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1、歡迎各位光臨本次培訓主 辦:大連冷凍機股份有限公司承 辦:浙江杭州辦事處講課人:劉兆峰電 話:041186538316 04118653831513942832936第一部分 制冷原理第三章 基礎知識第一節(jié) 基本定義1、 物質(zhì)的三態(tài)(相) :固態(tài) 液態(tài) 氣態(tài)其中,物質(zhì)處于氣態(tài)時密度很小,分子之間有一定空隙,可以壓縮,可以均勻地充滿任何形狀的空間;物質(zhì)處于固態(tài)、液態(tài)時,分子彼此密集,相對不可壓縮,液態(tài)時具有流動性。物質(zhì)的三種狀態(tài)可以在一定的條件下(溫度、壓力)相互轉(zhuǎn)化,例如 加熱 加熱冰 水 蒸汽,加熱或冷卻冷卻 冷卻即存在加入熱量或釋放熱量,即存在熱量的轉(zhuǎn)移。 制冷的基本出發(fā)點就是利用物質(zhì)(制
2、冷劑)的相變(液、氣)來吸收或釋放熱量來達到熱量的轉(zhuǎn)移,即實現(xiàn)制冷的目的。2、 溫度溫度是表示物質(zhì)冷熱程度的量度。它的高低反映物體內(nèi)部分子無規(guī)則運動的劇烈程度,因此,溫度是物質(zhì)的狀態(tài)參數(shù)。 攝氏溫標(t ,)冰點0,沸點100溫標 華氏溫標(F ,)冰點32,沸點212F () = 9/5 * t() +32t()= F()-32 * 5/93、 壓力(P)在制冷中,壓力是單位面積A上所受的垂直力F,即壓強,P=F/A,壓力表的讀數(shù)指的就是壓強。壓力的常用單位有:Mpa,Kpa,bar,kgf/cm2,大氣壓(B0),mmHg。1 Mpa = 10 bar = 1000 KPa1bar1 kg
3、f/cm21 B0=760mmHg 對于氣體來講,壓力的大小取決于分子熱運動的情況,在一定的容積內(nèi),分子運動越劇烈,壓力越高,可以看出壓力和溫度有著密切的內(nèi)在關系,因此壓力也是物質(zhì)的狀態(tài)參數(shù)。幾種壓力表示法:a) 絕對壓力(Pj):在容器中,由于分子熱運動而對容器內(nèi)壁產(chǎn)生的壓力。b) 表壓力(Pb):制冷系統(tǒng)中用壓力表測得的壓力是容器內(nèi)氣體壓力與大氣壓(B0)的差值,稱為表壓(力)。 Pb= Pj- B0c) 真空度(H):當表壓是負值時,取它的絕對值,用真空度表示。H= B0- Pj或H= Pj- B04、 蒸發(fā)和冷凝蒸發(fā):指液體表面分子汽化變成蒸汽分子的過程。在自然狀態(tài)下,任何液體都有蒸發(fā)
4、的能力。(熱運動)影響液體蒸發(fā)速度(或能力)的因素有:Ø 物質(zhì)不同,表面分子克服引力不同;(氨、水、油)Ø 蒸發(fā)面積不同;Ø 液體溫度越高,蒸發(fā)越快;Ø 液體表面氣體的流速越快,蒸發(fā)越快;Ø 液體蒸發(fā)壓力與周圍空間壓差越大,蒸發(fā)越快。沸騰:一定壓力下,液體被加熱到某一溫度時,其內(nèi)部產(chǎn)生氣泡上升到液體表面破裂放出蒸氣,這種劇烈的汽化現(xiàn)象叫做沸騰,沸騰時的溫度叫沸點。蒸發(fā)在任何溫度、壓力下都能夠發(fā)生,而沸騰是在一定壓力下,只有達到一定的溫度才能發(fā)生,溫度和壓力是密切相關的兩個因素。同一種物質(zhì),壓力不同時,沸點不同,例如高原燒水;同一壓力下,物質(zhì)不同
5、沸點也不同,如一個標準大氣壓下,水的沸點是100,氨(R717)為-33.4,氟利昂22(R22)為-40.8。在制冷中,主要應用的是沸騰過程,為方便起見,把蒸發(fā)與沸騰統(tǒng)稱為蒸發(fā)。液體蒸發(fā)時需要吸收熱量,如果熱量來自本身,將使自身溫度下降(節(jié)流過程);如果熱量來自外界,將使外界溫度降低(蒸發(fā)器)。冷凝:蒸發(fā)的逆過程(略)。5、 飽和溫度和飽和壓力如圖11所示,在密閉容器中給一定的熱量,因為蒸發(fā)與冷凝是一個可逆的過程,最終汽化量與液化量相等,這時的狀態(tài)稱為飽和狀態(tài)。處于飽和狀態(tài)下的蒸汽(液體)稱為飽和蒸汽(液體),所對應的溫度、壓力稱為飽和溫度和飽和壓力。在制冷系統(tǒng)中,對于一種制冷劑來說,其飽和
6、溫度與飽和壓力是一一對應的,飽和溫度越高,飽和壓力也越高。制冷劑在蒸發(fā)器中蒸發(fā)以及在冷凝器中冷凝都是在飽和狀態(tài)下進行的,所以蒸發(fā)溫度與蒸發(fā)壓力、冷凝溫度與冷凝壓力都是一一對應的。對應關系可查制冷劑熱力性質(zhì)表。6、 過熱蒸汽 過冷液體在一定壓力下,蒸汽的溫度高于對應壓力下的飽和溫度,稱為過熱蒸汽。在一定壓力下,液體的溫度低于對應壓力下的飽和溫度,稱為過冷液體。蒸汽溫度超過飽和溫度的數(shù)值稱為過熱度。液體溫度低于飽和溫度的數(shù)值稱為過冷度。吸氣過熱度一般要求控制在510。蒸發(fā)壓力(溫度):制冷劑在蒸發(fā)器內(nèi)的壓力(溫度)。吸氣壓力(溫度):制冷劑在冷凝器內(nèi)的壓力(溫度)。吸氣壓力(溫度):壓縮機吸氣口處
7、的壓力(溫度)。吸氣壓力比蒸發(fā)壓力略低。排氣壓力(溫度):壓縮機排氣口處的壓力(溫度)。排氣壓力比冷凝壓力略高。第二節(jié) 熱力學基本概念 1、熱力學第一定律 焓(h)熱力學:研究熱、能及其相互轉(zhuǎn)化的一門學科。1) 內(nèi)能(u) 如圖所示,1Kg水在一個帶有活塞的容器中加熱,使水在100下汽化成同溫、同壓的水蒸氣。此過程加入40.2KJ熱量,膨脹對活塞作功2.9KJ,吸收的熱量還有37.3KJ變成內(nèi)能,使分子間距離加大,運動速度加快。熱力學第一定律:熱源加入到系統(tǒng)中的能量等于系統(tǒng)內(nèi)能(動能、位能等)增加和對外作功的機械能之和,即 q = u + A .式中, q 外界加入的熱量 u 工質(zhì)對外界作的功
