電冰箱與空調器主要組件教案

電腦雜談  發布時間:2020-02-15 01:01:59  來源:網絡整理

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第三章電冰箱與空調器的主要組件【教學目標】1.知 道 機 縮 壓 2.理解熱交換器(冷凝器、蒸發器)。 3.毛細管與膨脹閥、制冷輔助設施?!窘虒W重點】壓縮機和熱交換器的應用?!窘虒W難點】壓縮機和熱交換器?!窘虒W方法】讀書指導法、分析法、演示法、練習法?!菊n時安排】4 學時?!窘虒W過程】〖新課〗第一節 壓縮機1.壓縮機的功用制冷中壓縮機作功讓熱量由低溫物體移向高溫物體。壓縮機是空調循環系統的動力,在制冷裝置中,是很重要的組成部分,喻為制冷裝置的“”。2.壓縮機按不同方式分類制冷壓縮機可按不同的方法分類,較為常見的分類有如下幾種。(1)按制冷機工作原理分容積型壓縮機:分為往復式(活塞式)和回轉式。速度型壓縮機:分為離心式和軸流式。(2)按制冷能力分輕型 6 kW 以下;小型 6 ~ 58 kW;中型 58 ~ 464 kW;大型 464 kW 以上。(3)按采用的制冷劑種類分氟利昂制冷壓縮機 以氟利昂為制冷劑。氨制冷壓縮機以氨為制冷劑。無氟制冷壓縮機 R123、R134 等新型制冷劑。(4)按壓縮級數分單級壓縮機 制冷劑從蒸發壓力(低壓)至冷凝壓力(高壓)只經過一次壓縮,適用壓縮比不大的場合。

1 / 16雙極 (或多級) 壓縮機 制冷劑從蒸發壓力 (低壓)至冷凝壓力(高壓)經兩次或 多次壓縮,適用于壓縮比大、蒸發溫度低的制冷系統。(5)按壓縮機氣缸數目分 有一只活塞氣缸; 單缸壓縮機兩只活塞氣缸; 雙缸壓縮機 氣缸數量在 多缸壓縮機 3 個以上,可以是 3 缸、4 缸、6 缸、8 和 16 缸等。 單缸和直列壓縮機常為立式或臥式;多缸壓縮機大都采用角度式,如 V 型等。(6)按氣缸布置方式分 立式(Z 型) 立式壓縮機的各氣缸軸線相互平行。臥式 臥式壓縮機的汽缸軸線水平布置。 氨制冷壓縮機 角度式 壓縮機的汽缸軸線呈一定的傾斜視角排列,多為 V 型(氣缸中心線與鉛垂 線的傾角大于 90°)、W 型(氣缸中心線與鉛垂線的傾角為 60°)和 S 型(S 表示扇形, 氣缸中心線與鉛垂線的傾角為 45°)等。 (7)按壓縮機外殼結構分開啟式電-動機與壓縮機分開放置,壓縮機的運轉靠 V 帶或聯軸器來傳動。 半封閉式壓縮機與電動機的機體外殼聯成一體,電動機與壓縮機使用一根軸。軸端 安裝在端蓋上,端蓋的法蘭圈與機體用螺絲連接,可以拆解。 全封閉式壓縮機與電動機的機體外殼組成一體,封閉焊死,密封性能很好,不易拆 卸。

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3.氟利昂活塞式單級基本類別及特征 (1)開啟式 ① 缸徑有 50、70、100 系列,均為高速多缸逆流式,可實現三工質(NH3、R12、 R13)通用,氣缸布置方式分別有 V 型、W 型和 S 型,轉數 n = 1 440 r/min。 ② 標準制冷量 R12 時為 3 470 ~ 97 400 W。 ③ 軸功率 R12 時為 1.14 ~ 31 kW;R22 時為 1.67 ~ 32.4 kW。 ④ 機器裝有吸排油三通閥,在運轉條件下不停車加油。50、70、100 系列有能量調 節裝置。 (2)半封閉式 ① 缸徑有 50、70、100 系列,為高速多缸逆流式;R12、R22 兩工質通用,氣缸 布置 形式有 V 型、W 型和 S 型,轉數 n = 1 440 r/min。 ② 標準制冷量 R12 時為 2 870 ~ 9 480 kW;R22 時為 5 ~ 100 kW。 ③ 機器裝有吸排油三通閥,可不停車加油。 (3)全封閉式① 缸徑有 21 單缸高速逆流式,目前缸徑有 40、50、60 系列,高速多缸逆流式, 如 3FM4G、3FY5Q 等,可實現二工質(R12、R22)通用,氣缸布置方式有臥式和立式, 轉數可達 n = 2 880 r/min。

