空调用制冷系统.ppt

房屋卫生设备房屋卫生设备（第（第3版）版）单元单元3 空调用制冷系统空调用制冷系统模块模块3 3通风与空气调节通风与空气调节单元单元3空调用制冷系统空调用制冷系统模块模块3 3通风与空气调节通风与空气调节目录目录概述概述1制冷机组的四大设备制冷机组的四大设备2空调用冷（热）机房布置空调用冷（热）机房布置4空调用制冷机组空调用制冷机组3 3单元单元3空调用制冷系统空调用制冷系统模块模块3 3通风与空气调节通风与空气调节3.3.1 概述概述制冷是以消耗一定的能量制冷是以消耗一定的能量(机械能或热能机械能或热能)为代价，为代价，实现使低温物体的热量向高温物体转移的一种技术。制实现使低温物体的热量向高温物体转移的一种技术。制冷的方法有两种，一种是利用自然界的天然冷源制冷，冷的方法有两种，一种是利用自然界的天然冷源制冷，另一种是人工制冷。天然冷源很多，适用于空调的主要另一种是人工制冷。天然冷源很多，适用于空调的主要是地下水和地道风，它具有价廉和不需要复杂技术设备是地下水和地道风，它具有价廉和不需要复杂技术设备等优点，但受时间、地域等条件限制，不宜用来大量获等优点，但受时间、地域等条件限制，不宜用来大量获取低于取低于0 的温度。目前由于地下水资源有限，必须节的温度。目前由于地下水资源有限，必须节约和限制开采，而地道风也由于空气品质较差，所以使约和限制开采，而地道风也由于空气品质较差，所以使用不多。用不多。单元单元3空调用制冷系统空调用制冷系统模块模块3 3通风与空气调节通风与空气调节空气调节用制冷属于普通制冷范围空气调节用制冷属于普通制冷范围(高于高于-120)，主要采用液体气化主要采用液体气化(相变相变)制冷法，其中包括蒸气压缩式制冷法，其中包括蒸气压缩式制冷、吸收式制冷和喷射式制冷。在空调系统中应用最制冷、吸收式制冷和喷射式制冷。在空调系统中应用最广泛的是蒸气压缩式制冷和吸收式制冷。广泛的是蒸气压缩式制冷和吸收式制冷。3.3.1 概述概述单元单元3空调用制冷系统空调用制冷系统模块模块3 3通风与空气调节通风与空气调节3.3.1.1蒸气压缩式制冷的工作原理蒸气压缩式制冷的工作原理 液体气化过程要吸收周围物体的热量，而周围物体液体气化过程要吸收周围物体的热量，而周围物体由于失去热量，自身温度下降，于是达到制冷效果。蒸由于失去热量，自身温度下降，于是达到制冷效果。蒸气压缩式制冷的工作原理是利用某些低沸点的液体在气气压缩式制冷的工作原理是利用某些低沸点的液体在气化时吸收热量而本身能维持不变的性质来实现的。例如，化时吸收热量而本身能维持不变的性质来实现的。例如，1 kg的水，在的水，在8.72 mbar压力下，饱和温度为压力下，饱和温度为5，气化，气化时要吸收时要吸收2489.05 kJ热量；热量；1 kg的氨液，在的氨液，在1.01325 bar(1个大气压个大气压)下汽化时，需吸收下汽化时，需吸收1368.15 kJ的热量，可达的热量，可达-33.3 的低温。的低温。3.3.1 概述概述单元单元3空调用制冷系统空调用制冷系统模块模块3 3通风与空气调节通风与空气调节 蒸气压缩式制冷系统由压缩机、冷凝器、节流阀蒸气压缩式制冷系统由压缩机、冷凝器、节流阀(膨胀阀膨胀阀)和蒸发器等主要设备组成，和蒸发器等主要设备组成，如图如图3.3.1所示所示，它，它们之间用管道连成一个封闭系统。们之间用管道连成一个封闭系统。制冷系统的工作过程是：低温低压制冷剂液体制冷系统的工作过程是：低温低压制冷剂液体(如氨、如氨、水、异丁烷水、异丁烷)在蒸发器内蒸发为气体，同时吸收周围介质在蒸发器内蒸发为气体，同时吸收周围介质(例如水或空气例如水或空气)的热量后，被压缩机吸入气缸内。气体的热量后，被压缩机吸入气缸内。气体在气缸中经压缩，其温度和压力都要升高，然后进入冷在气缸中经压缩，其温度和压力都要升高，然后进入冷凝器中。在冷凝器内高温、高压的制冷剂气体与冷却水凝器中。