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工业制冷与空调作业,全国特种作业人员安全技术培训,丁明正,第一章,制冷空调原理与制冷系统的基本构成,第一节,制冷与空调的基础知识,一 制冷基本概念,制冷指用人工的方法在一定时间和一定空间内 将某物体或流体冷却，使其温度降到环境温度以下，并保持这个低温。实现制冷两种途径：1 天然冷源-冰 雪 地下水 2 人工冷源-制冷机制冷温度范围：普通制冷 深度制冷 低温制冷,二 空调基本概念,空调-空气调节器 作用-温度 湿度 流动速度 洁净度 新鲜度 压力 成分 气味 噪声等进行调节 使用对象不同分类：舒适性空调工艺性空调（1）一般性空调（2）恒温恒湿空调（3）净化空调,第二节,蒸汽压缩式制冷原理及典型系统,（一）、单级压缩蒸气制冷循环,蒸气压缩式制冷机是目前应用最广泛的一种制冷机，有单级、多级和复叠式之分。单级压缩蒸气制冷机是指将制冷剂经过一级压缩从蒸发压力压缩到冷凝压力的制冷机。单级制冷机一般可用来制取-40以上的低温。普通的空调器都是利用单级压缩蒸气制冷机的原理制造的。,一、蒸汽压缩式制冷原理,1、单级压缩蒸气制冷循环,单级压缩蒸气制冷机的由以下几个基本组成部份：压缩机冷凝器节流机构（毛细管）蒸发器制冷剂,1、单级压缩蒸气制冷循环,单位制冷量：q0=h1-h6单位冷凝热量：qk=h2-h5单位消耗功：w=h2-h1制冷系数：EER=q0/w,A：压缩机 B：冷凝器C：节流机构 D：蒸发器,单级压缩蒸气制冷机的流程图与lgP-h图,1、单级压缩蒸气制冷循环,压缩机：它的作用是将蒸发器中的低温低压制冷剂蒸气吸入，并压缩到高温高压的过热蒸气，然后排到冷凝器。常用的压缩机有活塞式、转子式、涡旋式、螺杆式和离心式等等。压缩机有定速压缩机和变频压缩机。,1、单级压缩蒸气制冷循环,冷凝器：它的作用是将来自压缩机的高温高压制冷剂蒸气冷凝成过冷的液体，在冷凝过程中，制冷剂蒸气放出热量，故要用水或空气来冷却。不同制冷剂有不同的冷凝压力。普通家用空调器冷凝器里面的制冷剂（R22）压力：标准制冷工况下一般在18 19 bar左右，过负荷工况下一般在2224bar左右。,1、单级压缩蒸气制冷循环,节流机构：普通空调常用的是毛细管，高档的空调器用电子膨胀阀。制冷剂经过节流机构时，压力由冷凝压力降到蒸发压力，一部份制冷剂会在节流的过程中闪发成为气体。节流过程中制冷剂的焓值不变。普通的家用空调器节流结束时大约有20%的制冷剂会闪发成气体。制冷剂没有蒸发就闪发成气体降低了空调器的性能。,1、单级压缩蒸气制冷循环,蒸发器：它的作用是使经节流机构后的制冷剂液体蒸发成蒸气，以吸收被冷却物体的热量。蒸发器是对外输出冷量的设备。普通家用空调器蒸发器里的制冷剂（R22）的蒸发压力在左右。,（二）多级压缩与复叠式制冷循环,1 两级压缩氨制冷循环同系统P21,2 两级压缩氟利昂制冷循环同系统P223 复叠式制冷循环,二 冷藏库制冷系统,（一）分类：1温度 高温库-2 以上 低温库2用途 生产性 加工厂冷藏冷冻 分配性 批发中转运输 零售消费性 超市饭店冷库通常由保温围护结构 冷冻系统 电控网络系统组成,-15以下,（二）典型冷藏库制冷系统,1 直接供液（氨）制冷系统P242 重力供液（氨）制冷系统P253 氨泵供液制冷系统P264 氟利昂制冷系统P27,第三节,吸收式制冷原理及典型系统,溴化锂吸收式制冷系统,1 单效溴化锂吸收式制冷系统的工作原理P312双效溴化锂吸收式制冷系统的工作原理P32-P35,第四节,空调系统,空调系统的分类,集中式空调系统半集中式空调系统分散式空调按室内负荷所用的介质分：全空气系统 全水系统 空气-水系统 制冷剂系统,空调系统,1 普通集中式空调系统2 变风量空调系统3 风机盘管空调系统4 柜式空调器和热泵型空调器5 空调水系统6 水蓄冷空调系统,第二章,制冷剂载冷剂蓄冷剂和润滑油,第一节,制冷剂的分类与性质,制冷剂的种类,1无机物：氨 二氧化碳 水2氟利昂：二氟二氯甲烷R12 二氟一氯甲烷R22 四氟乙烷R134a 二氟乙烷R152 3碳氢化合物：甲烷R50 丙烷R290,氨（NH3）是目前最广泛应用的中温制冷剂，在特殊凿井行业冻结工程中被大量使用。氨蒸汽无色、具有强烈的刺激性臭味。在标准状态下，密度为0.77kg/m2,对空气比重为0.5971，沸点33.4，溶点77.7。氨在空气中爆炸极限为1528%，在氧气中的爆炸极限为13.579%。