8、 A 內(nèi)能的增加量或者說,在一個封閉系統(tǒng)中,能量不可能增加或消失,只能從一種形式轉(zhuǎn)化成另一種形式,即能量守衡定律。2) 焓(h)在穩(wěn)定流動中(制冷劑的循環(huán)過程都是氣、液的流動),外界加入的熱量(q)都消耗在:a) 增加內(nèi)能:u = u2 - u1b) 增加壓力位能:(pv)= p2v2 - p1v1c) 對外作功:Ad) 增加動能、重力位能等,一般可以忽略。所以,q = u + (pv)+ A= (u2+ p2v2)-( u1+ p1v1)+ A 。用 h2表示(u2+ p2v2),h1表示( u1+ p1v1),因為u、p、v都是狀態(tài)參數(shù),所以h也是狀態(tài)參數(shù),稱為焓。q = ( h2 - h
9、1 ) + A以制冷循環(huán)的幾個過程來說明熱、能的變化和關系。 絕熱壓縮時,q = 0,則A = h1 h2 或 -A= h2 - h1 ;蒸發(fā)和冷凝時,A = 0,則q = ( h2 - h1 );節(jié)流時,q = 0,A = 0,則 h2 = h1 。 2、熱力學第二定律 熵(s)熱力學第二定律:熱量不可能自發(fā)地從低溫物體向高溫物體轉(zhuǎn)移;要使熱量全部而且連續(xù)地轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能是不可能的。熱量的自發(fā)傳遞是有方向性,且有一定限度,溫差是熱量自發(fā)傳遞的動力。為了表示熱傳遞的方向性,引入“熵”的概念s=q/T.因為T總大于0,當s為正值時,熵增加,表示系統(tǒng)加熱;當s為負值時,熵減小,表示系統(tǒng)放熱;當s=0
10、時,表示沒有熱交換,稱之為絕熱過程。在制冷過程中,就是將能量從低溫熱源轉(zhuǎn)移到高溫熱源,綜合熱力學第一、二定律,熱量不能自發(fā)轉(zhuǎn)移,必須對系統(tǒng)作功,這就是壓縮機的作用,并且存在關系式 : Qa = Q0 + W, 衡量壓縮機運行經(jīng)濟性的指標:Ke = Q0 / W 。第三節(jié) 傳熱學的基本概念1、 熱量傳遞的基本方式1) 熱傳導()2) 對流換熱()3) 輻射換熱2、 傳熱溫差指傳熱壁兩側(cè)的兩種流體的溫度差,溫差是熱傳遞的推動力。傳熱溫差的存在,使得蒸發(fā)溫度比被冷卻物溫度低,冷凝溫度比冷凝器冷卻介質(zhì)溫度高。3、 濕度濕度是影響換熱的一個重要因素。濕度的三種表示方法:1) 絕對濕度(Z):每立方米含有
11、水汽的質(zhì)量。2) 含濕量(d):一千克干空氣含有的水汽量(g)。3) 相對濕度():在一定溫度下,一定量的空氣只能容納一定的水汽,超過這一限度,多余的水汽就會凝結(jié)成霧,這種一定限量的水汽量稱為飽和濕度。在飽和濕度下,有對應的飽和絕對濕度ZB,它隨空氣溫度變化而變化。在一定溫度下,空氣濕度達到飽和濕度時稱為飽和空氣,它不能再接受更多的水汽;能夠繼續(xù)接受一定量水汽的空氣稱為未飽和空氣。未飽和空氣的絕對濕度Z與飽和絕對濕度ZB的比值即相對濕度,=Z/ZB ×100%。用它來反映實際絕對濕度接近飽和絕對濕度的程度。應用:曬衣服、悶熱、蒸發(fā)式冷凝器、干濕球溫度計。第四節(jié) 壓焓圖(Ph圖)以絕對
12、壓力為縱坐標,焓值為橫坐標組成直角坐標系。以一個點(臨界點)、兩條線、三個區(qū)構(gòu)成壓焓圖。圖中包含:1) 等溫線:t=C2) 等壓線:P=C3) 等焓線:h=C4) 等熵線:s=C5) 等容線:v=C6) 等干度線:x=C7) A區(qū):汽、液兩相區(qū)(飽和區(qū))8) B區(qū):過熱區(qū),汽體存在過熱9) C區(qū):過冷區(qū),液體存在過冷10) 飽和液體線:x=011) 飽和汽體線:x=112) 臨界點K:對應臨界壓力、臨界溫度 第五節(jié) 食品冷凍、冷藏的基本概念食品冷凍、冷藏的目的:保鮮、防止腐敗變質(zhì)。引起腐敗的因素:酶、微生物共同作用,分解食物中的蛋白質(zhì)、脂肪、糖類等營養(yǎng)成分,最終使食物營養(yǎng)成分降低、產(chǎn)生對人體有
13、害的物質(zhì)并產(chǎn)生異味。酶和微生物對溫度很敏感,溫度越低,活性越低。食品分類:a) 植物類:活體,能夠呼吸,消耗水分、養(yǎng)分,但能夠抑制酶和微生物的活動,溫度不能太低,防止凍傷改變營養(yǎng)及口感。b) 動物類:非活體,不呼吸,不能夠抑制酶和微生物的活動,本身不消耗水分及養(yǎng)分,溫度越低越好。 注意食品冷凍冷藏的“干耗”問題。第三章 制冷劑 載冷劑 冷凍油第一節(jié) 制冷劑1、 制冷劑概述制冷劑就是在制冷系統(tǒng)中能夠循環(huán)變化的物質(zhì),也叫工質(zhì)。制冷過程就是制冷劑在循環(huán)過程中發(fā)生相變時(蒸發(fā)或冷凝)吸收或釋放熱量來達到熱量從低溫部分轉(zhuǎn)移到高溫部分。選用制冷劑的基本條件:1) 使用條件下(蒸發(fā)溫度)壓力不要太低2) 常
14、溫下能夠冷凝,且冷凝壓力不要太高3) 環(huán)境可接受性,ODP、GWP盡可能小4) 凝固點較低,至少滿足使用條件(如: 氨為-77.7,水為0),臨界溫度高5) 化學穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性好,不易分解(氨在260時分解);無毒、無刺激性氣味;燃、爆性小6) 來源廣,價格便宜7) 絕熱指數(shù)小,單位質(zhì)量和單位容積制冷量大8) 良好的溶水性和溶油性2、 常用制冷劑1) 水(H2O)標準沸點100,冰點0,適用于0以上的制冷溫度。優(yōu)點:無毒,無味,不然,不爆,安全便宜缺點:水蒸汽密度小,蒸發(fā)壓力低,不適合在容積式壓縮機中使用,只適合在吸收式和蒸汽噴射式冷水機組中使用。2) 氨(NH3 R717)標準沸點-33.