在冷凝器内高温、高压的制冷剂气体与冷却水或空气进行热交换，放出凝结热，并由冷却水或空气把或空气进行热交换，放出凝结热，并由冷却水或空气把热量带走，制冷剂气体则凝结为液体，再经节流阀变成热量带走，制冷剂气体则凝结为液体，再经节流阀变成低压、低温的液体，进入蒸发器汽化吸热制冷。低压、低温的液体，进入蒸发器汽化吸热制冷。3.3.1 概述概述单元单元3空调用制冷系统空调用制冷系统模块模块3 3通风与空气调节通风与空气调节3.3.1 概述概述图3.3.1压缩式制冷工作原理图 单元单元3空调用制冷系统空调用制冷系统模块模块3 3通风与空气调节通风与空气调节3.3.1.2制冷剂和载冷剂制冷剂和载冷剂1.制冷剂制冷剂制冷剂又称制冷工质，是制冷机内进行制冷循环的制冷剂又称制冷工质，是制冷机内进行制冷循环的工作物质。对制冷剂的要求是：易凝结，冷凝压力不要工作物质。对制冷剂的要求是：易凝结，冷凝压力不要太高；大气压力下，沸点较低，单位容积制冷量大，汽太高；大气压力下，沸点较低，单位容积制冷量大，汽化潜热大，比体积小；无毒、不燃烧、不爆炸、无腐蚀，化潜热大，比体积小；无毒、不燃烧、不爆炸、无腐蚀，且价格低廉等。常用的制冷剂有氨且价格低廉等。常用的制冷剂有氨(NH3)(代号代号R717)、氯二氟甲烷（氯二氟甲烷（R22）、二氯三氟乙烷（）、二氯三氟乙烷（R123）、四氟乙）、四氟乙烷（烷（R134a）、）、R404A（HFC混合物混合物R125/143a/134a,44/52/4）、）、R407C（R32/R125/R134a）、）、R410A(R32/R125)、R507A(R143a/R125)等。等。3.3.1 概述概述单元单元3空调用制冷系统空调用制冷系统模块模块3 3通风与空气调节通风与空气调节制冷剂在安全与环境方面的要求：制冷剂在安全与环境方面的要求：（1）应有可接受的安全性：毒性、可燃性和爆炸应有可接受的安全性：毒性、可燃性和爆炸性。性。（2）破坏臭氧的潜值（破坏臭氧的潜值（ODP）要符合国家环境法）要符合国家环境法规要求。规要求。ODP的大小表示制冷剂对大气臭氧的破坏大小，的大小表示制冷剂对大气臭氧的破坏大小，基准为基准为R11的的ODP1。（3）全球变暖潜值全球变暖潜值GWP。GWP是衡量制冷剂对是衡量制冷剂对全球气候变暖影响程度大小的指标，基准为全球气候变暖影响程度大小的指标，基准为R11的的GWP1。（4）大气寿命。指制冷剂在大气中的存留时间，大气寿命。指制冷剂在大气中的存留时间，其寿命越长，则其潜在的破坏性越大。其寿命越长，则其潜在的破坏性越大。3.3.1 概述概述单元单元3空调用制冷系统空调用制冷系统模块模块3 3通风与空气调节通风与空气调节氨属无机化合物，应用广泛，其氨属无机化合物，应用广泛，其ODP和和GWP值均值均为为0，即对臭氧无破坏作用，对全球气候变暖无影响，即对臭氧无破坏作用，对全球气候变暖无影响，它压力适中，单位容积制冷量大，价廉，但有刺激性臭它压力适中，单位容积制冷量大，价廉，但有刺激性臭味，有毒，有燃烧和爆炸危险。味，有毒，有燃烧和爆炸危险。CO2（R744）是一种天然的为人们所重视的制冷剂，）是一种天然的为人们所重视的制冷剂，其其ODP和和GWP值分别为值分别为0和和1，比任何，比任何CFCs和和HCFCs都都小，如果是利用原本要排出的小，如果是利用原本要排出的CO2，则对全球变暖无影，则对全球变暖无影响。其特点是：化学稳定性好，不传播火焰，安全无毒，响。其特点是：化学稳定性好，不传播火焰，安全无毒，气化潜热大，流动阻力小，传热性能好，易获取，且价气化潜热大，流动阻力小，传热性能好，易获取，且价格低廉，但其临界点低，临界压力高，在制冷空调中应格低廉，但其临界点低，临界压力高，在制冷空调中应用时系统应有高承压能力和可靠性。用时系统应有高承压能力和可靠性。3.3.1 概述概述单元单元3空调用制冷系统空调用制冷系统模块模块3 3通风与空气调节通风与空气调节氟利昂是饱和碳氢化合物氟、氯、溴衍生物的总称。