制冷技术与设备培训课程.ppt
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1、制冷技术与设备培训课程,主讲:叶显奇 编写:王秀峰二OO三年八月,目录,第一章 本公司制冷负荷与设备概况第二章 制冷热力学基础第一节 概念与术语第二节 焓与压焓图第三章 蒸气压缩式制冷循环第一节 单级蒸气压缩制冷机的基本组成及工作过程第二节 蒸气压缩式制冷的理论循环第三节 蒸气压缩式制冷的实际循环第四节 改善蒸气压缩制冷循环的措施第四章 制冷剂与载冷剂第一节 对制冷剂的要求第二节 常用制冷剂及其性质第三节 载冷剂,目录,第五章 蒸气压缩式制冷系统第一节 蒸气压缩式制冷系统的典型流程第二节 制冷剂管路第三节 油管路第四节 冷却水管路系统第五节 载冷剂管路系统第六章 螺杆式制冷压缩机第一节 螺杆式
2、制冷压缩机概述第二节 螺杆式制冷压缩机工作原理第三节 螺杆式制冷压缩机结构第四节 螺杆式制冷压缩机组与循环系统第五章 螺杆式制冷压缩机的常见故障及检修第七章 制冷机辅助设备第一节 传热设备第二节 分离设备第三节 贮存设备第八章 冷藏库与空调简介第九章 制冷系统的安全技术,第一章 本公司制冷负荷与设备概况,5,第二章 制冷热力学基础,第一节制冷热力学常见概念与术语1.制冷:使自然界的某物体或空间达到低于周围环境温度,并使之维持这个温度。2.温度:描述空气冷热程度的物理量,它有三种标定方法:摄氏温标、华氏温标、绝对温标。摄氏温标用符号t表示,单位是;华氏温标用符号tF表示,单位是;绝对温标用符号T
3、表示,单位是K。换算关系:T=t+273;t=T-273;tF=9/5*t+32;t=5/9*(tF-32),第二章 制冷热力学基础,3.压力:空气的压力一般指大气压,用符号p表示。通常在制冷专业说的压力是指压强。常用的压力单位有三种:工程制单位kgf/c;国际制单位Pa或MPa;液柱高单位;毫米汞柱高mmHg或毫米水柱高mmH2O 几种压力单位换算单位如下:1 kgf/c=98066.5 Pa0.1 MPa1 mmHg=13.5951 mmH2O=133.3224 Pa,第二章 制冷热力学基础,4.湿度:空气湿度是指空气中所含水蒸气量的多少。有三种表示方法:a.绝对湿度:每立方米空气中所含有
4、水蒸气的质量。绝对湿度不能说明空气的干湿程度。b.相对湿度:为了准确说明空气的干湿程度,在制冷专业中采用相对湿度这个参数。它是空气的绝对湿度与同温度下饱和空气的绝对湿度的比值。c.含湿量(又称比湿度)指1kg干空气所容纳的水蒸气的质量。d.比焓:空气的焓值是指空气含有的总热量。,第二章 制冷热力学基础,5.密度:空气的密度是指每立方米空气中干空气的质量和水蒸气的质量之和.6.比容:空气的比容是指单位质量的空气所具有的容积.密度和比容互为倒数,因此只能算做一个参数.7.露点温度:在饱和温度下,饱和空气有一个容纳水蒸气的极限值,这个值会随着温度的降低而减少.利用这个原理.我们可以通过降温的方法,使
5、不饱和空气达到饱和,再由饱和到空气凝结出水珠,即结露.在结露之前,空气的含湿量保持不变.,第二章 制冷热力学基础,所以我把一定大气压下,湿空气在含湿量不变的情况下,冷却到相对湿度达到100%时所对应的温度称为露点温度.常见的现象比如 家用空调的凝水,夏天的早晨,草木禾苗的叶子上出现露水都是如此原理.8.干球温度和湿球温度:干湿球温度计使用时放在通风的空气处直接测量,测得的温度称为干球温度.另一个温度计的感温部分用湿,第二章 制冷热力学基础,纱布包裹起来,纱布下端放在水槽里,水槽里盛满水,测得的温度称为湿球温度.根据测得的干湿球温度的差值可确定空气湿度的大小,差值越大,湿度越小;反之,湿度越大.
