冷热源工程综述.docx

第一章制冷的定义：采用人工的方法，使某一物质或空间的温度降低于周围环境温度并维持这 一低温的技术制冷方法主要有物理方法和化学方法，大多采用物理方法常用物理制冷方法有：（1） 相变制冷：融化制冷、气化制冷、升华制冷（2） 气体绝热膨胀制冷（3） 温差电制冷（半导体制冷）按照不同的制冷温度要求，制冷技术分类4类：（1）普通制冷（普冷）低于环境温度-100度，冷库制冷技术和空调制冷技术（2 ）深度制冷（深冷）-100〜-200度，空气分离工艺用于制冷技术属于这一类（3） 低温制冷（低温）-200〜-268.95度，达到液氦的沸点（4） 极低温制冷（极低温）制冷范围低于4.2K逆卡诺循环由两个可逆等温过程和两个可逆绝热过程组成，循环沿逆时针方向进行，示 意图P8，它是一个工作在恒温热源和一个恒温冷源之间的理想制冷循环制冷工质从恒温 冷源吸收热量，工质向恒温热源放出热量由于高温热源和低温热源温度恒定，无传热温差 存在，因此逆卡诺循环是理想制冷循环无温差传热的逆卡诺循环是具有恒温热源时的理想 循环，在给定的相同温度条件下，具有最大的制冷系数热力完善度：实际的逆向循环具有 外部和内部的不可逆损失，其不可逆程度用热力完善度来衡量。

工作在相同温度区间的不可 逆循环的实际制冷系数与可逆循环的制冷系数的比值，称该不可逆循环的热力完善度蒸气压缩式制冷循环由压缩机、冷凝器、节流阀、蒸发器组成循环过程特征：蒸发器：等温等压吸热压缩机：等熵压缩冷凝器：等压放热节流阀：等焓节流空气调节用的制冷装置一般不单独设置过冷器，而是通过适当增加冷凝器传热面积的发法 实现制冷剂在冷凝器中的过冷比较过冷理论实现过冷措施：（1）串联于冷凝器后的过冷器（2） 加大冷凝器散热面积（3） 采用回热循环蒸汽过热，在相同压力下，蒸气过热后的温度与饱和温度之差为过热度，比较过热与理 想循环，二者的单位质量制冷量相同，但蒸汽过热循环的单位压缩功增加了，冷凝器的单位 负荷也增加了，进入压缩机蒸气的比容也增加了，因而压缩机单位时间制冷剂的质量循环量 减少了，单位容积制冷量、制冷系数都降低吸入蒸气在管道内过热是不利的，为有害过热 但大多数希望吸入蒸气有适当的过热度，以免湿蒸气进入压缩机造成液击事故第二章制冷剂：临界温度高凝固温度 低（不要高于临界温度，否则不能发生）绝热指数小P29共沸溶液：（沸点不变）所谓多元混合溶液，由两种或两种以上制冷剂按一定比例相互溶解 而成的溶合物，其中共沸溶液在固定压力下蒸发或冷凝时，其蒸发温度或冷凝温度恒定不变， 而且它的气相和液相具有相同的组分。

非共沸溶液：（沸点在变，纯净物的混合溶液）在固 定压力下蒸发或冷凝时，其蒸发温度或冷凝温度以及各组分浓度不能保持恒定常用制冷剂种类（1） 氨：中温制冷工质；能以任意比例与水互溶；对钢铁不起腐蚀作用，但当含有水分时， 将会腐蚀锌，铜和铜合金，因此氨制冷中不用铜中大型工厂，不家用）（2） 氟利昂：溶解度小（冰堵），无色无味不燃烧、毒性比R12大在冷凝器中，矿物润 滑油将溶解于R22液体中，不易在传热表面形成油膜影响传热为了防止冰堵，在节流器之前加一个干燥器在冷凝器之前加油分离器，分开润滑油与制冷剂同一种制冷剂与不同的润滑油溶解度也会有区别无限溶解一冷凝器好有限溶解一蒸发器好选择载冷剂是，考虑因素：（判断）（1） 载冷剂在工作常温下应处于液态，其凝固温度应低于工作温度，沸点应高于工作温度2） 比热容要大（3） 密度要小（4） 黏度要小（5） 化学稳定性好，不腐蚀，无毒无害，价格低廉载冷剂种类：（1） 水：用来作为蒸发温度高于0度的制冷装置中的载冷剂，缺点不能用于0度以下的系统2） 盐类溶液：氯化钠、氯化钙等水溶液，缺点对一些金属材料腐蚀（3） 有机化合物及其水溶液：有较低的凝固温度第三章压缩机的分类：容积型：往复式活塞：活塞连杆式活塞斜盘式回转式螺杆：滚动转子式涡旋式速度型：离心式活塞式制冷压缩机分类：开启式（曲轴伸出端设有轴封装置以防制冷剂泄漏）、有两根轴半封闭式不需要轴封装置、有一根轴可拆全封闭式不需要轴封装置、有一根轴不可拆余隙容积：为了防止活塞顶部与阀板、发片等零件撞击，并考虑热胀冷缩和装配允许误差等 因素，活塞顶部与阀板之间必须留有一定的间隙。