氨极易溶于水，呈碱性，1%水溶液的ph值为11.7左右。氨属有毒类介质，毒性2级，对人的危害主要表现在对上呼吸道的刺激和腐蚀作用，直接接触高浓度氨时，接触部位可引起碱性化学灼伤，氨还可以引起呼吸道深部及肺部的损伤。车间空气中氨的最高容许浓度为30 mg/m3，当氨蒸汽在空气中容积浓度达到0.50.6%时人在其中停留半小时即可中毒。氨的上述性质决定了必须加强并落实对氨系统的安全技术措施，落实安全责任制，确保安全。,安全操作 要制定科学而合理的安全操作规程，并严格遵守执行。所有冻安工均须持证上岗，确保安全操作。1、新安装的制冷系统，必须经过耐压试验、检漏、排污、抽真空，当确认系统无泄漏时，方可充灌制冷剂。2、像容器内充灌制冷剂时，阀门开启操作应缓慢进行，以免引起容器的脆性破坏。3、制冷系统中，存有液态制冷剂的管道设备，严禁同时将两端阀门关闭。4、为避免氨与空气混合遇明火发生爆炸，在冻结站和辅助设备间不能有明火，冬季严禁用明火取暖。5、检修设备和管道时，在制冷剂未抽空或未置换完全与大气接通的情况下，严禁拆卸设备进行焊接作业。,氟利昂主要用作制冷剂。它们的商业代号F表示氟代烃，第一个数字等于碳原子数减1（如果是零就省略），第二个数字等于氢原子数加1，第三个数字等于氟原子数目，氯原子数目不列。由于氟利昂可能破坏大气臭氧层，已限制使用。目前地球上已出现很多臭氧层漏洞，有些漏洞已超过非洲面积，其中很大的原因是因为氟利昂的化学物质。,氟利昂12（CF2CL2，R12）是氟利昂制冷剂中应用较多的一种，主要以中、小型食品库、家用电冰箱以及水、路冷藏运输等制冷装置中被广泛采用。R12具有较好的热力学性能，冷藏压力较低，采用风冷或自然冷凝压力约。R12的标准蒸发温度为-29，属中温制冷剂，用于中、小型活塞式压缩机可获得-70的低温。而对大型离心式压缩机可获得-80的低温。近年来电冰箱的代替冷媒为R134a。,氟里昂12(CF2Cl2)代号R12 氟里昂12是一种无色、无臭、透明、几乎无毒性的制冷剂，但空气中含量超过80%时会引起人的窒息。氟里昂12不会燃烧也不会爆炸，当与明火接触或温度达到400以上时，能分解出对人体有害的氟化氢、氯化氢和光气(CoCl2)。R12是应用较广泛的中温制冷剂，适用于中小型制冷系统，如电冰箱、冰柜等。R12能溶解多种有机物，所以不能使用一般的橡皮垫片(圈)，通常使用氯丁二烯人造橡胶或丁睛橡胶片或密封圈。,氟利昂22（CHF2CL，R22）是氟里昂制冷剂中应用较多的一种，主要以家用空调和低温冰箱中采用。R22的热力学性能与氨相近。标准气化温度为-40.8，通常冷凝压力不超过1.6MPa。R22不燃、不爆，使用中比氨安全可靠。R22的单位容积比R12约高60%，其低温时单位容积制冷量和饱和压力均高于R12和氨。近年来对大型空调冷水机组的冷媒大都采用R134a来代替。,氟里昂22(CHF2Cl)代号R22 R22不燃烧也不爆炸，其毒性比R12稍大，水的溶解度虽比R12大，但仍可能使制冷系统发生“冰塞”现象。R22能部分地与润滑油互相溶解，其溶解度随着润滑油的种类及温度而改变，故采用R22的制冷系统必须有回油措施。R22在标准大气压力下的对应蒸发温度为-40.8，常温下冷凝压力不超过15.68105 Pa，单位容积制冷量与比R12大60以上。在空调设备中，大都选用R22制冷剂。,氟利昂134a（C2H2F4，R134a）是一种较新型的制冷剂，其蒸发温度为-26.5。它的主要热力学性质与R12相似，不会破坏空气中的臭氧层，是近年来鼓吹的环保冷媒，但会造成温室效应。是比较理想的R12替代制冷剂。,R134a作为使用最广泛的中低温环保制冷剂，由于HFC-134a良好的综合性能，使其成为一种非常有效和安全的CFC-12的替代品，主要应用于在使用R12制冷剂的多数领域，包括：冰箱、冷柜、饮水机、汽车空调、中央空调、除湿机、冷库、商业制冷、冰水机、冰淇淋机、冷冻冷凝机组等制冷设备中，同时还可应用于气雾推进剂、医用气雾剂、杀虫药抛射剂、聚合物（塑料）物理发泡剂，以及镁合金保护气体等。,氟利昂R410A是一种新型环保制冷剂，由两种准共沸的混合物而成，工作压力为普通R22空调的1.6倍左右，制冷（热）效率更高，不破坏臭氧层。另外，采用新冷媒的空调在性能方面也会有一定的提高。R410A是目前为止国际公认的用来替代R22最合适的的冷媒，并在欧美，日本等国家得到普及。