制冷设备维修工技能鉴定培训教材.docx

1、制冷设备维修工技能鉴定培训教材“制冷设备维修工”技能鉴定培训第一部分专业基础知识一、工程热力学 热力学第一定律：能量转换和守恒定律 热力学第二定律：能量贬值原理（热力过程的方向性和不可逆性） 两种循环：正循环、逆循环热机：将热能变成机械能的同时，必然伴有热量损失制冷：消耗外部能量，把热量从低温物转移到高温物二、传热学1. 热传导 傅立叶定律： 保温材料：导热系数小的材料 常用：玻璃棉、聚氨酯泡沫塑料、橡塑等2.对流换热 概念：依靠流体的流动和固体壁面接触交换热量 牛顿冷却定律： 对流换热系数 分：强制对流、自然对流3. 热辐射 物体温度越高、表面越黑，越粗糙，发射和吸收辐射的能量越强； 表面越

2、白、越平滑，其接收和向外辐射的能力越差。 电冰箱的外表面一般用光滑的浅色甚至白色，而 冷凝器多加工成黑色。 4.减弱换热的方法： 选择导热系数小的保温材料做保温层，尽量加大保温层厚度； 尽量减少换热面积； 环境上尽量远离热源，靠近冷源，减少日晒。5.增强换热的方法： 尽量选择导热系数大的材料（如铜、铝）； 加大换热面积（如散热器的翅片结构）； 使热交换器内外温差变大； 用强制对流取代自然对流；用紊流取代层流。肋片或翅片要加在对流换热系数小的一侧，如暖气片的肋片加在了和空气接触的一侧。三、流体力学 流体是气体和液体的总称，二者的共性是都具有流动性。 层流和紊流：如家用空气器冷凝器表面换热空气的流

3、态是紊流。 流体连续性原理：同一流管中，对不可压缩流体，流速和流管截面积的乘积为一恒量。 流体流动时的阻力： 内摩擦造成的粘滞阻力沿程阻力损失 流动状态变化引起的压差阻力局部阻力损失当流体流经弯管、阀门、变径管时，会产生局部阻力损失。四、湿空气1. 组成 自然界的空气由干空气和水蒸汽组成，称为湿空气，简称为空气。 自然界空气的压力就是大气压力，为干空气压力和水蒸气压力之和。 饱和空气：由干空气和干饱和蒸汽组成未饱和空气：由干空气和过热蒸汽组成2. 状态参数 相对湿度：反映空气干燥或潮湿的程度。 含湿量d：反映空气中水蒸气含量多少、判断加湿、除湿 （干球）温度： 湿球温度： 露点温度： 比焓：

4、空调器的蒸发温度一般57，肯定低于夏季空气的露点温度，因而空调器在工作时，表面出现结露是必然的，没有结露现象是不正常的。空调器中的排水装置和排水管，是为处理露水而设置的。五、空气调节 分为：舒适性空调和工艺性空调 空气调节内容 ： 温度调节：居室夏季2527，冬季1820（老弱可高1、2）；生产环境则根据具体工艺要求确定空气温度值。 湿度调节：相对湿度夏季5060，冬季4050 ，实质是增加或减少空气中水蒸气含量（加湿、减湿过程，即改变含湿量的大小） 洁净度调节：过滤空气，除去有害气体和灰尘。符合净化标准要求 空流调节：依靠空气的流动或流量来调节温湿度 设计规范规定，送风风速一般为35m/s，

5、按卫生部标准要求，空调房间空气回流速度不大于0.25m/s。五、空气调节等焓线等含湿量线等温线等相对湿度线等水蒸气分压力线 第二部分蒸汽压缩式制冷循环一、 循环原理压缩机：吸入、压缩和输送制冷剂蒸汽；节流阀：节流降压，并调节进入蒸发器的制冷剂流量；蒸发器：吸收热量（输出冷量）而制冷；冷凝器：输出热量。高压区：压缩机排出口至节流阀入口低压区：节流阀出口至压缩机吸入口二、 制冷剂状态参数和术语压力和温度：蒸发温度（压力）、冷凝温度（压力）、吸气温度、排气温度湿蒸汽：压缩机湿压缩、“液击”干度：湿蒸汽中蒸汽质量和湿蒸汽总质量之比。x01.干饱和蒸汽、过热蒸汽（过热温度、过热度）饱和液体、过冷液体（过

