壓縮機制冷系統(tǒng)詳解　

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壓縮式制冷系統(tǒng)　

2．1 制冷的方法與種類

2.1.1制冷的熱力學(xué)基礎(chǔ)

1、熱力學(xué)*定律

2、熱力學(xué)第二定律

熱不能自發(fā)地、不付代價地從低溫物體傳到高溫物體，研究與熱現(xiàn)象相關(guān)的各種過程進行的方向、條件及限度的定律。

2.1.2制冷定義：

制冷是用人為方法從被冷卻對象（物體或空間）中移出熱量，以便其溫度降低到環(huán)境溫度以下的技術(shù)。

制冷技術(shù)應(yīng)用范圍一般可分為三個溫區(qū)：

低溫區(qū)（約-120℃以下）主要用于氣體分離、氣體液化、超導(dǎo)和宇航等。

中溫區(qū)（-120～5℃）主要用于冷藏、冷凍、化工生產(chǎn)工藝過程，生化制品的生產(chǎn)等。

高溫區(qū)（5～80℃）主要用于空調(diào)、除濕、熱泵蒸發(fā)和熱泵干燥等。

制冷的溫度范圍是從環(huán)境溫度開始，一直可達接近零度。

2.1.3、制冷方法：

1．耗物質(zhì)法：耗用一定的物質(zhì)（天然冰、深井水等）獲得低溫；

2．人工（機械）制冷方法：通過專門裝置消耗一定的外功來獲得低溫，也稱耗能制冷。

2.1.4、制冷系統(tǒng)的應(yīng)用

1、制冷與空調(diào)的關(guān)系

制冷和空調(diào)的關(guān)系相互又獨立；如圖3-1所示。

圖3-1 制冷和空調(diào)的關(guān)系

制冷在空調(diào)中的作用

（1）干式冷卻

（2）減濕冷卻

（3）減濕與干式冷卻混合方式

2、食品處理方面的應(yīng)用

2.1.5、制冷技術(shù)的發(fā)展與危害

我們知道，所有生物過程都受到溫度的影響，低溫抑制食品中酵、霉菌的增殖，人體對溫度也非常敏感。在現(xiàn)代社會，制冷技術(shù)已經(jīng)幾乎滲透到各個生產(chǎn)技術(shù)、科學(xué)研究領(lǐng)域，并在改善人類的生活質(zhì)量方面發(fā)揮巨大作用。

從歷史來看，制冷技術(shù)發(fā)展的*階段（從1830年到1930年）：主要采取NH3、HCS、CO2、空氣等作為制冷劑，這些制冷劑有的有毒，有的可燃，有的效率很低，使用了一百年之久，當(dāng)出現(xiàn)了CFCS和HCFCS制冷劑（即氟里昂）后，出于安全性的考慮，當(dāng)機立斷，實現(xiàn)了重大的*次轉(zhuǎn)軌，進入了制冷技術(shù)發(fā)展的第二階段（從1930年到1990年），主要采用氟里昂作為制冷劑。使用了60年后，發(fā)現(xiàn)這些制冷劑破壞臭氧層。

2．2 蒸汽壓縮式制冷的原理

自然界中的物質(zhì)是以三種不同的聚集態(tài)存在的，即：固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)。

2．2．1 蒸氣壓縮式制冷的熱力學(xué)原理

物質(zhì)集態(tài)的改變稱之為相變。相變過程中，由于物質(zhì)分子的重新排列和分子熱運動速度的改變，會吸收或放出熱量。這種熱量稱作潛熱物質(zhì)發(fā)生從質(zhì)密態(tài)到質(zhì)稀態(tài)的相變是將吸收潛；反之,當(dāng)它發(fā)生有質(zhì)稀態(tài)向質(zhì)密態(tài)的相變時則放出潛熱。

液體氣化形成蒸汽，利用該過程的吸熱效應(yīng)制冷的方法稱液體蒸發(fā)制冷。當(dāng)液體處在密閉的容器內(nèi)時，若容器內(nèi)除了液體和液體本身的蒸汽外不含任何其它氣體，那么液體和蒸氣在某一壓力下將達到平衡。這種狀態(tài)稱飽和狀態(tài)。如果將一部分飽和蒸汽從容器中抽出，液體就必然要再氣化出一部分蒸汽來維持平衡。我們以該液體為制冷劑，制冷劑液體氣化時要吸收氣化潛熱，該熱量來自被冷卻對象，只要液體的蒸發(fā)溫度比環(huán)境溫度低，便可使被冷卻對象變冷或者使它維持在環(huán)境溫度下的某一低溫。

