空调及制冷原理课件

1.1.制冷原理制冷原理2.2.房间空调器房间空调器3.3.制冷技术制冷技术目 录制冷原理及空调产品制制 冷冷 原原 理理热力学第一定律热力学第一定律能量守恒定律,在任何发生能量传递和转换的热力过程中，传递和转换前后能量的总量维持恒定，也可表述为第一类永动机是不可能制成的。热力学第二定律热力学第二定律热量只会自发地从高温物体传向低温物体。一切自发的实现的涉及热现象的过程都是不可逆的，规定了热传递的方向。制冷和冷却的差异热力学第三定律热力学第三定律当趋于绝对零度时，各种物质的熵都趋于零。一、基本概念一、基本概念制冷定义：制冷定义：利用利用人工人工的方法，把某物体或的方法，把某物体或某空间的温度降低到低于周围环境的温度，某空间的温度降低到低于周围环境的温度，并使之维持在这一低温的过程。并使之维持在这一低温的过程。实质：将热量从被冷却对象中转移到环境中实质：将热量从被冷却对象中转移到环境中 制冷制冷冷却冷却制冷机：制冷机：实现制冷所需的机器和设备。实现制冷所需的机器和设备。特点：必须消耗能量特点：必须消耗能量电能、机械能等电能、机械能等制冷剂：制冷剂：制冷机中把热量从被冷却介质传给制冷机中把热量从被冷却介质传给环境介质的内部循环流动的工作介质。环境介质的内部循环流动的工作介质。制冷循环：制冷循环：在制冷机中，制冷剂周而复始吸在制冷机中，制冷剂周而复始吸热、放热的流动循环。热、放热的流动循环。二、制冷方法二、制冷方法相变制冷（利用液体在低温下的蒸发过程相变制冷（利用液体在低温下的蒸发过程或固体在低温下的融化或升华过程从被冷或固体在低温下的融化或升华过程从被冷却物体吸取热量以制取冷量）却物体吸取热量以制取冷量）气体膨胀制冷：气体膨胀制冷：将高压气体做绝热膨胀，使其将高压气体做绝热膨胀，使其压力、温度下降，利用降温后的气体来吸取被冷压力、温度下降，利用降温后的气体来吸取被冷却物体的热量从而制冷。却物体的热量从而制冷。热电热电制冷：制冷：利用某种半导体材料的热电效应。利用某种半导体材料的热电效应。房间空调器房间空调器 产品分类产品分类 1.按使用气候环境（最高温度）按使用气候环境（最高温度）【GB/T 7725-2004 GB/T 7725-2004 房间空气调节器房间空气调节器】产品分类产品分类 2.按主要功能按主要功能单冷型：代号单冷型：代号KFKF冷暖型：代号冷暖型：代号KFRKFR产品分类产品分类 3.按结构形式按结构形式产品分类产品分类 4.按冷却方式按冷却方式a a）整体式，其代号）整体式，其代号C C；整体式空调器结构分类为窗式（其代号省略），；整体式空调器结构分类为窗式（其代号省略），穿墙式等其代号为穿墙式等其代号为C C。b b）分体式，其代号）分体式，其代号F F；分体式空调器分为室内机组和室外机组。室内机；分体式空调器分为室内机组和室外机组。室内机组结构分类为吊顶式、挂壁式、落地式、天井式、嵌入式等，其组结构分类为吊顶式、挂壁式、落地式、天井式、嵌入式等，其代号分别为：代号分别为：D D、G G、L L、T T、Q Q等，室外机组代号为等，室外机组代号为W W。产品分类产品分类 5.按压缩机控制方式按压缩机控制方式a a）转速一定（频率、转速、容量不变）型，简称定频型，其代号省略）转速一定（频率、转速、容量不变）型，简称定频型，其代号省略b b）转速可控（频率、转速、容量可变）型，简称变频型，其代号）转速可控（频率、转速、容量可变）型，简称变频型，其代号BpBpC C）容量可控（容量可变）型，简称变容型，其代号）容量可控（容量可变）型，简称变容型，其代号BrBr产品型号及其含义产品型号及其含义KFR-50LW/Bp:KFR-50LW/Bp:表示表示T1T1气候类型分体热泵型落地式变频房间空气调气候类型分体热泵型落地式变频房间空气调节器（包括室内机组和室外机组），额定制冷量为节器（包括室内机组和室外机组），额定制冷量为5000W5000W名词及定义1、制冷量(制冷能力)空调器在额定工况下和规定条件下进行制冷运行时，单位时间内从密闭空间、房间或区域内除去的热量总和。单位，W；2、制冷消耗功率 空调器在额定工况和规定条件下进行制冷运行时，所输入的总功率，单位，W；3、能效比(EER)在额定工况和规定条件下，空调器进行制冷运行时，制冷量与有效输入功率之比，其值用W/W 表示。