6、冷温度、过冷度）比容：压缩机吸入制冷剂蒸汽比容大小，直接影响设备制冷量焓：制冷剂获得或失去能量的多少都可以用焓差来表示三、 ph图及应用 等压线 水平线 等焓线 垂直线 等干度线 湿蒸汽区域内 等熵线 向右上方倾斜，自左向右递增； 等容线 向右上方倾斜，但比等熵线平坦，自上向下递增； 等温线 垂直线（未）水平线（湿）向右下方弯曲（过） 作用：确定状态参数，表示热力过程，分析能量变化。四、 理论循环的压焓图五、冷凝温度的影响六、蒸发温度的影响七、液体过冷循环（提高制冷量）八、蒸汽过热循环（避免湿压缩）九、回热循环第三部分 制冷剂一、对制冷剂的要求1. 环保（对臭氧层无破坏作用、无温室效应）2.

7、热力性质好 蒸发压力和冷凝压力适中 蒸发压力：最好接近且稍高于大气压力； 冷凝压力：不宜过高，一般不超过1.21.5Mpa。 q0和qv大 临界温度tc高，凝固温度低 绝热指数低 可减少耗功率，降低排气温度，利于润滑，利于压缩机安全运行3. 物理化学性质好 流动性好（粘度小，密度小）传热性好 安全性好 高温下不分解，不燃，不爆炸，无毒，对金属和其他材料不腐蚀。 溶油性 有限溶解：制冷剂和润滑油易分离，t0稳定；易产生油膜影响传热。 无限溶解：润滑好，不易有油膜，传热好；但易引起t0升高。 溶水性（吸水性） 氨易溶于水，氟利昂难溶于水。 “冰塞”：制冷剂的吸水性差，当其含的水分多时，水就会呈游离

8、状态随着制冷剂一起流动。在节流阀门处，蒸发温度低于0时，游离态的水便会结冰而把阀门堵住。常发生在氟利昂系统中。吸水性好：制冷剂吸水后发生水解作用，生产酸性物质，腐蚀金属材料。氨系统不用铜及铜合金。二、常用制冷剂1. 水H2O（R718） 优点：环保、安全易得、无毒无味； 缺点：比容大、qv小，凝固点高，制冷温度0以上。 适用：蒸汽喷射式制冷机、溴化锂吸收式制冷机。2. 氨NH3（R717） 优点：环保、热力性质好（沸点-33.4，凝固点-77.7）、工作压力适中、q0、qv较大、粘性小，密度小，流动阻力小、传热性能好、溶水性好、不会“冰塞”，纯氨不腐蚀，但含水后腐蚀铜及铜合金（磷青铜除外）。

9、缺点：毒性大、有刺激性臭味、易燃易爆、一旦泄漏，将污染空气、食品，并刺激人，微溶于润滑油，易有油膜。 适用：大中型工业制冷装置（-65以上）和大中型冷库3. 氟利昂 优点：无味、不易燃易爆、毒性小、等熵指数小、排气温度低，不腐蚀金属，分子量大。 缺点：密度大、粘性大、流动阻力大，渗透性强，易于泄漏而不被发现，含氟原子的氟利昂与明火接触能分解出剧毒的光气COCl2，价格高。氟利昂不溶于水，易发生冰塞现象，故氨制冷系统中必须设干燥器。氟利昂制冷剂命名方法：分子式：CmHnFxClyBrz （满足2m+2=n+x+y+z）代号：R M-1 (为0时略) N+1 x Bz（z为0时与B一起略） 如：一