,R410A：是一种新型环保制冷剂，不破坏臭氧层，工作压力为普通R22空调的1.6倍左右，制冷（暖）效率更高。提高空调性能，不破坏臭氧层。R410A新冷媒由两种准共沸的混合物而成，主要有氢，氟和碳元素组成（表示为hfc）,具有稳定，无毒，性能优越等特点。同时由于不含氯元素，故不会与臭氧发生反应，既不会破坏臭氧层。另外，采用新冷媒的空调在性能方面也会又一定的提高。R410A是目前为止国际公认的用来替代R22最合适的的冷媒，并在欧美，日本等国家得到普及。,氟里昂502（R502）R502是由R12、R22以51.2%和48.8%的百分比混合而成的共沸溶液。R502与R115、R22相比具有更好的热力学性能，更适用于低温。R502的标准蒸发温度为-45.6，正常工作压力与R22相近。在相同的工况下的单位容积制冷量比R22大，但排气温度却比R22低。R502用于全封闭、半封闭或某些中、小制冷装置，其蒸发温度可低达-55。R502在冷藏柜中使用较多。,R502是一种低温制冷工质,具有冷冻容量高、致冷速度快的优异制冷性能。主要用途：可作为食品陈列、食品贮藏、制冷、冰淇淋、冰箱、低温冰箱以及代温冷冻压缩机用致冷剂。由R125/制冷剂R143制冷剂混合而成，是一种不破坏臭氧层的环保制冷剂。多用于中/低温商用制冷系统。是R-502制冷剂的长期替代品（HFC类物质），ODP值为零，不含任何破坏臭氧层的物质。由于R507制冷剂的制冷量及效率与R502非常接近，并且具有优异的传热性能和低毒性，因此R507比其他任何目前所知的R-502的替代物更适合中低温冷冻领域应用。,第二节,载冷剂和蓄冷剂,载冷剂 以间接冷却方式工作的制冷装置中，将被冷却物体的热量传给正在蒸发的制冷剂的工质。载冷剂通常为液体，在传送热量过程中一般不发生相变。常用的制冷剂有水、盐水、丙二醇与乙二醇、二氯甲烷和一氟三氯甲烷等。水：适用于制冷温度在0以上的场合,如空气调节设备等。盐水:即氯化钙或氯化钠的水溶液,可用于盐水制冰机和间接冷却的冷藏装置，或冷却袋装食品。盐水的凝固温度随浓度而变，当溶液浓度为29.9时,氯化钙盐水的最低凝固温度为-55；当溶液浓度为23.1时,氯化钠盐水的最低凝固温度为-21.2。使用时按溶液的凝固温度比制冷机的蒸发温度低 5左右为准来选定盐水的浓度。氯化钙和氯化钠价格较低，但它们对金属有腐蚀作用，使用时需要加缓蚀剂，一般加重铬酸钠,丙二醇和乙二醇：性质稳定，全溶于水，其溶液的凝固温度随浓度而变，通常用它们的水溶液作为载冷剂，适用的温度范围为0-50。丙二醇无腐蚀性；乙二醇略有腐蚀性，使用时需要加缓蚀剂。二氯甲烷（R30）和一氟三氯甲烷(R11)：通常用它们的液体作为载冷剂。R30的凝固温度为-97,适用温度范围为-50-90；R11的凝固温度为-111,适用温度范围为-50-100。载冷剂应根据制冷装置的用途、容量、工作温度等来选择。,第三节,润滑油,冷冻机油分为两类:一类是传统的矿物油;另一类是合成的多元醇酯类油如POE(PolyolEster)，常称聚酯油PAG(PolyalkyleneGlyco1)也是合成的聚(乙)二醇类润滑油，它们中文名不十分统一。POE油不仅能良好地用于HFC类制冷剂系统中，也能用于烃类制冷剂。PAG油则可用于HFC类、烃类及氨作为制冷剂的系统中,冷冻机油与压缩机运转性能和使用寿命有密切关系，应根据使用的要求和油的特性选择合适的冷冻机油。在制冷机中，冷冻机油有如下主要功能：(1)润滑摩擦面，使摩擦面完全被油膜分隔开来，从而降低摩擦功、摩擦热和磨损；(2)冷冻机油的流动带走摩擦热，使摩擦零件的温度保持在允许范围内；(3)在密封部位充满油，保证密封性能，防止制冷剂的泄漏；(4)油的运动带走金属摩擦产生的磨屑，起到清洗摩擦面的作用；(5)为卸载机构提供液压的动力。,制冷设备对冷冻油有什么要求由于使用场合和制冷剂的不同，制冷设备对冷冻油的选择也不一样。对冷冻油的要求有以下几方面：（1）黏度 冷冻油黏度油料特性中的一个重要参数，使用不同制冷剂要相应选择不同的冷冻油。若冷冻油黏度过大，会使机械摩擦功率、摩擦热量和启动力矩增大。反之，若黏度过小，则会使运动件之间不能形成所需的油膜，从而无法达到应有的润滑和冷却效果。（2）浊点 冷冻油的浊点是指温度降低到某一数值时，冷冻油中开始析出石蜡，使润滑油变得混浊时的温度。制冷设备所用冷冻油的浊点应低于制冷剂的蒸发温度，否则会引起节流阀堵塞或影响传热性能。（3）凝固点 冷冻油在实验条件下冷却到停止流动的温度称为凝固点。