《制冷机组》课件

制冷机组高效能源系统，为工业和商业提供低温环境课程目标掌握制冷原理理解蒸气压缩循环基础知识熟悉机组结构认识主要组件及其功能掌握维护技能学习故障诊断与排除方法了解发展趋势制冷原理基础热量传递热量自然从高温流向低温能量转换消耗能量实现热量逆向流动热力学规律遵循热力学基本定律循环过程通过工质循环完成热量转移热力学第一定律能量守恒系统能量变化能量不能被创造或消灭，只能从系统内能变化等于热量与功的代一种形式转变为另一种形式数和制冷应用制冷过程中能量转化遵循此定律，无法创造额外冷量热力学第二定律热量流动方向自然状态下总是从高温流向低温1熵增原理2孤立系统熵总是增加的制冷需外功3逆向传热必须消耗外部功蒸气压缩制冷循环压缩冷凝低压气体被压缩成高温高压气体高压气体冷却成高压液体蒸发节流低压液体吸热变为低压气体高压液体变为低温低压混合物制冷剂的性质和选择热力性质适宜的沸点和凝结点安全性能低毒性、低可燃性环保指标低和值ODP GWP材料兼容性不腐蚀系统材料常见制冷剂类型自然制冷剂CFCs HCFCs HFCs、、、氨、R11R12R22R123R134a R410A R717CO₂R744高值，已禁用中等，逐步淘汰零，高环保但应用有限制ODP ODPODP GWP环保制冷剂的发展年代19301广泛应用CFCs年21987《蒙特利尔议定书》限制CFCs年代19903和替代品HCFCsHFCs年42016《基加利修正案》限制HFCs现今5和自然制冷剂发展HFOs制冷机组的主要组成部件压缩机冷凝器节流装置提高制冷剂压力和温度散发热量，冷凝高温气降低制冷剂压力体蒸发器吸收热量，产生制冷效果压缩机概述功能定义主要分类选择依据制冷系统的心脏，提供循环动力往复式、转子式、离心式制冷量、压力比、效率要求往复式压缩机工作原理特点应用范围活塞在气缸内往复运动•结构简单，维修方便小型冷库•适应性强，压缩比高通过吸气、压缩、排气完成家用空调•振动大，噪音高小型商业制冷螺杆式压缩机工作原理阴阳转子啮合，容积变化完成压缩主要特点运行平稳，噪音低，可变容量控制应用场合中大型冷库，空调冷水机组离心式压缩机工作原理高速旋转叶轮，利用离心力压缩气体主要特点大制冷量，结构紧凑，重量轻优势无油运行可能，效率高，振动小应用范围大型中央空调，工业制冷压缩机的性能曲线冷凝器概述°30-40%40-50C热交换比例典型冷凝温度占系统总热交换根据环境条件变化°3-5C温差设计值冷凝温度与环境温度差值水冷式冷凝器结构类型优点缺点•管壳式•换热效率高•需要水源•套管式•体积小•水质要求高•板式•散热稳定•结垢问题风冷式冷凝器结构特点优点缺点翅片管式结构•安装方便•换热效率低于水冷•无需水源•受环境温度影响大风机强制通风•维护简单•体积大蒸发式冷凝器冷却原理水循环系统结合风冷和水冷优点喷淋水通过蒸发带走热量主要优势风机系统节约用水，高效散热强制空气流动加速蒸发冷凝器的选型和维护选型依据制冷量、环境条件、装置空间清洁保养定期除尘、除垢，保持良好散热定期检查风机运行、水质、管道泄漏优化运行合理控制压力，提高散热效率蒸发器概述主要功能工作温度主要类型常用材料吸收环境热量，产生根据应用场合干式、满液式、降膜铜管、铝翅片、不锈-40°C制冷效果至式钢10°C干式蒸发器结构特点常见形式应用场合管内制冷剂逐渐蒸发翅片管式空气调节•板式•管内气液两相流动冷风机•盘管式冷藏展示柜满液式蒸发器结构特点优点制冷剂充满管路，液体丰富换热效率高，蒸发温度均匀缺点应用场合制冷剂充注量大，系统复杂大型冷水机组，工业冷却蒸发器的除霜方式电热除霜热气除霜通过电加热元件融化霜层利用压缩机排气融霜定时除霜水除霜按预设时间间隔进行喷淋温水融化霜层3节流装置概述主要功能常见类型降低制冷剂压力毛细管控制制冷剂流量热力膨胀阀维持系统压力差电子膨胀阀浮球阀选择依据系统规模精确度要求负荷变化范围膨胀阀的工作原理感温包阀体结构过热度调节监测蒸发器出口温度，控制开度包括阀针、阀座、弹簧和膜片确保制冷剂完全蒸发，保护压缩机电子膨胀阀的优势精确调节1步进电机控制，精度高宽广范围适应负荷变化能力强系统集成可与智能控制系统配合节能效果优化系统运行，提高效率辅助设备介绍储液器油分离器干燥过滤器视液镜存储过量制冷剂分离并回收润滑油去除水分和杂质观察制冷剂状态储液器的作用制冷剂储存系统缓冲存储多余制冷剂，平衡系统适应负荷变化，确保稳定供液维修便利气液分离方便系统维修时储存制冷剂确保液态制冷剂供应干燥过滤器的重要性去除水分防止系统结冰和酸化过滤杂质保护膨胀阀和压缩机中和酸性防止腐蚀和铜皂形成延长寿命提高系统可靠性和使用寿命制冷机组的类型按压缩机类型活塞式、螺杆式、离心式1按冷凝方式2风冷式、水冷式、蒸发式按用途3空调用、冷藏用、工艺冷却用活塞式制冷机组3-300kW2-5制冷量范围典型值COP适用于小型制冷系统能效比中等水平年10-15平均使用寿命稳定可靠的常规解决方案螺杆式制冷机组技术特点性能参数应用场合•容量调节灵活制冷量100-2000kW中央空调•振动小，噪音低值工业冷却COP4-6•结构紧凑使用寿命年大型冷库15-20离心式制冷机组技术特点性能参数大制冷量制冷量•500-10000kW•高效节能值COP6-

