制冷系統(tǒng)與空調(diào)器設(shè)計ppt課件.ppt

1、制冷系統(tǒng)和空調(diào)設(shè)計，2020年8月3日，星期一，1?？照{(diào)的歷史，1。中國最早使用天然冰制冷的是：“第二天破冰，第三天在靈隱”(靈隱是冰室)；2.1748年，英國柯蘭證明了當(dāng)乙醚在真空下蒸發(fā)時，會產(chǎn)生冷效應(yīng)。3.1805年，美國的埃文斯提出了壓縮制冷的封閉循環(huán)。4.1834年，美國鉑公司獲得了英國的封閉循環(huán)乙醚膨脹制冷專利，并運(yùn)行鉑公司提出的壓縮制冷機(jī)制來獲得冰；5.1844年，美國人戈里在美國佛羅里達(dá)州發(fā)明了世界上第一臺制冷和空調(diào)機(jī)器。并申請了專利。1862年，英國人克爾克發(fā)明了封閉循環(huán)空氣冰箱；也申請了專利；7.1872年，英美博伊爾發(fā)明了第一臺氨壓縮機(jī)。8.1874年，德國人建造了第一個氨

2、壓縮制冷系統(tǒng)；9.1929年，美國的米歇爾發(fā)現(xiàn)了氟利昂R12在美國通用電氣公司的實驗中。1858年，美國人尼斯獲得了第一個冷藏設(shè)計專利，這是商業(yè)食品冷藏發(fā)展的開端。1902年，美國人威利斯開利博士發(fā)明了第一個空氣處理系統(tǒng)，這第一次向世界證明了人類可以控制環(huán)境溫度、濕度、通風(fēng)和空氣質(zhì)量。12.1918年，美國工程師皮蓬發(fā)明了第一臺家用冰箱；13.1985年，南極科學(xué)調(diào)查和衛(wèi)星照片揭示了南極上空的臭氧空洞。14.1974年，莫利納和羅蘭首次提出含氯氟烴破壞臭氧層的理論。15.1983年，日本第一臺變頻空調(diào)問世；16.1985年，世界上第一臺模塊化制冷器在澳大利亞的多基地工廠發(fā)明；17.1985年，

3、國際社會簽署了保護(hù)臭氧層維也納公約。18.1987年，26個國家在加拿大蒙特利爾簽署了控制破壞臭氧層物質(zhì)的蒙特利爾議定書，限制使用氟氯化碳和哈龍；19.1988年，在多倫多召開的第一屆世界氣候大會提出到2050年將全球二氧化碳排放量減少50%；1992年3月20日，中國遠(yuǎn)大發(fā)展了中國第一臺直接利用燃料作為能源的吸收式冷溫水機(jī)(直燃機(jī))；21.1993年，中國第一臺變頻空調(diào)問世；22.1997年，140多個國家簽署的京都議定書提出了包括鹵代烴在內(nèi)的六種溫室氣體的一攬子減排計劃；(六種溫室氣體是：二氧化碳，煤和石油等化石燃料的主要產(chǎn)品，是導(dǎo)致溫室效應(yīng)的罪魁禍?zhǔn)?；農(nóng)業(yè)活動和垃圾產(chǎn)生的甲烷；一氧化二氮

4、，汽車廢氣的一種成分；工業(yè)廢氣全氟化碳、氫氟碳化合物和硫化物)。在2000年的主要二氧化碳排放國中，美國以24個排第一，俄羅斯以6個排第三，日本以5個排第四。23.1998年，中國簽署了京都議定書，并于2002年批準(zhǔn)了該議定書。24.2005年，京都議定書生效，成為具有約束力的國際法；25.2003年6月下旬，一款專門為家庭設(shè)計的燃?xì)饪照{(diào)在湖南長沙問世。4.制冷系統(tǒng)的基本知識。制冷：從環(huán)境下的物體吸收熱量并將其傳遞給環(huán)境介質(zhì)的過程。冰箱：完成制冷循環(huán)所需的機(jī)器和設(shè)備的總稱。制冷設(shè)備：將冰箱和使用冷能的設(shè)備結(jié)合在一起的設(shè)備。比如冰箱和空調(diào)。制冷劑：除半導(dǎo)體制冷外，冰箱依靠內(nèi)部循環(huán)的工質(zhì)來實現(xiàn)制冷

5、過程。實現(xiàn)這一功能的工作介質(zhì)稱為制冷劑，也稱為制冷劑，通常稱為雪。1.定義5。2.制冷的基本原理。由于熱量只能從高溫物體自動傳遞到低溫物體，制冷的實現(xiàn)必須包括能量消耗的補(bǔ)償過程。制冷機(jī)的基本原理是：利用某種工質(zhì)的狀態(tài)變化，從較低溫度的熱源吸收一定量的熱量Q0，并通過消耗功W的補(bǔ)償過程將熱量Qk釋放到較高溫度的熱源在這個過程中，Qk=Q0 W由能量守恒得到。制冷的基本方法為了實現(xiàn)能量傳遞，首先，必須有一個過程，在這個過程中，制冷劑可以達(dá)到比低溫環(huán)境介質(zhì)更低的溫度，并且連續(xù)地從被冷卻的物體吸收熱量。在制冷技術(shù)的范圍內(nèi)，有幾種基本的方法來實現(xiàn)這一過程：相變制冷：利用液體在低溫下的蒸發(fā)過程或固體在低溫