② 標準制冷量:R22 時為 8 .37 ~ 31 .63 kW。 ③ 軸功率:R22 時為 2.2 ~ 7 .5 kW。 ④ 結構緊湊,密封性能好,噪音低,維修困難。 4.活塞式壓縮機的常見術語 (1)壓縮機轉速 n 壓縮機曲軸在單位時間內的轉動圈數稱為壓縮機轉速,通常以 1 min 的轉數為計量單位(r / min)。2 / 16(2)上止點和下止點活塞在汽缸內作往復運動時,向上移動的最高位置(離曲軸中心 最遠點),稱為上止點位置;活塞向上移動的最低位置(離曲軸中心近期點),稱為活塞的 下止點位置。(3)活塞行程 S 活塞在氣缸內作往復運動時,上止點至下止點之間的距離稱為活塞 行程。它等于曲軸的蝸桿半徑 R 的二倍,即 S = 2R。(4)氣缸直徑 D:氣缸內徑即氣缸內圓半徑。 (5)工作容積 Vg:活塞行程與汽缸截面積的差值。 (6)余隙容積 Vc:活塞頂面跟閥板底面之間應留有的空間(包括排氣孔長度)。 (7)相對余隙容積 C:余隙容積 Vc 與工作容積 Vg 之,即 C = Vc / Vg。 (8)制冷壓縮機工況:制冷壓縮機的工作頻率、工作條件稱為工況。 (9)制冷壓縮機的標準工況:制冷壓縮機在一種特定工作頻率條件下的運轉工況。

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(10)制冷壓縮機的制熱工況:制冷壓縮機用于制冷時,在其特定工作頻率條件下的 運轉工況。 (11)制冷壓縮機的最大功率載荷:壓縮機在最大功率狀態下運轉的工況。 (12)制冷壓縮機的最大壓差工況:壓縮機能夠形成最大壓力差(冷凝壓力與蒸發壓 力之差)時的工況。 壓縮機每一周期的工作分為膨脹、吸氣、壓縮、排氣四個過程。壓縮機工作過程中,活塞在氣缸中每往復運動一次,即曲柄每轉一圈,就會依次進行壓 縮、排氣、膨脹和吸氣過程,在制冷系統中確立起壓力差,使制冷劑在系統中循環流動, 達到制冷的目的。6.壓縮機輸入功率的計算 國外選用馬力(HP)表示,而我國采用 W(瓦)來表示壓縮機輸入功率。 7.電冰箱壓縮機與電冰箱容積間的匹配 電冰箱壓縮機與電冰箱容積間的匹配受許多原因的制約,尚無統一的標準。 8.空調器壓縮機輸入功率與制冷量的對應關系 空調器中壓縮機制冷量越大,消耗的功率也越大,反之,壓縮機制冷量小,消耗的功 率也小。第二節 熱交換器(冷凝器、蒸發器) 一、熱交換器的類型、結構特征 組成:冷凝器和蒸發器兩部分。 1.冷凝器的類型、結構特征 (1)冷凝器的冷卻種類 ① 水冷式 ② 空冷式 ③ 蒸發式和淋激式 按冷卻空氣的不同循環形式,分自然對流冷卻和強迫通風對流冷卻兩種方法。