液體蒸發(fā)制冷循環(huán)必須具備以下四個基本過程：制冷劑液體在低壓下氣化產(chǎn)生低壓蒸汽，將低壓蒸汽抽出并提高壓力變成高壓氣。將高壓氣冷凝為高壓液體，高壓液體再降低壓力回到初始的低壓狀態(tài)。其中將低壓蒸汽提高壓力需要能量補償。

利用沸點很低的制冷劑相態(tài)變化過程所發(fā)生的吸放熱現(xiàn)象，借助于壓縮機的抽吸壓縮、冷凝器的放熱冷凝、節(jié)流閥的節(jié)流降壓、蒸發(fā)器的吸熱汽化的不停循環(huán)過程，達到使被冷對象溫度下降目的的制冷方法。

2.2.2、蒸氣壓縮式制冷的系統(tǒng)組成

單級蒸氣壓縮式制冷系統(tǒng)由壓縮機，冷凝器，膨脹閥和蒸發(fā)器組成。其工作過程如下：

制冷劑在壓力溫度下沸騰，低于被冷卻物體或流體的溫度。壓縮機不斷地抽吸蒸發(fā)器中產(chǎn)生的蒸氣，并將它壓縮到冷凝壓力，然后送往冷凝器，在壓力下等壓冷卻和冷凝成液體，制冷劑冷卻和冷凝時放出的熱量傳給冷卻介質(zhì)（通常是水或空氣），與冷凝壓力相對應(yīng)的冷凝溫度一定要高于冷卻介質(zhì)的溫度，冷凝后的液體通過膨脹閥或其它節(jié)流組件進入蒸發(fā)器。單級蒸氣壓縮式制冷系統(tǒng)如下圖3-2所示。

圖3-2 單級蒸氣壓縮式制冷系統(tǒng)圖

1、組成部件的功用：

（1）壓縮機一一抽吸制冷劑，維持蒸發(fā)器低溫；壓縮制冷劑，促進制冷劑循環(huán)。

（2）冷凝器——使高壓高溫氣態(tài)制冷劑放熱冷凝成液態(tài)。

（3）節(jié)流閥——節(jié)流降壓制冷劑，制造蒸發(fā)器低溫。

（4）蒸發(fā)器——使低壓低溫液態(tài)制冷劑吸熱汽化成氣態(tài)。

2、單級蒸氣壓縮式制冷系統(tǒng)的工作過程：

其工作過程如下：制冷劑在蒸發(fā)壓力下沸騰，蒸發(fā)溫度低于被冷卻物體或流體的溫度。壓縮機不斷地抽吸蒸發(fā)器中產(chǎn)生的蒸氣，并將它壓縮到冷凝壓力，然后送往冷凝器，在冷凝壓力下等壓冷卻和冷凝成液體，制冷劑冷卻和冷凝時放出的熱量傳給冷卻介質(zhì)（通常是水或空氣）與冷凝壓力相對應(yīng)的冷凝溫度一定要高于冷卻介質(zhì)的溫度，冷凝后的液體通過膨脹閥或其它節(jié)流組件進入蒸發(fā)器。當(dāng)制冷劑通過膨脹閥時，壓力從冷凝壓力降到蒸發(fā)壓力，部分液體氣化，剩余液體的溫度降至蒸發(fā)溫度，于是離開膨脹閥的制冷劑變成溫度為蒸發(fā)溫度的兩相混合物?；旌衔镏械囊后w在蒸發(fā)器中蒸發(fā)，從被冷卻物體中吸取它所需要的氣化潛熱?；旌衔镏械恼魵馔ǔ７Q為閃發(fā)蒸氣，在它被壓縮機重新吸入之前幾乎不再起吸熱作用。

