小型制冷设备原理与维修第1-3章.ppt
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1、2023/5/22,1,2023/5/22,2,第一篇 电冰箱,电冰箱从使用的场合可以分为家用电冰箱和商用电冰箱两大类,随着中国经济的迅速发展,这两类冰箱的市场占有量都很大,已经成为随处可见的制冷设备。,2023/5/22,3,第一章 家用电冰箱概述,家用电冰箱是利用蒸气压缩式制冷循环原理获得低温,用以冷藏与冷冻各种食品的器具,如图11所示。我国电冰箱的生产技术水平已达到国际先进水平,产量也居世界之首,传统CFC(氯氟烃ting)制冷剂(R12)冰箱已于2007年7月1日全面禁用,环保制冷剂R134a、R600a的冰箱技术日趋成熟,电冰箱已成为我国制冷技术水平的重要标志之一。,图11 电冰箱外
2、观图,2023/5/22,4,一、家用电冰箱的分类,表11 家用电冰箱的分类,表1-1,2023/5/22,5,2023/5/22,6,二、电冰箱的规格,根据国家标准的规定:家用电冰箱的规格以有效容积表示。所谓“有效容积”是指电冰箱关上箱门后,电冰箱内壁所包括的可储藏食品用的空间容积。下列两部分物件所占空间不计入有效容积内:(1)蒸发器、冷却用管路、冷气循环通道、导向板、蒸发器门、调温装置、照明灯和灯罩以及搁架的架托等。(2)门内侧出部分及临近箱门侧壁间不供实用的间隔部分。有效容积的计算方法是以实物为基础,结合图样或模具进行测算而得到。考虑到制造误差,又顾及用户利益标准还规定了有效容积测算值不
3、应小于铭牌标定容量的97%。,2023/5/22,7,三、型号,电冰箱的型号由表示产品名称、类型、有效容积等的基本参数字母和数字组合而成。按照国家标准规定,家用电冰箱的型号命名为:改进设计序号(用汉语拼音字母顺序表示);规格代号(有效容积,单位 L,以阿拉伯数字表示);用途分类代号(冷藏箱用 C 表示,冷藏冷冻箱用 CD 表示冷冻箱用 D 表示);B 表示家用电冰箱。例:BC180 C 表示180 L 第三次改进的冷藏箱。,2023/5/22,8,四、冷度,一台电冰箱的冷冻能力往往用“冷度”来衡量。冰箱的冷度一般用星型符号“*”来标记,一个“*”表示 6。表l2列出了国内家用电冰箱的冷冻室温度
4、分级表示法。,表1-2 电冰箱星级符号表示法,还有厂家用四颗星(*)表示冷冻室温度等级的。称为高三星,表示带有速冻功能。速冻运行模式一般设计为压缩机连续运行几小时(如8 h)后自动转为普通运行模式。,2023/5/22,9,复习思考题 1直冷式电冰箱与风冷式电冰箱有什么不同?2家用电冰箱由哪几部分组成?3写出下列电冰箱型号的含义:(1)BC178。(2)BCD189WB。(3)BD250C。4家用电冰箱的星级是如何规定的?有几种?,2023/5/22,10,第二章 家用电冰箱的结构和制冷系统,电冰箱的基本结构是由结构系统、制冷系统、电控系统组成。结构系统有箱体及附件两部分组成。,21 电冰箱箱
5、体及附件,电冰箱的箱体用于隔热保温、储藏物品,同时也是电冰箱各零部件的支撑体。如图21和图22所示分别为典型直冷和风冷电冰箱结构图。,2023/5/22,11,图21 典型直冷冰箱总装配结构图,箱内附件包括搁架、果菜盒、酒架、蛋格、制冰盒、储冰盒、鱼肉盘、蒸发盘、铲霜刮刀也存放、盛装食品的作用。,2023/5/22,12,2023/5/22,13,2023/5/22,14,可以看出,箱体主要由以下几部分组成:1箱体外壳、门外壳 一般用厚度为0610 mm 的冷轧钢板,经裁切、冲压、折边、焊接或辊轧成型,外表经磷化、涂漆或喷塑处理而成。目前,有的电冰箱外壳用硬质装饰性塑料板或塑料型材拼装而成。顶
