1、2005/10/23,浙江大学 制冷与低温研究所,1.2 制冷技术,浙江大学制冷与低温研究所,2005/10/23,一、制冷机与热泵,用人工的方法将热量从低温物体转移到高温物体的过程称为制冷，实现这一过程的机械称为制冷机。 热泵在原理上与制冷机相同，只是目的不同。热泵的目的是为了取得热量，而制冷机的目的是为了制冷。 制冷系数与制热系数。,2005/10/23,二、常用制冷方法,相变制冷：汽液、液固 气体膨胀制冷：节流膨胀、膨胀机膨胀 半导体制冷： 涡流管制冷： 磁制冷： 稀释制冷： 激光制冷：,2005/10/23,三、汽液相变制冷,蒸汽压缩制冷 蒸汽吸收制冷 吸附制冷,2005/10/23,
2、四、逆卡诺制冷循环,由两个等熵过程和两个等温过程组成，逆时针旋转。制冷量 耗功量制冷系数,2005/10/23,四大部件：蒸发器、冷凝器、膨胀阀、压缩机,五、蒸汽压缩制冷循环（1、理论循环）,2005/10/23,方法：设置过冷器、增大冷凝器面积、采用回热循环 目的：提高制冷量、减小节流损失,五、蒸汽压缩制冷循环（ 2、过冷循环）,2005/10/23,方法：增大蒸发器面积、采用回热 目的：增大制冷量，保护压缩机,五、蒸汽压缩制冷循环（3、过热循环）,2005/10/23,五、蒸汽压缩制冷循环（4、回热循环）,方法：采用回热器 目的：提高可靠性，提高循环效率,2005/10/23,方法：使用经
3、济器 目的：提高效率、降低排气温度,五、蒸汽压缩制冷循环（5、带节能器（经济器）的二次吸气制冷循环）,2005/10/23,五、蒸汽压缩制冷循环（6、带节能器的多级压缩制冷循环主要是多级离心机用）,2005/10/23,六、吸收制冷循环,2005/10/23,七、制冷工质,实现制冷循环的工作流体称为制冷工质。分为制冷剂（冷媒）和吸收剂。 平常把制冷剂称为制冷工质。 常用制冷剂：氟里昂（R11、R12、R22、R123、R134a、R407c、R410a等）、氨（R717）、碳氢化合物（R600a、R290等）、水（R718）、二氧化碳（R744） 常用吸收剂：溴化锂水溶液、氨水溶液,2005/
4、10/23,八、CFC、HCFC、HFC、ODP、GWP,CFC为氯氟烃的缩写，严重破坏臭氧层、高温室效应值，典型代表：R12、R11，发达国家1995年已经禁止使用；发展中国家2005年禁止使用； HCFC为氢氯氟烃的缩写，轻度破坏臭氧层、中等温室效应值，典型代表：R22、R123，发达国家2020年已经禁止使用；发展中国家2030年禁止使用； HFC 为氢氟烃的缩写，不破坏臭氧层、中等温室效应值，典型代表：R134a、R152a、R407c、R410a，目前不禁止使用，京都会议提出要淘汰； ODP为破坏臭氧层潜能值的缩写； GWP为全球变暖潜能值的缩写。,2005/10/23,九、混合制冷
5、剂,共沸混合制冷剂：R502、R507 非共沸混合制冷剂：R407c、R410a、R404a 近共沸混合制冷剂：温度滑移小于等于1度？,2005/10/23,十、制冷剂与润滑油,互溶性强与弱各有利弊； 矿物油与合成油，前者用于CFC和HCFC，后者用于HFC； 满液式制冷机要注意回油的设计。,2005/10/23,十一、载冷剂,载冷剂也叫二次冷媒。 常用的有：空气、水、乙二醇、卤水（氯化钠、氯化钙等） 作用：系统简化、运行稳定、提高可靠性、减少一次冷媒用量,2005/10/23,十二、蒸汽压缩式制冷机组的组成和流程,四大部件：压缩机、冷凝器、节流阀、蒸发器,2005/10/23,十三、制冷压缩
