓縮機(jī)輸入功率與制冷量的對應(yīng)關(guān)系二、全封閉式壓縮機(jī)1往復(fù)活塞式壓縮機(jī)2旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)3渦旋式壓縮機(jī)4變頻式壓縮機(jī)5壓縮機(jī)的主要性能參數(shù)和質(zhì)量判定第二節(jié)熱交換器（冷凝器、蒸

20、發(fā)器）新授課【教學(xué)目標(biāo)】1知識目標(biāo)：了解熱交換器的種類、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，掌握熱交換器的工作原理及應(yīng)用。2能力目標(biāo)：通過理論知識的學(xué)習(xí)和應(yīng)用，培養(yǎng)綜合運(yùn)用能力。3情感目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生熱愛科學(xué)，實(shí)事求是的學(xué)風(fēng)和創(chuàng)新意識，創(chuàng)新精神?！窘虒W(xué)重點(diǎn)】熱交換器的工作原理?！窘虒W(xué)難點(diǎn)】熱交換器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)?！窘虒W(xué)方法】讀書指導(dǎo)法、分析法、演示法、練習(xí)法?！菊n時(shí)安排】6學(xué)時(shí)【教學(xué)過程】新課第二節(jié)熱交換器（冷凝器、蒸發(fā)器）一、熱交換器的種類、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)組成：冷凝器和蒸發(fā)器兩部分。1冷凝器的種類、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)（）冷凝器的冷卻種類 水冷式傳熱效率高，結(jié)構(gòu)緊湊，適用于大中型制冷裝置。需要水冷卻系統(tǒng)，且管壁上結(jié)水垢后傳熱效果會(huì)降低，需要

21、定期清洗。 空冷式不需冷卻水，使用、安裝比較方便，適用于小型制冷裝置中。但傳熱系數(shù)低，體積和重量比較大。翅片表面積灰后會(huì)使傳熱變差，需經(jīng)常進(jìn)行清洗。 蒸發(fā)式和淋激式利用水在管外蒸發(fā)吸熱使管內(nèi)制冷劑蒸氣冷凝。按冷卻空氣的不同循環(huán)方式，分自然對流冷卻和強(qiáng)迫通風(fēng)對流冷卻兩種方式。一般冷藏容積在300 L以上的采用強(qiáng)迫通風(fēng)對流冷卻，300 L以下的采用自然對流冷卻?？照{(diào)器的冷凝器有水冷式，用于柜式空調(diào)器和整體式移動(dòng)空調(diào)器。風(fēng)冷式，用于窗式空調(diào)器和分體式空調(diào)器。（2）冷凝器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 百葉窗式冷凝器用直徑為5 mm 左右、壁厚為0 .75 mm 的銅管或復(fù)合管彎曲成蛇形管，緊卡或點(diǎn)焊在厚度為0.5 mm

22、、沖有700 1 200個(gè)孔的百葉窗形狀的散熱片上，靠空氣的自然對流散熱來形成冷凝條件，如圖所示。 鋼絲式冷凝器在蛇形復(fù)合管的兩側(cè)點(diǎn)焊直徑為1.6 mm的碳素鋼絲而構(gòu)成的。如圖所示。優(yōu)點(diǎn)：單位尺寸散熱面積大、熱效率高、工藝簡單、成本低等 內(nèi)嵌式冷凝器冷凝器盤管安裝在箱體外皮內(nèi)側(cè)與絕熱材料之間，利用箱體外皮散熱來達(dá)到管內(nèi)制冷劑冷凝的目的，見圖所示。優(yōu)點(diǎn)：保證冷凝器有合理的尺寸；對外殼加熱，防止結(jié)露；工藝簡單，成本較低；外觀嚴(yán)密整潔美觀。缺點(diǎn)：散熱性能不如百葉窗式和鋼絲式。結(jié)構(gòu)特殊而維修不便。 翅片盤管式冷凝器空氣強(qiáng)迫對流式冷凝器。結(jié)構(gòu)：翅片盤管式，如圖所示。優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)緊湊，散熱效率高，冷卻能力大