6、盖一般用塑料板,在压缩机仓位置装有加强角铁,防止搬运时冰箱底部摔伤。2箱体内胆、门内胆 采用工程塑料 ABS 板(丙烯丁二烯苯乙烯共聚)或改性聚苯乙烯板,经加热至 60 干燥后真空成型而成。有的电冰箱内胆由防锈铝或不锈钢板制成。,2023/5/22,15,3绝热层 为使电冰箱具有良好的保温性能,外壳与内胆间填充绝热材料。目前,电冰箱的绝热材料多用硬质聚氨酯发泡而成,发泡时在外壳与内胆之间注入发泡液,经发泡、保温、定型形成整体绝热层。冰箱顶盖下的隔热垫、风道一般用聚苯乙烯泡沫塑料。,4磁性门封 试验证明,当冰箱门关闭时,冰箱箱内冷量仅有 30 从箱体与箱门的绝热层散失,而其余70是从门缝泄漏的。
7、为了防止从门缝处泄漏冷气,冰箱箱门上均装有磁性门封。它是在软质聚氯乙烯门封插入磁性胶条,根据门的尺寸将四角切口再热黏合而成。门封一般是卡在冰箱门槽里,也可用螺钉固定在箱门上,如图23所示,箱门靠磁性胶条的磁力将箱门与箱体铁皮紧紧吸合,既防止冷气外泄,又阻止外界潮气的侵入。,2023/5/22,16,5门铰链 门铰链又称门折页,单门电冰箱一般设有上下 2 只铰链,双门电冰箱设有上、中、下 3 只铰链。,图23 隔热保温系统的构成,2023/5/22,17,22 电冰箱制冷系统,一、直冷式单门电冰箱,单门电冰箱一般为直冷式,上方是一个装有小门的由蒸发器围成的小型冷冻室,冷冻室的冷度一般为二星级,室
8、内食品由蒸发器直接冻结。蒸发器下面有一接水盘,接水盘以下为冷藏室,它分为几格,最下面是果菜盒。冷藏室内无冷却装置,室内热量传递靠空气的自然对流方式进行。靠近蒸发器(接水盘)的冷空气因密度大而下降,冷藏室下面温度较高的空气因密度小而上升,二者自然对流使冷藏室降温,达到010。冷藏室的上方装有温度控制器(多数采用半自动化霜温控器)。温控器的感温管紧贴在蒸发器上,根据蒸发器(冷冻室)温度控制压缩机的启停。来保证冷冻室和冷藏室一定的温度要求。旋动其调节钮可调节箱内温度的高低。冷藏室内照明灯由门开关控制,开门灯亮,关门灯灭。,2023/5/22,18,单门电冰箱的剖面图和制冷系统如图24所示。从中可清楚
9、地看出制冷系统各部件安装的位置,蒸发器位于箱体上部,冷凝器在箱体背面,压缩机在箱体后下部,干燥过滤器在压缩机上面位置,毛细管和回气管贴合在一起组成气液热交换器。,图24 单门电冰箱制冷系统及剖面图(1),直冷式单门冰箱制冷系统图视频,直冷式单门冰箱剖面图视频,2023/5/22,19,有一些单门冰箱的冷凝器为组合式冷凝器,这种冰箱的剖面图和制冷系统如图25所示,由图可见其制冷系统中多了蒸发皿加热器和门防露管。R12在制冷系统中的循环路径为:压缩机蒸发皿加热管主冷凝器箱门防露管干燥过滤器毛细管蒸发器压缩机。,图25 单门电冰箱制冷系统及剖面图(2),2023/5/22,20,二、直冷式双门电冰箱
10、,直冷式双门电冰箱有两个储藏室,一个为冷冻室,目前室内温度多设计为三星级(18),另一个为冷藏室(室内温度在010之间)。直冷式双门冰箱的降温与单门冰箱一样是靠空气的自然对流来达到的,其制冷系统的结构、位置与单门冰箱基本相同,所不同的是有相串联的冷冻室与冷藏室两个蒸发器。冷冻室蒸发器构成冷冻室,而冷藏室蒸发器安装在冷藏室上方。经毛细管节流的制冷剂一般是先进入冷藏室蒸发器,再进入冷冻室蒸发器。图26为典型双门直冷冰箱制冷系统图,图中这种冰箱的冷冻室为抽屉式。,2023/5/22,21,图26 双门直冷冰箱制冷系统图,与单门冰箱相比,双门冰箱(包括间冷式冰箱)的主要优点是降温速度快,冷冻室容积大,