制冷设备所用冷冻油的凝固点应越低越好（如R22的压缩机，冷冻油应在-55以下），否则会影响制冷剂的流动，增加流动阻力，从而导致传热效果差的后果。（4）闪点 冷冻油的闪点是指润滑油加热到它的蒸汽与火焰接触时发生打火的最低温度。制冷设备所用冷冻油的闪点必须比排气温度高1530以上，以免引起润滑油的燃烧和结焦。（5）其他 如化学稳定性和抗氧性、水分和机械杂质以及绝缘性能。,冷冻机油变质的原因主要有：混入水分 由于制冷系统中渗入空气，空气中的水分与冷冻机油接触后混合进去；制冷剂中含水量较多时，也会使水分混入冷冻机油。冷冻机油中混入水分后，粘度降低，对金属造成腐蚀。在氟利昂制冷系统中，还会引起“冰塞”现象；氧化 冷冻机油在使用过程中，当压缩机的排气温度较高时，就有可能引起氧化变质，特别是化学稳定性差的冷冻机油，更易变质，经过一段时间，冷冻机油中会形成残渣，使轴承等处的润滑变坏。有机填料、机械杂质等混入冷冻机油中也会加速它的老化或氧化；冷冻机油混用 几种不同牌号的冷冻机油混合使用时，会造成冷冻机油的粘度降低，甚至会破坏油膜的形成，使轴承受到损害；如果两种冷冻机油中，含有不同性质的抗氧化添加剂，混合在一起时，就有可能产生化学变化，形成沉淀物，使压缩机的润滑受到影响，故使用时要注意。,第三章,制冷设备,第一节,压缩式制冷设备,活塞式制冷压缩机,活塞式制冷压缩机的分类(1)按使用的制冷剂分类：分为氨压缩机、氟利昂压缩机和异丁烷压缩机等。不同制冷剂对压缩机的材料及结构有不同的要求。(2)按气缸布置方式分类：分为卧式、直方式和角度式三种类型。卧式压缩机的气缸轴线呈水平布置。直立式的气缸轴线呈垂直布置，用符号z表示。角度式压缩机的气缸轴线呈一定角度布置，有V、W、S、星型之分。角度式的布置方式能使压缩机结构紧凑，体积和占地面积小，振动小，运转平稳，因此为现代中、小型高速多缸压缩机广泛采用。,(3)按压缩机的密封方式分类：分为开启式和封闭式两大类。后者又分为半封闭式和全封闭式两种结构形式。(4)按制冷量的大小分类：GB 10871-1989规定，配用电动机功率不小于 0.37kW、气缸直径小于70mm的压缩机为小型活塞式制冷压缩机；气缸直径为 70170mm的压缩机为中型活塞式制冷压缩机。(5)按气体压缩的级数分类：分为单级压缩和多级(一般为两级)压缩两类。如果用一台压缩机来实现两级压缩，则又称为单机双级制冷压缩机。(6)按活塞行程分类：分为短行程和长行程两种。短行程压缩机的活塞行程与气缸直径之比为0.70.8；长行程则为0.91.0。长行程压缩机具有更高的容积效率，在低温工况下具有更好的经济性。,全封闭式,螺杆式制冷压缩机,螺杆式制冷压缩机螺杆式压缩机是一种回转式容积式压缩机。它利用螺杆的齿槽容积和位置的变化来完成蒸气的吸人、压缩和排IqJ过程。无油螺杆压缩机在本世纪三十年代问世，主要用于压缩空气。后来汽缸内喷油的螺杆式压缩机出现，性能得到提高，喷油式螺杆压缩机已是制冷压缩机中主要机种之一。螺杆式压缩机分为双螺杆和单螺杆两大类，双螺杆压缩机习惯上称为螺杆式压缩机。,离心式制冷压缩机的构造,一、离心式制冷压缩机的构造和工作原理 离心式制冷压缩机的构造和工作原理与离心式鼓风机极为相似。但它的工作原理与活塞式压缩机有根本的区别，它不是利用汽缸容积减小的方式来提高汽体的压力，而是依靠动能的变化来提高汽体压力。离心式压缩机1具有带叶片的工作轮，当工作轮转动时，叶片就带动汽体运动或者使汽体得到动能，然后使部分动能转化为压力能从而提高汽体的压力。这种压缩机由于它工作时不断地将制冷剂蒸汽吸入，又不断地沿半径方向被甩出去，所以称这种型式的压缩机为离心式压缩机。其中根据压缩机中安装的工作轮数量的多少，分为单级式和多级式。如果只有一个工作轮，就称为单级离心式压缩机，如果是由几个工作轮串联而组成，就称为多级离心式压缩机。在空调中，由于压力增高较少，所以一般都是采用单级，其它方面所用的离心式制冷压缩机大都是多级的。单级离心式制冷压缩机的构造主要由工作轮、扩压器和蜗壳等所组成。,离心式制冷压缩机和工作原理,压缩机工作时制冷剂蒸汽由吸汽口轴向进入吸汽室，并在吸汽室的导流作用引导由蒸发器(或中间冷却器)来的制冷剂蒸汽均匀地进入高速旋转的工作轮(工作轮也称叶轮，它是离心式制冷压缩机的重要部件，因为只有通过工作轮才能将能量传给汽体)。汽体在叶片作用下，一边跟着工作轮作高速旋转，一边由于受离心力的作用，在叶片槽道中作扩压流动，从而使汽体的压力和速度都得到提高。