[毕业设计精品]空调机和电冰箱的部分故障分析及其排除方法.doc
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1、摘 要随着世界资源的日益紧缺,节能越来越越重要。本文主要针对制冷系统的节能及其影响效率的原因,介绍了空调机和电冰箱的部分故障分析及其排除方法。通过编写论文亲自动手增加了动手能力,巩固了专业理论知识特别对制冷系统的原理分析、故障检修和整机结构有了更全面的了解。欧洲及美国、日本和许多其他国家都制定了法规来降低家用电器尤其是家用制冷装置的能耗。由于这些法规的制定,设备和部件的设计者不得不改进设计来提高它们产品的能效比。对于制冷装置能效比提高的可行方案进行的技术评测表明,全封闭压缩机引入的许多技术革新已经将其能效比提高了约60;通过增加保温层厚度来减少漏热,保温层的厚度已经增加了2030;在无霜制冷装
2、置和冰箱中由电机驱动的风扇的效率也由于技术进步有了提高,电子控制的引入可以更好地控制设备的温度并减小了家用压缩机开/停的高效和低效的差别;换热器的优化提高了蒸发温度并降低了冷凝温度。许多制造商都采用了这些措施使得它们的产品达到了欧洲A级标准,但是新的能耗限制标准的引进对能耗提出了更高的要求,因此生产厂家需要用更先进的方法使制冷装置达到更好的运行性能。节能、环保和方便使用将是空调机和电冰箱发展的主要方向,而其中节能将是空调机和电冰箱产品竞争力中的最主要因素。我国空调机和电冰箱行业起步较晚,虽然发展很快,但是与世界先进水平仍然存在一定的差距。不断获取和应用国内外先进的技术和经验,提高产品的质量,是
3、当前国内空调机和电冰箱企业面临的重要任务,也只有这样才能在国际市场竞争中取得一定的位置。关键词:制冷系统;节能;整机结构目 录摘 要I引 言31.制冷系统的工作原理42.目前使用的制冷压缩机及其研究现状63.关于制冷系统故障的检测及其排除方法84.冰箱不制冷的故障分析与判断105.冰箱不停机的故障与判断116.冷凝器发出振动声127.冰箱的冷凝器忽冷忽热128.冰箱冷凝器异常烫手139.冷凝器中的油堵和脏堵13结论14致 谢15参考文献16引 言随着我国经济的发展和人民生活水平的提高,电冰箱,空调器已成为城乡和企事业单位常用的电器之一。随着科学技术的进步进出口贸易的拓展,特别是伴随着我国加入W
4、TO,电冰箱和空调器的发展越来越快,技术性能越来越先进。在功能上的日益齐全,制冷系统的节能越来越重要。根据蒙特利尔议定书缔约国第七次会议,发展中国家将于2010年停止使用CFCs工质,而HCFCs也将于2030年全面禁用。为此国内外的冷冻空调工作者进行了大量的CFCs以及HCFCs工质替代试验研究,但迄今为止尚未找到一种纯工质能在热力性质、毒性、溶油性等方面与CFCs或HCFCs工质相媲美,其中一些较有前途的工质(如R407C,R410A)属于非共沸混合工质,不但价格昂贵,而且必须严格防止泄漏;另外最重要的一点就是工质热力性质等综合性能较CFCs以及HCFCs工质降低,但这一点降低(哪怕1%)
5、也将给广泛使用的标准制冷机配置带来诸多的问题,并消耗无数的电力资源,而要将工质热力性质等综合性能提高哪怕半个百分点也是异常困难和需要大量试验工作的。例如,日本从1996年全面禁止生产CFCs冰箱,一般采用HFC-134a及HCFC-22替代CFC-12,HCFC-141b替代CFC-11。而使用HFC-134a替代CFC-12时,冰箱制冷性能下降5%-10%。据国外统计,中央空调系统的全年能耗占整个建筑物总能耗的40%至60%,因此空调节能是空调行业永恒的课题;而每家每户每天使用的电冰箱更是CFCs工质替代首先冲击的目标。如何提高电冰箱、空调器等家用制冷机的能源效益是制冷界最紧迫的课题之一。1
6、.制冷系统的工作原理空调制冷系统由压缩机,冷凝器,膨胀阀和蒸发器组成,其工作过程如下:制冷剂在压力温度下沸腾,低于被冷却物体或流体的温度。压缩机不断地抽吸蒸发器中产生的蒸气,并将它压缩到冷凝压力,然后送往冷凝器,在压力下等压冷却和冷凝成液体,制冷剂冷却和冷凝时放出的热量传给冷却介质(通常机房空调采用的空气),与冷凝压力相对应的冷凝温度一定要高于冷却介质的温度,冷凝后的液体通过膨胀阀或其他节流元件进入蒸发器。 关键词:空调 制冷空调制冷系统由压缩机,冷凝器,膨胀阀和蒸发器组成,其工作过程如下:制冷剂在压力温度下沸腾,低于被冷却物体或流体的温度。压缩机不断地抽吸蒸发器中产生的蒸气,并将它压缩到冷凝