15、4,凝固溫度-77.7。優(yōu)點:有較好的熱力性質(zhì)和熱物理性質(zhì),壓力適中,單位容積制冷量大,粘性小,流動阻力小,比重小,傳熱性能好,價格便宜易獲得。缺點:毒性大,易燃易爆,有強烈刺激性氣味,對食品易產(chǎn)生污染;空氣中氨的容積濃度達到0.50.6%時,人在其中停留半小時就會引起中毒;容積濃度達到1114%時,可以燃燒;容積濃度達到1625%時,遇明火可以引起爆炸;氨在高溫(260)時會分解出氫氣(H2),遇空氣及明火會產(chǎn)生強烈的爆炸,因此氨系統(tǒng)必須安裝空氣分離器,及時排放系統(tǒng)中的空氣及其它不凝性氣體。優(yōu)、缺點共存:l 氨極易溶于水,可以與水以任意比互溶,因此在氨系統(tǒng)中不會產(chǎn)生冰塞,可以不加干燥過濾器;
16、但有水存在,極易腐蝕金屬,并提高蒸發(fā)溫度;純氨不腐蝕鋼、鐵,但含水時會腐蝕鋅、銅及銅合金(除磷青銅),因此在氨制冷機及系統(tǒng)中不允許使用銅及銅合金部件(包括壓力表,氨壓力表必須標有“氨”字樣),只有個別起耐磨、密封的部件才可以使用高錫磷青銅。l 氨與油不互溶,并且氨比油輕,油沉在氨液的下部,有利于從容器的底部放油;但在換熱器表面會形成油膜,影響換熱;在管路上凝結(jié),停機后會形成油封或再次開機時引起液擊。在吸(排)氣管路上盡量避免出現(xiàn)“U”形彎。l 強烈的刺激性氣味會引起窒息,但有利于發(fā)現(xiàn)泄漏;氨與水結(jié)合顯堿性,可用石蕊(變藍)或酚酞(變紅)試紙檢漏,但不要用肥皂水檢漏。3) 氟利昂氟利昂是碳氫化合
17、物的鹵(氟、氯、溴)代物的總稱。優(yōu)點:Ø 大多數(shù)氟利昂無毒、無味,燃燒、爆炸的可能性小;Ø 絕熱指數(shù)小,壓縮終了溫度低;Ø 對金屬材料腐蝕小,但腐蝕鎂及鎂含量超過2%的鋁鎂合金,同時,對天然橡膠、樹脂、塑料等非金屬材料有“膨潤”作用。維修氟機時,如果需要更換密封墊或“O”形圈時,注意使用耐氟材料。缺點:Ø 分子量大,比重大,阻力損失大,傳熱性質(zhì)差Ø 溶水性極差,易產(chǎn)生“冰塞”,系統(tǒng)中需要安裝干燥過濾器;與水會發(fā)生水解反應產(chǎn)生酸性物質(zhì),出現(xiàn)“鍍銅”現(xiàn)象,因此要求氟利昂中含水量極小(R22中要求含水量不大于0.0025%)Ø 遇明火或電弧
18、光會分解出有毒的HCl、HF及光氣Ø 滲透性極強并且無味,極易泄漏又不易被發(fā)現(xiàn)Ø 價格高Ø 破壞臭氧層(ODP)及產(chǎn)生溫室效應(GWP)其它特點 :與油部分溶解,并且與氟利昂種類及潤滑油種類不同而不同。一般來說,溫度高溶解度大或者互溶,當溫度降低時,溶油能力減小,會使油分離出來并且分層,分離出來的油會浮在氟利昂上面,對于滿液式蒸發(fā)器來說,會使回油困難并使蒸發(fā)溫度提高。常用氟利昂的熱力性質(zhì):分子式 標準沸點 凝固點 臨界溫度 臨界壓力 絕熱指數(shù)R12 CF2Cl2 -29.8 -155.0 112.04 4.12MPa 1.138 R22 CHF2Cl -40.8
19、-160.0 96.13 4.986 1.194 R13CF3Cl -81.5 -180.0 28.78 3.86 1.15 R114 C2F4Cl2 3.5 -94.0 145.8 3.275 1.092 第二節(jié) 載冷劑(第二制冷劑)1、 采用載冷劑的優(yōu)點載冷劑:又稱冷媒,是被用來將制冷系統(tǒng)產(chǎn)生的冷量傳遞給被冷卻物體的媒介物質(zhì)。直接冷卻:蒸發(fā)器安裝在用冷場所,直接冷卻被冷卻對象。如:冷風機、排管間接冷卻:通過冷媒來冷卻被冷卻對象的冷卻方式。如:冷水機組、鹽水機組采用載冷劑系統(tǒng)的優(yōu)點:a) 制冷劑系統(tǒng)集中在機房或很小范圍內(nèi),便于密 封和檢漏。b) 制冷劑充注量大大減少。c) 在大型用冷系統(tǒng)中便
20、于冷量的分配和控制。d) 便于安裝,制冷系統(tǒng)和載冷劑系統(tǒng)相互獨立。2、 對載冷劑性質(zhì)的要求載冷劑在蒸發(fā)器和用冷場所之間循環(huán),通過顯熱傳遞熱量,因此要求:1) 無毒,無可燃性,無刺激性氣味;化學穩(wěn)定性好,不分解,不氧化,不腐蝕設備,對人體無害。2) 使用溫度范圍內(nèi)呈液態(tài),凝固點溫度低于蒸發(fā)溫度48(不結(jié)冰),沸點遠高于使用溫度(不揮發(fā),減少損失)。3) 比重小,粘度?。p少泵功耗),傳熱性好,比熱大(減少循環(huán)量及換熱面積)。3、 常用載冷劑及其特點Ø 空氣比熱小,只有在采用空氣直接冷卻時才使用,如小型的空調(diào)器。Ø 水比熱大,無毒無害,但凝固點高(0),因此只用于0以上的冷水機
21、組。Ø 鹽水在0以下的系統(tǒng)中,常使用無機鹽(NaCl、CaCl2等)按一定比例配置成不同濃度的水溶液作為載冷劑。鹽水的冰點是隨濃度的增加而降低的,一般要求鹽水的冰點溫度要低于使用溫度1014。濃度過大,鹽水比重增加,水泵耗功增大,鹽耗增加;濃度過低,接近冰點溫度,鹽水粘度增加,阻力增大,水泵、攪拌器耗功增大,蒸發(fā)器管路表面有結(jié)冰可能。并且濃度不能過大,如果濃度超過共晶點的濃度,冰點的溫度反而隨濃度的增加而升高(此時析出的是晶體鹽而不是冰),如圖14。NaCl、CaCl2、MgCl水溶液的共晶溫度分別為-21、-55、-34。另外,鹽水具有腐蝕性,尤其與空氣混合時極易腐蝕金屬材料,應當