7.5•运行稳定使用寿命年25-30应用场合大型建筑中央空调区域供冷大型工业过程冷却机组的工作原理蒸发器低压制冷剂吸收热量压缩机提高制冷剂压力和温度冷凝器高压制冷剂放出热量膨胀阀降低制冷剂压力制冷量的计算制冷系数（）的概念COP定义理想COP制冷量与输入功率之比卡诺循环下COP=T₁/T₂-T₁为蒸发温度，为冷凝温度COP=Q/W T₁T₂实际COP通常小于理想值受压缩机效率、散热效果等影响影响制冷效率的因素温度差压缩机效率换热器性能制冷剂特性冷凝与蒸发温度差越等熵效率、机械效换热面积、传热系热力学性质、环境温小，效率越高率、电机效率数、流动阻力度适应性机组的控制系统传感器控制器温度、压力、流量、电流等、单片机、专用控制器PLC人机界面执行器触摸屏、显示器、远程监控膨胀阀、电磁阀、变频器3控制原理PLC硬件组成程序结构控制功能•CPU模块•梯形图编程•参数监测•输入/输出模块•功能块图•故障诊断•通信模块•指令列表•自动调节•电源模块•远程管理变频技术在制冷机组中的应用基本原理1通过改变电机供电频率控制转速主要优势2精确控制、节能减耗、延长寿命应用部位3压缩机、冷凝风机、冷冻水泵节能效果部分负荷运行时节能15-40%机组的节能优化智能监控实时监测，优化运行参数负荷适应根据实际负荷调整输出余热回收利用冷凝热为生活用水加热预防维护保持最佳运行状态制冷机组的安装要点基础准备1平整、坚固，考虑隔振管路布置2合理布局，避免油封，确保回油电气连接3符合规范，接地可靠，防护完善辅助系统4水系统、风管系统正确安装管路系统设计管径选择管路布置保温设计根据流量、压降确定合适管径最短路径，考虑补偿和支撑适当厚度，防止结露和热损失制冷剂充注方法系统抽真空去除水分和不凝气体称重充注按设计重量精确充注参数检查检查过热度和过冷度微调优化根据运行状况调整充注量系统调试和试运行安装检查确认所有部件正确安装单机试运行各部件单独测试系统联动整体系统试运行参数调整优化运行参数验收测试记录并评估性能数据日常维护和保养常见故障及诊断压缩机故障系统问题控制故障•启动困难•制冷量不足•传感器失效•异常噪音•压力异常•控制器错误•过热保护•结霜结冰•执行器故障高压故障分析冷凝不良制冷剂过量风机故障或冷凝器脏堵2充注量过多导致压力升高排气阀故障不凝气体阀片损坏或密封不良系统中存在空气等不凝气体低压故障分析制冷剂不足泄漏导致系统内制冷剂量不足膨胀阀故障开度过小或堵塞限制流量过滤器堵塞干燥过滤器脏堵造成流阻蒸发器结霜严重结霜影响换热效果压缩机故障排查35%30%25%电气类故障机械类故障润滑系统启动电容、保护器、电机绕组轴承、阀片、活塞组件磨损油位不足、油质变劣、油路堵塞制冷剂泄漏检测电子检漏仪高灵敏度，适用于微小泄漏肥皂水法简单经济，可直观观察荧光剂法添加荧光剂，紫外灯检查氮气加压法检查大系统或确认修复效果机组性能测试方法热平衡法水侧测试空气焓差法测量制冷剂侧热量测量水流量和温差测量空气状态变化精度高，操作复杂相对简单，应用广泛适用于空调系统能效等级评定制冷机组的发展趋势环保低碳1低制冷剂，减少碳排放GWP高效节能2提高能效比，降低运行成本智能化远程监控，自我诊断小型化紧凑设计，减少占地面积智能化和物联网技术智能传感多参数实时监测云端数据数据存储和分析人工智能预测性维护，故障预警远程控制移动端操作，灵活调整新型制冷技术简介磁制冷技术热电制冷吸收式制冷利用磁热效应，环保无污染无运动部件，低噪音耐用利用余热，能源综合利用磁制冷技术磁场加载热量释放磁性材料在磁场中升温热量传递给热端换热器吸收热量磁场卸载4从冷端吸收环境热量3移除磁场，材料温度降低热声制冷技术工作原理利用声波产生的压力波技术优势无运动部件，可靠性高应用难点效率提升，噪音控制发展前景特殊场合应用，低温制冷总结与展望技术革新新型制冷技术持续发展绿色环保低碳环保成为主流方向智能集成系统集成度和智能化程度提高能效提升4高效节能仍是永恒主题。