制冷关键技术论文Word下载.docx

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指引教师（签章）

校内指引教师：

评语

成绩

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摘要

“自动化制冷”从本质上讲就是让空气中分子运动减慢。

通俗讲就是使自然界某物体或某空间达到低于周边环境温度，并使之维持这个温度。

运用天然冰等自然冷源过渡到人工制冷，是制冷技术发展初始级段。

在自动化制冷系统中，蒸发器、冷凝器、压缩机和节流阀是制冷系统中必不可少四大件，这当中蒸发器是输送冷量设备。

制冷剂在其中吸取被冷却物体热量实现制冷。

压缩机是心脏，起着吸入、压缩、输送制冷剂蒸汽作用。

冷凝器是放出热量设备，将蒸发器中吸取热量连同压缩机功所转化热量一起传递给冷却介质带走。

节流阀对制冷剂起节流降压作用、同步控制和调节流入蒸发器中制冷剂液体数量，并将系统分为高压侧和低压侧两大某些。

制冷系统基本原理：

液体制冷剂在蒸发器中吸取被冷却物体热量之后，汽化成低温低压蒸汽、被压缩机吸入、压缩成高压高温蒸汽后排入冷凝器、在冷凝器中向冷却介质（水或空气）放热，冷凝为高压液体、经节流阀节流为低压低温制冷剂、再次进入蒸发器吸热汽化，达到循环制冷目。

这样，制冷剂在系统中通过蒸发、压缩、冷凝、节流四个基本过程完毕一种制冷循环。

空气调节用制冷系统中换热设备设计，是所有系统设计之中重要某些和难点某些。

工质类型多，设备类型多，彼此计算办法差别大。

广泛应用传热学和热力学知识。

本课题借助文献提供经验公式和计算办法，设计相应类型蒸发器和冷凝器。

同步要对系统和设备基本原理有系统理解，并构建制冷系统。

核心词：

自动化技术自动化制冷技术自动化热换设备

第1章自动化蒸气压缩式制冷热力学原理......................

1.1自动化蒸汽压缩式制冷抱负循环........................

1.2自动化蒸汽压缩式制冷理论循环热力计算.................

第2章自动化制冷装置换热设备...................................................

冷凝器种类、构造及工作原理...........................

2.1自动化空冷式冷凝器..................................

2.2自动化蒸发式冷凝器..................................

第3章自动化制冷压缩机......................................

3.1塞式压缩机种类及型式.................................

3.2活塞式制冷压缩机总体及重要零部件.....................

第4章自动化制冷装置换热设备-蒸发器........................

4.1自动化蒸发器种类、基本构造及工作原理..................

第5章自动化蒸汽压缩式制冷系统...............................

5.1氟利昂系统流程.........................................

5.2氟利昂系统工作原理......................................

结论

道谢

参照文献.