之间的容积为余隙容积余隙容积与汽缸工作容积值比称为相对余隙容积活塞式制冷压缩机的工作过程（1） 进气、压缩、排气三个过程（2） 膨胀、吸气、压缩、排气四个过程余隙容积的影响：由于余隙容积存在，少量高压气体首先膨胀占据部分汽缸的工作容积， 从而减少了汽缸的有效容积相对余隙愈大和压缩比愈大，则容积系数的值愈小 影响压缩机输气系数的因素很多，当压缩机结构类型和制冷剂确定以后，运行工况的压缩比 是最主要的因素冷蒸气从高压侧漏到低压侧螺杆式制冷压缩机（无吸气阀片，无排气阀片）工作过程：一对相互啮合的螺杆具有特殊的 螺旋齿形，凸齿形为阳转子，凹齿形为阴转子，阳转子4齿，阴转子6齿齿数比4： 6， 阳转子转一周，阴转子转2/3转螺杆式制冷压缩机的能量调节多采用滑阀调节，原理是通 过滑阀的移动使压缩机阴、阳转子齿间的工作容积，在齿间接触线从吸气端向排气端移动的 前一段时间内，仍与吸气口相同，使部分气体回流至吸气口，即减少了螺杆有效工作长度达 到能量调节的目的一般螺杆制冷压缩机的能量调节范围为10%—100%，且为五级调节一端是固定的，故 气体不能全漏光而达0%，能量调节主要与转子有效的工作长度有关离心式制冷压缩机结构：弯道作用：将扩压管出口的气流引导至回流器进口、使气流从李新方向变为轴心方向。

回流器作用：把气流均匀的导向下一级叶轮离心式制冷压缩机工作原理（简答）工作时，电动机通过增速箱带动主轴高速旋转，从蒸发器出来的制冷剂蒸气由吸气室进入 由叶片构成的叶轮通道由于叶片的高速旋转产生的离心力作用，使气体获得动能和压力能 高速气体流经叶片进扩压器，由于使气体继续增压，用弯道、回流器将气体逐渐减压二增压， 将气体的动能转变为压力能为了使气体继续增压，用弯道、回流器将气体均匀引入下一级 叶轮，重复过程当被压缩的气体从最后一级的扩压器流出后，用蜗室将气体汇集起来，由 排气管输送到冷凝器中去，完成压缩过程与活塞式的不通，它不是利用容积减少来提高气 体的压力，而是利用旋转的叶轮对气体做功、提高气体的压力优点：制冷能力大，运行平稳振动小，噪声低，制冷剂中不混有润滑油，蒸发器和冷凝器 传热性能好制冷量： 螺杆式 ＞螺旋式〉滚动转子式三种压缩机缺点：运动机件表面呈曲面形状，需保持一定间隙，间隙尽可能小，加工和装 配精度要求高第四章按照冷凝器使用冷却介质和冷却方式的不同，有水冷式、空气冷却式、蒸发式3种 冷凝器等压放热：自然对流、强迫对流（1）水冷式冷凝器立式壳管式：制冷剂蒸气：上进下出，管外，同侧，如图冷却水：上进下出，管内卧室壳管式：制冷剂蒸气：管外冷却液：管内，下进上出，同侧，多流程（4）（立式卧室壳管式比较）立式卧室安装： 室外室内占地面积：小大清洗： 方便不方便水质要求： 低高应用场合：大中型氨氟利昂氨系统系统套管式：制冷剂蒸气：内外管之间，上进下出，多流程 冷却水：内管理面，下进上出，多流程（2）空气冷却式冷凝器风冷式：自然对流强制对流：制冷剂蒸气：管内，上进下出，多流程空气：管外，横掠，单流程（3）蒸发式冷凝器蒸发式：制冷剂蒸气：上进下出，多流程，同侧冷却水：上进下出空气：下进上出蒸发器按其冷却的介质不同分为冷却液体载冷剂的蒸发器和冷却空气的蒸发器。