由工作轮出来的汽体再进入截面积逐渐扩大的扩压器(因为汽体从工作轮流出时具有较高的流速，扩压器便把动能部分地转化为压力能，从而提高汽体的压力)。汽体流过扩压器时速度减小，而压力则进一步提高。经扩压器后汽体汇集到蜗壳中，再经排气口引导至中间冷却器或冷凝器中。,离心式制冷压缩机的特点与特性,离心式制冷压缩机的特点与特性 离心式制冷压缩机与活塞式制冷压缩机相比较，具有下列优点：(1)单机制冷量大，在制冷量相同时它的体积小，占地面积少，重量较活塞式轻58倍。(2)由于它没有汽阀活塞环等易损部件，又没有曲柄连杆机构，因而工作可靠、运转平稳、噪音小、操作简单、维护费用低。(3)工作轮和机壳之间没有摩擦，无需润滑。故制冷剂蒸汽与润滑油不接触，从而提高了蒸发器和冷凝器的传热性能。(4)能经济方便的调节制冷量且调节的范围较大。(5)对制冷剂的适应性差，一台结构一定的离心式制冷压缩机只能适应一种制冷剂。(6)由于适宜采用分子量比较大的制冷剂，故只适用于大制冷量，一般都在2530万大卡时以上。如制冷量太少，则 要求流量小，流道窄，从而使流动阻力大，效率低。但近年来经过不断改进，用于空调的离心式制冷压缩机，单机制冷量可以小到10万大卡时左右。,离心式冷水机组,冷凝器的种类及特点,冷凝器的种类及特点冷凝器按其冷却介质不同，可分为水冷式、空气冷却式、蒸发式三大类。（一）水冷式冷凝器 水冷式冷凝器是以水作为冷却介质，靠水的温升带走冷凝热量。冷却水一般循环使用，但系统中需设有冷却塔或凉水池。水冷式冷凝器按其结构形式又可分为壳管式冷凝器和套管式冷凝器两种。,常见的是壳管式冷凝器,1、立式壳管式冷凝器立式冷凝器的主要特点是：1由于冷却流量大流速高，故传热系数较高，一般K=600700(kcal/m2h)。2垂直安装占地面积小，且可以安装在室外。3冷却水直通流动且流速大，故对水质要求不高，一般水源都可以作为冷却水。4管内水垢易清除，且不必停止制冷系统工作。5但因立式冷凝器中的冷却水温升一般只有24，对数平均温差一般在56左 右，故耗水量较大。且由于设备置于空气中，管子易被腐蚀，泄漏时比易被发现。,2、卧式壳管式冷凝器它与立式冷凝器有相类似的壳体结构，主要区别在于壳体的水平安放和水的多路流动。卧式冷凝器不仅广泛地用于氨制冷系统，也可以用于氟利昂制冷系统，但其结构略有不同。氨卧式冷凝器的冷却管采用光滑无缝钢管，而氟利昂卧式冷凝器的冷却管一般采用低肋铜管。这是由于氟利昂放热系数较低的缘故。值得注意的是，有的氟利昂制冷机组一般不设贮液筒，只采用冷凝器底部少设几排管子，兼作贮液筒用。,3、套管式冷凝器制冷剂的蒸气从上方进入内外管之间的空腔，在内管外表面上冷凝，液体在外管底部依次下流，从下端流入贮液器中。冷却水从冷凝器的下方进入，依次经过各排内管从上部流出，与制冷剂呈逆流方式。这种冷凝器的优点是结构简单，便于制造，且因系单管冷凝，介质流动方向相反，故传热效果好，当水流速为12m/s时传热系数可达800kcal/(m2h)。其缺点是金属消耗量大，而且当纵向管数较多时，下部的管子充有较多的液体，使传热面积不能充分利用。另外紧凑性差，清洗困难，并需大量连接弯头。因此，这种冷凝器在氨制冷装置中已很少应用。,（二）空气冷却式冷凝器 空气冷却式冷凝器是以空气作为冷却介质，靠空气的温升带走冷凝热量的。这种冷凝器适用于极度缺水或无法供水的场合，常见于小型氟利昂制冷机组。根据空气流动方式不同，可分为自然对流式和强迫对流式两种。,(三）蒸发式冷凝器蒸发式冷凝器的换热主要是靠冷却水在空气中蒸发吸收气化潜热而进行的。按空气流动方式可分为吸入式和压送式，如图所示。蒸发式冷凝器由冷却管组、给水设备、通风机、挡水板和箱体等部分组成。冷却管组为无缝钢管弯制成的蛇形盘管组，装在薄钢板制成的长方形箱体内。箱体的两侧或顶部设有通风机，箱体底部兼作冷却水循环水池。蒸发式与壳管式冷凝器的并联：,翅片式冷凝器,根据被冷却介质的种类不同，蒸发器可分为两大类：(1)冷却液体载冷剂的蒸发器。用于冷却液体载冷剂水、盐水或乙二醇水溶液等。这类蒸发器常用的有卧式蒸发器、立管式蒸发器和螺旋管式蒸发器等。(2)冷却空气的蒸发器。这类蒸发器有冷却排管和冷风机。,一、卧式蒸发器,其与卧式壳管式冷凝器的结构基本相似。按供液方式可分为壳管式蒸发器和干式蒸发器两种。卧式壳管式蒸发器广泛使用于闭式盐水循环系统其主要特点是：结构紧凑，液体与传热表面接触好，传热系数高。但是它需要充入大量制冷剂，液柱对蒸发温度将会有一定的影响。