22、盡量使鹽水系統(tǒng)密封,減少與空氣接觸,并加入適量緩蝕(防腐)劑。防腐劑常用重鉻酸鈉(Na2Cr2O7)和氫氧化鈉(NaOH)重量比為100:27混合,使溶液PH值為7.0左右。鹽水有較強的吸水性,使用過程中濃度會逐漸降低,應定期檢查濃度(常用測比重法)。Ø 有機載冷劑1) 甲醇、乙醇及其水溶液 純的甲醇、乙醇冰點為-97、-117,可以在很低的溫度下作載冷劑,粘度小,但有揮發(fā)性和可燃性,使用時注意防火及減少消耗。2) 乙二醇、丙二醇、丙三醇及其水溶液乙二醇、丙二醇、丙三醇本身粘度很大,但配成溶液后粘度降低,共晶溫度可達-60,揮發(fā)性較小。丙三醇(甘油)無毒,可以與食品直接接觸;乙二醇、
23、丙二醇基本無毒。價格比較高。第三節(jié) 冷凍油冷凍油即制冷壓縮機潤滑油,與普通潤滑油相比,它凝固溫度(傾點)比較低,可以在較低的溫度下仍有較好的流動性,如曲軸箱、蒸發(fā)器中。因此,禁止使用動物油、植物油或標號相同的普通潤滑油來代替冷凍油使用。冷凍油質(zhì)量的好壞直接影響零部件的磨損和壓縮機的壽命、性能,必須選擇優(yōu)質(zhì)的冷凍油。1、 冷凍油在壓縮機中的作用1) 潤滑:相對運動的零件表面被油膜分隔開,減少壓縮機的摩擦功、摩擦熱及零件的磨損。2) 冷卻:帶走摩擦熱,使零件溫度不至于過高。3) 密封:在運動部件之間形成油膜,阻止制冷劑泄漏,如:活塞環(huán)與汽缸表面、陰陽轉(zhuǎn)子之間、轉(zhuǎn)子與機體之間、軸封動靜環(huán)表面之間。4
24、) 清洗:利用油的流動,帶走摩擦表面的磨屑,防止零部件進一步磨損。5) 消聲(降噪):油膜可以緩沖零件之間的碰撞,減少噪音并阻礙聲音的傳遞。6) 動力:活塞及螺桿壓縮機都采用壓力油作為動力來控制卸載機構(gòu)的動作,實現(xiàn)增、減載。總之,冷凍油在制冷壓縮機中起到重要的作用,在油的循環(huán)使用過程中要對油進行冷卻、過濾、定期更換(油的粘度如果下降15%需要更換新油);對于初次使用的機器,要經(jīng)常檢查、清洗過濾器,并根據(jù)油的污染情況決定是否更換新油。2、 冷凍油的選用條件1) 粘度適中:粘度過大或過小都會使摩擦功增大,排氣溫度升高,開啟式壓縮機一般選用46號冷凍油;粘溫性好:潤滑油的粘度隨溫度的升高而降低,油溫
25、超過60時,粘度急劇下降,因此壓縮機的油溫要求的使用范圍為3060。2) 凝固點(傾點)低:油失去流動性的最高溫度叫做傾點。國產(chǎn)冷凍油的傾點一般為-40左右。如果凝固點溫度高于蒸發(fā)溫度,油就會凝結(jié)在蒸發(fā)器管路表面,影響換熱,不利于回油;活塞壓縮機的曲軸箱溫度太低(如回液),會使油泵供不上油,造成壓縮機損壞。3) 閃點:油蒸汽與空氣混合與明火接觸后即發(fā)生閃火現(xiàn)象的最低溫度。油溫達到閃點時,重則有著火、爆炸的危險,輕則使油變質(zhì)、炭化。4) 水分:制冷劑或設備中的水分與油混合后,會引起油的乳化,粘度降低,潤滑條件惡化,造成機械事故。必須控制油的含水量。5) 機械雜質(zhì):系統(tǒng)中的雜質(zhì)會隨制冷劑的流動進入
26、油路系統(tǒng),會使油路及過濾器堵塞,造成供油故障,造成機械事故,同時也加劇零件磨損。6) 與制冷劑的互溶性:氨與油互不相溶。油的溫度越低以及氟利昂的壓力越高,油溶解氟利昂的能力就越大,如果環(huán)境溫度比較低并且停機時間比較長,冷凍油中就會溶解大量的氟利昂,再次啟動壓縮機時,活塞壓縮機的曲軸箱及螺桿壓縮機的油分離器中溶解于油中的氟利昂就會迅速蒸發(fā),產(chǎn)生大量氣泡,影響油泵的正常工作,同時,油與制冷劑混合時,會使油的粘度降低,減弱潤滑油的作用,造成機械事故,因此,氟利昂壓縮機必須裝有油加熱器,開機前將油溫加熱到25以上。3、 冷凍油的副作用油的副作用主要表現(xiàn)在附著在換熱器的表面,增加熱阻,影響換熱器的正常使
27、用。因此,必須及時排放系統(tǒng)設備中多余的冷凍油。在氨系統(tǒng)中,氨與油幾乎互不相溶,并且油比氨重,沉積在氨的下面,可以很方便地從設備的底部將油放出。必須使用集油器放油,嚴禁從帶有壓力的設備中直接向外放油。在氟利昂系統(tǒng)中,在冷凝器、貯液器等高溫設備中,氟利昂與油互溶在一起,對換熱影響不大;在蒸發(fā)器等低溫設備中,隨著氟利昂的蒸發(fā),油會分離出來,影響熱交換。對于干式蒸發(fā)器,油會被流速較快的氣體帶回壓縮機循環(huán)使用,而對于滿液式蒸發(fā)器,油會浮在氟利昂的上部(油比氟利昂輕),很難隨氣體回到壓縮機,導致蒸發(fā)溫度提高。第三章 制冷原理第一節(jié) 單級壓縮蒸汽式制冷原理1、制冷循環(huán)的四大部件單級壓縮制冷循環(huán)可以簡單地用圖
28、15來表示。制冷劑在制冷系統(tǒng)內(nèi)相繼經(jīng)過壓縮、冷凝、節(jié)流、蒸發(fā)四個過程,便完成單級壓縮制冷循環(huán),即達到制冷的目的。在制冷循環(huán)中,蒸發(fā)器、壓縮機、冷凝器、節(jié)流閥是必不可少的四大部件。 蒸發(fā)器:制冷劑在低壓(蒸發(fā)壓力)下以較低的溫度(蒸發(fā)溫度)蒸發(fā),吸收被冷卻物質(zhì)的熱量實現(xiàn)制冷,是輸送冷量的設備。壓縮機:是系統(tǒng)的心臟,起到輸送制冷劑蒸汽的作用,同時保證蒸發(fā)器在低壓下運行、冷凝器在高壓(冷凝壓力)下運行。是輸入功的設備。冷凝器:制冷劑蒸汽在高壓下將從蒸發(fā)器吸收的熱量以及壓縮功轉(zhuǎn)化的熱量傳遞給冷卻介質(zhì),冷凝成溫度較高的(冷凝溫度)的液體。是放出熱量的設備。 節(jié)流閥:將從冷凝器冷凝的制冷劑液體節(jié)流降壓(降
