冷媒技术

合集下载
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
28
5 制冷系统的主要保护
5.1 高压保护
制冷系统排气压力超过设计压力时,高压开关动作,以 保护系统和压缩机 5.2 低压保护 制冷系统吸气压力低于设计压力时,低压开关动作, 以保护系统和压缩机 5.3 过电流保护 当压缩机电流超过设计限定值时,将通过控制器关闭 压缩机
29
5.4 制冷过载保护
制冷时,当检测到室外盘管温度过高时,将通过控 制器进入制冷过载保护,此时,系统会先调节室内风 速,仍然过高时,会停止压缩机 5.5 制热过载 制热时,当检测到室内盘管温度过高时,将通过控 制器进入制热过载保护,此时,系统会先调节室内风 速或停止室外风机运转,仍然过高时,会停止压缩机
23
4.1.4 蒸发器: 低温低压的两相流体,通过蒸发器和空气进行 换热,吸收空气中的热量后,流出蒸发器时制冷剂 已经变成低温低压过热蒸气。 蒸发器和冷凝器一样,一般采用管片式(铜管 和铝箔)的热交换器。
24
4.2 其它辅助元件 4.2.1 电磁四通阀: 由阀体和电磁线圈组成,阀体通过 电磁线圈带动先导阀控制主阀体滑块移动,
储液器 管接头 截止阀 粗管 消 室 内 机 热 交 音 室 管 制冷 制热 四通阀 热 交 换 管接头 截止阀 过滤器 辅助毛细管 毛细管 器 压缩机


换 器
细管 单向阀
毛细管
19
4 制冷系统的主要部件及用途
4.1 制冷系统四大主要部件
4.1.1 压缩机 是制冷系统的“心脏”,它将低温低压制冷剂 蒸气吸入,并压缩成高温高压的蒸气排至冷凝器。 根据是否调整转速压缩机一般分定频和变频 根据压缩型式分转子式、涡旋式、离心式、 活塞式、螺杆式等。其中转子式最常见,在家用空调和小 型空调中应用最普遍;涡旋式压缩机主要应用于中型制冷 系统中;离心式、活塞式、螺杆式压缩机主要应用于中大 型制冷系统中。
6.1 热泵技术 在南方和冬季不太冷的地区,使用热泵型的空调器居多, 也更经济。 对于制冷,实际上是制冷剂吸收了室内环境的热量,再 通过冷凝器向外界放热,从而实现对室内的降温。 对于热泵制热,实际上是制冷剂吸收室外环境的热量, 通过室内机换热器向室内放热,从而实现制热目的。 热泵技术就是通过电磁四通阀的换向实现制冷制热的转 换,即在制热时,制冷剂先流经室内机,冷凝放热后再 到室外机蒸发吸热。
26
4.2.5 储液器 储存系统中因工况变化产生的多余制冷剂, 一般设置在制冷系统的高压侧,即在冷凝器和节 流装置之间。 4.2.6 气液分离器:
防止制冷剂液体直接进入压缩机, 造成压缩机液击而损坏;安装于压缩机 吸气管路,多用于柜机和中央空调等充 注制冷剂较多场合。
27
4.2.7 油分离器 通常,压缩机润滑油会随着制冷剂一起排除 而带入系统中,当机组配管过长或回油措施欠缺 时,排除的润滑油无法再回到压缩机中,这时, 压缩机会因缺油而损坏。 因此,在一些机组中排气侧设置油分离器, 将排除的油分离后再返回压缩机中,避免压缩机 的损坏,提高机组的换热效率。 4.2.8 单向阀: 只允许制冷剂向某一方向自由流动,不允许回流。 一般在热泵空调系统中配合辅助毛细管使用。
R125属此类)
15
3 制冷原理
3.1 热力学第一定律
自然界中的一切物质都具有能量,能量不可能被创 造,也不可能被消灭;但能量可以从一种形态转变为 另一种形态,且在能量的转化过程中能量的总量保持 不变。 能量守恒与转换定律是自然界基本规律之一。
16
3.2 热力学第二定律
热不能自发地、不付代价地从低温物体传到高温物体 研究与热现象相关的各种过程进行的方向、条件及限 度的定律
13
2.3.6 氢氯氟碳族 (HCFC族)
氢氯氟碳族(HCFC族)几乎和CFC族同时出现。 HCFC-22是世界上使用最广泛的制冷剂。HCFC-123 是CFC-11的过渡替代制冷剂。它们用于蒸气压缩过程 的所有型式的压缩机中。 HCFC-22能效高,被分类成A1 (低毒不燃)。 HCFC123能效高,被分类成B1 (高毒不燃)。 和CFC族一样, 这些制冷剂按蒙特利尔议定书的要求将 逐步淘汰。在发达国家已被限量生产且很快将减产。