7、压力,然后送往冷凝器,在压力下等压冷却和冷凝成液体,制冷剂冷却和冷凝时放出的热量传给冷却介质(通常机房空调采用的空气),与冷凝压力相对应的冷凝温度一定要高于冷却介质的温度,冷凝后的液体通过膨胀阀或其他节流元件进入蒸发器。 在整个循环过程中,压缩机起着压缩和输送制冷剂蒸气并造成蒸发器中的低压力,冷凝器中的高压力的作用,是整个系统的心脏;节流阀对制冷剂起节流降压作用并调节进入蒸发器的制冷剂流量;蒸发器是输出冷量的设备,制冷剂在蒸发器中吸收被冷却物体的热量,从而达到制取冷量的目的;冷凝器是输出热量的设备,从蒸发器中吸取的热量连压缩机消耗的功转化的热量在冷凝器中被冷却介质带走。 电冰箱作为耐用消费品,
8、在国内城镇家庭的占有率超过了85%,国内冰箱市场年销量超过1000万台。作为一种长寿命间歇式电能消耗品,电冰箱在居民家庭中消耗的电量仅次于空调器,世界各国都非常重视电冰箱产品的节能工作,美国、欧盟、日本等都制定了严格的能耗等级要求,中国政府也于2003年11月1月正式实施了家用电冰箱耗电量限定值及能源效率等级标准,要求生产企业降低电冰箱的能耗水平。冰箱生产厂家也通过技术革新,不断提升电冰箱节能指标,目前国内市场上已经有多家企业推出日耗电量仅0.35度甚至0.29度的电冰箱。从目前国内外厂家电冰箱产品来看,目前电冰箱的主要节能技术如下。 1.1常规节能技术1.1.1常规的节能技术主要从三个方面来
9、降低电冰箱的能耗: 1.增加电冰箱发泡层厚度 普通冰箱冷藏室发泡层厚度为35mm至45mm,冷冻室厚度为60mm至80mm。节能冰箱为了减少冷量向外界的辐射,将冷藏室的发泡层厚度增加为55mm至65mm,冷冻室发泡层厚度增加为85mm至100mm甚至120mm.2.采用机械式温控器 单循环制冷系统机械式温控器、单循环制冷系统的电冰箱没有电脑板、电磁阀等耗电部件,同时采用单循环制冷系统的冰箱压缩机开停只受冷藏室温度控制,相比双循环制冷系统的冰箱,开机时间短,较为省电。 3.采用高效无氟压缩机 高效无氟R600a压缩机在冰箱上已经广泛使用,其能源效率值(COP)能达到1.75,是冰箱节能的最主要手
10、段。 4.采用常规节能技术的优点是生产工艺简单、可靠性高、成本增加较少,但其缺点也很明显:过厚的发泡层影响冰箱的美观效果;机械式温控器操作不方,需要根据季节的不同调整温度档位,并且采用单循环系统的冰箱冷冻能力小(通常只有几千克)、不能实现速冻等功能,在冷冻大量新鲜食品时能力较差。采用常规节能技术的冰箱另外一个弱点是耗电量的不均匀性,单循环制冷系统冰箱由于其温度受冷藏室控制,冬季环境温度较低(一般是低于16度)的时候必须打开温度补偿装置才能保证冰箱的正常运行,该补偿装置每天的耗电量在0.24度以上.1.1.2压差保持技术电冰箱工作时压缩机压缩气态制冷剂到冷凝器内,通过散热成为高压的液态制冷剂,然
11、后由毛细管进入低压的蒸发器内气化蒸发,吸走冰箱内的热量,达到制冷的目的。冰箱压缩机在刚开始的3至5分钟内主要用于建立冷凝器和蒸发器之间的压差,然后才能进入正常的制冷状态,这前面的3至5分钟属于能耗的浪费。 压差保持技术是通过在冰箱制冷管路上设置一系列的阀门来控制管路的通断,压缩机开机制冷时阀门导通,当压缩机停机时阀门关闭,将冷凝器中的高压制冷剂切断并保持在冷凝器中,下次压缩机开机时可以快速建立冷凝器和蒸发器间的压差,减少浪费的能耗。 该技术的优点是可以减少压缩机开机时的能耗损失,缺点是需要在管路上设置多个阀门及相应的压缩机卸压管路,管路的焊接点较多。 1.1.3变频节能技术 变频技术在日本冰箱
12、行业中应用非常广泛,国内冰箱行业从1999年开始试验变频技术,到现在市场上已有海尔、海信、伊莱克斯、无锡松下等多家企业的变频冰箱上市,与传统转速为3000rpm的压缩机相比,变频压缩机具有软启动、低噪音、高效率、高速制冷能力的优点,其转速范围1800rpm至4300rpm,能源效率值(COP)最高可以达到期1.9以上。采用变频技术的电冰箱可以在短时间内快速制冷达到设定的温度,然后以低速持续运行,产生少量冷量维持冰箱内的温度,避免压缩机频繁开停造成的电能浪费,据测算采用变频技术的冰箱与相同的普通冰箱相比可以节省能耗15%以上。 变频技术的缺点在于其成本高,目前变频压缩机的价格大约为550元至80