3、工況參數(shù)對制冷工作的影響如表3-1。

溫度條件變化?	制冷量	軸功率	制冷系數(shù)
冷卻溫度tk↑	↓（因為q0↓、λ↓）	↑（因為w0↑>G↓）	↓（因為w0↑、q0↓）
蒸發(fā)溫度t0↓	↓（因為v1↑使G↓）	當(dāng) Pk／P0＞3左右時 ↓（因為G↓>w0↑）	↓（因為w0↑、q0不變）
供液過冷度（tk-t3）↑	↑（因為q 0↑）	不變	↑（因為q 0↑;w 0不變）
吸氣過熱度（t1－t0）↑	R12：（因為q 0↑）>G↓） R22：（因為q 0↑=G↓） R717：（因為q 0↑	↓（因為G↓>w0↑）	R12：（因為q 0↑>w0↑） R22：稍↓ R717：（因為q 0↑

2．3 制冷壓縮機

2．3．1 制冷壓縮機的分類與作用

1）．作用

作用是：從蒸發(fā)器內(nèi)吸出蒸氣，將其壓縮，并使壓縮終了的高壓氣體排入冷凝器。

2）．分類

（l）按壓縮氣體的方式分類：

（2）按制冷量的大小分類：可分為大、中、小型制冷壓縮機

2．3．2 活塞式壓縮機的基本結(jié)構(gòu)和名詞術(shù)語

1）、基本結(jié)構(gòu)

各種活塞式制冷壓縮機的制冷量、外形、制冷劑、用途等不盡相同，但其基本結(jié)構(gòu)和組成的主要零部件都大體相同，即包括機體、曲軸、連桿組件、活塞組件、吸排汽組件、汽缸套組件等。圖3-3即為一臺立式兩缸活塞曲柄連桿式制冷壓縮機的結(jié)構(gòu)軸測圖。

圖3-3立式兩缸活塞式制冷壓縮機

2）、名詞術(shù)語

下面利用圖3-4介紹壓縮機的有關(guān)名詞術(shù)語。

1．外止點（上止點）：活塞在汽缸中作反復(fù)運動時，離曲軸旋轉(zhuǎn)中心zui遠的位置，如圖3-4（a）所示。

2．內(nèi)止點（下止點）：活塞在汽缸中作反復(fù)運動時，離曲軸旋轉(zhuǎn)中心zui近的位置，如圖3-4（b）所示。

3．活塞行程：外止點與內(nèi)止點之間的距離，通常用S表示，等于曲柄半徑R的兩倍，即S=2R，單位為米（或毫米）。

4．余隙容積：活塞位于外止點時，活塞頂面與汽缸端面之間的容積，汽閥通道（與汽缸一直相通的）及*道活塞環(huán)以上的環(huán)形容積的總和（圖3-4a），以Vc表示。

5．相對余隙容積：余隙容積與汽缸工作容積之比，以C表示，即式中：Vc ——余隙容積；Vp ——汽缸工作容積。

圖3-4制冷壓縮機有關(guān)的幾何名稱

1-排氣閥；2-吸氣閥；3-汽缸；4-活塞；5-連桿；6-曲軸旋轉(zhuǎn)中心

2.3.4、全封閉式制冷壓縮機

全封閉式制冷壓縮機的特點，是將壓縮機與電動機一起組裝在一個密閉的罩殼內(nèi)，形成一個整體，從外表上看只有壓縮機進、排氣管和電動機引線。圖3-5為國產(chǎn)2FV5Q型全封閉壓縮機剖面圖。壓縮機的外部罩殼由鋼板沖壓而成，分上下兩部分，裝配完畢后焊死。它比半封閉壓縮機更為緊湊，密封性更好。

圖3-5 2FV5Q型全封閉壓縮機剖面圖

2.3.5、活塞式制冷壓縮機的優(yōu)缺點

一）、活塞式制冷壓縮機的優(yōu)點：

1、能適應(yīng)較廣的工況范圍和制冷量要求；

2、熱效率較高，單位是耗較少；

3、對材料要求較低，多用普通鋼鐵材料，零件的加工比較容易，造價較低廉；

4、技術(shù)上較為成熟，生產(chǎn)操作上有著豐富的經(jīng)驗。

二）、活塞式制冷壓縮機的缺點：

1、因受到活塞往復(fù)運動慣性力的影響，轉(zhuǎn)速受到限制，單機輸汽量大時，機器顯得笨重

2、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，易損件多，維修工作量大；

3、因受到各種力、力矩的作用，運轉(zhuǎn)時有振動；

4、排汽不連續(xù)，汽體壓力有波動。

2．4 制冷系統(tǒng)的換熱器

換熱器是制冷設(shè)備中*的重要裝置，換熱器的傳熱效果直接影響制冷機的重量、體積以及運行特性和經(jīng)濟性。冷凝器和蒸發(fā)器是制冷機*的換熱器，是制冷機的重要組成部分。