10、氯二氟甲烷分子CHF2ClR22 一溴三氟甲烷分子CF3BrR13B1 三氟三氯乙烷分子C2F3Cl3R1134. R134a（C2H2F4） 替代R12，ODP0，GWP0.27 常压下，沸点26.5，凝固温度101 不可燃，蒸发器和冷凝器都在正压下工作 与矿物类润滑油不相容，替代时先清除机内矿物油，更换滤油器，换入专门的脂类润滑油。 广泛用于电冰箱、汽车空调、离心式制冷机5. R12（CF2Cl2） 一个大气压下沸点-29.8，凝固点-155，易冰塞，注意含水量小于0.0025，设干燥器。 与润滑油互溶6. R22（CHF2Cl） 一个大气压下沸点-40.8，凝固点-160。 有限溶于润滑

11、油，R22易冰塞，注意含水量小于0.0025，设干燥器；R22冷凝压力约1.4MPa 广泛用于家用空调器、低温设备、中型冷水机组、工业制冷装置中7. R13 一个大气压下沸点-81.5，凝固点-180，可用在低温系统中，适用于复叠式制冷系统作为低温级制冷剂。 三、制冷剂按工作温度分类四、制冷剂钢瓶五、载冷剂1.水2.盐水溶液：NaCl、CaCl2、MgCl2 盐水凝固点取决于盐的种类，且与一定的含盐量相对应。 盐水优点：原料充沛、成本低、凝固点可调。 适用：工作温度在-505之间的中温制冷装置中作载冷剂。 NaCl溶液：-21.2，含盐量（质量含量）23.1 CaCl2溶液：-55，含盐量（质

12、量含量）29.9六、润滑油（冷冻机油）目前我国主要生产：13、18、25、30、40等 冷冻机油的选用主要考虑制冷剂的性质和压缩机的转速： R717适用：13#、25# R12适用：18 R22适用：25 转速越高，粘度应越大 360r/min：13、18 720960/min：25 1400/min以上：30、40第四部分 制冷压缩机 压缩机作用：吸入、压缩和输送制冷剂蒸汽， 驱动循环进行 分类：容积型和速度型 容积型：气体压力的升高是靠吸入气体的体积被强行缩小，使单位容积内气体分子数增加来达到的。它有两种结构形式：往复活塞式和回转式。 速度型：气体压力的升高是靠气体的速度转化而来，即先使气

13、体获得一定高速，然后再由气体的速度能转化为压力能。其主要形式是离心式制冷压缩机。类型气密特征容量范围（KW）主要用途特点容积式往复式活塞连杆式开启0.4120冷冻、空调、热泵机型多，易生产，价廉，容量中等半封闭0.7545冷冻、空调全封闭0.115冷藏库、车辆活塞斜盘式开启0.752.2轿车空调专用高速，小容量旋转式转子式开启0.752.2车辆空调高速，小容量全封闭0.15.5冷藏库、冰箱、车辆涡旋式开启0.752.2车辆空调、热泵高速，小容量全封闭2.27.5空调螺杆式单螺杆开启1001100热泵压比大，可替代小容量往复式压缩机，价昂半封闭2290热泵、车辆双螺杆开启301600车辆空调半封

14、闭55300热泵速度式离心式开启901000冷冻、空调适用于大容量半封闭一、活塞式压缩机分类1. 按气缸布置型式分类 卧式：气缸轴线呈水平布置，制冷量大，大型机； 立式：气缸轴线直立布置； 高速多缸：其速度一般为9601440转分，气缸数目多为、4、6、8 四种，可分为型、型和型（扇型）现代中小型多缸单级压缩机的汽缸数多达16缸2. 按电动机和压缩机的组合型式分类开启式：压缩机的动力输入轴伸出机体外，通过联轴器或皮带轮与电动机联结，并在伸出处用轴封装置密封。半封闭式：压缩机与电动机共用一主轴，并共同组装于同一机壳内，但机壳为可拆式，其上开有各种工作孔用盖板密封。全封闭式：压缩机与其驱动电动机共

