模块3　单元3　空调用制冷系统.ppt

房屋卫生设备（第3版） 目　录 3.3.1 概述 　　制冷是以消耗一定的能量(机械能或热能)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，不宜用来大量获取低于0 ℃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，所以使用不多。 3.3.1 概述 　　空气调节用制冷属于普通制冷范围(高于-120 ℃)，主要采用液体气化(相变)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广泛的是蒸气压缩式制冷和吸收式制冷。 3.3.1 概述 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8.72 mbar压力下，饱和温度为5 ℃，气化时要吸收2489.05 kJ热量；1 kg的氨液，在1.01325 bar (1个大气压)下汽化时，需吸收1368.15 kJ的热量，可达-33.3 ℃ 的低温。 3.3.1 概述 　　 蒸气压缩式制冷系统由压缩机、冷凝器、节流阀(膨胀阀)和蒸发器等主要设备组成，如图3.3.1所示，它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(如氨、水、异丁烷)在蒸发器内蒸发为气体，同时吸收周围介质(例如水或空气)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。 3.3.1 概述 3.3.1 概述 制冷剂和载冷剂 1.制冷剂 　　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，且价格低廉等。常用的制冷剂有氨(NH3)(代号R717)、氯二氟甲烷（R22）、二氯三氟乙烷（R123）、四氟乙烷（R134a）、R404A（HFC混合物R125/143a/134a,44/52/4）、R407C（R32/R125/ R134a）、R410A(R32/R125)、R507A(R143a/R125)等。 3.3.1 概述 　　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、可燃性和爆炸性。 　　（2） 破坏臭氧的潜值（ODP）要符合国家环境法规要求。ODP的大小表示制冷剂对大气臭氧的破坏大小，基准为R11的ODP＝1。 　　（3） 全球变暖潜值GWP。GWP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R11的GWP＝1。 　　（4） 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。 3.3.1 概述 　　氨属无机化合物，应用广泛，其ODP和GWP值均为0，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，其ODP和GWP值分别为0和1，比任何CFCs和HCFCs都小，如果是利用原本要排出的CO2，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，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，在制冷空调中应用时系统应有高承压能力和可靠性。 3.3.1 概述 　　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，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氢氟化合物或氨作制冷剂，或采用吸收式制冷。 3.3.1 概述 2.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，黏度小，降低流动阻力，能耗小；导