1、制热量(制热能力)热泵型空调器在额定工况下和规定条件下进行制热运行时，单位时间内送入密闭空间、房间或区域内的热量总和。单位，W；2、制热消耗功率 热泵型空调器在额定工况和规定条件下进行制热运行时，所输入的总功率，单位，W；3、性能系数(COP)在额定工况(高温)和规定条件下，空调器进行热泵制热运行时，制热量与有效输入功率之比，其值用W/W 表示。【GB 12021.32010GB 12021.32010房间空气调节器能效限定值及能效等级房间空气调节器能效限定值及能效等级】能效等级的判定方法能效等级的判定方法空调能效限定空调能效限定值值*关于调整高效节能空调推广财政补贴政策的通知关于调整高效节能空调推广财政补贴政策的通知中明确，高效节能空调补贴推广政策从中明确，高效节能空调补贴推广政策从20102010年年6 6月月1 1日起再延长一年，中央财政将按新能效标准对能效等级日起再延长一年，中央财政将按新能效标准对能效等级2 2级及以上产品继续给予补贴。级及以上产品继续给予补贴。制制 冷冷 技技 术术节流阀节流阀蒸发器蒸发器冷凝器冷凝器压缩机压缩机压缩机压缩机制冷系统心脏制冷系统心脏制冷剂：低温低压制冷剂：低温低压高温高压高温高压气态（相态不变）气态（相态不变）通过压缩机提高制冷剂压力，使制冷剂通过压缩机提高制冷剂压力，使制冷剂在系统内实现循环流动。在系统内实现循环流动。制冷压缩机 容积型 往复式 100W-40KW 旋转式（转子）100W-10KW 回转式 滑片式 100W-2KW 单螺杆式 50KW-200KW 双螺杆式 50KW-200KW 涡旋式 1.5KW-28KW 速度型 离心式 350KW以上 格力空调使用的压缩机有：往复式，滚动转子式，涡旋格力空调使用的压缩机有：往复式，滚动转子式，涡旋式，单螺杆和双螺杆式。式，单螺杆和双螺杆式。旋转压缩机结构旋转压缩机结构壳壳 体体支撑支撑+密封机构密封机构分液器分液器过滤机构过滤机构电机电机动力机构动力机构泵泵 体体增压机构增压机构冷冷 凝凝 器器冷凝器的作用冷凝器的作用冷凝器是制冷装置的主要热交换设备之一。它的作用是将压缩机排出的冷凝器是制冷装置的主要热交换设备之一。它的作用是将压缩机排出的高压过热制冷剂，通过其向环境介质放出热量而冷却、冷凝成为饱和液体，高压过热制冷剂，通过其向环境介质放出热量而冷却、冷凝成为饱和液体，甚至过冷液体。甚至过冷液体。蒸汽压缩式制冷循环：冷冷冷冷凝凝凝凝器器器器压压压压缩缩缩缩机机机机蒸蒸蒸蒸发发发发器器器器节流装置节流装置节流装置节流装置放放放放热热热热吸吸吸吸热热热热电电电电能能能能蒸蒸 发发 器器蒸发器的作用蒸发器的作用制制取取和和输出出冷冷量量。（热交换器，使制冷剂与外界空气进行热交换）蒸发温度（低压）的变化冷冷冷冷凝凝凝凝器器器器压压压压缩缩缩缩机机机机蒸蒸蒸蒸发发发发器器器器膨胀阀膨胀阀膨胀阀膨胀阀放放放放熱熱熱熱体体体体积积积积约约约约1/201/20吸吸吸吸熱熱熱熱约约约约倍倍倍倍体积体积节节 流流 结结 构构节流机构的作用节流机构的作用节节流流降降压压，调调节节供供液液量量。（节节流流装装置置，绝绝热热过过程程，可可将将冷冷凝凝器器出出来来的的低低温温高高压压制制冷冷剂剂液液体体转转变变成成为为低低温温低低压压制制冷剂气液共存体）冷剂气液共存体）节流原理节流原理节流，利用孔径和长度节流，利用孔径和长度变化产生压力差，控制变化产生压力差，控制制冷剂流量。制冷剂流量。制制 冷冷 剂剂制冷剂定义：制冷剂定义：制冷机中的工作流体，它在制冷机系同种循环流动，通过自身的热力状态的循环变化，不断与外界发生能量交换，达到制冷机向高温热源放热，向低温热源吸热，实现制冷（制热）的目的。格力空调目前使用的制冷剂主要有：R22，R407C，R410A R290、R134A未来方向自然冷媒：CO2 安全性和环境友好性。安全性和环境友好性。1）臭氧衰减指数）臭氧衰减指数ODP：表示物质对大气臭氧层的破坏程度。表示物质对大气臭氧层的破坏程度。应越小越好，应越小越好，ODP=0则对大气臭氧层无害。则对大气臭氧层无害。2）温室效应指数）温室效应指数GWP：表示物质造成温室效应的影响程度。