13、0元,远远高于普通高效无氟压缩机的价格,这也是制约变频技术在中国冰箱行业推广的主要因素。相信随着压缩机和变频控制技术的发展,变频压缩机的价格最终会降到普及的范围。 1.1.4真空绝对技术 真空绝热技术在冰箱行业的应用源于90年代,利用真空条件下的低导热特性制作隔热材料,固定在冰箱发泡层中以提高冰箱隔热性能。目前的真空绝热产品一般是用玻璃纤维复合品做型芯,复合铝膜袋套装并密封抽真空,其导热系数仅为0.0025W/mK,而目前常用的环戊烷发泡料的导热系数为0.019W/mK,根据测试资料,当真空绝热材料面积覆盖率达到冰箱发泡层面积的70%时,冰箱相对能耗可以减少24%以上,或者保持耗电量不变,冰箱
14、的容积可以增大15%以上。 真空绝热技术在日本冰箱行业得到广泛应用,三菱、日立、松下、东芝、三洋等公司2004年新产品中均采用了真空绝热技术来降低冰箱能耗。国内市场上无锡松下公司推出了容积220升、带有真空绝热材料的冰箱,耗电量仅为0.35度。国内冰箱厂家也在进行该技术的应用研究,相信不久就会有产品出现。 真空绝热材料优异的绝热性能和成熟的工艺为其推广使用提供了可能,但是目前该材料主要由日本厂家生产,价格大约为40美元/平方米,其高昂的价格和国内冰箱价格的不断下跌会影响国内冰箱的技术跟进速度。 以上节能技术的技术可行性高、工艺操作性较好,在国内外的大型冰箱厂家中得到不同程度的应用。随着各国政府
15、对电冰箱能耗水平要求的不断提高,节能技术也会得到持续的推广应用。同时,相变材料蓄能技术、线性压缩机技术等新兴节能技术不断涌现,最终会提高整个冰箱行业的能耗水平。2.目前使用的制冷压缩机及其研究现状近年来,为了满足环保和市场的需要,国内电冰箱厂纷纷推出了CFCs工质替代的电冰箱(俗称无氟冰箱或环保冰箱);相应地,电冰箱压缩机厂也不断开发出CFCs工质替代的制冷压缩机。下面介绍一下新型压缩机及其优点:节能措施有多种:变频压缩机、双转子压缩机、模糊逻辑控制、微孔发泡、节能差压阀等。其中采用变频控制实现节能的方案正在得到广泛应用。由于采用变频压缩机,要解决低速运转时的振动问题和润滑油供给问题,高速运转
16、时的轴承负荷问题、摩擦和磨损问题,因此对压缩机的设计和制造提出了更高的要求,控制系统也比较复杂,增加了成本。而直线电机驱动的活塞式压缩机具有优良的控制性能,采用简单的控制环路可以通过调节扫气容积来直接实现能量调节,从而达到节能的目的。我们知道直线电机利用电能直接产生直线运动,它有突出的优点:结构简单:在需要直线运动的地方,采用直线电机可以实现直接传动,不需要一套将旋转运动转变为活塞直线往复运动的中间转换机构,因而使机器设备总体结构大大简化,体积大大缩小。反应速度快,随动性好:直线电机容易做到无刷无接触运行,动子在运动中毫无机械阻力,这是其它传统驱动装置无法竞争的优点。容易密封,随动性好:直线电
17、机容易做到无刷无接触运行,动子在运动中毫无机械阻力,这是其它传统驱动装置无法竞争的优点。容易密封,适用性强:由于电机本身结构简单,又可做到无接触运行,因此容易密封,经过适当浸渍、涂封,它可在各种特殊环境中使用(包括液态物质中)。稳定可靠,寿命长:直线电机是一种直接传动的特种电机,可实现无接触传递力,没有什么机械损耗,故障少,几乎不需要维修,不怕震动和冲击,因此稳定可靠,寿命长。它还控制方便、额定值高、精密定位和自锁等独特的优势。直线振荡电机有感应型直线振电机、推斥感应型直线振荡电机、直线同步振荡电机等。其中前两款直线振荡电机由于始终处于启动和制动状态,能量损耗大、效率低、发热利害,而且漏磁大、
18、功率因数低。而采用直线同步振荡电机驱动的微型、高效、高可靠性的超净气体压缩机得到广泛的使用,激磁方式采用永磁式。这样既利用了直线电机可实现直线直接传动、无接触运行带来的结构简单、随动性好、适应性强、稳定可靠、控制性好等特点,又发挥了永磁式电机由于没有激磁绕组和对应的铜损而减少了电机体积和重量、提高了效率和成本等经济技术指标的优势。直线电机的主要缺点除了研究较少,掌握不够外,主要是没有很好的直线运动支承、动子和定子间气隙比旋转式电机大,使得功率因数及效率降低。2.1、制冷系统的蒸发温度蒸发器内制冷剂的蒸发温度,应该比空气温度低,这样机房的热量才会传给制冷剂,制冷剂吸收热量后蒸发成气体,由压缩机吸
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