且当盐水浓度降低或盐水泵因故停机时，盐水在管内有被冻结的可能。若制冷剂为氟利昂，则氟利昂内溶解的润滑油很难返回压缩机。此外清洗时需停止工作。,2、干式氟利昂蒸发器 主要区别在于：制冷剂在管内流动，而载冷剂在管外流动。节流后的氟利昂液体从一侧端盖的下部进入蒸发器，经过几个流程后从端盖的上部引出，制冷剂在管内随着流动而不断蒸发，所以壁面有一部分为蒸气所占有，因此，它的传热效果不如满液式。但是它无液柱对蒸发温度的影响，且由于氟利昂流速较高(4m/s)，则回油较好。此外，由于管外充入的是大量的载冷剂，从而减缓了冻结的危险。这种蒸发器内制冷剂的充注量只需满液式的1/2l/3或更少，故称之为“干式蒸发器”。,二、立管式蒸发器 立管式和螺旋管式蒸发器的共同点是制冷剂在管内蒸发，整个蒸发器管组沉浸在盛满载冷剂的箱体内(或池、槽内)，为了保证载冷剂在箱内以一定速度循环，箱内焊有纵向隔板和装有螺旋搅拌器。载冷剂流速一般为0.30.7m/s，以增强传热。这两种蒸发器只能用于开式循环系统，故载冷剂必须是非挥发性物质，常用的是盐水和水等。如用盐水，蒸发器管子易被氧化，且盐水易吸潮而使浓度降低。这两种蒸发器可以直接观察载冷剂的流动情况，广泛用于以氨为制冷剂的盐水制冷系统。,冷却排管是用来冷却空气的一种蒸发器。广泛应用于低温冷藏库中，制冷剂在冷却排管内流动并蒸发，管外作为传热介质的被冷却空气作自然对流。冷却排管最大的优点是结构简单，便于制作，对库房内贮存的非包装食品造成的干耗较少。但排管的传热系数较低，且融霜时操作困难，不利于实现自动化。对于氨直接冷却系统用无缝钢管焊制，采用光管或绕制翅片管；对于氟利昂系统，大都采用绕片或套片式铜管翅片管组。,冷风机多是由轴流式风机与冷却排管等组成的一台成套设备。它依靠风机强制库房内的空气流经箱体内的冷却排管进行热交换，使空气冷却，从而达到降低库温的目的。冷风机按冷却空气所采用的方式可分为干式、湿式和干湿混合式三种。其中，制冷剂或载冷剂在排管内流动，通过管壁冷却管外空气的称为干式冷风机；以喷淋的载冷剂液体直接和空气进行热交换的，称为湿式冷风机；混合式冷风机除冷却排管外，还有载冷剂的喷淋装置。下面介绍目前冷库广泛使用的干式冷风机。冷库常用的干式冷风机按其安装的位置又可分为吊顶式和落地式两种类型。它们都由空气冷却排管，通风机及除霜装置组成，且冷风机内的冷却排管都是套片式的。大型干式冷风机常为落地式。,三 制冷剂的节流机构,1 手动节流阀2 浮球调节阀 图3 热力膨胀阀4不可调节的节流装置,节流是压缩式制冷循环不可缺少的四个主意过程之一。节流机构的作用有两点：一是对从冷凝器中出来的高压液体制冷剂进行节流降压为蒸发压力；二是根据系统负荷变化，调整进入蒸发器的制冷剂液体的数量。常用的节流机构有手动膨胀阀、浮球式膨胀阀、热力膨胀阀以及阻流式膨胀阀(毛细管)等。它们的基本原理都是使高压液态制冷剂受迫流过一个小过流截面，产生合适的局部阻力损失(或沿程损失)，使制冷剂压力骤降，与此同时一部分液态制冷剂汽化，吸收潜热，使节流后的制冷剂成为低压低温状态。,一、手动节流阀 手动膨胀阀和普通的截止阀在结构上的不同之处主要是阀芯的结构与阀杆的螺纹形式。通常截止阀的阀芯为一平头，阀杆为普通螺纹，所以它只能控制管路的通断和粗略地调节流量，难以调整在一个适当的过流截面积上以产生恰当的节流作用。而节流阀的阀芯为针型锥体或带缺口的锥体，阀杆为细牙螺纹，所以当转动手轮时，阀芯移动的距离不大，过流截面积可以较准确、方便地调整。节流阀的开启度的大小是根据蒸发器负荷的变化而调节，通常开启度为手轮的1/8至1/4周，不能超过一周。否则，开启度过大，会失去膨胀作用。因此它不能随蒸发器热负荷的变动而灵敏地自动适应调节，几乎全凭经验结合系统中的反应进行手工操作。目前它只装设于氨制冷装置中，在氟利昂制冷装置中，广泛使用热力膨胀阀进行自动调节。,二、浮球节流阀 1、浮球节流阀的工作原理 浮球节流阀是一种自动调节的节流阀。其工作原理是利用一钢制浮球为启闭阀门的动力，靠浮球随液面高低在浮球室中升降，控制一小阀门开启度的大小变化而自动调节供液量，同时起节流作用的，如图614所示。当容器内液面降低时，浮球下降，节流孔自行开大，供液量增加；反之，当容器内液面上升时，浮球上升，节流孔自行关小，供液量减少。待液面升至规定高度时，节流孔被关闭，保证容器不会发生超液或缺液的现象。2、浮球节流阀的结构型式 浮球节流阀是用于具有自由液面的蒸发器，液体分离器和中间冷却器供液量的自动调节。