29、到蒸發(fā)壓力)后進入蒸發(fā)器,同時控制和調(diào)節(jié)制冷劑的流量,并將系統(tǒng)分為高壓側(cè)和低壓側(cè)兩部分。在實際的制冷系統(tǒng)中,為了提高運行的經(jīng)濟性、可靠性和安全性,還設有一些輔助設備,如油分離器、油冷卻器、空氣分離器、貯液器、集油器等。2、用壓焓圖表示制冷循環(huán)1) 理論循環(huán)利用熱力學第一定律q = ( h2 - h1 ) + A 來描述,壓縮時,q=0,-A= h2 - h1 ,或w0= h2 - h1 ;冷凝時,A=0,qa=h2-h4;節(jié)流時,q=0,A=0,h4=h5 ;蒸發(fā)時,A=0,q0=h1-h5。所以qa = h2-h4 = h2 - h5=(h2-h1)+(h1-h5)=w0+q0。即冷凝時釋放
30、的熱量等于蒸發(fā)時吸收的熱量與壓縮作功轉(zhuǎn)化的熱量之和,符合利用熱力學第一定律,即能量守恒定律。2) 實際循環(huán)在實際循環(huán)中,會存在吸氣過熱及液體過冷。a) 液體過冷對制冷系數(shù)的影響液體過冷時,q0= h1-hd > h1-h5 = q0,而w0不變,制冷系數(shù)ke=q0/ w0>ke= q0/w0 。 獲得液體過冷度的方法很多,但可能增加設備或運行成本,所以通過提高過冷度來提高循環(huán)經(jīng)濟性是一個系統(tǒng)優(yōu)化的過程。b) 吸氣過熱對循環(huán)性能的影響Ø 排氣溫度升高: TkT0×(Pk/P0)n-1Ø 單位質(zhì)量制冷劑壓縮功增加Ø 冷凝器熱負荷增加Ø
31、壓力相同,溫度升高,減小,質(zhì)量流量減小無效過熱:氣體從吸氣管道至壓縮機前,從周圍環(huán)境中吸取熱量產(chǎn)生過熱。對于無效過熱,單位質(zhì)量制冷量不變,質(zhì)量流量減少,制冷量減?。粏挝毁|(zhì)量壓縮功增加,制冷系數(shù)減小。所以,對于回氣管路要采取保溫措施,減少無效過熱。有效過熱:過熱發(fā)生在蒸發(fā)器后部或被冷卻室內(nèi)的吸氣管路上。對于有效過熱,單位質(zhì)量制冷量增加,但比容增加,單位容積制冷量有可能增加,也有可能減小,這與制冷劑的性質(zhì)有關。如圖1-7所示,不同制冷劑單位容積制冷量及制冷系數(shù)隨過熱度增加的變化情況。但無論如何,吸氣過熱度最終受排氣溫度所限制。3、熱交換及壓力損失對循環(huán)性能的影響及解決辦法a) 吸氣管道b) 排氣管
32、道c) 冷凝器到膨脹閥的管路d) 膨脹閥到蒸發(fā)器的管路e) 蒸發(fā)器f) 冷凝器g) 壓縮機4、運行工況與經(jīng)濟性指標a) 蒸發(fā)溫度不變,冷凝溫度變化冷凝溫度升高,單位質(zhì)量制冷量減少,單位功增加,吸入點狀態(tài)不變,質(zhì)量流量不變。所以,總的制冷量減少,功率增加,制冷系數(shù)減小,經(jīng)濟性降低。反之亦然。b) 冷凝溫度不變,蒸發(fā)溫度變化蒸發(fā)溫度降低,單位質(zhì)量制冷量減少,吸氣比容增大(密度減小),質(zhì)量流量減小,單位容積制冷量和總制冷量都降低;單位功增加,但質(zhì)量流量減小,不能直接看出總功率是增大還是減小,但總的來說,隨著蒸發(fā)溫度的降低,制冷量都減小,制冷系數(shù)減小,經(jīng)濟性降低。反之亦然。 根據(jù)上面的分析,要提高制冷
33、系統(tǒng)的經(jīng)濟性,在運行時要盡量降低冷凝溫度(但要作整體的經(jīng)濟性分析)和提高蒸發(fā)溫度,只要能滿足被冷卻物的溫度就可以了。5、不凝性氣體對循環(huán)性能的影響一般來說,空氣等不凝性氣體都存積在冷凝器的上部,不能通過冷凝器(或貯液器)的液封,占據(jù)一定的冷凝空間,減小換熱面積,同時,使冷凝壓力提高,壓縮機功耗增加,冷量減小,Ke降低。對氨系統(tǒng)增加爆炸的可能性。所以,要及時排放系統(tǒng)中的不凝性氣體。可采取空氣分離器或冷凝器上的放空氣閥(小型的氟系統(tǒng))進行排放。第二節(jié) 兩級(雙級)縮蒸汽式制冷原理1. 為什么要采用雙級壓縮在制冷循環(huán)中,當工質(zhì)選定后,蒸發(fā)壓力(P0)和冷凝壓力(Pk)是由蒸發(fā)溫度(T0)和冷凝溫度(
34、Tk)決定的。T0是由用冷裝置要求決定,Tk由環(huán)境介質(zhì)(水或空氣)決定,由于環(huán)境介質(zhì)溫度變化是有限的,通常PK變化也不大,所以壓縮比PK/P0受P0(T0)的影響要大一些,當P0(T0)降低時,壓比明顯上升。當壓比過大時,會產(chǎn)生以下問題:n 內(nèi)泄漏增加,輸氣系數(shù)明顯降低。n 對于活塞壓縮機,由于余隙容積的存在,當壓比達到20時,壓縮機幾乎不吸氣。n 實際壓縮過程偏離等熵過程的程度增加,耗功增加,排氣溫度升高。n 節(jié)流損失增大,單位質(zhì)量和單位容積制冷量都減小,壓縮機制冷量減小。n 排氣溫度升高(尤其對于活塞機),TkT0×(Pk/P0)n-1,潤滑油變稀,潤滑條件減弱,甚至油會出現(xiàn)結(jié)碳
35、現(xiàn)象,達到閃點溫度有爆炸危險。限制活塞壓縮機壓比的最大因素就是排氣溫度。n 油蒸氣大量進入系統(tǒng),影響換熱器的換熱效果。一般來說,單級氨制冷壓縮機壓比不超過8,氟機不超過10。因此,若要達到比較低的蒸發(fā)溫度,就要采用雙級壓縮甚至多級壓縮。2. 雙級壓縮制冷循環(huán)的原理雙級壓縮制冷循環(huán)是將壓縮過程分為兩個階段進行。來自蒸發(fā)器的低壓氣體(壓力為P0)先經(jīng)過低壓級壓縮機壓縮至中間壓力(Pm),經(jīng)過中間冷卻器冷卻后再進入高壓級壓縮機,壓縮到冷凝壓力(Pk)排入到冷凝器中。兩個階段的壓縮比各自都保持在10以內(nèi)。雙級壓縮制冷循環(huán)由于節(jié)流級數(shù)和中間冷卻方式不同而有不同的循環(huán)形式。有兩級節(jié)流和一級節(jié)流,中間完全冷