冷媒技术
张德春
(dechun.zhang@changhong.com)
中央空调公司 2013-7-26
目录
概述
制冷剂及相关知识
制冷原理
制冷系统的主要部件及用途
制冷系统的主wk.baidu.com保护
制冷系统的重要技术
制冷系统的节能技术
2
1 概述
制冷技术已经应用于广泛的领域,在我们日常生活中, 接触最多的是空调产品。 空调主要用来调节环境的温度、湿度、空气质量或气流 速度等,来达到舒适的要求。但因场合、用户需求、成本等 不同因素的影响,空调产品型式多种多样。但从原理上常用 的是直接蒸发的冷媒机组和二次换热的冷水机组。 今天,介绍基于直接蒸发式的冷媒机组的相关技术
二氧化碳(CO2)是一种天然制冷剂. 它在19世纪末20世纪初停止使用,现在正在研究重新对 它的使用。 在32℃ 时CO2的冷凝压力超过6MPA,这是一个挑战。 CO2的临界点很低,能效差。 尽管如此,仍可能有一些应用,如复叠制冷,CO2将是 有用的。
11
2.3.4 烃类物质
丙烷(R-290)和异丁烷(R-600a),以及其他 氢碳物质,能够在蒸气压缩过程中作为制 冷剂使用。 在北欧,大约有35%的制冷机使用氢碳 物质。 毒性低且能效高,但容易燃烧。后者严 重限制了它们在北美的使用,因受现今 安全规范的制约。
6
2.2.2 物理化学性质要求 制冷剂在润滑油中的可溶性 限溶于润滑油
分有限溶于润滑油和无
制冷剂的导热系数、放热系数高 这样可以提高换热 效率,减小换热器的尺寸 制冷剂的密度、粘度要小 这样可以减少制冷剂在管 道内的流动阻力,降低压缩机耗功或减小管道口径 制冷剂对金属和其它材料应无腐蚀和侵蚀作用 制冷剂在高温下应不分解,且不燃烧、爆炸
发展中国家也有一个淘汰时间表,但淘汰时限延长。
14
2.3.7 氢氟碳族(HFC族)
氢氟碳族(HFC族)是相对较新的制冷剂, 因CFC族的淘汰将日益受到关注。 HFC族制冷剂无臭氧消耗潜值(ODP=0). HFC-134a是CFC-12和R-500的替代制冷 剂. 它们用于蒸气压缩过程的所有型式的 压缩机中。 常用HFC族制冷剂能效高被分类成A1 (低 毒不燃).但对全球变暖有影响。(R32、
8
2.3 常用制冷剂介绍
2.3.1 水, R-718
商业吸收循环一般用水作为制冷剂,溴化锂为
吸收剂。 水无毒、不可燃、来源丰富。 是一种天然制冷剂. 吸收式制冷机即使是双效制冷机,其挑战是 COP(性能系数)只比1稍大(离心式制冷机 的COP大于5)。
9
2.3.2 氨, R-717
7
2.2.3 其它要求 制冷剂对人的生命和健康应无危害,不具毒性、窒息 性和刺激性 制冷剂易于购买且廉价 臭氧消耗潜值(ODP) 为0 ODP是一种物质破坏大气 臭氧层的一个指数 ,所有具有臭氧破坏潜值的制冷剂 都已经或将要按照蒙特利尔议定书的要求淘汰 全球变暖潜值(GWP)应予以考虑 GWP是一种物质产 生温室效应的一个指数。制冷剂的GWP并不排斥其使 用,但在评价时应予以考虑。
对制冷系统进出口管进行转换,改变制冷剂的流向,
达到制冷和制热目的。 四通阀应用于热泵机组中,单冷机组不需要。 4.2.2 电机 带动风扇运转,以产生系统所需换热的风量。
25
4.2.3 干燥器:
一般由分子筛构成,用于吸收制冷剂或系统中 的水份,防止堵塞膨胀装置和冷冻油劣化等问题。 4.2.4 过滤器 由过滤网构成的部件,用于滤除固体系统中的 杂质,防止产生堵塞毛细管或损坏压缩机等问题。 液管过滤器:安装在冷凝器和节流装置之间, 主要防止堵塞节流装置。 吸气过滤器:又称“压缩机保护器”,安装在 压缩机吸气侧,以防止杂质损坏压缩机。
30
5.6 制冷异常 制冷时,当室内温度与室内盘管温度差值过小时, 系统会进入制冷异常保护。 5.7 制热异常 制热时,当室内盘管温度与室内温度差值过小时, 系统会进入制热异常保护。 5.8 排气过温保护 当检测到压缩机排气温度过高(一般120℃)时,