6、实际运用过程中,可以通过干湿球温度的差值和湿球温度直接从湿度表上查得空气湿度.,第二章 制冷热力学基础,第二节空气的焓湿图焓是指制冷剂在各种状态下所具有的能量,制冷剂的能量取决于制冷剂所处的状态,因此焓和温度、压力一样,都是表明制冷剂状态的一种参数,处于各种状态的制冷剂,其本身具有激烈的分子运动,分子运动的能量以热的形式存在于其自身之中,叫做内能,在同样的状态下,温度越高,其分子运动越激烈,它的内能越大。在同一温度条件下,液体与气相比较,蒸气状态的分子运动比呈液体状态时分子运动更为激烈,因此蒸气的内能比液体大。,焓虽然是表示制冷剂状态的参数,但是只用焓并不能决定制冷剂的状态,例如说-10的氨,
7、它既可以是液体状态,也可以是气体状态,如果再加上另外一种表示状态的参数,就可以确定它的状态,比如加上比容为0.418m3/的氨,就可以肯定它是处于-10 的干饱和蒸气,从而确定了它的状态。压焓图就是表示制冷剂状态的线图。,第二章 制冷热力学基础,第二章 制冷热力学基础,压焓图(lgP-h)是用压力和焓分别作为纵轴和横轴所表示制冷剂状态的线图具有特点:一个临界点(k)两条饱和线(Ka-饱和液体线,Kb-饱和蒸汽线)三个区域(Ka 左侧-饱和液体线;Ka、Kb之间-湿蒸汽区;Kb右侧-过热蒸汽区;)干度:描述湿蒸汽中饱和液体重量的百分数。用x表示。(x=0饱和液体;x=0左侧未饱和液体;x=1饱和
8、蒸汽;x=1右侧过热蒸汽0 x 1湿蒸汽),第二章 制冷热力学基础,lgp,h,K,Ka,Kb,湿蒸气区,不饱和液体区,过热蒸气区,X=1,X=0,i=c,i=c,(KJ/kg),s=c,v=c,p=c,压 焓 图,第三章蒸气压缩制冷循环,蒸气压缩式制冷机组成:压缩机、冷凝器、节流阀、蒸发器四个主要部件组成,它们之间通过一定的连接管路,组成一个密闭系统,制冷剂在系统中循环产生相态变化,以传递和转移热量完成制冷工作。蒸气压缩式制冷原理:是利用制冷工质在一定压力、温度条件下的相态变化及其伴随热量的转移而实现制冷。自然界任何一种液体在一定压力温度条件下气化,即从液相变为气相必须吸收热量,而从气相变为
9、液相时,又必须放出热量。不同物质在不同压力、温度下,气化或液化后所吸收或放出的热量不等,而且压力越低,其气化温度也越低。,第三章蒸气压缩制冷循环,蒸气压缩式制冷机的工作原理图,Q0,吸热,压缩机,蒸发器,冷凝器,Qk,放热,高压液体,高压气体,低压气体,低压湿蒸气,第三章蒸气压缩制冷循环,单级蒸气压缩式制冷机工作过程:工作时,蒸发器内所产生的低温低压制冷剂蒸气被压缩机等熵压缩,所产生的高温高压的制冷剂蒸气经管道进入冷凝器内,冷凝成低温高压的制冷剂液体,这部分液体经过节流阀节流降压,形成低温低压的制冷剂液体,进入蒸发器,吸收冷却物体的热量而气化,然后被压缩机吸入压缩,形成一个制冷循环。制冷剂在系
10、统中经过压缩、冷凝、膨胀、蒸发四个过程,完成一个循环,称为制冷循环。循环不断,便实现持续制冷。,第三章蒸气压缩制冷循环,2,1,5,3,4,1-2压缩过程,P,h,2-3冷却阶段,制冷循环在压焓图lgP-h上的表示,2-3-4冷凝过程,3-4冷凝阶段,4-5节流膨胀过程,5-1吸热过程,Pk,P0,第三章蒸气压缩制冷循环,工作的变动对制冷的影响蒸发温度的影响:在冷凝温度不变的情况下蒸发温度下降,蒸发压力下降;单位制冷量不变,单位理论功增大,制冷系数变小,质量流量减小,制冷量降低,轴功率降低,因此在满足工艺要求的情况下,应该尽量提高蒸发温度,在冷凝压力与蒸发压力的比值为3的时候,轴功率最大,它是
11、选择电动机的重要参数之一。,第三章蒸气压缩制冷循环,冷凝温度的影响:在蒸发温度保持不变的情况下,冷凝温度升高,冷凝压力升高,单位制冷量下降,单位理论功升高,制冷量下降,轴功率变大,因此在实际运行当中应尽可能保持较低的冷凝温度。,第四章制冷剂与载冷剂,第一节制冷剂制冷剂:又称制冷工质,是在制冷系统中进行制冷循环的工作物质。对制冷剂的要求 在选用制冷剂时,要选用制冷效率较高的制冷剂以提高制冷循环的经济性.热力学上的要求(a.蒸发压力和冷凝压力适中;b制冷剂的单位容积制冷能力大;c绝热指数低;凝固温度低以免制冷剂在蒸发温度下凝固.),第四章制冷剂与载冷剂,物理化学性质的要求制冷剂在润滑油中的可溶性(