36、卻和中間不完全冷卻。下面介紹兩種常用的并具代表性的雙級壓縮循環(huán)。1) 一級節(jié)流中間完全冷卻雙級循環(huán) 其中:A低壓級壓縮機 B高壓級壓縮機C冷凝器 D中間冷凝器E蒸發(fā)器 F、G節(jié)流閥 2) 一級節(jié)流中間不完全冷卻雙級循環(huán)通常雙級壓縮氨制冷系統(tǒng)采用中間完全冷卻,而氟制冷系統(tǒng)采用中間不完全冷卻。這是因為氟的絕熱指數(shù)(n)比氨小,在相同壓比時,氟機壓縮終了溫度比氨低,所以允許氟機吸氣有較大過熱度。3. 實現(xiàn)雙級壓縮的辦法雙級壓縮制冷系統(tǒng)可以是多臺壓縮機組成的雙級系統(tǒng)(雙級配搭),其中一臺或幾臺作為低壓級,一臺作為高壓級;也可以由一臺壓縮機組成的單機雙級系統(tǒng),如單機雙級活塞制冷壓縮機和單機雙級螺桿制冷壓
37、縮機。通常高、低壓級的體積排氣量之比為1:2或1:3,并以Pm=P0×Pk 時最經(jīng)濟。4. 采用雙級壓縮制冷循環(huán)的優(yōu)點a) 由于各級壓比均減小,壓縮機的輸氣系數(shù)大大提高。b) 采用中間冷卻,降低了高壓級排氣溫度,改善了壓縮機潤滑條件。這對氨壓縮機具有重要意義。c) 功耗降低。例如,t0=-30,tk=30時,采用雙級壓縮的功耗要比采用單級壓縮減少12%。 但是,采用雙級壓縮要比單級壓縮多一臺壓縮機、一個中間冷卻器、一只節(jié)流閥,投資成本增加。因此,只有在低蒸發(fā)溫度時采用雙級壓縮才較為合理。 第二部分 制冷機及輔助設備第一章 活塞式制冷壓縮機第一節(jié) 活塞式制冷壓縮機工作原理1、活塞壓縮機
38、的分類按使用的制冷劑來分,有氨壓縮機和氟利昂壓縮機兩種。按壓縮級數(shù)來分,有單級壓縮和雙級壓縮兩種。按汽缸中心線的位置分,有直立式、V型、W型和S(扇)型。按壓縮機的總體結(jié)構(gòu)來分,有開啟式、半封閉式、全封閉式三種。2、活塞式壓縮機的工作過程1) 理想工作過程在分析活塞式壓縮機的工作過程中,可以先把實際過程簡化成理想過程。簡化時假定:a. 壓縮機沒有余隙容積;b. 吸、排氣過程沒有容積損失;c. 壓縮過程是理想的絕熱過程;d. 無泄漏損失。這樣,壓縮機的理想工作過程可用圖2-1所示的PV圖來表示??v坐標表示壓力P,橫坐標表示活塞在汽缸中移動時形成的容積V。在圖中,41表示吸氣過程,活塞從上止點開始
39、向右移動,排氣閥(片)關閉,吸氣閥(片)打開,在壓力P1下吸入制冷劑氣;12表示壓縮過程,活塞從下止點向左移動,制冷劑從壓力P1絕熱壓縮到P2,此過程吸、排氣閥均關閉;23表示排氣過程,活塞左行至2位置時排氣閥打開,活塞繼續(xù)左行,在壓力P2下把制冷劑排出汽缸。由于假設沒有余隙容積 ,活塞運行到3點時制冷劑全部排出。當活塞再次向右移動時進行下一次的吸氣過程。2) 實際工作過程壓縮機的實際工作過程與理想工作過程有很大不同。實際過程存在余隙容積;吸排氣閥有阻力,工作時存在壓力損失;汽缸壁與制冷劑之間有熱交換,非絕熱過程;有漏氣損失。a. 余隙容積的影響余隙:活塞運動到上止點位置時,活塞頂與閥座之間保
40、持一定的間隙,稱為余隙,余隙所形成的容積稱為余隙容積。造成余隙的主要原因是:防止曲柄連桿機構(gòu)受熱延伸時不至于使活塞撞擊閥座而引起機器損壞;E:培訓培訓教材表2-1.doc排氣閥的通道占據(jù)一定的空間;運動部件的磨損使零件配合間隙變大;活塞環(huán)與閥蓋之間的環(huán)型空間。余隙容積的存在,在排氣過程結(jié)束時不能將汽缸內(nèi)的氣體全部排凈,有一部分高壓氣體殘留在余隙容積內(nèi),這樣在下一次吸氣開始前,這一部分氣體首先膨脹減壓,在壓力降低到低于吸氣壓力才能開始吸氣。所以,由于余隙容積內(nèi)的氣體膨脹,占據(jù)了部分工作容積,使吸氣量減少,稱為余隙損失。壓比越大使,余隙損失越大。b. 吸排氣閥(片)阻力的影響 由于閥門(片)開啟時
41、必須克服閥片的慣性力和壓在閥片上的彈簧力,以及氣體通過閥門的流動阻力,使得實際吸氣壓力低于P1,而排氣壓力高于P2。 汽缸內(nèi)部壓比大于外部壓比。節(jié)流損失。c. 汽缸壁與制冷劑之間熱交換的影響 預熱損失。d. 壓縮機泄漏損失的影響 壓縮機運行時,由于密封不嚴和磨損會造成漏氣損失,它常發(fā)生在活塞環(huán)和汽缸壁之間的不密封處,使得氣體從高壓腔向低壓腔泄漏。此外,吸、排氣閥片關閉不嚴或關閉滯后,也會造成汽缸內(nèi)氣體泄漏。這部分損失叫作泄漏損失。由于這些實際因素的影響,壓縮機的實際輸氣量總是小于理論輸氣量實際耗功總是大于理想過程的耗功。而影響這些因素最大的外界條件就是壓縮比,即冷凝壓力和蒸發(fā)壓力的差值。第二節(jié)
42、活塞式制冷壓縮機的結(jié)構(gòu)1、我國系列活塞制冷壓縮機的特點高速:轉(zhuǎn)速在9601450r/min;多缸:開啟式壓縮機通常有2、4、6、8個汽缸。多缸結(jié)構(gòu)使壓縮機布置緊湊,動平衡性能好,還可以通過使一部分汽缸空載運轉(zhuǎn)達到調(diào)節(jié)制冷量的目的。三種制冷劑通用:新系列大缸徑如100、125、170系列壓縮機對R717、R12、R22三種制冷劑都可以使用,只須更換部分零部件,如安全閥、氣閥彈簧、軸封、膠圈等。2、總體結(jié)構(gòu)壓縮機一般須具備以下幾部分:a.運動部分:包括曲軸、連桿、活塞等。b.配氣部分:包括吸、排氣閥,吸、排氣通道等。c.密封部分:包括活塞環(huán)、軸封、墊片、填料等。d.潤滑部分:包括油泵、濾油器、油壓