11、温度低,利于食品保鲜和长期存放。由于两室分门而立,存取食品方便,食品不容易串味,开门冷量损失也小。直冷式双门冰箱箱内温度一般也由温度控制器调节,有些直冷式双门冰箱已采用计算机全自动控制。按其控温方式不同又可分为单控式和双控式两种。,2023/5/22,22,1单温控型双门冰箱及制冷系统 如图27所示,单温控型双门冰箱的冷冻室蒸发器(多数为管板式)即构成了冷冻室,而冷藏室蒸发器(一般采用平板式或单脊翅片管式)位于冷藏室上方。其冷凝器为组合式,制冷剂在系统中的循环路径为:压缩机蒸发皿加热器主冷凝器门口防露管干燥过滤器毛细管冷藏室(R)蒸发器冷冻室(F)蒸发器低压管压缩机。,图27 直冷式双门单温控
12、电冰箱剖面及制冷流程图,新双门双温冰箱制冷系统图视频,2023/5/22,23,单温控型冰箱只有一个温控器,位于冷藏室右上方,其感温管贴在冷藏室蒸发器表面,它是根据冷藏室温度来控制压缩机的启停,从而使两室达到相应的温度要求,即冷冻室不能单独调温,冷冻室温度是随冷藏室温度的升降而升降。在冰箱制造中,两蒸发器的传热面积严格匹配以保证冷冻室的星级要求,这在环境温度低时有困难。因为这时冷藏室温度与环境温度接近,压缩机的运转率随之降低,造成冷冻室温度偏高。为避免这种现象,常在冷藏室蒸发器后设置冷藏室补偿加热器。,2023/5/22,24,2双温控型双门电冰箱及制冷系统 直冷式双门双温控型电冰箱的箱体结构
13、与单温控型的基本相同。只是冷藏室和冷冻室各装有一个温控器,以实现两室温度的分别控制。在制冷系统中增加了一个两位三通型电磁阀,在冷藏温控器的指令下使之截止或导通。直冷式双门双温控电冰箱剖面及制冷系统流程图如图28所示。,图28 直冷式双门双温控电冰箱剖面及制冷流程图,直冷式双门双温冰箱剖面图视频,直冷式双门双温冰箱制冷系统图视频,2023/5/22,25,当电冰箱开始通电时,冷藏室温度较高,冷藏室温控器闭合,压缩机工作,而电磁阀断电,制冷剂即由毛细管1经冷藏室蒸发器流入冷冻室蒸发器,两室同时制冷。当冷藏室温度达到设定温度时,冷藏室温控器断开同时电磁阀得电,电磁阀动作,关闭毛细管1、接通毛细管2。
14、这时冷冻室温控器仍处于接通状态(两温控器触点关联),压缩机继续运行。制冷剂即由毛细管 2 直接进入冷冻室蒸发器,对冷冻室单独制冷,直至冷冻室也达到设定温度后压缩机才停止运行。不管哪个室的温度回升至启动温度,均能使压缩机启动,从而达到双温双控的目的。,2023/5/22,26,三、风冷双门电冰箱,与双门直冷式冰箱相比,箱体结构、制冷系统及各部件安装位置基本相同。制冷剂在系统中循环的路径也基本一样。其主要区别在于蒸发器和温控器。风冷双门电冰箱只有一个蒸发器,是翅片管式蒸发器,其安装方式分为横卧式和竖立式两种。由于蒸发器采用翅片盘管式,因此又安装了小型轴流风扇,强制冷气循环对流。一部分冷气通过风道吹
15、至冷冻室,另一部分冷气通过风门温控器的风门和风道吹送至冷藏室,使两室分别降温。图29为典型双门风冷式电冰箱的制冷系统图,图210为典型风冷电冰箱制冷循环图。,间冷式双门双温冰箱制冷系统图视频,2023/5/22,27,图29 典型风冷冰箱制冷系统图,图210 典型风冷冰箱冷风循外图,2023/5/22,28,此类冰箱的温控器有两个,冷冻室温控器控制压缩机的启停来达到冷冻室的星级要求。冷藏室温控器通常是感温式风门温控器,位于两室之间的风道,能根据风道温度自动调节风门开启度大小的,来控制进入该室风量以实现冷藏室达O10,目前也有通过手拨调节风门开启度大小的。这种冰箱一般采用全自动化霜,又叫无霜冰箱