第1章自动化蒸气压缩式制冷热力学原理

液体气化过程要吸取热量，并且液体压力不同，其饱和温度也不同，压力越低，其饱和温度越低。

只要创造一定低压条件，就可以运用液体汽化获取所规定低温。

蒸气压缩式制冷工作原理是使制冷剂在压缩机，冷凝器，膨胀阀和蒸发器等热力设备中进行压缩，放热冷凝，节流和吸热蒸发四个重要热力过程，以完毕制冷循环。

1.1自动化蒸汽压缩式制冷抱负循环

卡诺循环式两个温度不相似德定温热源之间进行热力循环，而逆卡诺循环最大困难是两个等温过程。

只有液体定压蒸发吸热过程和蒸汽定压凝结放热过程是等温过程，因此在湿蒸汽区域内进行制冷循环有也许易于实现逆卡诺循环。

一、蒸汽压缩式制冷理论循环

（一）膨胀阀代替膨胀机

因素：

①进入膨胀机是液态制冷剂，其膨胀过程膨胀功不大，而机件小，摩擦损失相对较大；

②简化制冷装置便于调节进入蒸发器制冷剂流量。

（二）干压缩代替湿压缩

在湿压缩时，压缩机所吸入是湿蒸汽，压缩后为饱和蒸汽，而干压缩时压缩机吸入是饱和汽，压缩后为过热蒸汽。

事实上均采用干压缩，禁止湿压缩。

（三）关于热互换过程传热温差

有传热温差制冷循环冷凝温度必然高于冷却剂温度，蒸发温度必然低于被冷却物质温度，因而，制冷稀释必将减少，传热温差越大，制冷系数减少越多；

实际应用中应进行技术经济分析，已选取合理传热温差，使初投资和运营费综合值最为经济。

综上所述，制冷理论循环与抱负循环3个不同点是：

①用膨胀阀代替膨胀机；

②干压缩代替湿压缩；

③吸热及放热过程为定压过程且存在传热温差。

1.2自动化蒸汽压缩式制冷理论循环热力计算

制冷循环热力计算是依照所拟定蒸发温度，冷凝温度，液态制冷剂再冷度和压缩机吸气温度等已知条件，求出各状态点状态参数，计算下列数值：

1．单位质量制冷能力：

q0=h1-h4

单位容积制冷能力：

kJ/m3

v1——压缩机入口气态制冷剂比容，m3/kg

qv——表达吸入1m3制冷剂所产生冷

2.制冷剂质量流量MR和体积流量VR

kg/sm3/s

φ0——制冷量，kJ/s或kW

3.冷凝器热负荷

φk＝Mr（h2-h3）]kW

4.压缩机理论耗功率Pth

Pth=Mr（h2-h1）

5.理论制冷系数εth：

εth＝q0/wc=Φ0/Pth=（h1-h4）/（h2-h1）

6.制冷效率ηR.制冷效率ηR是理论循环制冷系数εth与考虑了传热温差抱负制冷循环制冷系数ε'

c与ε'

1之比，即

ηR=εth/ε'

c或εth/ε'

1

第2章自动化制冷装置换热设备-冷凝器

蒸汽压缩制冷循环是由压缩、放热、节流和吸热四个重要热力过程构成，制冷装置基本热力设备，除了具备心脏作用压缩机和节流降压作用膨胀阀以外，还应当既有基本换热设备冷凝器和蒸发器，它们是制冷设备四大件中两大件；