23、。缺點(diǎn)：翅片密集，空氣自然流動(dòng)時(shí)阻力大，通過加裝的軸流風(fēng)機(jī)或離心風(fēng)機(jī)來強(qiáng)迫空氣的對流。 套管式水冷凝器套管式水冷凝器是將兩根不同直徑的銅管（內(nèi)管也可若干個(gè)）同心地套在一起盤成橢圓形，如圖所示。2蒸發(fā)器的種類、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)（1）按被冷卻物體的性質(zhì)可分為三大類： 液體冷卻式 空氣冷卻式 固體冷卻式（2）蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)空氣冷卻式蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)特點(diǎn)： 鋁平板式蒸發(fā)器有復(fù)合板吹脹型和印刷管路型兩種結(jié)構(gòu)，如圖所示。特點(diǎn)：自然對流方式使空氣進(jìn)行循環(huán)，傳熱效率高、降溫快、結(jié)構(gòu)緊湊，成本低。應(yīng)用在直冷式單門或雙門電冰箱上。 管板式蒸發(fā)器用紫銅管或鋁管繞在黃銅板或鋁板圍成的矩形框上焊制或粘接而成，如圖所示。特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)牢

24、固可靠，設(shè)備簡單，規(guī)格變化容易，使用壽命長，不需要高壓吹脹設(shè)備等，但傳熱性能較差，多用在直冷式雙門電冰箱的冷凍室上。 蛇形翼片管式蒸發(fā)器蛇形盤管和約高15 20 mm 經(jīng)彎曲成形的翼片組成的，如圖所示。特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，除霜方便，一般不用修理。缺點(diǎn)是自然對流時(shí)空氣流速很慢，因而傳熱性能較差。多用在小型冷庫和直冷式雙門電冰箱的冷藏室上。 翅片管式蒸發(fā)器由蒸發(fā)管和翅片組成，應(yīng)用于間冷式雙門電冰箱的冷凍室內(nèi)和空調(diào)器中。具有堅(jiān)固，可靠性高，體積小，壽命長，散熱率高的特點(diǎn)。如圖所示。 層架盤管式蒸發(fā)器盤管既是蒸發(fā)器，又是抽屜擱架，制造工藝簡單，便于檢修，成本較低，而且有利于箱內(nèi)溫度的均勻，冷卻速度快。應(yīng)用

25、于冷凍室下置內(nèi)抽屜式直冷式冰箱，如圖形所示。 角蒸發(fā)器 是海爾冰箱獨(dú)設(shè)的，雙面制冷，全方位速凍，冰箱最下面抽屜也能冷凍食品，全面節(jié)能保鮮。二、熱交換器的工作原理及應(yīng)用1熱交換器的工作原理外界力作功，使制冷劑在制冷系統(tǒng)內(nèi)外實(shí)現(xiàn)狀態(tài)的變化，實(shí)現(xiàn)熱量的轉(zhuǎn)移，達(dá)到制冷的目的。蒸發(fā)器和冷凝器就是夠保證這一過程連續(xù)進(jìn)行的熱交換器，如圖所示。（1）冷凝器功能：降低從壓縮機(jī)排出的高溫高壓過熱制冷劑蒸氣的溫度，冷卻成高壓的液態(tài)制冷劑。過程分為三階段，如圖所示。第一階段：過熱蒸氣冷卻為飽和蒸氣；第二階段：由飽和蒸氣冷凝為飽和溫度下的液體；第三階段：進(jìn)一步冷卻為過冷液體。冷凝器的其他作用：一是將壓縮機(jī)排氣口接到副冷

26、凝器，使浸入化霜水注入蒸發(fā)皿中，使之蒸發(fā)，以免弄濕地面。二是將冷凝管繞箱門四周和箱頂部，防止箱門四周及頂部凝露問題。影響冷凝器傳熱效率的因素: 空氣流速 管內(nèi)殘留空氣 污垢（2）蒸發(fā)器液體制冷劑在其中蒸發(fā)并吸收被冷卻物質(zhì)熱量的熱交換器，是制冷系統(tǒng)中主要的換熱部件。功能：將節(jié)流降壓后的低溫低壓制冷劑液體，在壓力很小的蒸發(fā)器內(nèi)，迅速蒸發(fā)成飽和蒸氣，大量吸收被冷卻物體的熱量使之溫度下降，從而達(dá)到制冷的目的。分類：按內(nèi)部制冷劑狀態(tài)可分為干式蒸發(fā)、半滿液式蒸發(fā)和滿液式蒸發(fā)。蒸發(fā)器中制冷劑的吸熱過程如圖所示。影響蒸發(fā)器傳熱效率的因素: 空氣對流速度對蒸發(fā)器傳熱的影響 制冷劑特性對蒸發(fā)器傳熱的影響 霜層及污