根据制冷供液方式分为：满液式、干式、循环式、喷淋式冷却空气蒸发器：自然对流：直冷式冰箱强制对流：间冷式冰箱、空调器冷却水、盐水蒸发器（1） 满液式蒸发器：制冷剂液体：管外，下进上出冷冻水：管内，下进上出，多流程，同侧（2） 干式：制冷剂液体：管内，下进上出，同侧，多流程冷冻水：管外，多流程比较 满液式 干式制冷剂流量 多 少冻裂（胀裂） 容易 不容易液击 容易 不容易回油 难 容易干式蒸发器特点：能保证进入制冷剂系统的润滑油顺利返回压缩机；所需要的制冷剂充 注量较小，仅为同能力满液式蒸发器的1/33） 冷却空气的干式蒸发器；冷却自由运动空气的蒸发器冷却强制流动空气的蒸发器：制冷剂液体：管内空气：管外，横向掠过按节流机构的供液量调节方式分5种类型：手动调节的节流机构、用于液位调节的节流机构、用蒸发过热度调节的节流机构、利用电子脉冲进行调节的节流机构、不进行调节的节流机构热力膨胀阀的选择与使用（判断）（1） 膨胀阀立式（2） 感温包安装在蒸发器出口管上（3） 水平回气管（4） 外平衡管安装在感温包后（5） 有多个膨胀阀时，外平衡管接各自蒸发器出口辅助设备分类基本原理（1）油分离器：将制冷压缩机排出的高压蒸汽中的润滑油进行分离，以保证装置安全高 效地运行根据降低气流速度和改变气流方向的分油原理，将润滑油送回压缩机。

油分离器有惯性式、洗涤式、离心式、过滤式4种位置：压缩机与冷凝器之间洗涤式：靠冷却作用分油离心式分离原理：流速改变（简单，不能答得太简单P97）流向改变（惯性作用）过滤（截油作用）贮液器：用于储存制冷剂液体，按功能分为高压储液器和低压储液器位置：冷凝器与节流机构之间作用：储存制冷剂调节制冷剂流量有利于减少定期检修时向系统补充制冷剂的次数汽一液分离器：起到汽一液分离的作用，防止压缩机发生湿压缩或液击现象位置：蒸发器与压缩机之间作用：制冷剂汽一液分离，防止液击现象提高蒸发器传热效果热泵型：电磁自动换向阀的作用，电磁电通，换热器，改变流向过滤器和干燥器干燥器：氨氟利昂（冰堵）干燥剂：氯化钙、硅胶、分子筛氨遇水会腐蚀铜第八章吸收式制冷与蒸汽压缩式制冷的区别（简单或判断）相同点：都是利用液态制冷剂在低压低温下汽化来达到制冷的目的不同点：能量补偿方式不同，把低温物体的热量传递给高温物体要消耗一定的外界能量 来做不长蒸气压缩式制冷靠消耗电能转变为机械功来作为能量补偿，而吸收式制冷则 是靠消耗热能来完成这种非自发过程使用工质不同，蒸气制冷是由工质的相变来完成的，吸收式制冷的工质是由两 种沸点不同的物质组成德二元混合物。

低沸点的叫制冷剂，高沸点的叫吸收剂常用工质对：氨一水工质对漠化锂一水工质对（不能用于0度以下制冷，水会结冰）漠化锂水溶液的质量分数过高、温度过低、浓度过高均易形成结晶P261。