單級蒸汽壓縮制冷系統(tǒng),是由制冷壓縮機(jī)、冷凝器、蒸發(fā)器和節(jié)流閥四個基本部件組成。它們之間用管道依次連接,形成一個密閉的系統(tǒng),制冷劑在系統(tǒng)中不斷地循環(huán)流動,發(fā)生狀態(tài)變化,與外界進(jìn)行熱量交換。其工作過程如圖1所示。 圖1. 制冷系統(tǒng)的基本原理 液體制冷劑在蒸發(fā)器中吸收被冷卻的物體熱量之后,汽化成低溫低壓的蒸汽、被壓縮機(jī)吸入、壓縮成高壓高溫的蒸汽后排入冷凝器、在冷凝器中向冷卻介質(zhì)(水或空氣)放熱,冷凝為高壓液體、經(jīng)節(jié)流閥節(jié)流為低壓低溫的制冷劑、再次進(jìn)入蒸發(fā)器吸熱汽化,達(dá)到循環(huán)制冷的目的。這樣,制冷劑在系統(tǒng)中經(jīng)過蒸發(fā)、壓縮、冷凝、節(jié)流四個基本過程完成一個制冷循環(huán)。 在制冷系統(tǒng)中,蒸發(fā)器、冷凝器、壓縮機(jī)和節(jié)流閥是制冷系統(tǒng)中必不可少的四大件,這當(dāng)中蒸發(fā)器是輸送冷量的設(shè)備。制冷劑在其中吸收被冷卻物體的熱量實(shí)現(xiàn)制冷。壓縮機(jī)是心臟,起著吸入、壓縮、輸送制冷劑蒸汽的作用。冷凝器是放出熱量的設(shè)備,將蒸發(fā)器中吸收的熱量連同壓縮機(jī)功所轉(zhuǎn)化的熱量一起傳遞給冷卻介質(zhì)帶走。節(jié)流閥對制冷劑起節(jié)流降壓作用、同時控制和調(diào)節(jié)流入蒸發(fā)器中制冷劑液體的數(shù)量,并將系統(tǒng)分為高壓側(cè)和低壓側(cè)兩大部分。實(shí)際制冷系統(tǒng)中,除上述四大件之外,常常有一些輔助設(shè)備,如電磁閥、分配器、干燥器、集熱器、易熔塞、壓力控制器等部件組成,它們是為了提高運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性,可靠性和安全性而設(shè)置的。
工作原理 折疊
用在空壓機(jī)上面 主要是來調(diào)節(jié)空壓機(jī)的起停狀態(tài),通過調(diào)節(jié)儲氣罐內(nèi)的壓力來讓空壓機(jī)停機(jī)休息,對機(jī)器有保養(yǎng)作用.在空壓機(jī)工廠調(diào)試的時候, 根據(jù)客戶需要調(diào)節(jié)到指定壓力,然后設(shè)定一個壓差.例如,壓縮機(jī)開始 啟動,向儲氣罐 打氣,到壓力10kg的時候,空壓機(jī)停機(jī)或者卸載,當(dāng)壓力到7kg的時候空壓機(jī)又開始啟動,此間有一個壓力差,這個過程 就可以讓壓縮機(jī)休息一下,達(dá)到保護(hù)空壓機(jī)的作用。
由電動機(jī)直接驅(qū)動壓縮機(jī),使曲軸產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動,帶動連桿使活塞產(chǎn)生往復(fù)運(yùn)動,引起氣缸容積變化。由於氣缸內(nèi)壓力的變化,通過 進(jìn)氣閥 使空氣經(jīng)過空氣濾清器(消聲器)進(jìn)入氣缸,在壓縮行程中,由於氣缸容 積的縮小,壓縮空氣經(jīng)過 排氣閥的作用 ,經(jīng)排氣管,單向閥(止回閥)進(jìn)入儲氣罐,當(dāng)排氣壓力達(dá)到額定壓力 0.7MPa時由壓力開關(guān)控制而自動停機(jī)。當(dāng)儲氣罐壓力降至0.5--0.6MPa時壓力開關(guān)自動聯(lián)接啟動。
溫度開關(guān)的結(jié)構(gòu) 折疊
對于不同的溫度測量范圍,應(yīng)選 用結(jié)構(gòu)不同的溫度開關(guān),在0℃~100℃的溫度范圍內(nèi),通常采用固體膨脹式的溫度開關(guān),在100℃~250℃的溫度 范圍內(nèi),大多采用氣體膨脹式溫度開關(guān),對于250℃以上的溫度范圍,則只能采用熱電偶 或熱電阻溫度計,經(jīng)過 測量變送器轉(zhuǎn)換為模擬量電信號,再將電信號轉(zhuǎn)換為開關(guān)量信號。
固體膨脹式溫度開關(guān)的工作原理是,利用不同固體受熱后長度變化的差別而產(chǎn)生位移,從而使觸點(diǎn)動作,輸出溫度的開關(guān)量 信號。例如,有一種溫度開 關(guān)是用雙金屬片(黃銅片疊在銦鋼片上)構(gòu)成的,由于黃銅 片的線 膨脹系數(shù) 較銦鋼片大,在受熱 后,雙金屬片就會發(fā)生彎曲。當(dāng)達(dá)到規(guī)定溫度時雙金屬片自由端(溫度開關(guān)的動觸點(diǎn)〕產(chǎn)生足 夠的位移,與固定的靜觸點(diǎn)斷開,送出開關(guān)量信號。