12、分为有限溶解和无限溶解).制冷剂的导热系数和放热系数要高,这样可以提高热交换效率,减少蒸发器冷凝器等换热设备的传热面积.制冷剂的密度和粘度要小,这样制冷剂在管道中流动阻力小,可以降低压缩机的耗功率并减小管径.,提高其经济性.制冷剂对金属和其它材料应无腐蚀性.,第四章制冷剂与载冷剂,制冷剂在高温下应不分解,不燃烧,不爆炸其它要求:制冷剂对人的生命和健康应无危害,不具有毒性,窒息性和刺激性.制冷剂应易于购买,且廉价.制冷剂对人类的生态环境应无大的影响.实际上要选择十全十美的制冷剂是不可能的,目前所用制冷剂都有一些缺点,在实际应用中,采取措施来弥补.,第四章制冷剂与载冷剂,常见制冷剂及性质氨NH3(
13、R717)目前最常用的制冷剂之一,蒸发压力和冷凝压力适中,对钢没有腐蚀,含有水分时对铜及其铜合金有腐蚀作用,但磷青铜例外,所以在氨制冷系统中不用铜和铜合金,而只有那些易于润滑的部件才允许使用高锡磷青铜.具有刺激性臭味,对人体有一的毒害,高温时会分解为氢气和氮气,具有可燃性,在空气中含量达到1725%时遇明火会发生爆炸.分子量:17.03,无色液体,比重0.7710(0),熔点-77.7,沸点-33.5,易溶于水、酒精、苯、丙酮等溶剂。蒸发热极大。,第四章制冷剂与载冷剂,氟里昂:氟里昂是饱和烃类的卤族衍生物的总称.其种类有成千上万种,大多数氟里昂本身无毒、无臭、不燃,不含水时对金属无腐蚀.急易渗
14、漏不易被发现,而且氟里昂的吸水性极差,为了避免冰塞现象,系统中应该装有干燥器,此外,氟里昂含有水分时,能分解为氯化氢,氟化氢,不但腐蚀金属,而且会引起镀铜(即氯化氢与铜接触后,在一定条件下产生氯化铜,氯化铜再与铁制表面发生置换反应,对压缩机组十分不利)现象.,第四章制冷剂与载冷剂,水(水是一种比较好的制冷剂,主要依靠真空作用产生微小冰晶体,供生产或其它使用,一般仅在大型冷库中使用。)二氧化碳(二氧化碳无毒、不燃,具有氟里昂和氨所不可及的优点,而且可大大缩小压缩机和管路的尺寸,降低设备的投资。但是只有很少的压缩机能在10MPa的范围内操作,因此限制了它的发展,将二氧化碳和烃类制冷剂混合可以解决这
15、个难题,一般用异丁烷和丙酮可满足这个要求。),第四章制冷剂与载冷剂,烃类 烃类和氟里昂的物理性质十分相似,不过它不会造成臭氧层的破坏,对温室效应只产生很小的影响。可以用作R12、R22、R502的替代物,并且在绝大多数情况下可以直接代替,而且烃类 可以和传统的润滑油相匹配,目前在全球得到很好的使用,唯一的缺点是容易发生爆炸,因此对制冷剂注入量、厂房设计、操作人员都有严格的规定。,第四章制冷剂与载冷剂,共沸溶液制冷剂 共沸溶液制冷剂是由两种或两种以上的不同工质,按一定比例混合而成的共沸溶液,这类制冷剂在一定压力下可以保持一定的蒸发温度,其气相或液相始终保持组成成分不变,但是它的热力性质完全不同于
16、参与混合的原工质。目前常用二元共沸溶液制冷剂有R500、R501、R502等;可以用来替代一些已经被禁止或将要被禁止的制冷剂。具有广阔的应用前景。,第四章制冷剂与载冷剂,第二节载冷剂载冷剂:将制冷装置产生的冷量进行远距离输送而需要的一种中间载体.常见载冷剂水乙二醇水溶液丙二醇水溶液氯化钠水溶液氯化钙水溶液,第五章制冷机组,第一节 制冷机组的分类按照制冷方法分:机械制冷(指依靠机械作用或热力作用使工质状态发生变化,完成制冷循环从而实现制冷,主要有活塞式、回转式(单螺杆、双螺杆、滑片式、离心式)。其制冷量大小比较:离心式回转式活塞式吸收式制冷(溴化锂吸收制冷;氨吸收制冷热电制冷:主要利用半导体材料
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