除了冷凝器和蒸發(fā)器以外常用的換熱器還有回?zé)崞?、過冷器、中間冷卻器和冷卻塔。

2.4.1、冷凝器

冷凝器是制冷設(shè)備向制冷系統(tǒng)放出熱量的換熱裝置，制冷劑在冷凝器中放出的熱量包括兩部分：一是在蒸發(fā)器中吸收的被冷卻物體的熱量，二是制冷劑蒸氣在制冷壓縮機中被壓縮時，由壓縮機消耗的機械功轉(zhuǎn)化的熱量。

制冷劑在冷凝器中被冷卻冷凝液化的過程如下：

冷凝器按冷卻介質(zhì)和冷卻方式，可以分為三種類型：
1）水冷式冷凝器
2）空冷式冷凝器
3）蒸發(fā)式冷凝器
1）、水冷式冷凝器的結(jié)構(gòu)
水冷式冷凝器是利用水來吸收制冷劑放出的熱量，其特點是傳熱效率高，可配有水冷卻塔，冷卻水在冷卻塔中將從冷凝器吸收的熱量釋放給周圍的空氣。
水冷卻式冷凝器的結(jié)構(gòu)有管殼式、套管式、板式、螺旋板式冷凝器等幾種形式。
2）立式管殼式冷凝器（如圖3-6所示。）
3）臥式管殼式冷凝器
臥式管殼式冷凝器廣泛應(yīng)用在大、中、小型氨和氟利昂制冷裝置，臥式管殼式冷凝器是水平放置的，所以稱為臥式冷凝器。

圖3-6 立式管殼式冷凝器

4）管套式冷凝器
    管套式冷凝器是由兩種或幾種不同直徑的管子套在一起組成的，有的套管式冷凝器為了節(jié)省空間，把套在一起的管子盤成圓形或橢圓形的盤管，目前套管式冷凝器主要用于小型的氟利昂制冷設(shè)備。
5）螺旋板式冷凝器
    螺旋板式換熱器是一種的換熱器，螺旋板由兩張平行的鋼板在卷板機上卷制而成，流道始于螺旋板式換熱器的中心，而終于螺放板式的換熱器的外緣，螺旋板的上下兩端用封條焊死。
6）板式冷凝器
    板式冷凝器的傳熱組件是沖壓成型的薄金屬片，換熱板熱中沖有波紋以強化傳熱，很多換熱板片迭放在一起焊死，換熱板與換熱板之間的周邊放入一定形狀的密封圈，使換熱板之間保持一定的距離，構(gòu)成制冷劑與冷卻水的流道，流體在換熱板之間的流程可以按具體的情況進行安排，一般常見的有并聯(lián)、串聯(lián)和混聯(lián)，在制冷設(shè)備中多用于并聯(lián)流程。
7）、空氣冷卻式冷凝器（如圖3-7所示）
    空氣冷卻式冷凝器又稱為風(fēng)冷式冷凝器，在這種冷凝器中，制冷劑蒸氣和冷凝所放出的熱量是由空氣來冷卻的，空氣式冷凝器按空氣冷卻方式又分為自然對流空氣冷卻式冷凝器和強迫對流空氣冷卻式冷凝器；

圖3-7 空氣冷卻式冷凝器

8）、蒸發(fā)式冷凝器

2.4.2、蒸發(fā)器

蒸發(fā)器是制冷劑從系統(tǒng)外吸收熱量即制冷的換熱器，制冷劑液體在蒸發(fā)器的換熱管內(nèi)流動，并在低溫下蒸發(fā)，變?yōu)檎魵?，制冷劑在蒸發(fā)的過程中吸收被冷卻物體或介質(zhì)的熱量，蒸發(fā)器位于制冷系統(tǒng)的節(jié)流閥和壓縮機的吸氣管之間。

   蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu)按被冷卻介質(zhì)可以分為冷卻液體載冷劑的蒸發(fā)器和冷卻空氣的蒸發(fā)器兩大類，冷卻液體載冷劑的蒸發(fā)器有管殼式蒸發(fā)器、直立管式蒸發(fā)器、螺旋管式蒸發(fā)器和蛇形管式蒸發(fā)器，冷卻空氣有直接蒸發(fā)式空氣冷卻器和排管式蒸發(fā)器。
1、臥式管殼式蒸發(fā)器
      臥式管殼式蒸發(fā)器是用來冷卻如水和鹽水等液體載冷劑的蒸發(fā)器。
2、干式蒸發(fā)器
   干式蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu)與臥式管殼式蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu)相似，所不同的是在干式蒸發(fā)器中制冷劑液體在換熱管內(nèi)流動，而載冷劑在換熱管外流動。
3、沉浸式蒸發(fā)器
   1）、直立管式蒸發(fā)器
   2）、螺旋管式蒸發(fā)器
   3）、蛇管式蒸發(fā)器
4、冷卻空氣的蒸發(fā)器
   冷卻空氣的蒸發(fā)器又分為直接蒸發(fā)式空氣冷卻蒸發(fā)器（冷風(fēng)機）和排管式空氣冷卻蒸發(fā)器兩種，冷卻空氣的蒸發(fā)器制冷劑都是在換熱管內(nèi)流動蒸發(fā)，空氣在換熱管外流動被冷卻。

2.4.3、回?zé)崞?/span>

回?zé)崞鞯淖饔檬抢脧恼舭l(fā)器出來的制冷劑飽和蒸氣需要過熱時的冷量來使節(jié)流前的制冷劑進一步過冷，這樣既保證了壓縮機工作的安全性，同時又提高了制冷裝置的制冷量，它是一個汽-液型換熱器，多用于氟利昂制冷裝置。回?zé)崞鞯慕Y(jié)構(gòu)主要有四種形式，盤管式、套管式、并聯(lián)管式和穿管式回?zé)崞鳌?/span>

2.4.4、冷卻塔

冷卻塔是依靠水與氣對流直接接觸換熱和蒸發(fā)冷卻原理使水降溫的設(shè)備。冷卻塔的作用是使水在塔內(nèi)與空氣進行熱濕交換而得到降溫。空調(diào)工程中制冷系統(tǒng)冷凝器用的冷卻水基本上是采用冷卻塔處理后而循環(huán)使用的。

通常選用水冷卻裝置的冷卻塔有自然通風(fēng)和機械通風(fēng)兩種不同形式。

1、自然通風(fēng)冷卻塔

又稱大氣式冷卻塔，它是利用空氣自然對流使水冷卻，水流運動形式有噴淋，濺滴等多種，這類冷卻塔只是考慮如何增大水與空氣自然對流使水冷卻，水流運動形式有噴淋、滴濺等多種，這類冷卻塔只是考慮如何增大水與空氣的接觸表面，所以結(jié)構(gòu)上大同小異。

2、機械通風(fēng)冷卻塔

目前用的機械通風(fēng)冷卻塔大多是逆流式圓形玻璃鋼冷卻塔，是靠空氣強制對流使水冷卻的設(shè)備。

2.5 制冷系統(tǒng)的節(jié)流閥

2.5.1、節(jié)流機構(gòu)的作用及分類
1、作用
    節(jié)流機構(gòu)的作用是將冷凝器中冷凝壓力下的飽和液體或過冷液體節(jié)流后降至蒸發(fā)壓力和蒸發(fā)溫度，同時根據(jù)負荷的變化，調(diào)節(jié)進入蒸發(fā)器制冷劑的流量。
2、分類
   常用的節(jié)流機構(gòu)主要有以下幾種：手動節(jié)流閥、熱力膨脹閥、電子膨脹閥、浮球節(jié)流閥、節(jié)流孔板、毛細管等。
2.5.2、熱力膨脹閥
   熱力膨脹閥是應(yīng)用zui廣的一種節(jié)流機構(gòu)，熱力膨脹閥是利用蒸發(fā)器出口制冷劑蒸氣的過熱度的變化來調(diào)節(jié)閥孔的開度大小，故適用于沒有自由液面的蒸發(fā)器（如干式蒸發(fā)器、蛇管式蒸發(fā)器、蛇管式中間冷卻器等）。
1、內(nèi)平衡式熱力膨脹閥

l）、結(jié)構(gòu)：內(nèi)平衡式熱力膨脹閥的結(jié)構(gòu)如圖3-8所示，它由感溫包、毛細管、閥座、膜片、頂桿、閥針及調(diào)節(jié)機構(gòu)組成。膨脹閥接在蒸發(fā)器的進液管上，感溫包敷設(shè)在蒸發(fā)器的出口處。

