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冷水機制冷系統匹配基礎知識

04-24
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                                                                                                              冷水機制冷系統匹配基礎知識
 
一、冷水機制冷基本原理定義
 
冷水機制冷的基本原理及基本方法
 
單級壓縮蒸氣制冷循環
 
1、定義
 
制冷:從低于環境的物體中吸取熱量,并將其轉移給環境介質的過程。制冷機:完成制冷循環所必需的機器和設備的總稱。
制冷裝置:將制冷機同使用冷量的設施結合在一起的裝置。如冷水機,冰箱,空調機等。
 
制冷劑:除半導體制冷以外,制冷機都是依靠內部循環流動的工作介質來實現制冷過程,完成這種功能的工作介質,稱為制冷劑,也稱制冷工質,俗稱雪種。
2、制冷的基本原理
 
由于熱量只能自動地從高溫物體傳給低溫物體,因此實現制冷必須包括消耗能量的補償過程。制冷機的基本原理:利用某種工質的狀態變化,從較低溫度的熱源吸取一定的熱量 Q0,通過一個消耗功 W 的補償過程,向較高溫度的熱源放出熱量 Qk,。在這一過程中,由能量守恒得 Qk= Q0
+ W。
 
3、制冷的基本方法
 
3、制冷的基本方法
 
相變制冷:利用液體在低溫下的蒸發過程或固體在低溫下的熔化或升華過程向被冷卻物體吸取熱量。普通空調器都是這種制冷方法。
氣體膨脹制冷:高壓氣體經絕熱膨脹后可達到較低的溫度,令低壓氣體復熱即可制冷。
 
氣體渦流制冷:高壓氣體經過渦流管膨脹后即可分離為熱、冷兩股氣流,利用冷氣流的復熱過程即可制冷。
熱電制冷:令直流電通過半導體熱電堆,即可在一端產生冷效應,在另一端產生熱效應。
 
4、單級壓縮蒸氣制冷循環
 
蒸氣壓縮式制冷機是目前應用最廣泛的一種制冷機,有單級、多級和復疊式之分。
 
單級壓縮蒸氣制冷機是指將制冷劑經過一級壓縮從蒸發壓力壓縮到冷凝壓力的制冷機。單級制冷機一般可用來制取-40℃以上的低溫。
 
普通的空調器都是利用單級壓縮蒸氣制冷機的原理制造的。
 
4、單級壓縮蒸氣制冷循環
 
單級壓縮蒸氣制冷機的由以下幾個基本組成部份: 壓縮機
冷凝器
 
節流機構(毛細管) 蒸發器
制冷劑
 
4、單級壓縮蒸氣制冷循環
 
4、單級壓縮蒸氣制冷循環
 
壓縮機:它的作用是將蒸發器中的低溫低壓制冷劑蒸氣吸入,并壓縮到高溫高壓的過熱蒸氣,然后排到冷凝器。
 
 
常用的壓縮機有活塞式、轉子式、渦旋式、螺桿式和離心式等等。
 
 
壓縮機有定速壓縮機和變頻壓縮機?,F在最新的有變容量的壓縮機,例如美的 MDV 用的谷輪“e- 渦旋”壓縮機可以在 10%-100%之間調節輸出量,運用“TS”技術可以使壓縮機的能力輸出實現級量調節,在控制方面比變頻壓縮機簡單、可靠,更接近空調器的實際負荷要求。
4、單級壓縮蒸氣制冷循環
 
冷凝器:它的作用是將來自壓縮機的高溫高壓制冷劑蒸氣冷凝成過冷的液體,在冷凝過程中,制冷劑蒸氣放出熱量,故要用水或空氣來冷卻。
 
 
不同制冷劑有不同的冷凝壓力。普通家用空調器冷凝器里面的制冷劑(R22)壓力:標準制冷工   況下一般在 18 — 19 bar 左右,過負荷工況下一般在 22—24bar 左右。
4、單級壓縮蒸氣制冷循環
 
節流機構:普通空調常用的是毛細管,高檔的空調器用電子膨脹閥。制冷劑經過節流機構時,壓力由冷凝壓力降到蒸發壓力,一部份制冷劑會在節流的過程中閃發成為氣體。
 
 
 
節流過程中制冷劑的焓值不變。
              普通的家用空調器節流結束時大約有 20%的制冷劑會閃發成氣體。制冷劑沒有蒸發就閃發成氣體降低了空調器的性能。
4、單級壓縮蒸氣制冷循環
 