在氨制冷系统中广泛应用的是一种低压浮球阀。低压浮球阀按液体在其中流通的方式，有直通式和非直通式两种,三、热力膨胀阀 热力膨胀阀是氟利昂制冷装置中根据吸入蒸气的过热程度来调节进入蒸发器的液态制冷剂量，同时将液体由冷凝压力节流降压到蒸发压力的。热力膨胀阀的型式很多，但在结构上大致相同。按膨胀阀中感应机构动力室中传力零件的结构不同，可分为薄膜式和波纹管式两种；按使用条件不同，又可分为内平衡式和外平衡式两种。目前常用的小型氟利昂热力膨胀阀多为薄膜式内平衡热力膨胀阀。,热力膨胀阀一、作用：将制冷剂节流降压，以便在蒸发器中气化吸热；调节供液量，符合冷藏库热负荷的需要；确保制冷剂具有一定过热度，以免“液击”和保证蒸发器的利用率。二、基本结构：【内平衡膜片式】该阀由膜片、感温包、毛细管、顶杆、阀座、针阀、弹簧、调节装置与节流管(节流管的直径决定了阀的流量)等组成。,三、工作原理：热力膨胀阀位于蒸发器的入口处，感温包安放于蒸发器的出口处，供入膨胀阀的液态制冷剂，经针阀调节流量并降压后进入蒸发器内蒸发吸热，至蒸发器出口时已成为过热蒸气，所以感温包感受到的信号是制冷剂在蒸发器出口处的气体温度，使感温包内的低沸点充剂产生一对应的饱和压力(P1)，经毛细管传到膜片的上方。同时，经针阀节流降压后制冷剂(蒸发压力P0)作用在膜片下方，此外，作用于针阀下端的弹簧力(PS)也通过顶杆作用在膜片下方，因此当热力阀在工作时，上述三个作用力应处于平衡状态，即：PSP1P0当弹簧力调定后，蒸发器出口处的温度增加或蒸发压力下降时，开阀力(P1P0)大于弹簧力，阀自行开大，反之则相反，因为P1相对应的温度是制冷剂在蒸发器出口的过热温度(T1),而蒸发压力（P0）相对应的是蒸发温度（T0），若不计蒸发器阻力损失，P1P0相对应T1T0即为蒸发器出口处制冷剂蒸气的过热度，所以过热度愈大，阀开度愈大，反之则相反，所以膨胀阀的开度取决于过热度，而过热度又可通过调节弹簧力PS的大小来设定。,四、毛细管 在电冰箱、空调器等小型制冷设备中，常用毛细管做节流装置，它主要是靠其管径和长度的大小来控制液体制冷剂的流量以使蒸发器能在适当的状况下工作。制冷工程中一般称内径0.52mm左右，长度在14m左右的紫钢管为毛细管。与节流阀相比毛细管做为节流装置的优点是无运动件不会磨损不易泄漏、制造容易价格便宜、安装省事，缺点是流量小并不能随时随意进行人为调整。,第二节,冷水机组,冷水机组的分类：分类方式 1 按压缩机形式 活塞式 螺杆式 离心式 2按燃 料种类 燃油型（柴油、重油）燃气型（煤油、天然气）3 按冷凝器冷却方式 水冷式 风冷式 4按能量利用形式单冷型 热泵型 热回收型 单冷、冰蓄冷双功能型 5按冷水 出水温度空调型（7度、10度、13度、15度）低温型（-5度-30度）6按密封方式开式 半封闭式 全封闭式 7按载 冷剂 水 盐水 乙二醇 8按能量补偿不同 电力补偿（压缩式）热能补偿（吸收式）9按制 冷剂R22 R123 R134a 10按热源不同（吸收式）热水型 蒸汽型 直燃型,活塞式冷水机组的组成冷水机组中以活塞式压缩机为主机的称为活塞式冷水机组。它是将活塞式压缩机、蒸发器、冷凝器和节流机构、电控柜等设备组装在一个基座上，其内部连接管已在制造厂完成装配，用户只需在现场连接电气线路和外接水管即可投人运行。制冷剂一般采用氟里昂.目前常用R22。活塞式冷水机组的分类(l)按冷凝器的冷却介质分。活塞式冷水机组分为水冷式和风冷式两种。目前。国产活塞式水冷机组多为水冷式。水冷机组按总体结构形式分为普通型和模块型两种。制冷循环均为单极压缩制冷。(2)按压缩机的结构形式分。活塞式水冷机组分为开启式活塞压缩机、半封闭式活塞压缩机和全封闭式活塞压缩机。(4)按机组的功能分。活塞式冷水机组分为单冷型、热泵型和热回收型。,螺杆式冷水机组,螺杆冷水机组主要由螺杆压缩机、冷凝器、蒸发器、膨胀阀及电控系统组成。,离心式冷水机组,它是将离心式压缩机 蒸发器 冷凝器 节流装置 主电动机 抽气回收装置 润滑油系统和电气控制柜等组合成一整体，装在同一底座上面。,离心式冷水机组分类(l)按机组组合形式分类。可分为组装型和分散型。(2)按压缩机与主电动机连接方式分类。可分为开启式和封闭式(半封闭、全封闭)。(3)按蒸发器和冷凝器的组装方式分类。可分为单筒式、双筒式(双筒竖放、双筒水平放)。(们按压缩机级数分类。有单极、双极、三极。(5)按驱动方式分类。