6、机的种类,容积型：往复活塞式和回转式（滚动转子式、滑片式、螺杆式（单、双）、蜗旋式） 速度型：离心式（单级、多级）,2005/10/23,十四、活塞式制冷压缩机的特点,单机功率范围0.1150kW（小中）； 开启式、半封闭式、全封闭式； 容积效率低，压缩比不能太高（小于10）； 易制造，质量大； 振动大、噪声大、单机容量不太大； 能量调节特性差，只能改变工作气缸数，不能连续,2005/10/23,十五、双螺杆式制冷压缩机的特点,品种多：开启式、半封闭、全封闭、单级、多级 体积小、质量小、振动小； 结构简单、易损件少； 单机制冷量大，容积效率高； 无液击危险； 能量调节方便，滑阀调节法，通常四级
7、，也有连续10100； 可以代节能器； 油膜密封； 加工精度高。,2005/10/23,十六、单螺杆压缩机的特点,受力平衡，轴承寿命长； 啮合面受力小，更易密封； 两个基元，压缩速度快； 部件少，压差供油，无油泵。,2005/10/23,十七、蜗旋式制冷压缩机的特点,结构简单、零部件少； 振动小、噪音低、运行可靠； 容积效率高； 能量调节可以采用变转速进行； 可以中间进气，可以带节能器； 加工要求高。,2005/10/23,十八、离心式制冷压缩机特点,单机能力大，达30000kW，效率高； 结构紧凑、体积小； 运转平稳、噪声小； 易损件少，寿命高； 能量调节方便：改变入口叶片导流角（简单但会影
8、响效率）、导流角加出口扩压器宽度调节、导流角加变转速； 全封闭、开启式各有特点； 单级、多级各有特点； 有多种冷媒机组可选； 电源可以有高电压3kV、6kV、10kV，省投资和维护费； 材料、精度要求高； 不适合小容量； 低负荷有可能喘振； 对工况要求高。,2005/10/23,十九、空气源热泵特点,要有宽广的工作温度； 逆向除霜时，要防止液击； 冬季润滑油始终要加热； 供热能力与建筑物需求相反； 宜采用全封闭压缩机,2005/10/23,二十、制冷压缩机的主要性能参数,实际输气量（吸气状态下） 理论输气量 容积效率（输气系数），实际与理论之比； 制冷量，单位容积制冷量，单位质量制冷量； 制热
9、量； 性能系数，COP，制热、制冷； 特性曲线：制冷量、耗功量、与冷凝温度和蒸发温度的关系，冷凝温度升高不利，蒸发温度降低单位能耗增加，总能耗有最大值。,2005/10/23,二十一、冷（热）水机组特点,产品结构紧凑； 配置齐全、使用方便； 具有因使用载冷剂带来的优点：远距输送、多用户、制冷剂充注量少、安装场所灵活； 产品系列化； 整机自动化。,2005/10/23,二十二、冷（热）水机组种类,按功能：单冷、冷热、热回收 按冷却方式：风冷、水冷、蒸发冷却 按组织结构：单机头、多机头、模块式 按压缩机类型：活塞、螺杆、蜗旋、离心,2005/10/23,二十三、直接蒸发式空调机组特点,结构紧凑、机