氣體膨脹式溫度開關(guān) 是按氣體壓力式溫度計的原理工作的。 它有一個測溫包,內(nèi)充氮?dú)猓ㄟ^密封毛細(xì)管接到壓力開關(guān) 的測量元件中。當(dāng) 被測溫度 達(dá)到規(guī)定值時,溫包內(nèi)的充氣壓力使壓力開關(guān)動作。
壓縮機(jī)是制冷系統(tǒng)的心臟,它從吸氣管吸入低溫低壓的制冷劑氣體,通過電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)帶動活塞對其進(jìn)行壓縮后,向排氣管排出高溫高壓的制冷劑氣體,為制冷循環(huán)提供動力,從而實(shí)現(xiàn)壓縮→冷凝→膨脹→蒸發(fā) ( 吸熱 ) 的制冷循環(huán)。壓縮機(jī)一般由殼體、電動機(jī)、缸體、活塞、控制設(shè)備 ( 啟動器和熱保護(hù)器 ) 及冷卻系統(tǒng)組成。啟動器基本上有兩種,即重錘式和 PTC 式。其中后者較為先進(jìn)。冷卻方式有油冷和自然冷卻兩種。
其實(shí)壓縮機(jī)本身并不制冷,它只是吸熱和散熱,比如它在制冷狀態(tài)時,它是將室內(nèi)的熱量抽走,排到室外;它制熱的時候是把外面的熱量抽進(jìn)來。所以它本身并不制冷。對于壓縮機(jī)制冷制熱只是一個熱交換的過程。冷媒只是一種介質(zhì),制冷時是順流,制熱時是逆流,冷暖兩用的空調(diào)只是多了一個逆流閥。
制冷壓縮機(jī)是空調(diào)系統(tǒng)的核心部件,通常稱為制冷機(jī)的主機(jī)。科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,新式空調(diào)系統(tǒng)不斷出現(xiàn),推動了制冷壓縮機(jī)制造技術(shù)的不斷進(jìn)步。從目前制冷壓縮機(jī)的發(fā)展趨勢來看,結(jié)構(gòu)緊湊、高效節(jié)能以及微振低噪等特點(diǎn)是空調(diào)壓縮機(jī)制造技術(shù)不斷追求的目標(biāo)。下面對制冷壓縮機(jī)做一個概述.
作用:
l、從蒸發(fā)器中吸m蒸氣,以保證蒸發(fā)器內(nèi)一定的蒸發(fā)壓力;
2、提高壓力(壓縮),以創(chuàng)造在較高溫度下冷凝的條件;
3、輸送制冷劑,使制冷劑完成制冷循環(huán)。
一、壓縮機(jī)的種類很多,根據(jù)工作原理的不同,空調(diào)壓縮機(jī)可以分為定排量壓縮機(jī)和變排量壓縮機(jī)。
l、定排量壓縮機(jī)的排氣量是隨著發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速的提高而成比例提高的,它不能根據(jù)制冷 的需求而自動改變功率輸 ,而且對發(fā)動機(jī)油耗的影響比較大。它的控制一般通過采集蒸發(fā)器出風(fēng)口的溫度信號來實(shí)現(xiàn),當(dāng)溫度達(dá)到設(shè)定的溫度,壓縮機(jī)停止工作;當(dāng)溫度升高后,壓縮機(jī)開始 T二作。定排量壓縮機(jī)也受空調(diào)系統(tǒng)壓力的控制,當(dāng)管路內(nèi)壓力過高時,壓縮機(jī)停止工作。
2、變排量壓縮機(jī)可以根據(jù)設(shè)定的溫度自動調(diào)節(jié)功率輸出。空調(diào)控制系統(tǒng)不采集蒸發(fā)器m風(fēng)口的溫度信號,而是根據(jù)空調(diào)管路內(nèi)壓力變化信號來控制壓縮機(jī)的壓縮比從而自動調(diào)節(jié)m 風(fēng)口溫度。在制冷的全過程中,壓縮機(jī)始終是工作的,制冷強(qiáng)度的調(diào)節(jié)完全依賴裝在壓縮機(jī)內(nèi)部的壓力調(diào)節(jié)閥來控制。當(dāng)空調(diào)管路內(nèi)高壓端壓力過高時,壓力調(diào)節(jié)閥縮短壓縮機(jī)內(nèi)活塞行程以減小壓縮比,這樣就會降低制冷強(qiáng)度。當(dāng)高壓端壓力下降到一定程度,低壓端壓力上升到一定程度時,壓力調(diào)節(jié)閥則增大活塞行程以提高制冷強(qiáng)度。
二、根據(jù)工作方式的不同,
可分為兩大類—— 容積型與速度型。