蒸發器:它的作用是使經節流機構后的制冷劑液體蒸發成蒸氣,以吸收被冷卻物體的熱量。蒸發器是對外輸出冷量的設備。
 
 
普通家用空調器蒸發器里的制冷劑(R22)的蒸發壓力在 5.5-6.5bar 左右。系統匹配步驟:
 
 
選壓縮機
 
 
選冷凝器
 
 
選蒸發器
 
 
估算制冷劑充注量
 
 
匹配制冷系統
 
 
不合格項目的整改二、系統匹配
一般來說,新匹配一臺空調器都有一個參考機型
 
 
新匹配機的性能指標對壓縮機、冷凝器、蒸發器的選擇有很大關系。
 
 
室外機、室內機的電機轉速-風量-噪音是首先要摸底搞清楚的。
 
1、選壓縮機
 
根據實際情況選擇壓縮機型式:活塞式、轉子式、渦旋式及其電源規格
 
一般來說,家用空調器中活塞式用得比較少,T3 型空調器一般會選擇活塞式壓縮機。
 
目前 3P 以下的家用空調器大多數都是轉子式壓縮機。轉子壓縮機又分單轉子與雙轉子壓縮機。
 
3P 以上的家用空調器一般會使用渦旋式壓縮機。
 
 
根據空調器的制冷量大小來選擇壓縮機的大小,一般來說按空調器的額定制冷量是壓縮機的單體能力的 90%來選擇。
 
壓縮機每一個排量(1cc)的能力約為 175W。
 
2、選冷凝器
 
長 U 管管徑,內螺紋管還是光管
 
在正常的范圍內,管徑越小,換熱系數越大,耐壓也越大,但流動阻力也越大。內螺紋管比光管換熱系數高,不同形式的內螺紋管換熱系數也不一樣
小管徑冷凝器及新型的內螺紋管的研究是一個重要的方向。
 
選擇非親水鋁箔(普通鋁箔)還是親水鋁箔,選擇片型是平片、沖縫片還是波紋片,選擇片距選擇其它型式的冷凝器
高效的冷凝器有全鋁冷凝器、全銅冷凝器等等
 
3、選蒸發器
 
長 U 管管徑,內螺紋管還是光管
 
一般來說蒸發器的長 U 管徑可以選擇小管徑的。選擇親水鋁箔
一般選擇沖縫片,最小片距可達 1.3mm。
 
 
4、估算制冷劑充注量
 
參考機型的制冷劑充注量
 
一臺空調正常狀態下約有 60%的制冷劑會在室外側的冷凝器里,約 40%的制冷劑在室內側的蒸發器里。
以參考機型為基礎,算出冷凝器和蒸發器內容積增大(或減少)的比例,估算出大概的制冷劑充注量。
比如說:參考機型充注量為 1000g,內機不變,室外機冷凝器由單排變為 1.5 排:側估算充注量
 
 
為:
 
1000*0.6*1.5+1000*0.4=1300(g)
 
一般來說,估算的充注量要比最后的要稍多。這個只能靠經驗掌握。估算的只能提供一個大概。
 
 
5、匹配制冷系統
 
以下各點是對一般情況而言的,以下數據做一個參考。
*制冷工況匹配,以下對策中的“增加冷媒”僅作為最后的手段,此方法應該盡量避免。在標準制冷工況下匹配的目標:
1)排氣溫度目標值:85-90℃
高于目標值,則應該減短毛細管,加大室外機風量或追加冷媒。低于目標值,則加長毛細管,減少冷媒。
如果是特別匹配的高效制冷系統,排氣溫度較低,一般在 70-80 ℃。
 
 
 
 
2)冷凝器中部溫度目標值:45-50℃左右,過冷度目標值在 5-10 ℃左右
 
 
冷凝器出口最低在 37-38 ℃,若過低則與環境 35 ℃溫差太小,換熱量很少
 
 
冷凝器中部溫度高于目標值,則應該減短毛細管,加大室外機風量或加大冷凝器。
 
 
冷凝器中部溫度低于目標值,則應該加長毛細管,追加冷媒。
 
3)蒸發器中部溫度目標值:8-12℃左右,過熱度目標值在 0-1 ℃左右蒸發器中部溫度值高于目標值則加長毛細管。
 
 
蒸發器中部溫度值低于目標值則減短毛細管,加大室內機風量或加大蒸發器。
 
 
蒸發器過熱度值高于目標值則減短毛細管,增加冷媒。
 
 
蒸發器過熱度值低于目標值則加長毛細管,加大室內機風量,減少冷媒或加大蒸發器。
 
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