圖3-8 內(nèi)平衡式熱力膨脹閥的結(jié)構(gòu)

2、外平衡式熱力膨脹閥
l）、結(jié)構(gòu)如圖3-9所示

3-9 外平衡式熱力膨脹閥的結(jié)構(gòu)

   2）、熱力膨脹閥的安裝
   熱力膨脹閥的安裝正確與否，對膨脹閥的工作特性有很大的影響，因此必須要按正確的方法安裝。其安裝方法如下：
   1、膨脹閥的位置應(yīng)盡量靠近蒸發(fā)器，同時要使調(diào)節(jié)和維修均比較方便。
    2、膨脹閥閥體應(yīng)垂直安裝。
   3、膨脹閥箭頭方向應(yīng)與制冷劑的流動方向一致。
   4、溫包應(yīng)直接捆扎在蒸發(fā)器的出口回氣管上，接觸部位要清潔、干凈，外加不吸潮的保溫材料絕熱。感溫包應(yīng)裝在不積液的吸氣管上，當(dāng)吸氣管直徑小于22 m m時，感溫包應(yīng)裝在吸氣管上部；當(dāng)直徑大于22 m m時，安裝在水平下側(cè)30℃。
   3）、外平衡管應(yīng)接至蒸發(fā)器出口處的水平管上方，以防被潤滑油堵塞，同時接管應(yīng)在感溫包之后保持適當(dāng)?shù)奈恢谩?
2.5.3、熱電膨脹閥
   它是利用熱敏電阻的作用來調(diào)節(jié)蒸發(fā)器供液量的節(jié)流裝置。
   熱敏電阻與膨脹閥膜片上的加熱器串聯(lián)，電熱器的電熱流隨熱敏電阻值的大小而變化。當(dāng)蒸發(fā)器的出口制冷劑蒸氣的過熱度增加時，熱敏電阻溫度升高，電阻值降低，電加熱器的電流增加，膜室內(nèi)充注的液體被加熱而溫度增加，壓力升高，推動膜片和閥桿下移，使閥孔開啟或開大。當(dāng)蒸發(fā)器的負荷減小，蒸發(fā)器出口蒸氣的過熱度減小或者變成濕蒸氣時，熱敏電阻被冷卻，閥孔就關(guān)小或關(guān)閉。這樣，熱電膨脹閥可以控制蒸發(fā)器的供液量，使其與熱負荷相適應(yīng)。
2.5.4、毛細管
   1）、毛細管的結(jié)構(gòu)及原理? 毛細管是一根孔徑很小，長度較長且多盤圈狀的紫銅管。一般為一根內(nèi)徑為0.5-1mm，外徑為2-3mm，長度為2-4m的紫銅管，液態(tài)制冷劑通過它時會受到較大的阻力而產(chǎn)生壓力降（猶如電流流過導(dǎo)體，因電阻而產(chǎn)生電壓一樣），因而控制了制冷劑的流量和保持冷凝器與蒸發(fā)器的合理壓力差。
   2）、毛細管的作用?? 毛細管是電冰箱上的節(jié)流降壓裝置，位于冰箱的后下部。它的作用主要有兩個是在壓縮機運行中，保持蒸發(fā)器與冷凝器之間有一的壓力差，從而使制冷劑在蒸發(fā)器中規(guī)定的低壓力狀況下蒸發(fā)吸熱，使冷凝器中的氣態(tài)制冷劑在一的高壓下冷凝放熱；另一種功能是控制制冷劑的流量，使蒸發(fā)器保持合理的溫度，以實現(xiàn)電冰箱安全、經(jīng)濟運行。

3）、毛細管的特點?? 毛細管節(jié)流具有結(jié)構(gòu)簡單、無運動零件、不易發(fā)生故障、停機后高低工壓力逐漸平衡、易于啟動等特點。可選用啟動較小的驅(qū)動電機作制冷機的動力。但毛細管的自動調(diào)節(jié)范圍小，而且不能人工調(diào)節(jié)，只適用于熱負荷比較穩(wěn)定的家用電冰箱等制冷系統(tǒng)中。