27、垢等對蒸發(fā)器傳熱的影響 傳熱平均溫差對蒸發(fā)器傳熱的影響2熱交換器的應(yīng)用冷凝器制冷系統(tǒng)中的散熱器和液化器，其作用就是在系統(tǒng)制冷時(shí)進(jìn)行放熱和液化制冷劑。蒸發(fā)器在系統(tǒng)制冷時(shí)，是吸熱設(shè)備。練習(xí)復(fù)習(xí)題p 89 35 36板書第二節(jié)熱交換器（冷凝器、蒸發(fā)器）一、熱交換器的種類、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)1冷凝器的種類、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)2蒸發(fā)器的種類、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)二、熱交換器的工作原理及應(yīng)用1熱交換器的工作原理2熱交換器的應(yīng)用第三節(jié)毛細(xì)管與膨脹閥、制冷輔助設(shè)備新授課【教學(xué)目標(biāo)】1知識目標(biāo)：了解毛細(xì)管與膨脹閥的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及基本功用；了解常用輔助設(shè)備的結(jié)構(gòu)及功用。2能力目標(biāo)：通過理論知識的學(xué)習(xí)和應(yīng)用，培養(yǎng)綜合運(yùn)用能力。3情感目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生熱愛

28、科學(xué)，實(shí)事求是的學(xué)風(fēng)和創(chuàng)新意識，創(chuàng)新精神?！窘虒W(xué)重點(diǎn)】毛細(xì)管與膨脹閥的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及基本功用。【教學(xué)難點(diǎn)】毛細(xì)管與膨脹閥的工作原理。【教學(xué)方法】讀書指導(dǎo)法、分析法、演示法、練習(xí)法?！菊n時(shí)安排】7學(xué)時(shí)【教學(xué)過程】新課第三節(jié)毛細(xì)管與膨脹閥、制冷輔助設(shè)備一、毛細(xì)管1制冷系統(tǒng)中的節(jié)流裝置節(jié)流：液體（氣體和液體）在流道中流經(jīng)閥門、孔板或多孔堵塞時(shí)，由于局部阻力而使壓力降低的現(xiàn)象，如圖所示。絕熱節(jié)流：在節(jié)流過程中流體與外界無換熱，制冷劑流經(jīng)毛細(xì)管或膨脹閥時(shí)的節(jié)流過程，為絕熱節(jié)流。2毛細(xì)管的結(jié)構(gòu)形式是一根直徑很細(xì)的紫銅管，在制冷系統(tǒng)中可產(chǎn)生預(yù)定的壓力降，一般用作電冰箱、空調(diào)器和小型冷庫的節(jié)流元件。3毛細(xì)管的工作

29、過程作用：（1）節(jié)流降壓，將高壓流態(tài)制冷劑降壓為低壓液態(tài)制冷劑：（2）控制蒸發(fā)器的供液量。圖示為制冷劑液體在毛細(xì)管中的壓力及狀態(tài)變化。4毛細(xì)管的節(jié)流特點(diǎn)（1）毛細(xì)管由紫銅管拉制而成，結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，價(jià)格低廉。（2）沒有運(yùn)動(dòng)部件，本身不易產(chǎn)生故障和泄漏。（3）毛細(xì)管的自動(dòng)補(bǔ)償性，以適應(yīng)制冷負(fù)荷變化對制冷流量的要求。這種補(bǔ)償能力有限，適合在采用全封閉式壓縮機(jī)的電冰箱、小型空調(diào)器、空氣降溫機(jī)以及某些低溫設(shè)備中使用。（4）增加制冷劑的過冷度，使制冷量增加，提高制冷效果。（5）毛細(xì)管本身是常通結(jié)構(gòu)。二、膨脹閥膨脹閥屬于節(jié)流降壓器件，使用在大、小型空調(diào)器中。作用：把來自冷凝器的高溫、高壓液態(tài)制冷劑降溫