43、調(diào)節(jié)閥等。e.安全部分:假蓋、假蓋彈簧、安全閥、高壓保護繼電器、油壓保護繼電器等。f.能量調(diào)節(jié)部分:卸載機構(gòu)。3、壓縮機主要零部件結(jié)構(gòu)主要介紹開啟式壓縮機的主要零部件結(jié)構(gòu)。(1)機體:機體就是壓縮機的機身,它由汽缸體、曲軸箱、汽缸蓋等組成。吸氣腔就是汽缸體的內(nèi)腔,吸入氣體通過吸氣腔時可以冷卻汽缸套,散熱條件好。排氣腔在汽缸體上端,吸、排氣腔之間有隔板分開。對于單機雙級壓縮機,高、低壓級的吸、排氣腔之間都有隔板分開。汽缸蓋對汽缸上部起著密封作用,它和機體、假蓋一起形成了高壓蒸氣的排氣腔。在拆卸汽缸蓋時,應防止假蓋彈簧將汽缸蓋彈出砸傷人。汽缸蓋螺栓中有兩個長螺栓,在拆卸時先松開短螺栓,再松長螺栓,
44、慢慢釋放彈簧的彈力。 圖22汽缸體下部是曲軸箱,內(nèi)裝曲軸和冷凍油以及粗油過濾器,曲軸箱與低壓級吸氣腔相通。曲軸箱兩側(cè)有手孔,方便拆裝連桿。機體前后端開有兩個軸承座孔,安裝前后軸承座。 (2)汽閥缸套部件大中型壓縮機的汽缸工作鏡面不是和機體鑄在一起,另配有可單獨裝配的汽缸套,這樣做有以下幾點好處:a、汽缸套耗材少,可以采用優(yōu)質(zhì)材料或表面鍍鉻,來提高汽缸鏡面的耐磨性;b、如汽缸鏡面磨損到超過允許范圍,只要更換汽缸套,節(jié)省修理費用,又簡單省時;c、可以簡化汽缸體、曲軸箱結(jié)構(gòu),便于鑄造??刂破字幸来芜M行壓縮、排氣、膨脹、吸氣的控制機構(gòu)。其性能的好壞直接影響壓縮機的制冷量、功耗和運轉(zhuǎn)的可靠性。目前活塞
45、壓縮機多數(shù)采用環(huán)狀閥,如圖22所示為環(huán)狀閥的結(jié)構(gòu)。它是由閥座、閥片、升程限制器、汽閥彈簧等組成。它的開啟和關閉主要靠閥片兩側(cè)的壓力差來實現(xiàn),因此,這種閥又稱為自動閥。汽閥按其作用不同,分為排氣閥和吸氣閥。排氣閥的閥座分為內(nèi)、外閥座兩部分。外閥座用螺釘與汽缸套一起固定在機體上,而內(nèi)閥座用螺釘和假蓋固定在一起。排氣閥的兩條密封線分別做在內(nèi)、外閥座上,排氣閥片上壓有數(shù)個閥片彈簧,它的升程限制器就是假蓋。吸氣閥的閥座是做在汽缸套的凸緣上形成的兩圈凸出寬度為1.5mm左右的密封面,又稱閥線。閥線之間有一環(huán)形凹槽,槽中有均布的吸氣孔與吸氣腔相通。吸氣閥片也壓有閥片彈簧。排氣外閥座的下端面就是吸氣閥的升程限
46、制器。 圖23 汽閥缸套因為吸、排氣壓力不同,吸、排氣閥片彈簧的彈力也不同,裝配時應注意區(qū)分。閥片彈簧程錐形,大頭裝到彈簧座中,應旋轉(zhuǎn)安裝。假蓋被假蓋彈簧緊緊壓在排氣閥座上。作用是:當汽缸內(nèi)產(chǎn)生液擊(液體制冷劑或潤滑油大量吸入汽缸時,由于液體的不可壓縮,活塞的運動使液體產(chǎn)生巨大的沖擊力)時,假蓋被汽缸內(nèi)的壓力頂起,打開一條額外的通道,讓汽缸內(nèi)液體迅速排出,避免事故,起到安全閥的作用?;钊麎嚎s機最大的安全隱患就是回液(潮車),操作時應盡量避免。汽缸套內(nèi)腔是氣體在其內(nèi)壓縮、膨脹的部位,對活塞起導向作用,直接承受氣體壓力和活塞的側(cè)壓力,是壓縮機最重要的摩擦面之一,其內(nèi)徑尺寸及橢圓度超過規(guī)定尺寸就需要
47、更換。汽缸套通過螺釘或定位銷固定在機體上,可以通過汽缸墊片的厚度來調(diào)整活塞上死點間隙(余隙)。上死點間隙允許值見表21。E:培訓培訓教材表2-1.doc因為汽缸體內(nèi)腔(缸套外側(cè))與曲軸箱相通,安裝高壓級汽缸時,機體與缸套之間應加膠圈密封。(3)活塞部件活塞在汽缸內(nèi)往復運動,壓縮由汽缸、閥片等組成的封閉容積內(nèi)的氣體。為減少往復運動的慣性力,活塞常用鋁合金制成,并做成中空形式。它由頂部、環(huán)部、裙部和銷座四部分組成?;钊敳砍拾夹危ㄅc假蓋凸起相配合),上面有起吊螺孔。它承受蒸汽壓力。環(huán)部開有環(huán)槽,在其中放置汽環(huán)和油環(huán),油環(huán)槽的內(nèi)壁圓周上開有很多回油孔,油環(huán)從汽缸壁上刮下的潤滑油可通過它流回曲軸箱。裙
48、部略粗,在汽缸中起導向作用并承受側(cè)壓力。活塞銷座位于裙部,裝配活塞銷使活塞與連桿小頭相連。 圖24 活塞結(jié)構(gòu)活塞環(huán):活塞環(huán)分為汽環(huán)和油環(huán)兩種。汽環(huán)的作用是密封蒸汽,減少汽缸內(nèi)的高壓氣體通過活塞與汽缸的間隙泄漏到曲軸箱中。油環(huán)的作用是將汽缸內(nèi)壁的油刮下流回曲軸箱。為保證活塞環(huán)在汽缸中有足夠的彈力,在自由狀態(tài)時,它的直徑比汽缸直徑大。在壓入環(huán)槽并進入汽缸后,鎖口間隙及其與環(huán)槽的軸向間隙有嚴格要求,過大或過小都會影響壓縮機的正常工作,必須更換。具體間隙見表21。E:培訓培訓教材表2-1.doc E:培訓培訓教材表2-2.doc活塞銷:是活塞與連桿小頭的連接體。當活塞往復運動時,它在活塞銷座和連桿小頭
49、襯套中相對轉(zhuǎn)動而承受磨損。為減少活塞銷的磨損,常采用浮動式配合方式,即活塞銷在銷座和小頭襯套中都沒有固定,可自由轉(zhuǎn)動。為防止浮動活塞銷軸向竄動伸出活塞擦傷汽缸,在銷座兩端的環(huán)槽內(nèi)裝上彈簧擋圈予以阻擋?;钊N與銷座及小頭襯套之間的間隙值見表21。E:培訓培訓教材表2-1.doc E:培訓培訓教材表2-2.doc 圖25 活塞連桿組件(4)連桿部件連桿是將曲軸的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為活塞往復運動的中間連接體,把動力傳給活塞對蒸氣作功。連桿結(jié)構(gòu)一般可分為三部分:連桿小頭、連桿身、連桿大頭。連桿小頭一般都是整體式結(jié)構(gòu),內(nèi)摩擦面裝配軸承襯套,襯套材料一般采用磷青銅。小頭軸承的潤滑一般是靠從連桿體內(nèi)鉆孔輸送過來的