16、。全自动化霜系统由化霜温控器、化霜时间继电器、化霜加热器和化霜超热熔断器组成。通常化霜时间继电器位于冰箱后背部,化霜温控器和超热熔断器在翅片管式蒸发器上,化霜电加热器与蒸发器盘管平行,卡在蒸发器翅片里面。,2023/5/22,29,23 电冰箱制冷系统主要部件,一、压缩机,目前冰箱压缩机主要有往复活塞式、滚动转子式两大类。往复活塞式压缩机又分为曲柄滑管式、曲柄连杆式、曲轴连杆式、电磁振荡式。其中曲柄滑管式、曲柄连杆式、曲轴连杆式使用较多,滚动转子式、电磁振荡式比较少见。冰箱压缩机的泵体部分和电动机同轴,并且都焊封在一个钢制外壳内,因此都是全封闭式压缩机。,2023/5/22,30,1压缩机结构
17、(1)曲柄滑管式压缩机 曲柄滑管式压缩机的结构如图21l所示。,图211 曲柄滑管式压缩机结构,2023/5/22,31,压缩机的机心由缸体和电动机组成。其中,下部为单相交流电动机,由定子和转子两部分组成。定子由定子绕组和铁心组成,转子安装在定子内,其主轴由固定在机体上的轴承支撑。上部为压缩机的缸体,它主要由低压吸气阀片、高压排气阀片、滑块、滑管、汽缸、汽缸盖和活塞等组成。汽缸盖内有肋片,它把汽缸盖和阀板间的空间分为吸气室和排气室两个部分。滑块、滑管、曲轴与汽缸如图212所示,滑块套在曲柄的曲拐上,曲柄可带动滑块在滑管内左右移动,滑管与活塞为互相垂直的T形整体。当电动机通电时,转子带动曲轴旋转
18、,曲轴的旋转带动滑块在滑管内滑动,滑块在滑管内滑动时带动滑管使活塞在汽缸内做往复直线运动,从而完成压缩气体的任务。,2023/5/22,32,图212 滑块滑管与曲柄汽缸结构图,压缩机工作原理,压缩机的高压排气室与排气管间用弯曲的缓冲管连接,使排出的高压蒸气压力均匀并兼有消音的作用。为保证在高速运转条件下不发热,压缩机内部各运动部件的摩擦面需要不间断的润滑。,2023/5/22,33,如图213所示为压缩机的离心上油润滑系统。其中,曲轴的下端为吸油嘴,曲轴的内部设有偏心输油管(离心泵),在轴承配合面的主轴颈部开有螺旋油槽,曲柄配合面上也开有出油孔。曲轴下端的吸油嘴沉浸在底部的冷冻油(润滑油)中
19、,当曲轴高速运转时,润滑油在离心力的作用下,沿油嘴壁和螺旋槽上升,对轴承进行润滑。润滑油继续上升,喷出柄梢,喷洒在滑块和活塞上,使它们也得到润滑。这个润滑系统是利用润滑油自身的黏度及主轴在高速转动时的离心力来实现的,因此称离心泵加黏性泵润滑系统。,图213 润滑系统,2023/5/22,34,曲柄滑管式压缩机一般采用簧片式器气阀如图214所示,吸气阀片呈舌形,装在阀板下面,一端用销钉定位而紧夹在阀座和汽缸体之间。另一端可自由运动,并伸入汽缸端面相应的凹槽中,凹槽限制了阀片的升程,起着升高限制器的作用。,图214 簧片式气阀结构,2023/5/22,35,排气阀片呈弓(马蹄)形,置于阀板上面,两
20、端固定在阀板上。排气阀片上面有一个弹簧片,它们之问有一垫片,弹簧片上面有一弓形盖板,作为排气阀片的升高限制器。当活塞在汽缸内从上死点向下死点运动,使缸内压力低于压缩机吸气腔压力时,吸气阀片由于压力差作用,离开阀板而开启,吸气腔气体经阀板上的吸气孔流入汽缸,这时排气阀片上面压力高于下面压力,阀片紧贴在阀板上,盖住阀板上的排气孔(排气阀关闭)。,2023/5/22,36,当活塞从下死点向上死点运动时,吸气阀片下面压力高于上面压力,使阀片紧贴在阀上,盖住阀板上的吸气孔(吸气阀关闭)。当活塞运动到汽缸内压力高于排气腔压力,即排气阀片下面压力高于上面压力时,排气阀片离开阀板而开启,缸内气体经阀板上的排气