一般冷 藏容積在 300 L 以上的選用強迫通風對流冷卻,300 L 以下的選用自然對流冷卻。 空調器的冷凝器有水冷式,用于柜式空調器和整體式移動空調器。風冷式,用于窗式 空調器和分體式空調器。 (2)冷凝器的結構特征 ① 百葉窗式冷凝器用長度為 5 mm 左右、壁厚為 0 .75 mm 的鋁管或復合管彎曲成 蛇形管,緊卡或焊接在長度為 0.5 mm、沖有 700 ~ 1 200 個孔的百葉窗形狀的散熱片上, 靠空氣的自然對流散熱來產生冷凝條件,如圖所示。3 / 16② 在蛇形復合管的兩邊點焊直徑為 鋼絲式冷凝器 1.6 mm 的碳素鋼絲而構成的,如 圖圖示。優點:單位長度散熱體積大、熱效率高、工藝簡單、成本低等冷凝器盤管安裝在殼體外皮內側與絕熱材料之間,利用箱體外皮散熱來達到管內制冷 劑冷凝的目的,見圖所示。4 / 16優點:保證冷凝器有合理的厚度;對殼體加熱,防止滲漏;工藝簡單,成本較低;外 觀嚴密整潔小巧。缺點:散熱性能不如百葉窗式和鋼絲式;結構特殊而維修不便④ 翅片盤管式冷凝器 空氣強迫對流式冷凝器。結構:翅片盤管式,如圖所示。 優點:結構緊湊,散熱效率高,冷卻能力大。 缺點:翅片密集,空氣自然流動時阻力大,通過安裝的軸流風機或離心風機來強迫空 氣的對流。

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⑤ 套管式水冷凝器 套管式水冷凝器是將兩根不同直徑的銅管(內管也能若干個)同心地套在一起盤成橢 圓形,如圖所示。5 / 162.蒸發器的類型、結構特征 (1)按被冷卻物體的性質能分為三大類: ① 液體冷卻式 ② 空氣冷卻式 ③ 固體冷卻式 (2)蒸發器的結構特征 ① 鋁平板式蒸發器 有復合板吹脹型和絲印管路型兩種結構,如圖所示。② 管板式蒸發器 用紫銅管或鋼管繞在黃銅板或鋁管圍成的圓形框上焊制或粘接而成,如圖所示。 特點:結構堅固可靠,設備簡單,規格差異容易,使用壽命長,不需要高壓吹脹設備 等,但導熱性能較好,多用在直冷式雙門電冰箱的冷藏室上。③ 蛇形盤管和約高 蛇形翼片管式蒸發器 15 ~ 20 mm 經彎曲成型的翼片組成的,如 圖圖示。6 / 16特點:結構簡潔,除霜方便,一般不用修理。缺點是自然對流時空氣速度更慢,因而 傳熱性能較好。多用在小型冷庫和直冷式雙門電冰箱的冷凍室上。④ 由蒸發管和翅片組成,應用于間冷式雙門電冰箱的冷藏室內和空調器中。 翅片管 式蒸發器特點:具有厚實,可靠性高冰箱尺寸一般是多少,體積小,壽命長,散熱率高,如圖所示。⑤ 盤管既是蒸發器,又是抽屜擱架,制造工藝簡單,便于檢修,成本較低,而且有利 于箱內溫度的均勻,冷卻速度快。

應用于冷凍室下置內抽屜式直冷式冰箱,如圖形所示。 層 架盤管式蒸發器7 / 16⑥ 角蒸發器 是海爾空調獨設的,雙面制冷,全方位速凍,冰箱更下面抽屜也可冷凍食品,全面節 能保鮮。 二、熱交換器的工作原理及應用 1.熱交換器的工作原理 外界力作功,使制冷劑在制冷系統內外實現狀態的差異,實現熱量的轉移,達到空調 的目的。蒸發器和冷凝器就是夠保證這一過程連續進行的熱交換器,如圖所示。1. 壓縮機 2. 冷凝器 3. 毛細管 4. 蒸發器 5. 干燥過濾器 6. 氣缸 7. 活塞 8. 絕熱層 9. 低壓管 10. 高壓管 11. 電動機(1)冷凝器 功能:降低從壓縮機排出的低溫低壓過熱制冷劑蒸氣的濕度,冷卻成高 壓的液體制冷劑。過程分為三階段,如圖所示。 )冷凝器第一階段:過熱蒸汽冷卻為飽和蒸氣; 第二階段:由飽和蒸氣冷凝為飽和溫度下的液態; 第三階段:進一步冷卻為過冷液態。 冷凝器的其它作用: 一是將壓縮機排氣口接到副冷凝器,使浸入化霜水注入蒸發皿中,使之蒸發,以免弄 濕地面。 二是將冷凝管繞箱門兩邊和箱頂端,防止箱門四周及底部凝露問題。 影響冷凝器傳熱效率的原因: ① 空氣流速 ② 管內殘留空氣 ③ 污垢 (2)蒸發器 液體制冷劑在其中蒸發并吸附被冷卻物質熱量的熱交換器,是空調系統 中主要的換熱部件。