6、下的熔化或升華過程來吸收被冷卻物體的熱量。這種制冷方法用于普通空調(diào)。氣體膨脹制冷：經(jīng)過絕熱膨脹后，高壓氣體可以達(dá)到較低的溫度，低壓氣體可以再加熱制冷。氣體渦流制冷：高壓氣體通過渦流管膨脹后可分離成熱氣流和冷空氣流，并可通過冷空氣流的再加熱過程進(jìn)行制冷。熱電制冷：當(dāng)直流電通過半導(dǎo)體熱電堆時，它會在一端產(chǎn)生冷效應(yīng)，在另一端產(chǎn)生熱效應(yīng)。蒸汽壓縮制冷機(jī)是目前應(yīng)用最廣泛的制冷機(jī)，可分為單級、多級和級聯(lián)型。單級壓縮蒸汽制冷機(jī)是指一級壓縮后將制冷劑從蒸發(fā)壓力壓縮到冷凝壓力的制冷機(jī)。單級制冷機(jī)可用于產(chǎn)生-40以上的低溫。普通空調(diào)是利用單級壓縮蒸汽制冷機(jī)的原理制造的。單級壓縮蒸汽制冷機(jī)由以下基本部件組成：壓縮機(jī)

7、冷凝器節(jié)流機(jī)構(gòu)(毛細(xì)管)蒸發(fā)器制冷劑，8。單位制冷量：q0=h1-h6單位冷凝熱：qk=h2-h5單位消耗功：w=h2-h1制冷系數(shù)：能效比=q0/w，A:壓縮機(jī)B:冷凝器C:節(jié)流機(jī)構(gòu)D:蒸發(fā)器。單級壓縮蒸汽制冷機(jī)的流程圖和lgP-h圖，9。壓縮機(jī)：其功能是吸入蒸發(fā)器中的低溫低壓制冷劑蒸汽，將其壓縮成高溫高壓過熱蒸汽，然后排放到冷凝器。常用的壓縮機(jī)有活塞式、轉(zhuǎn)子式、渦旋式、螺旋式和離心式等。家用空調(diào)常用的壓縮機(jī)有轉(zhuǎn)子式、渦旋式和活塞式。壓縮機(jī)包括定速壓縮機(jī)和變頻壓縮機(jī)。目前，最新的可變?nèi)萘繅嚎s機(jī)：如谷輪“數(shù)字渦旋”壓縮機(jī)，可將輸出調(diào)節(jié)在10%至100%之間。利用布里斯托爾的“雙單”技術(shù)，活塞向

8、前旋轉(zhuǎn)時輸出100%的能量，活塞向后旋轉(zhuǎn)時輸出50%的能量，轉(zhuǎn)換需要3分鐘。EVI增強(qiáng)型谷物輪蒸汽噴射壓縮機(jī)相當(dāng)于汽車中的“渦輪增壓”。在排量不變的情況下，空調(diào)的制冷能力和低溫制熱能力可以得到很大的提高，但主要是發(fā)揮提高低溫制熱能力的作用。在普通家用空調(diào)節(jié)流結(jié)束時，大約20%的制冷劑會閃蒸成氣體。制冷劑閃蒸成氣體而不蒸發(fā)，這降低了空調(diào)的性能。10，1。傳統(tǒng)的設(shè)計方法，選擇壓縮機(jī)，選擇冷凝器和選擇蒸發(fā)器來估算制冷劑充注量，以符合制冷系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范。家用空調(diào)設(shè)計，11，2。計算機(jī)輔助設(shè)計方法，用計算機(jī)計算流體力學(xué)技術(shù)設(shè)計風(fēng)機(jī)管道，用計算機(jī)模擬換熱器的流道設(shè)計，用計算機(jī)輔助設(shè)計整機(jī)性能模擬；計算機(jī)輔助設(shè)計中的問題；12，1。逆向卡諾循環(huán)的制冷系數(shù)，逆向循環(huán)是一個消耗功的循環(huán)，所有的冰箱都按照逆向循環(huán)工作。當(dāng)高溫?zé)嵩春偷蜏責(zé)嵩吹臏囟炔蛔儠r，具有兩個可逆等溫過程和兩個等熵過程的逆循環(huán)稱為逆卡諾循環(huán)。4.高效空調(diào)的設(shè)計原則。13.如逆卡諾循環(huán)圖所示，釋放熱量的制冷劑溫度和高溫?zé)嵩礈囟染鶠門2，吸收熱量的制冷劑溫度和低溫?zé)嵩礈囟染鶠門1。釋放的熱量為q2=T2(s1-s4)，吸收的熱量為q1=T1(s1-s4)，消耗的功為w=q2-q1=(T2-T1