15、用一个主轴，二者组装在一个焊接成型的密封罩壳中。3. 按压缩机的级数分类 单级压缩：由蒸发压力至冷凝压力经过一次压缩； 双级压缩：由蒸发压力至冷凝压力经过两次压缩4. 按采用的制冷剂分类 氨压缩机 氟利昂压缩机二、活塞式压缩机结构 由机体、活塞及曲轴连杆机构、气缸套及进排气阀组合件、卸载装置、润滑系统五部分组成。 1. 机体 是压缩机最大的主要部件，用以支承压缩机的主要零部件，一般采用高强度灰铸铁铸成。2. 活塞及曲轴连杆机构（传动机构）曲轴是活塞式制冷压缩机的主要部件之一，其作用是传递能量，并将电动机的旋转运动通过连杆改变为活塞的往复直线运动，以达到压缩气体的目的。 正常运行时，曲轴箱温度，

16、氟系统70，氨系统65，轴封轴承70；连杆是曲轴与活塞间的连接件，它将曲轴的回转运动转化为活塞的往复运动，并把动力传递给活塞对气体做功。活塞的作用是与气缸共同组成一个可变的封闭工作容积，使气体在此容积内受到压缩。 在一个活塞组件上，有两个气环、一个油环。二、活塞式压缩机结构3. 气缸套及进排气阀组合件 吸排气阀是活塞式压缩机的重要部件之一，它控制着压缩机的吸气、压缩、排气、膨胀过程。靠压差自动启闭。 压缩机正常工作时，气缸盖应是半边凉、半边热 排气温度： 氨、R22135，R12110。 润滑油闪点160 吸气温度，氨比t0高510，氟吸气温度15；4. 卸载装置（能量调节装置） 作用是使压缩

17、机在运转条件下停止部分气缸的吸气，以改变该压缩机的制冷能力。包括顶杆启阀机构和油压推杆机构。 活塞式制冷压缩机实现能量调节的方法是顶开部分气缸的吸气阀片。5. 润滑系统 润滑目的： 减少轴与轴承、活塞环与气缸壁等运动部件接触面的机械磨损，减少摩擦耗功，提高零部件的使用寿命。 可以带走摩擦产生的热量，降低各运动部件的温度，提高压缩机的耐久性。三、工况 工况：表示压缩机工作温度条件的技术指标。用稳定工作时的吸入压力饱和温度（或蒸发温度t0）、吸入温度、排出压力饱和温度（或冷凝温度tk）和制冷剂液体温度（或过冷温度）等温度数值表示。 说明一台压缩机的性能如何，必须指出是对什么工况而言。工况标准工况空

18、调工况R717R12/R22R717R12/R22蒸发温度t0151555冷凝温度tk30304040吸气温度t110151015过冷温度trc25253535四、重要参数1.理论输气量：压缩机在理想工作条件下，单位时间内由吸气腔往排气腔输送的气体的量；2.实际输气量：压缩机在实际工作条件下，单位时间内由吸气腔往排气腔输送的气体的量；3.输气系数（容积效率）：实际输气量与理论输气量的比值 输气系数大小在01之间 第五部分 其他制冷设备一、冷凝器 作用：将压缩机升压排出的制冷剂过热蒸汽冷却冷凝成液体。 按冷却介质不同，可分为水冷式、风冷式、蒸发式。 1. 立式壳管式 使用范围：多用于氨制冷系统中

19、 水在管内走，氨在管外走。 优点：传热系数高，冷却冷凝能力大； 垂直安装，占地面积小，可安装在室外，节省机房面积； 对水质要求不高，且在清洗时不需要停止制冷系统工作； 缺点：用水量大，相应水泵耗功率增加； 金属消耗量大，比较笨重，搬运安装不方便； 制冷剂泄露不易发现； 易于结垢，需经常清洗。2. 卧式壳管式 使用范围：普遍地应用于大中小型氨、氟利昂制冷系统中，尤其在船舶制冷和空调制冷用冷凝机组、冷水机组中应用广泛。 优点：传热系数高、冷却用水比立式壳管式少、占空间高度小、有利于有限利用空间的利用，结构紧凑、操作方便等。 缺点：水质要求好，水垢清洗不便，需要停止工作，卸下端盖才能进行、材料消耗大