氟利昂是饱和碳氢化合物氟、氯、溴衍生物的总称。氟利昂类制冷剂化学性能稳定，可燃性低，惰性大，基氟利昂类制冷剂化学性能稳定，可燃性低，惰性大，基本无毒，它的应用促进了制冷技术的发展。然而，由于本无毒，它的应用促进了制冷技术的发展。然而，由于CFC、HCFC等会使地球上的臭氧层衰减，使地球上的等会使地球上的臭氧层衰减，使地球上的生物遭到紫外线的损害，全球变暖，进而危及人类的健生物遭到紫外线的损害，全球变暖，进而危及人类的健康与生存。因此，国际蒙特利尔议定书及其修正案要求，康与生存。因此，国际蒙特利尔议定书及其修正案要求，对这类制冷剂应逐步限制生产、禁用和加速淘汰。世界对这类制冷剂应逐步限制生产、禁用和加速淘汰。世界各国都在规划与行动，认为空调制冷中应采用无氯的碳各国都在规划与行动，认为空调制冷中应采用无氯的碳氢氟化合物或氨作制冷剂，或采用吸收式制冷。氢氟化合物或氨作制冷剂，或采用吸收式制冷。3.3.1 概述概述单元单元3空调用制冷系统空调用制冷系统模块模块3 3通风与空气调节通风与空气调节2.载冷剂载冷剂把制冷装置产生的冷量传递给被冷却物体的媒介物把制冷装置产生的冷量传递给被冷却物体的媒介物称为载冷剂或冷媒。对载冷剂的要求是：比热容大，可称为载冷剂或冷媒。对载冷剂的要求是：比热容大，可减少循环量，且温度变化小；凝固点低，在使用温度范减少循环量，且温度变化小；凝固点低，在使用温度范围内不凝固、不气化；对金属的腐蚀性小；不燃烧、不围内不凝固、不气化；对金属的腐蚀性小；不燃烧、不爆炸、无毒、化学稳定性好，不污染环境；密度小，黏爆炸、无毒、化学稳定性好，不污染环境；密度小，黏度小，降低流动阻力，能耗小；导热系数大，可减小传度小，降低流动阻力，能耗小；导热系数大，可减小传热面积；价格低廉且易获得等。热面积；价格低廉且易获得等。常用的载冷剂有空气、水、盐水、有机化合物及其常用的载冷剂有空气、水、盐水、有机化合物及其水溶液等。水溶液等。空调制冷装置中的载冷剂是水，这种水在空调技术空调制冷装置中的载冷剂是水，这种水在空调技术中称为冷冻水。中称为冷冻水。3.3.1 概述概述单元单元3空调用制冷系统空调用制冷系统模块模块3 3通风与空气调节通风与空气调节3.3.2 制冷机组的四大设备制冷机组的四大设备1.制冷压缩机制冷压缩机 制冷压缩机是蒸气压缩式制冷装置的一个重要设备。制冷压缩机是蒸气压缩式制冷装置的一个重要设备。根据工作原理的不同，可分为两类，即容积式压缩机和根据工作原理的不同，可分为两类，即容积式压缩机和速度式压缩机。速度式压缩机。图图3.3.2为为制冷与热泵用压缩机分类和结制冷与热泵用压缩机分类和结构示意图。构示意图。（1）往复式压缩机往复式压缩机往复式压缩机一般称为活塞式压缩机，其应用最为往复式压缩机一般称为活塞式压缩机，其应用最为广泛，但由于结构的限制，排气量不大。活塞式制冷压广泛，但由于结构的限制，排气量不大。活塞式制冷压缩机单机功率范围为缩机单机功率范围为0.1150 kW，缸径为，缸径为20180 mm，单机气缸数为单机气缸数为216。按密封方式不同可分为开启式、。按密封方式不同可分为开启式、半封闭式和全封闭式三种。半封闭式和全封闭式三种。单元单元3空调用制冷系统空调用制冷系统模块模块3 3通风与空气调节通风与空气调节（2）转子式压缩机转子式压缩机转子式压缩机容量为转子式压缩机容量为0.35 kW。其特点是结构紧。其特点是结构紧凑，零件少，质量轻，体积小，运转平稳可靠，噪声低，凑，零件少，质量轻，体积小，运转平稳可靠，噪声低，无过压缩和欠压缩问题，但气缸密封性要求高，零件制无过压缩和欠压缩问题，但气缸密封性要求高，零件制造、装配精度要求也很高。造、装配精度要求也很高。（3）双螺杆压缩机双螺杆压缩机双螺杆压缩机是应用广泛的制冷装置。其特点是形双螺杆压缩机是应用广泛的制冷装置。其特点是形式多，可供制冷空调选择范围广，体积小，质量轻，占式多，可供制冷空调选择范围广，体积小，质量轻，占地面积小，