50、潤滑油進行壓力潤滑。高壓級汽缸的壓力比較大,連桿小頭常采用滾針軸承結(jié)構(gòu),提高使用壽命。同時,為減小耗油量,潤滑方式也采用飛濺潤滑。連桿大頭是連桿與曲軸連接的一端。除小型壓縮機連桿的大頭為整體式外,其余大部分為剖分式結(jié)構(gòu)。在與曲軸銷相配合的連桿大頭內(nèi)孔里一般裝有薄壁軸瓦。 圖26 連桿部件連桿螺栓是剖分式連桿大頭中用以連接大頭蓋的緊固件,起著定位大頭蓋的作用。連桿螺栓在壓縮機運轉(zhuǎn)時受力非常嚴重,如果在運轉(zhuǎn)中斷裂,會造成壓縮機的嚴重破壞。為了防止連桿螺栓在運轉(zhuǎn)中松動,連桿螺母必須設有防松裝置。嚴禁用其它螺栓替代連桿螺栓。(5)曲軸曲軸是壓縮機的一個重要零件,壓縮機消耗的功率就是通過曲軸輸入的,它是
51、主要的受力部件。曲軸是由曲柄、曲柄銷和主軸頸、平衡塊四部分組成。平衡塊是用以平衡壓縮機運轉(zhuǎn)時曲柄、曲柄銷及部分連桿所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)慣性力和慣性力矩,其目的是減小壓縮機運轉(zhuǎn)時所產(chǎn)生的振動,也可以減輕曲軸主軸承上的負荷,減小軸承的磨損。E:培訓培訓教材表2-1.doc E:培訓培訓教材表2-2.doc 圖27 曲軸(6)軸封對于開啟式壓縮機,驅(qū)動軸的一端要伸出機體外部,為了防止制冷劑向外泄漏或空氣滲漏入系統(tǒng),必須在軸的伸出部位及機體之間設置軸封裝置。如圖2-8所示的彈簧式軸封,是由動環(huán)、靜環(huán)、彈簧、彈簧座、壓環(huán)和“O”型密封圈組成。為了潤滑動、靜環(huán)之間的密封面,減少滲漏并帶走熱量,軸封室內(nèi)充滿潤滑油,
52、通過油泵把油不斷地輸送到軸封,然后通過曲軸上的油孔流向主軸頸及曲柄銷。因為曲軸是處在曲軸箱內(nèi),軸封所處壓力為(低壓級)吸氣壓力,所以要求油壓比(低壓級)吸氣壓力高0.150.3MPa 。注意事項:對于氟利昂壓縮機,“O”型圈應使用耐氟橡膠;軸封少量滲漏是允許的。E:培訓培訓教材表2-2.doc(7)能量調(diào)節(jié)機構(gòu)壓縮機能量調(diào)節(jié)的方法主要有:a.改變壓縮機轉(zhuǎn)速需要變頻器,影響油壓b.壓縮機間隙運行溫度、壓力變化大,操作麻煩c.壓縮機吸氣節(jié)流壓縮機經(jīng)濟性降低d.頂開吸氣閥片方便,經(jīng)濟,可實現(xiàn)卸載啟動頂開機構(gòu)的工作原理:通過頂桿將部分汽缸的吸氣閥片頂起,這幾個汽缸在吸氣之后進行壓縮時,于吸氣閥片不能關
53、閉,汽缸中壓力不能建立,排氣閥片始終不能打開,被吸入的氣體沒有得到壓縮就經(jīng)過打開的吸氣閥片又排回到吸氣腔中。因此,這部分汽缸不能實現(xiàn)排氣,達到改變壓縮機排量的作用。 能量調(diào)節(jié)裝置是由能量控制閥和卸載機構(gòu)兩部分組成,兩者之間通過油管相連,并用油泵輸出的壓力油作為動力。卸載機構(gòu)是一套裝在壓縮機內(nèi)部 圖210 卸載機構(gòu) 的液力傳動機構(gòu),主要由油缸、油活塞、拉桿、彈簧、轉(zhuǎn)動環(huán)、頂桿等組成。拉桿上的凸環(huán)嵌在汽缸套外部的轉(zhuǎn)動環(huán)中。卸載機構(gòu)的工作原理:卸載啟動的原理:注意事項:高、低壓級油缸有所區(qū)別,見圖;壓縮機左右兩側(cè)汽缸外的轉(zhuǎn)動環(huán)上斜槽方向不同。(8)油泵及潤滑系統(tǒng)飛濺潤滑:借助曲軸連桿機構(gòu)的運動,把曲
54、軸箱中的潤滑油甩向需要潤滑的表面,或是讓飛濺起來的油按設定的路線流過需要潤滑的表面。壓力潤滑:利用油泵加壓的潤滑油通過輸油管路輸送到需要潤滑的摩擦面。這種供油方式油壓穩(wěn)定,油量充足,潤滑安全可靠。 圖2-11 潤滑系統(tǒng)油路的流向:曲軸箱中的潤滑油經(jīng)過裝在曲軸箱底部的濾網(wǎng)式(粗)油過濾器和三通閥后被油泵吸入,提高壓力后,經(jīng)梳片式(精)濾油器濾去雜質(zhì)后分成兩路:一路去后主軸承座,潤滑主軸頸,并通過主軸頸內(nèi)的油道去相鄰的一個曲柄銷潤滑該曲柄銷上的連桿大頭軸瓦,再通過連桿體中的油孔輸送到連桿小頭襯套,潤滑活塞銷。這一路在后軸承座上設有油壓調(diào)節(jié)閥,一部分油經(jīng)過油壓調(diào)節(jié)閥旁通流回到曲軸箱;另一路進入軸封箱
55、,潤滑和冷卻軸封摩擦面并形成油封,然后進入前主軸承,潤滑主軸頸及相鄰曲柄銷;此外再從軸封箱引出一路,供給卸載裝置的油分配閥,作為能量調(diào)節(jié)機構(gòu)的液壓動力。油泵:常用內(nèi)嚙合轉(zhuǎn)子式油泵(簡稱轉(zhuǎn)子泵),由曲軸驅(qū)動,對旋轉(zhuǎn)方向有要求。壓縮機電機的旋轉(zhuǎn)方向是由油泵轉(zhuǎn)向決定的。曲軸箱壓力過低(汽蝕)或油泵磨損過大,都會影響油壓的建立,蒸發(fā)溫度低于45時常采用外置油泵。E:培訓培訓教材表2-2.doc注意事項:精濾器的操作;油壓的調(diào)整;油壓不足時的分析和檢修。(9)安全閥安全閥設置在吸氣腔與排氣腔之間,是一種壓差式安全閥。當排氣壓力與吸氣壓力的差值超過規(guī)定值時,閥芯自動起跳,使吸、排氣腔相通,高壓氣體泄向低壓腔,起保護壓縮機的作用;當壓差減小低于規(guī)定值時,閥芯自動關閉。注意事項:安全閥壓力調(diào)整后,用鎖緊螺母鎖緊,擰上閥帽后鉛封,禁止隨意調(diào)整設定值;安全閥起跳后,很容易造成泄漏。因此,起跳后須檢修后才能再度使用。E:培訓培訓教材活塞機常見故障分析及排除.doc第二章 螺桿式制冷壓縮機第一節(jié) 螺桿式制冷壓縮機的工作原理1、螺桿式制冷壓縮機的特點
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