此外制冷装置上依照需要还也许设有再冷却器、回热器、中间冷却器和冷凝-蒸发器等。

这些设备传热效果，直接影响制冷装置性能以及运营经济性。

冷凝器和蒸发器都是换热设备。

制冷循环换热设备特点：

（1）制冷装置压力、温度变化范畴工作压力及温变范畴比较窄。

（2）介质之间传热温差较小。

小温差换热导致设备热流密度小，传热系数低，传热面积增大，设备体积增长；

而提高传热温差则加大制冷循环不可逆失败，整机运营不经济。

因而，强化换热，改进构造形式和加工工艺，是设计和制造换热设备对的途径。

（3）换热器与制冷压缩机相匹配。

制冷换热设备性能优劣，不紧要考虑传热系数、流动阻力、单位材料好靓和单位外形体积等，同步还要考虑导致制冷压缩机所耗功率变化。

2.1冷凝器种类、构造及工作原理

冷凝器作用是将制冷压缩机排出高温高压气态制冷剂予以冷却，使之液化，以便制冷剂在系统中循环使用。

2.1自动化空冷式冷凝器

空气冷却式冷凝器又称为风冷式冷凝器，制冷剂冷却放出热量被空气带走。

1.分类：

空冷式冷凝器多为蛇管式，制冷剂蒸气在管内冷凝，空气在管外流过。

依照空气运动方式，又分为自然对流式和逼迫对流式两种形式。

自然对流式：

依托空气受热后产生自然对流将热量带走，用于＜300L如下家用电冰箱和微型制冷装置冷凝器；

逼迫对流式：

借助于轴流或离心式风机使空气以2～3m/s速度横向流过翅片。

用于＜60kW中小氟里昂机组。

制冷剂在风冷式冷凝器中传热过程与水冷式冷凝器相似，分减少过热、冷凝和再冷三个阶段。

如下图所示。

从图中可以看出，约90％传热负荷用于使制冷剂冷凝，在冷凝段内制冷剂温度基本不变。

固然，由于流动过程中阻力影响，制冷剂温度稍有减少。

2.空冷和水冷比较

在冷却水充分地方，水冷式设备初投资和运营费均低于风冷式设备；

采用风冷式冷凝器由于夏季室外空气温度较高，冷凝温度普通可达50℃，为了获得同样制冷量，制冷压缩机容量约需增大15%。

但是，采用风冷式冷凝器

制冷系统构成简朴，可缓和水源紧张，并易于构成空气源热泵，因此当前中小型

氟利昂制冷机组多采用风冷式冷凝器。

2.2蒸发式冷凝器

构造及工作原理

在自动化蒸发式冷凝器中，来自制冷压缩机高压气态制冷剂，从上部被送入盘管，冷凝后液态制冷剂从盘管下部流出。

蛇形盘管可用铜管或无缝钢管弯曲制成。

冷却水由盘管上部喷嘴喷出，淋洒在盘管外表面上，水吸取气态制冷剂放出热量，一某些蒸发变成水蒸气，别的则落入下部水槽，循环使用。

室外空气自下向上流经盘管，这样不但可以强化盘管外表面换热，并且可以及时蒸发形成水蒸气，以加速水蒸发，提高冷凝效果。

空气流经盘管迎面速度不超过2.5m/s，为了防止空气带走水滴，喷水管上部装有挡水板。

风机可设在盘管上部，称为吸入式；

也有设在盘管下部者，称为压送式。

这两种形式蒸发式冷凝器各有优缺陷，吸入式由于气流均匀地通过冷凝盘管，因此传热效果好，但通风机在高温高湿下运营，易发生故障。

压送式则与之相反。

自动化蒸发式冷凝器基本上是运用水汽化以带走制冷剂蒸气冷凝过程中放出凝结潜热，因而，蒸发式冷凝器所消耗冷却水只是补给散失水量，这比水冷式冷凝器冷却水用量要少多。

由于水汽化潜热约为2450kJ/kg，而冷却水在水冷式冷凝器中温升只有6～8℃，即每kg水只能带走25～35kJ热量，因此理论上蒸发式冷凝器消耗水量只是水冷式1/70～1/100。

由于挡水板效率不能达到100％，以及空气中灰尘对水污染，经常需要更新某些循环水等因素，事实上补充水量约为水冷式1/25～1/50。

自动化蒸发式冷凝器耗水量很小，所需空气流量局限性风冷式冷凝器所需空气流量1/2,因而特别使用于缺水地区，气候越干燥使用效果越好。

它重要缺陷是管外易结水垢，易腐蚀，且维修困难。

第3章自动化制冷压缩机

制冷压缩机是蒸汽压缩制冷装置一种重要要设备，制冷压缩机形式诸多，依照工作原理不同，可分为两大类：

容积式制冷压缩机和离心式制冷压缩机

容积式制冷压缩机是靠变化工作变化工作腔容积，将周期性吸入定量气体压缩。

长用容积是制冷压缩机和回转式制冷压缩机。

当前，国外空调用氟利昂离心式制冷压缩机单机制冷量最高可达30000KW使用是离心式制冷压缩机

。

3.1塞式压缩机种类及型式

往复式压缩机又称活塞式压缩机，种类和型式较多，并且有各种不同分类办法。

常用有下列几种：

1.按制冷量大小分

气缸直径＜70mm为小型；

气缸直径为70～170mm为中型。

国产多缸新系列产品均属于中小型压缩机，大型多为非系列产品。

2.按压缩机级数分类

可分为单级和多级（普通为两级）压缩。

3.按电动机与压缩机组合型式分类

可分为启动式与封闭式两种。

其中封闭式又可分为半封闭式和全封闭式两种型式。

4.按气缸布置型式分类

对启动式与封闭式可分为卧式、立式和角度式三种类型。

5.按蒸汽在气缸内流动状况分类

可分为顺流式和逆流式。

当前，国内中小型活塞式制冷压缩机系列产品为高速多缸逆流式压缩机。

据气缸直径有5个系列，直径分别为：

50、70、100、125、170mm，再配有不同缸数，共构成22种规格，以满足对不同制冷量规定。

3.2活塞