表示物质造成温室效应的影响程度。应越小越好，应越小越好，GWP=0则不会造成大气变暖。则不会造成大气变暖。3 3）R11R11的的ODPODP和和GWPGWP值规定为值规定为1 1。常常用用冷冷媒媒种种类类（附附）【GBT 7778-2008GBT 7778-2008制冷剂编号方法和安全性分类制冷剂编号方法和安全性分类】工作原理 制冷工作原理：压缩机将制冷剂压缩成高温高压蒸气，排到冷凝器，室外空气流经冷凝器将制冷剂放出的热量排走，使高压蒸气冷凝成高压液态制冷剂，经毛细管节流降压后，进入蒸发器蒸发吸收室内空气热量，在风扇作用下，将低温空气吹入室内。然后气态制冷剂又被吸入压缩机，不断重复上述过程进行制冷循环。制冷循环动画空调制冷系统理论及热力计算 理论理论循环的压焓图循环的压焓图压焓图的作用：压焓图的作用：确定状态参数确定状态参数表示热力过程表示热力过程分析能量变化分析能量变化空调制冷系统理论及热力分析热力计算热力计算单位质量制冷量单位质量制冷量q0：1kg制冷剂在蒸发器内从被冷却物体吸收的热量制冷剂在蒸发器内从被冷却物体吸收的热量。q0h1h5h1h4 单单位位容容积积制制冷冷量量qv：压压缩缩机机每每吸吸入入1m3制制冷冷剂剂蒸蒸汽汽（按按吸吸气气状状态态计计），在蒸发器中所产生的制冷量在蒸发器中所产生的制冷量。qvq0/v1（h1h5）/v1 单位冷凝负荷单位冷凝负荷qk：1kg制冷剂在冷却和冷凝过程中放出的热量制冷剂在冷却和冷凝过程中放出的热量。qkh2h4 单位理论压缩功单位理论压缩功w0：压缩机每压缩输送：压缩机每压缩输送1kg制冷剂所消耗的压缩功制冷剂所消耗的压缩功。w0h2h1 制冷系数制冷系数：2.2制冷循环和压焓图圧力圧力(Mpa)焓焓(kJ/kg)压缩机压缩机压缩机压缩机冷凝器冷凝器冷凝器冷凝器膨膨膨膨胀胀胀胀阀阀阀阀蒸蒸蒸蒸发发发发器器器器低圧低温低圧低温气体气体压压缩缩行行程程等熵线等熵线高高圧圧高高温温气气体体放熱放熱冷凝冷凝行程行程过冷度过冷度 约约高高圧圧常常温温过过冷冷液液减减压压膨膨胀胀行行程程垂直线垂直线低低圧圧低低温温液液吸吸热蒸蒸发发行程行程过热度过热度约约()表示标准冷凝温度下的制表示标准冷凝温度下的制冷循环能效比冷循环能效比 a a a 能效比能效比 ()表示冷凝温度较高制冷循表示冷凝温度较高制冷循环环 (散热不好散热不好)b b b 能效比能效比 (减少减少)()表示低冷凝温度的制冷循表示低冷凝温度的制冷循环（散热良好）环（散热良好）c c c 能效比能效比 (増加増加)冷凝温度冷凝温度 圧縮比圧縮比排气排气温度温度制冷制冷効果効果压缩机功率压缩机功率 能效比能效比夏夏温度高温度高春秋春秋冬冬 温度低温度低冷凝温度的变化冷凝温度的变化低压恒定低压恒定冷凝温度冷凝压力对系统能效的影响冷凝温度冷凝压力对系统能效的影响蒸发温度的变化()表示标准蒸发温度的制表示标准蒸发温度的制冷循环能效比是冷循环能效比是 a a a 能效比能效比 ()表示低蒸发温度的制冷循表示低蒸发温度的制冷循环环(吸吸热不好热不好)b b b 能效比能效比 (减少减少)()表示高蒸发温度的制冷循表示高蒸发温度的制冷循环环(吸吸热热好好)c c c 能效比能效比 (増加増加)蒸蒸发发温度温度 圧縮比圧縮比排气排气温度温度制冷制冷効果効果制冷量制冷量 制冷系数制冷系数高压恒定高压恒定蒸发温度蒸发压力对系统能效比的影响蒸发温度蒸发压力对系统能效比的影响提高空调器能效的措施试验工况试验工况：空调实验所需的环境条件：空调实验所需的环境条件工况条件室内侧回风状态 室外侧进风状态水冷式进、出水温2）干球温度湿球温度干球温度湿球温度进水温度出水温度制冷运行额定制冷T1T2T327 21 29 19 15 19 35 27 46 24 19 24 30 22 30 35 27 35最大运行T1T2T3 32 27 32 23 19 23 43 35 52 26 24 31 34 27 34与制冷能力相同的水量冻结T1T2T3 213）15 21 10 21 21 104）21最小运行 213）15 制造厂推荐的最低温度5）10(或21)凝露冷凝水排除 27 242724_ 27谢谢大家！