10、房小； 使用灵活、安装方便； 能效比（性能系数）高，不需载冷剂系统； 由于采用小型封闭压缩机、特别风冷，则相对大型水冷效率低； 台数多，维护保养工作量大。,2005/10/23,二十四、直接蒸发式空调机组种类,按容量：房间空调器、单元式空调机（柜机）、屋顶空调机组； 按整体性：整体、分体 按冷却：风冷、水冷、蒸发冷却； 按供热方式：普通、热泵； 按制冷剂流量：定流量、变流量；,2005/10/23,二十五、VRV和水环热泵系统,VRV：交流变频、直流变速、数码变频 水环热泵：水冷送风机组,2005/10/23,二十六、各类冷水（热泵）机组的主要性能参数,名义制冷（制热）量； 名义消耗功率； 名
11、义工况性能系数； 冷（热）水、冷却水压力损失； 部份负荷性能； 变工况性能。,2005/10/23,二十七、溴化锂吸收式冷热水机组,蒸汽型，直燃型； 单效、双效； 单冷、冷热、卫生热水； 组成：（高压、低压）发生器、冷凝器、U型管、蒸发器、吸收器、溶液换热器（高温、低温）、自动抽气装置、溶液泵、吸收泵、蒸发泵、燃烧机 特点：用热制冷、真空、腐蚀、冷量衰减、结晶； 参数：名义制冷（制热）量；名义能耗（热水、蒸汽、燃气、燃油）；名义工况性能系数；冷（热）水、冷却水压力损失；部份负荷性能；变工况性能。,2005/10/23,二十八、吸收制冷与压缩制冷的异同点,同为相变制冷； 吸收制冷热量驱动，压缩制
12、冷功驱动； 吸收制冷工质为溶液、制冷剂为纯质； 吸收制冷机组复杂； 吸收制冷热力系数、热力完善度；,2005/10/23,二十九、双效机与单效机,双效机热力系数高； 双效机需要更高温度的热源； 双效机有串连（正、逆）、并联、串并联； 高压蒸汽通常双效； 直燃通常双效； 热水通常单效； 低温热水用单效两段。,2005/10/23,三十、制冷剂管路设计注意事项,合理、方便可靠； 保证流量； 压降； 坡度和坡向； 液体管路不许倒“U”型；气体管道不许正“U”； 防止润滑油集聚； 停机防止液体进压缩机； 氟里昂管路要注意回油； 氨管路要注意油分离。,2005/10/23,三十一、管材,氟里昂无限制，一
13、般铜管； 氨不能用铜、锌管，一般钢、铝管,2005/10/23,三十二、自动控制与安全保护,启动：冷却系统、冷水系统、制冷系统； 关机：制冷系统、冷水系统、冷却系统; 保护：冷媒高低压，冷却（冷冻）水断水，过电流，过电压，欠电压，缺相，油压，压缩机过热，溴化锂结晶，机组真空等 报警：保护后报警 网络化,2005/10/23,三十三、机组试验,按标准要求进行型式检验和出厂检验 冷量测定：焓差法、房间热平衡法、载冷剂量热法 功率测定、温度测定、压力测定、流量测定、阻力测定、噪声测定等常用方法,2005/10/23,计算题举例,压缩机实际排气量计算：要注意不同压缩机理论排气量不同，不同工况容积效率不
14、同，体积排量与质量排量不同，体积排量是按进气状态计算。 压缩机制冷量计算：蒸发器进出口比焓差与制冷剂质量流量的乘积，注意蒸发器进口比焓等于节流装置进口比焓。 两热源卡诺循环制冷系数：三热源卡诺循环制冷系数（吸收制冷）：,2005/10/23,计算题举例,热力完善度：实际制冷系数与相应可逆循环的制冷系数之比。要注意两热源与三热源的区别。 制冷（制热）COP的计算：实际制冷量（热量）与实际耗功量的比值，要注意扣除各种损失以及考虑各种效率。 计算经济器循环的制冷系数。 两器传热设计计算：传热系数（内侧、外侧）、对数传热温差、翅片效率、热阻、污垢热阻。 阻力计算：局部阻力，沿程阻力，总阻力 综合题：计算空调系统热负荷，然后计算压缩机的排气量，计算冷媒水流量，选择冷媒泵，计算冷凝器负荷，计算冷却水泵流量。,