21、孔流人排气腔。,曲柄滑管式压缩机只有一个轴承,曲轴受力不均匀,容易出现单边磨损,动力性能较差,一般仅适用于功率小于250 w的压缩机。,2023/5/22,37,(2)曲轴连杆式压缩机 这种压缩机结构如图215所示。它由曲轴带动连杆,使活塞在汽缸内做往复运动,曲轴支撑在两个轴承上。这种压缩机使用寿命长,但零部件较多,结构复杂。,图215 曲轴连杆式压缩机,2023/5/22,38,(3)曲柄连杆式压缩机 这种压缩机结构如图216所示。其曲柄轴仅有一个支撑点,因此,不适于大功率的压缩机,多用于输出功率小于O75 kW 的压缩机。它噪声小,使用寿命长,电冰箱上应用较多。,图216 曲柄连杆式压缩机
22、,2023/5/22,39,(4)电磁振荡式压缩机 这种压缩机工作原理如图217所示。线圈内通过一定频率的电流则产生交变磁场,使在磁场内与活塞连接的永久磁铁发生振动,带动活塞做往复运动。这种压缩机结构简单,能量转换效率高,对电压波动适应性强。由于在技术上尚未完全成熟,因此,这种压缩机目前还没有得到广泛采用。,图217 电磁振荡式压缩机工作原理图,2023/5/22,40,2压缩机检修 全封闭式压缩机的外壳上只有吸气管、排气管、工艺管和电源接线柱,其他部件都密封在其内部,压缩机一旦发生故障,通常须开壳才能修理。但因其检修技术要求高,一般维修部设备不足,因此压缩机不轻易开壳检修。目前市场上出现专业
23、工厂回收旧压缩机并检修、翻新,正好承担了旧压缩机的开壳修理工作。,(1)压缩机效率下降 检查压缩机效率:压缩机效率指压缩机的吸、排气性能,即吸、排气阀阀片与阀板密封性,以及活塞与汽缸的密封性。新的或检修后的压缩机装到制冷系统中以前、制冷系统制冷效果下降、对制冷系统加制冷剂无效等情况下,应检查压缩机效率。压缩机效率可采用简易方法与精确方法检查,这里介绍简易方法,精确方法见“压缩机性能测试”,2023/5/22,41,1)第一种方法。对于装在制冷系统上的压缩机,割断压缩机外壳上的吸、排气管,启动压缩机。用大拇指按住排气管让压缩机压气,当压气至大拇指按不住,再用大拇指按住吸气管,若感到有较大吸力,一
24、般认为压缩机是可以用的。2)第二种方法。在压缩机的排气管口,焊接一段直径8 mm、长约20 cm的铜管,铜管另一端接量程为 02 MPa 的压力表。启动压缩机,在 510s 内压力表压力可以达到 25 MPa,停机后5 min,压力表压力下降不超过01 MPa为合格。压缩机效率下降原因之一是吸、排气阀片与阀板磨损引起密封性不良。不具备开壳修理条件的可更换压缩机。,2023/5/22,42,(2)响声异常 压缩机出现异常响声后,首先应判明响声是来自于其内部还是外部。在压缩机的外部,制冷系统的管路相碰、压缩机的底部螺栓松脱等都会发出敲击声。在压缩机的内部,活塞销与连杆小头及活塞销座之间的间隙因长期
25、磨损而增大,间隙严重时会发出“嗒、嗒”的敲击声;压缩机内各减振弹簧的拉力不一致或运输时没有垂直放置,使某弹簧脱落、断裂也会从机壳内发出“哨、哨”连续不断的响声。另外,制冷系统方面的故障也会产生类似的响声,如液击声,制冷剂过多时压缩机发出的“嗡、嗡”声等。因此在修理过程中应区别对待,对于响声明显异常的故障要及时处理,以免造成更大的损伤。,2023/5/22,43,(3)抱轴和卡缸 当压缩机的润滑油充灌不足、油质恶化、内含杂质或油路堵塞造成润滑不良以及零部件间的配合不当时,会使运动件磨合面相互抱合而不能运动,从而造成抱轴或卡缸现象。压缩机出现抱轴和卡缸故障后,可用如下方法排除。,1)敲击法如图21
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