有蒸汽轮机、燃气轮机、电动机(低压电38oV、高压电4000一6000V)。(6)按冷凝器的冷凝方式分类。有水冷式和风冷式。,第三节,溴化锂吸收式冷水机组,溴化锂吸收式冷水机组,溴化锂吸收式冷水机组的分类 溴化锂吸收式冷水机组的分类方法很多：根据使用能源，可分为蒸汽型、热水型、直燃型（燃油、燃汽）和太阳能型；根据能源被利用的程度，可分为单效型和双效型；根据各换热器布置的情况，可分为单筒型、双筒型、三筒型；根据应用范围，可分为冷水机型和冷温水机型。目前更多的是将上述的分类加以综合，如蒸汽单效型、蒸汽双效型、直燃型冷温水机组等。,双效溴化锂冷水机组,一般形式为三筒式。主要部件由：高压发生器、低压发生器、冷凝器、吸收器、蒸发器、高温换热器、低温换热器、冷凝水回热器、冷剂水冷却器及发生器泵、吸收器泵、蒸发器泵和电气控制系统等组成。,第四节,空气热湿处理设备和冰蓄冷装置,1.空气热湿处理设备 空气热湿处理设备主要是对空气进行加热、加湿、冷却、除湿等处理。(1)喷水室 在空调系统中应用喷水室的主要优点在于能够实现对空气加湿、减湿、加热、冷却多种处理过程，具有一定的空气净化能力，消耗金属少和容易加工；但它有水质要求高、占地面积大、水泵耗能多的缺点，故在民用建筑中不再采用，但在以调节湿度为主要目的的空调中仍大量使用。喷水室有卧式和立式、单级和双级、低速和高速之分。其供水方式有使用深井水和使用冷冻水等不同形式。,(2)表面式换热器 表面式换热器包括空气加热器和表面式冷却器两大类，前者用热水或蒸汽做热媒，或用电加热，后者用冷水(或冷盐水和乙二醇)或者蒸发的制冷剂做冷媒。因此，表面式冷却器又分为水冷式和直接蒸发式两类。与喷水室相比，表面式换热器具有构造简单，占地少，对水的清洁度要求不高，水侧阻力小等优点。,常用空气湿处理设备（3）空气的加湿处理可以在空气处理室(空调箱)或送风管道内对送入房间内的空气集中加湿，也可以在空调房间内部对空气局部补充加湿。在所有的加湿方法中，按水蒸发时的热源不同可将它们分成等焓加湿和等温加湿两大类。（4）常用空气的减湿设备有冷冻减湿机、氯化锂转轮除湿机、三甘醇除湿机等，固体吸湿在空调工程中最常用的吸附剂有硅胶和氯化钙。,（5）.空气洁净设备-过滤器 按过滤器性能划分可分为粗效过滤器、中效过滤器、高中效过滤器、亚高效过滤器和高效过滤器。1)粗效过滤器。主要作用是去除5.0m以上的大颗粒灰尘，在净化空调系统中做预过滤器。2)中效过滤器。作用主要是去除1.0m以上的灰尘粒子，在净化空调系统和局部净化设备中做为中间过滤器。其目的是减少高效过滤器的负担，延长高效过滤器和设备中其他配件的寿命。3)高中效过滤器。能较好地去除1.0m以上的灰尘粒子，可做净化空调系统的中间过滤器和一般过滤送风系统的末端过滤器。4)亚高效过滤器。亚高效过滤器能较好地去除0.5m以上的灰尘粒子。可做净化空调系统的中间过滤器和低级别净化空调系统(M6.5级)的末端过滤器。5)高效过滤器(HEPA)和超低透过率过滤器(ULPA)。高效过滤器(HEPA)是净化空调系统的终端过滤,蓄冷装置,第五节,循环水系统与水处理设备,冷却塔的分类一、按通风方式分有自然通风冷却塔、机械通风冷却塔、混合通风冷却塔。二、按热水和空气的接触方式分有湿式冷却塔、干式冷却塔、干湿式冷却塔。三、按热水和空气的流动方向分有逆流式冷却塔、横流（交流）式冷却塔、混流式冷却塔。四、按用途分一般空调用冷却塔、工业用冷却塔、高温型冷却塔。五、按噪声级别分为普通型冷却塔、低噪型冷却塔、超低噪型冷却塔、超静音型冷却塔。六、其他如喷流式冷却塔、无风机冷却塔、双曲线冷却塔等,冷却塔系统一般包括：淋水填料、配水系统、收水器(除水器)、通风设备、空气分配装置等五个部分。淋水填料的作用是使进入冷却塔的热水尽可能地形成细小的水滴或薄的水膜，以增加水与空气的接触面积和接触时间，有利于水和空气的热、质交换。常见的有三种：点滴式淋水装置、薄膜式淋水装置和网格形模板淋水装置。配水系统的作用在于把热水均匀的分布于整个淋水装置的表面上，以充分发挥淋水装置的作用。它又分为：管式配水系统(固定式，旋转式)、槽式配水系统和池式配水系统,收水器(除水器)的作用是降低冷却塔出流空气中的含水量，空气流过淋水装置和配水系统后，携带许多细小的水滴，在空气排出冷却塔之前就需要用收水器回收部分水滴，以减少冷却水的损失。通风设备用以产生较高的空气流速和稳定的空气流量，提高冷却效率及保证冷却效果。机械通风冷却塔主要是轴流风机，其