20、、造价较高等。3. 套管式 使用范围：一般用于小型氟利昂机组 优点：结构紧凑，便于制造、传热性能好。 缺点：金属耗用量大，冷却水流动阻力大。4.风冷式冷凝器 使用范围：多用于小型氟利昂制冷装置中，如电冰箱、空调器、冷冻柜等 类型：自然对流式和强迫对流式 特点：可以不用水而使冷却系统变得十分简单，不易产生腐蚀；初次投资和运行费用均高于水冷式；冷凝温度受环境影响大。 汽车空调冷凝器 自然对流式：主要用于家用冰箱和微型制冷装置。空气强迫对流式冷凝器5. 蒸发式冷凝器 使用范围：适用于缺水地区，中小型氨制冷系统 原理：冷却水喷淋时蒸发吸热，吸收高压制冷剂蒸汽的热量，同时使空气从下向上在水膜表面吹过。

21、优点：循环水量与耗水量较少，水泵耗功率低；冷凝温度低。 缺电：盘管易腐蚀，管外易结垢，且维修困难；消耗水泵和风机功率。蒸发式冷凝器示意图(a)吸入式；(b)压送式6. 进出口温差 水冷式冷凝器进出口温差：立式壳管式24，卧式壳管式和套管式46。 空冷式冷凝器进出口温差不宜超过8； 蒸发式冷凝器的冷凝温度约为3537，温差为23。 冷凝温度比冷却介质的出口温度高35。7. 影响冷凝效果的主要因素 冷凝器中含有空气或其他不凝性气体； 风冷式冷凝器空气供应量不足（主要指流速低，一般以24m/s为宜），或空气温升较高。 冷凝器的盘管翅片表面有油垢、污垢和锈蚀堵塞。 二、蒸发器提高蒸发器传热效率的措施：

22、1.氨制冷系统，应定期排油；2.适当提高载冷剂流速；3.及时清除载冷剂侧水垢；4.冷库中应定期除霜；5.防止蒸发温度过低，避免结冰。 三、节流装置（一）毛细管1. 原理：节流，利用孔径和长度变化产生压力差，并控制制冷剂流量。2. 应用：主要用于热负荷较小的家用制冷器具中，同时要求制冷系统有比较稳定的冷凝压力和蒸发压力，如空调、冰箱。3. 特点：一般用铜管，无运动部件，不易产生故障，但对制冷剂流量的调节能力很低。毛细管不能按工况变化时的需要来调整流体截面。（二）热力膨胀阀 分为内平衡式和外平衡式1. 内平衡式 适用：压降低、蒸发器流程短及阻力小的制冷设备。 原理：利用蒸发压力、感温包内压力和弹簧

23、力的变化来控制阀孔开启度。2. 外平衡式 适用：蒸发器压力损失较大的系统。3. 工作原理：感温包感受蒸发器出口端过热度的变化，使感温系统内压力变化（感温包压力），感温包压力作用于传动膜片，使膜片形成上下变形的位移，位移传给传动杆，传动杆推动阀针移动，形成阀门开大或变小，调节流量和降压节流。4. 安装： 阀体应尽量接近蒸发器，以及调节和拆修都比较方便的部位； 阀体应垂直安装，其位置高于感温包的位置； 膨胀阀前应装过滤器； 感温包安装在蒸发器出口吸气管道水平部分，一般应放在蒸发器出口过热度为5的地方，并且要用没有吸湿性的材料充分隔热；5. 调试 热力膨胀阀调节杆沿顺时针转，即压紧弹簧，加大开启过热

24、度，使开启滞后，减少供液；如阀杆逆时针转，则放松弹簧力，减小开启过热度，使阀芯开启提前而增大供液。 调试时应在制冷设备正常运行状态下进行，一般调整在蒸发器出口处蒸汽过热度35较好。6. 热力膨胀阀常见故障分析与排除 压缩机运转时，膨胀阀不能开启供液；原因一可能是感温包或毛细管道破损，需进行修理或更换膨胀阀；原因二是膨胀阀过滤器或阀孔被污物堵塞，需要清洗过滤器或阀件。 压缩机启动后，膨胀阀很快被堵塞，造成吸入压力迅速降低，如果对阀加热，阀又恢复供液，吸入压力升高，可断定系统内有水分存在，必须在供液管上安装干燥器或更换失效的干燥器。 膨胀阀进液口段结霜，这是由于阀前过滤器堵塞造成，需清洗。膨胀阀“