2.6.1、制冷劑
   制冷系統(tǒng)里必須還要充注一定量的的工作介質(zhì)，制冷裝置才能工作、制冷，而且充注不同的工作介質(zhì)制冷裝置制冷的效率也有很大的不同，這個介質(zhì)就是制冷劑。
只有在工作溫度范圍內(nèi)能夠汽化和凝結(jié)的物質(zhì)才有可能作為制冷劑使用。
   1）、制冷劑的作用
   制冷劑在制冷系統(tǒng)內(nèi)部循環(huán)流動，制冷劑在循環(huán)流動中，通過自己的熱力狀態(tài)的變化與外界發(fā)生能量交換，從而實現(xiàn)制取冷量的目的。
   2）、對制冷劑的要求
   制冷劑應(yīng)具備安全、可靠、易得、價廉。一般要求制冷劑應(yīng)滿足下列要求：
   1、臨界溫度較高，在常溫或制冷溫度下能夠液化。
    2、在蒸發(fā)器和冷凝器內(nèi)制冷劑的壓力要適中。
   3、單位容積制冷量qV 要大。
    4、凝固溫度要低，以避免制冷劑在蒸發(fā)溫度下凝固。
   5、粘度和密度要小，以保證制冷劑在系統(tǒng)中的流動阻力損失小。
   6、導(dǎo)熱系數(shù)要高，可以提高各個換熱器制冷劑側(cè)的換熱系數(shù)。
    7、與潤滑油的溶解性。
   8、等熵指數(shù)要小，可使壓縮過程耗功減小，壓縮終了時氣體的溫度不致過高。
   9、液體比熱容小，可使節(jié)流過程損失減小。
   10、不燃燒，不爆炸，無毒，對金屬不起腐蝕作用，與潤滑油不起化學(xué)作用，高溫下不分解，對人體無毒害, 價格便宜，便于獲得。
2.6.2、制冷劑的分類與符號
   1）、制冷劑的分類
               表3-1制冷劑的分類

類別	Ts/℃	環(huán)境溫度在30℃時的冷凝壓力／kPa	制冷劑舉例	應(yīng)用舉例
高溫制冷劑（低壓制冷劑）	＞0	約＜300	Rll，Rll3，Rll4,R21	離心式空調(diào)制冷機
中溫制冷劑（中壓制冷劑）	- 60～0	約在3000～2000	R12， R22， R717， R142，R502	- 60℃以上的單級和雙級蒸氣活塞式壓縮式制冷機
低溫制冷劑（高壓制冷劑）	<- 60	約＞2000	R13，R14，R502，烷，烯	復(fù)迭式制冷機的低溫級

   ?2）、制冷劑符號
   上統(tǒng)一規(guī)定用字母“R”和其后的數(shù)字或字母作為制冷劑的符號，字母“R”表示制冷劑，其后的數(shù)字和字母編寫規(guī)則如下。
   1、無機化合物無機化合物的簡寫符號規(guī)定為R7（）（）。括號中填入的數(shù)字是該無機物分子量的整數(shù)部分。
例如：
NH3 H2O CO2 SO2 N2O
分子量的整數(shù)部分 17 18 44 64 44
符號表示 R717 R718 R744 R764 R744a
    2、氟利昂和烷烴類烷烴化合物的分子通式為 CmH2m+2；氟利昂的分子通式為 CmHnFxClyBrz（n＋x＋y＋z=2m＋2），它們的簡寫符號規(guī)定為R（m - 1）（n＋l）（x）B（Z）。
    3、混合工質(zhì)混合工質(zhì)和簡寫符號為R5（）（）。
    3）、常用制冷劑理化性質(zhì)：