会停止压缩机运转。
31
6 制冷系统的重要技术
17
3.3 制冷过程在压焓图上的表述
lgP 4
X=0
过程1→2
Ρ
k
X=1
3
2
5
Ρ
o
1
q0
h5
w
压缩过程,压缩机做功 过程2→3→4 冷凝过程,制冷剂向外界放热
1’
2’
h
压焓图

过程4→5 节流过程,制冷剂膨胀节流降压 过程5→1 蒸发过程,制冷剂向环境吸热
焓是系统的状态参数,具有能量的意义。
18
3.4 典型热泵制冷系统流程图
22
4.1.3 节流装置:
从冷凝器流出的高温高压的过冷制冷剂液体,经 过节流装置,产生压降,变成低温低压的两相流体。
毛细管 通常是内径1.0-3.2mm的紫铜管,成本上最

经济,所以在家用空调中使用最广泛。 电子膨胀阀 一般在变频空调中使用,变工况条件下 控制更精确,效率更高。 热力膨胀阀 一般在中大型制冷系统中,进行过热度 控制,以更好的保护压缩机。
20
4.1.2 冷凝器 制冷剂通过冷凝器和空气(或 水)进行热交换,从压缩机过来的 高温过热蒸气变成高温过冷液体。 在中小型空调中,冷凝器一般 采用风冷式,使用铜管和铝箔型式 的管片式热交换器。示意图如图示: 风冷式
21
在中大型空调中,如 果采用风冷式,机组体积 和重量会很大,所以一般 采用水冷式。水冷式换热 器主要以壳管式为主,还 有板式换热器和套管式换 热器。 水冷式
12
2.3.5 氯氟碳族 (CFC族)
氯氟碳族(CFC族)有许多物质,但在空调中最 常用的是R-11、R12、R-113和R-114. CFC族 到20世纪中叶时已经普遍使用。 发达国家在1995应蒙特利尔议定书的要求停止 了CFC族的生产。 在发展中国家它们仍被生产和使用(按时间表 将很快淘汰)。 常用CFC族物质都稳定、安全(从制冷剂标准 的角度看)、不可燃且能效高。不幸的是,它 们破坏臭氧层。
3
2 制冷剂及相关知识
制冷剂相当于制冷系统的“血液”,通过制冷剂 温度、压力和状态改变实现热量的交换和传递,最终 达到制冷和制热的目的。
4
2.1 制冷剂发展历史
1834年 雅各布.帕金斯(Jacob Perkins)使用乙醚作制 冷剂,是最早使用的制冷剂。 1866年 威德豪森(Windhausen)提出使用CO2作制冷剂 1870年 卡尔·林德(Cart Linde)用NH3作制冷剂 1874年 拉乌尔·皮克特(Raul Pictel)采用SO2作制冷剂 1926年 托马斯.米奇尼(Thomas Midgely)用R-12 20世纪50年代,开始使用共沸制冷剂 20世纪60年代,开始使用非共沸制冷剂,如R407C
氨(NH3)被认为是一种效率最高的天然制冷剂。 它是一种今天仍在使用的“原始”制冷剂。 ASHRAE标准34将其分类为B2 制冷剂 (毒性高低可燃). ASHRAE标准15要求对氨制冷站有特殊的安全考虑。 尽管在商业空调也使用很多,但氨在工业制冷上的应用 更广泛些。
10
2.3.3 二氧化碳, R-744
5
2.2 何谓好的制冷剂: 2.2.1 热力学性质要求
蒸发压力和冷凝压力适中 制冷剂的蒸发压力最好 接近大气压力,并比大气压高,这样可避免大气渗入 系统;冷凝压力不应过高,可以减少制冷装置承受的 压力和减少泄漏。 单位容积制冷量大 这样使得制冷剂的体积循环量小, 可减小压缩机的尺寸 临界温度要高 便于用一般的水和空气进行冷却 凝固温度要适当低 便于得到较低的蒸发温度
32
6.2 除霜技术 热泵机组制热时,当室外环境温度较低和湿度较 大时,以及蒸发温度低于0℃时,室外换热器上会结 霜。随着霜层的不断加厚,机组的制热能力会不断下 降,效率也会不断下降。因此,需要定期或不定期将 霜层除掉,以保证机组良好的制热效果。
33
6.2.1 除霜方法
停机除霜 又称“换向除霜”。除霜时机组先停机,后再启 动进入制冷模式(此时室内外风机均停止运转),除 霜完毕后停机,短时间后重新启动进行正常制热运转。
相关文档
最新文档