30、、降壓后，供給蒸發(fā)器并自動(dòng)調(diào)節(jié)制冷劑的循環(huán)量，控制蒸發(fā)器出口制冷劑蒸氣的過熱度，以適應(yīng)系統(tǒng)制冷量變化的需要。1手動(dòng)膨脹閥（1）結(jié)構(gòu)形式手動(dòng)膨脹閥是最簡單的節(jié)流閥，如圖所示。（2）工作過程適用于制冷系統(tǒng)手動(dòng)控制的場合。它是一種帶有細(xì)牙螺紋調(diào)節(jié)的針閥，可手動(dòng)調(diào)節(jié)閥的開啟度。2自動(dòng)膨脹閥（1）結(jié)構(gòu)形式如圖所示。（2）工作過程閥開啟，制冷劑液體進(jìn)入蒸發(fā)器，蒸發(fā)引力升高，導(dǎo)致膨脹閥的關(guān)小。當(dāng)壓縮機(jī)抽吸蒸發(fā)器中的蒸氣時(shí)，壓力降低，促使膨脹閥開大，這樣它自動(dòng)調(diào)節(jié)閥的開啟度。當(dāng)壓縮機(jī)開動(dòng)時(shí)，針閥立即開大；當(dāng)壓縮機(jī)停止時(shí)，蒸發(fā)器中的壓力可使膨脹閥全關(guān)。3熱力膨脹閥（1）結(jié)構(gòu)形式圖示。組成：感溫機(jī)構(gòu)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)和調(diào)

31、節(jié)機(jī)構(gòu)三大部分。（2）工作過程熱力膨脹閥的工作原理如圖所示。 在平衡狀態(tài)下因P = P0 + PD ，閥的開度一定，供液量一定。 負(fù)荷增加，蒸發(fā)器出口的制冷劑溫度上升（過熱度增加），感溫包吸熱后壓力上升。P > P0 + PD ，閥頭開啟，制冷劑流量增加，節(jié)流后制冷劑壓力P0增加。蒸發(fā)溫度上升，壓縮機(jī)的排氣量增加，此時(shí)，膨脹閥進(jìn)入新的平衡狀態(tài)。 負(fù)荷減小時(shí)，蒸發(fā)器出口的制冷劑氣體溫度下降（過熱度減?。?，感溫包內(nèi)的壓力下降，P < P0 + PD，薄膜向上彎曲，閥頭向關(guān)閉方向移動(dòng)，制冷劑流量減少，使蒸發(fā)溫度下降，膨脹閥在較小過熱度的條件下保持平衡。膨脹閥就是利用開閥作用力P的變化來改

32、變閥針的開啟度，從而改變制冷劑的流量，使蒸發(fā)器出口帶有3 8的過熱度，實(shí)現(xiàn)對閥自動(dòng)調(diào)節(jié)。4電子膨脹閥優(yōu)點(diǎn)：流量控制范圍大、動(dòng)作迅速、調(diào)節(jié)精細(xì)，制冷劑可以往、返流動(dòng)。采用微電腦程序進(jìn)行流量控制調(diào)節(jié)。按驅(qū)動(dòng)形式劃分，有電磁式和電動(dòng)式兩類，電動(dòng)式又分直動(dòng)型和減速型兩種。圖為脈沖電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的電子膨脹閥的總體結(jié)構(gòu)圖。圖示閥針在閥孔內(nèi)上下移動(dòng)的情形。圖示電子膨脹閥全開、全閉時(shí)的限位機(jī)構(gòu)。三、常用輔助設(shè)備的結(jié)構(gòu)及功用1感溫包（1）感溫包結(jié)構(gòu)一根較毛細(xì)管直徑大數(shù)倍的管子加工制成。管子的一端與毛細(xì)管相連接，另一端有兩種結(jié)構(gòu)形式：一種是端口封死的；另一種是在頂端加一段與感溫包相通的小口徑管子。這兩種感溫包的外形如圖所示。（a）的結(jié)構(gòu)由于一端端口封死，維修不方便；圖（b）的結(jié)構(gòu)由于在端部增加了一段管子，方便維修。（2）感溫包的功用安裝在蒸發(fā)器的出口附近，功用有兩個(gè)：一是向熱力膨脹閥發(fā)出控制信號，控制閥門的開啟度，從而對制冷劑流量進(jìn)行調(diào)節(jié)；二是為感溫波紋管式溫度控制器提供溫度變化信號，從而控制壓縮機(jī)的電動(dòng)機(jī)是否開啟。2吸氣管也稱回氣管，內(nèi)徑為4 5 mm、外徑約6 mm、長約