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功能:將節流降壓后的高溫高壓制冷劑液體,在壓力很小的蒸發器內,迅速蒸發成飽 和蒸汽,大量吸收被冷卻物體的糖分使之頻率增加,從而超過制冷的目的。 分類:按內部制冷劑狀態能分為干式蒸發、半滿液式蒸發和滿液式蒸發。蒸發器中制 冷劑的吸熱過程如圖所示。8 / 16影響蒸發器傳熱效率的原因: ① 空氣對流速率對蒸發器傳熱的影響 ② 制冷劑特性對蒸發器傳熱的影響 ③ 霜層及臟污等對蒸發器傳熱的影響 ④ 傳熱平均溫差對蒸發器傳熱的影響 2.熱交換器的應用 冷凝器——制冷系統中的散熱器和液化器,其作用就是在平臺制冷時進行放熱和液化 制冷劑。 蒸發器——在系統制冷時,是放熱設備。第三節 毛細管與膨脹閥、制冷輔助儀器 一、毛細管 1.制冷系統中的節流裝置 節流:液體(氣體和液態)在型腔中流經閥門、孔板或多孔堵塞時,由于局部阻力而 使壓力增加的現象,如圖所示。 絕熱節流:在節流過程中傳質與外界無換熱,制冷劑流經毛細管或膨脹閥時的節流過 程,為絕熱節流。2.毛細管的結構方式 是一根長度最細的紫銅管,在制冷系統中能形成預定的壓力降,一般用作電冰箱、空 調器和小型冷庫的節流元件。 3.毛細管的工作過程 作用: (1)節流降壓,將高壓流態制冷劑降壓為低壓液體制冷劑: (2)控制蒸發器的供液量。

圖示為制冷劑液體在毛細管中的壓力及狀況差異。9 / 164.毛細管的節流特點 (1)毛細管由紫銅管拉制而成,結構簡單,制造便于,價格便宜。 (2)沒有運動組件,本身不易產生故障跟泄漏。 (3)毛細管的手動補償性,以適應制冷負荷變化對制冷流量的規定。這種補償能力有 限,適合在引入全封閉式壓縮機的電冰箱、小型空調器、空氣降溫機以及這些高溫設備中 使用。 (4)增加制冷劑的過冷度,使制冷量增加,提高制冷效果。 (5)毛細管本身是常通結構。 二、膨脹閥 膨脹閥屬于節流降壓器件,使用在大、小型空調器中。 作用:把來自冷凝器的低溫、高壓液體制冷劑降溫、降壓后,供給蒸發器并自動調節 制冷劑的循環量,控制蒸發器出口制冷劑蒸氣的過熱度,以適應系統制冷量變化的必須。 1.手動膨脹閥 (1)結構方式 手動膨脹閥是很簡潔的節流閥,如圖所示。 (2)工作過程 適用于制冷系統自動控制的場合。它是一種帶有細牙螺紋調節的針閥,可手動調節閥 的打開度。2.自動膨脹閥10 / 16(1)結構方式,如圖所示。 (2)工作過程 閥打開,制冷劑液體進入蒸發器,蒸發引力升高,導致膨脹閥的關小。當壓縮機抽吸 蒸發器中的蒸汽時,壓力增加,促使膨脹閥開大,這樣它自動調節閥的打開度。


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