制冷劑	R12（CCl2F2）	R134a（CH2FCF3）			R22（CHClF2）		R717（NH3）
標準大氣壓沸點℃	- 29．8	- 26．5			- 40.8		- 33.4
臨界溫度tc（℃）／臨界壓力pc（MPa）	96／4．963	100．6／3 94			112／4．12		132．4／l．32
壓力比=pk（+30）kPa/P0（-15）kPa	4.08	4.7			4.05		4.9
單位容積制冷量qv（ 30℃／- 15℃） kJ/m3	1275 100%	tk＝ 30℃時與R12比；t＞- 7℃時略大；t。＜- 7℃時略小			2065 165%		2161 169%
制冷系數(shù)ε （＋30 t／- 15 ℃）	4.1	與R12大致相同			4.25		4.21
等熵壓縮排氣溫度（標準工況）℃	70	66			83		106
密度ρ30℃飽和液（kg/L）30℃飽和蒸氣（Kg／m3）	1. 3 41.1	1. 187 37.5			1. 2 51.5		1. 6 9.03
導(dǎo)熱系數(shù)（25℃）蒸氣10－3 W／m·℃液體	10.70 71.0	13.57 94.2			11.40 87.5		25.5 494
動力粘度（25℃）蒸氣Pa. s液體	13.52×10-6 1.98×10-4	11.92×10-6 2.26×10-4			12.68×10-6 2.4×10-4		10.44×10-6 1.52×10-4
溶水性	難溶3.6mg/kg （-30℃）	稍溶			難溶180mg/ kg（-30℃）		易溶 1m3水溶900 m3
溶油性	易溶	只與POE、PAG等油互溶			8℃以上易溶，低溫時分層		微溶
忌用材料	天然橡膠	銅、天然橡膠、丁腈及氟化橡膠			同R12（宜用丁基橡膠、氯丁橡膠）		含水腐蝕銅及銅合金（磷青銅除外）
安全性	無毒，不燃燒，不爆炸，高溫或過明火分解產(chǎn)生有毒光氣，空氣中含量多會使人窒息，防止濺到人體上引起凍傷					空氣中容積百分比＞ 11％可燃，＞ 16％可爆，＞0．5％~ 0．6％人停留0.5h有危險
電絕緣性（與N2比）	2.4			1.3
臭氧消耗增能值（ODP）	0.9		0	0.05		0
變曖潛能值（GWP）	3		0.26	0.36

2.6.3、載冷劑
1）、作用
   用載冷劑來傳遞冷量。
2）、對載冷劑性質(zhì)的要求
   載冷劑以液態(tài)在蒸發(fā)器和用冷場所之間循環(huán)，通過顯熱傳輸冷量。所以用作載冷劑的物質(zhì)應(yīng)在所需要的載冷溫度下保持液態(tài)，在載冷系統(tǒng)中循環(huán)時，不結(jié)冰、不揮發(fā)；對設(shè)備無腐蝕，對人體無危害；載冷能力強；輸送耗功少。因此載冷劑應(yīng)具備如下性質(zhì)：
   1、無毒、無可燃性、無刺激性氣味?；瘜W(xué)穩(wěn)定性好，在大氣壓力下不分解，不氧化，不改變其物理、化學(xué)性質(zhì)。
   2、在使用溫度范圍內(nèi)呈液態(tài)。它的凝固點應(yīng)低于制冷機的蒸發(fā)溫度，沸點則應(yīng)遠高于使用溫度。
   3、密度小、粘度小、傳熱性好、比熱容大。這樣可以使載冷系統(tǒng)中流動阻力損失小，液體循環(huán)量少、消耗泵功小，可減小熱交換器的尺寸。
3）、常用的載冷劑
   常用的載冷劑是水、無機鹽水溶液或有機物液體。它們適用于不同的載冷溫度。
   1、水
    2、無機鹽水溶液
   無機鹽水溶液有較低的凝固溫度，適合于在中、低溫制冷裝置中載冷。zui廣泛使用的是氯化鈣（CaCl2）水溶液，還有氯化鈉（NaCl）和氯化鎂（MgCl2）水溶液
4）、潤滑油
   在制冷壓縮機中，潤滑油的功能主要有：
   1、潤滑相互摩擦的零件表面，使摩擦表面*被油膜分隔開來，從而降低壓縮機的摩擦功、摩擦熱和零件的磨損。
   2、帶走摩擦熱量，使摩擦零件的溫度保持在允許范圍內(nèi)。
   3、使活塞環(huán)和氣缸鏡面間、軸封摩擦面等密封部分充滿潤滑油，以阻擋制冷劑的漏泄。
   4、帶走金屬摩擦表面的磨屑；
    5、利用油壓作為控制卸載機構(gòu)的液力動力。
   潤滑油同制冷劑接觸時的特性：
   ①粘度
   ②溶解性
   各種制冷劑溶解于潤滑油的程度是不相同的，大致可分為三類：
1、不溶于潤滑油的制冷劑：如 R717（氨）， R13， R14和 R744（二氧化碳）等。
2、少量溶于潤滑油的制冷劑：如 R22。
3、無限溶于潤滑油的制冷劑：有Rl l，R12，R21，R113和R500等。
4、凝固性，潤滑油在試驗條件下冷卻到停止流動時的溫度，稱為凝固點。

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壓縮機制冷系統(tǒng)詳解

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