25、咝咝”作响。可能是系统内制冷剂不足，或者液体无过冷度，供液管阻力过大，在阀前供液管中产生闪发气体造成的，需要补充制冷剂，加装或调整回热器，保证阀前制冷剂液体有足够的过冷度。 膨胀阀供液量时多时少。是因为选用了过大的膨胀阀，或者由于开启过热度调节过小，或者由于感温包包扎位置、外平衡管连接位置不当造成。 膨胀阀关闭不严或无法关闭。可能是膨胀阀阀损坏、感温包包扎位置不正确；也可能是膨胀阀的传动杆太长造成的。（三）选用 选配时应考虑压缩机制冷能力 膨胀阀容量应合适，容量过大将造成膨胀阀供液一会儿多，一会儿少； 浮球阀适用于液位调节的自动节流阀，主要用在氨制冷系统中； 毛细管适用于工况相对较稳定的制冷机

26、组，如冰箱、空调； 热力膨胀阀广泛用于制冷和空调设备上。四、电磁阀1. 位置：冷凝器与膨胀阀之间； 2. 原理：与压缩机一块运行：当压缩机开启时，电磁阀开启，反之关闭。用来控制阀门的开启或关闭，以防压缩机停止时，湿蒸汽进入压缩机，再次启动时造成液击现象。3.选用：一般依据管路尺寸大小来选用 五、油分离器1. 位置：压缩机排出端与冷凝器之间；2. 作用：把制冷剂中混入的润滑油分开，防止润滑油进入制冷系统。3. 氟油分离器常用的有过滤式（小型系统）和填料式（大中型系统）： 过滤式：分离出的油积存在下部，通过回油管（装有浮球阀）利用压差作用回曲轴箱。正常运行时，回油管时冷时热。六、气液分离器1、作用

27、：将制冷剂蒸气与制冷剂液体进行分离2、分类： 机房用：分离蒸发器来的低压蒸气中的液滴，避免压缩机湿压缩； 库房用：分离由节流阀来的制冷剂中的闪发气体，只让氨液进入蒸发器，提高蒸发器热交换效果，兼分配液体。氨系统使用较多；氟利昂系统中主要为机房用。七、贮液器 1. 位置：冷凝器下面； 2. 作用：储存制冷剂，稳定制冷剂循环量，可根据负荷变化来调节蒸发器内供液量的变化；对供液管起液封作用，防止气体进入蒸发器；当系统大修或对蒸发器、冷凝器进行检修时，可储存系统中的制冷剂。 3. 安装要求：比冷凝器出液管低，高度差不小于200mm。液体充灌量一般不超过筒体容积的7080 ，最少不低于30%。第六部分

28、空调设备一、空调设备组成 空调系统基本组成（三大部分）： 制冷或制热循环系统 冷热量的输送和分配系统 自动控制和调节系统。 制冷系统必须在空调工况下运行： t05，t吸气15， tk40（水冷）或4050（风冷），t过冷35 制热系统有两种： 利用四通换向阀使制冷循环转为热泵循环 以其它形式的热作为热源。 二、房间空调器1. 制冷系统（四大件型式） 制冷量在5kW以下的多采用旋转式压缩机， 制冷量在5kW以上的多用涡旋式或往复活塞式； 冷凝器和蒸发器多采用翅片盘管式； 节流元件以毛细管为主。2. 通风系统 蒸发器侧： 采用离心式或贯流式风扇，特点是风压高，吹风距离达45m。 冷凝器侧： 采用轴流式风机，风压低，但风量大。室外侧噪音主要来自于压缩机和轴流风机，室内主要来源于离心风机和吸、送风的气流声。3. 电气控制系统 压缩机的启动与保护装置 空调器的功能控制和调节装置 温度传感和控制装置及其他安全保护装置三、房间空调器分类1. 按结构形式： 窗式（整体式）：设有新风调节装置，能长期保持室内空气新鲜 分体式：室外机组室内机组（壁挂式、吊顶式、落地式等）