容積型壓縮機(jī)是靠工作腔容積的改變來實(shí)現(xiàn)吸汽、壓縮、排汽等過程。屬于這類壓縮機(jī)的有往復(fù)式壓縮機(jī)和回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)。速度型壓縮機(jī)是靠高速旋轉(zhuǎn)的T作I1"輪對蒸氣做功,壓力升高,并完成輸送蒸氣的任務(wù)。屬于這類壓縮機(jī)的有離心式和軸流式壓縮機(jī),目前常用的是離心式壓縮機(jī)。1、往復(fù)式壓縮機(jī)的工作原理
往復(fù)式壓縮機(jī)又稱活塞式壓縮機(jī)。壓縮機(jī)的工作腔是汽缸。活塞在汽缸內(nèi)作上下往復(fù)運(yùn)動,從而完成了壓縮、排汽、膨脹、吸汽等過程。圖1中的四個過程分別表示了壓縮機(jī)1二作中的四個過程。
制冷壓縮機(jī)是空調(diào)系統(tǒng)的核心部件,通常稱為制冷機(jī)的主機(jī)。科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,新式空調(diào)系統(tǒng)不斷出現(xiàn),推動了制冷壓縮機(jī)制造技術(shù)的不斷進(jìn)步。從目前制冷壓縮機(jī)的發(fā)展趨勢來看,結(jié)構(gòu)緊湊、高效節(jié)能以及微振低噪等特點(diǎn)是空調(diào)壓縮機(jī)制造技術(shù)不斷追求的目標(biāo)。下面對制冷壓縮機(jī)做一個概述.
作用:
l、從蒸發(fā)器中吸m蒸氣,以保證蒸發(fā)器內(nèi)一定的蒸發(fā)壓力;
2、提高壓力(壓縮),以創(chuàng)造在較高溫度下冷凝的條件;
3、輸送制冷劑,使制冷劑完成制冷循環(huán)。
一、壓縮機(jī)的種類很多,根據(jù)工作原理的不同,空調(diào)壓縮機(jī)可以分為定排量壓縮機(jī)和變排量壓縮機(jī)。
l、定排量壓縮機(jī)的排氣量是隨著發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速的提高而成比例提高的,它不能根據(jù)制冷 的需求而自動改變功率輸 ,而且對發(fā)動機(jī)油耗的影響比較大。它的控制一般通過采集蒸發(fā)器出風(fēng)口的溫度信號來實(shí)現(xiàn),當(dāng)溫度達(dá)到設(shè)定的溫度,壓縮機(jī)停止工作;當(dāng)溫度升高后,壓縮機(jī)開始 T二作。定排量壓縮機(jī)也受空調(diào)系統(tǒng)壓力的控制,當(dāng)管路內(nèi)壓力過高時,壓縮機(jī)停止工作。
2、變排量壓縮機(jī)可以根據(jù)設(shè)定的溫度自動調(diào)節(jié)功率輸出。空調(diào)控制系統(tǒng)不采集蒸發(fā)器m風(fēng)口的溫度信號,而是根據(jù)空調(diào)管路內(nèi)壓力變化信號來控制壓縮機(jī)的壓縮比從而自動調(diào)節(jié)m 風(fēng)口溫度。在制冷的全過程中,壓縮機(jī)始終是工作的,制冷強(qiáng)度的調(diào)節(jié)完全依賴裝在壓縮機(jī)內(nèi)部的壓力調(diào)節(jié)閥來控制。當(dāng)空調(diào)管路內(nèi)高壓端壓力過高時,壓力調(diào)節(jié)閥縮短壓縮機(jī)內(nèi)活塞行程以減小壓縮比,這樣就會降低制冷強(qiáng)度。當(dāng)高壓端壓力下降到一定程度,低壓端壓力上升到一定程度時,壓力調(diào)節(jié)閥則增大活塞行程以提高制冷強(qiáng)度。
二、根據(jù)工作方式的不同,
可分為兩大類—— 容積型與速度型。
容積型壓縮機(jī)是靠工作腔容積的改變來實(shí)現(xiàn)吸汽、壓縮、排汽等過程。屬于這類壓縮機(jī)的有往復(fù)式壓縮機(jī)和回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)。速度型壓縮機(jī)是靠高速旋轉(zhuǎn)的T作I1"輪對蒸氣做功,壓力升高,并完成輸送蒸氣的任務(wù)。屬于這類壓縮機(jī)的有離心式和軸流式壓縮機(jī),目前常用的是離心式壓縮機(jī)。1、往復(fù)式壓縮機(jī)的工作原理
往復(fù)式壓縮機(jī)又稱活塞式壓縮機(jī)。壓縮機(jī)的工作腔是汽缸。活塞在汽缸內(nèi)作上下往復(fù)運(yùn)動,從而完成了壓縮、排汽、膨脹、吸汽等過程。圖1中的四個過程分別表示了壓縮機(jī)1二作中的四個過程。
到最低位置(稱活塞的下止點(diǎn))時,汽缸吸滿蒸氣。而活塞轉(zhuǎn)而向上,這時吸、排汽門都關(guān)閉,汽缸容積縮小,蒸氣被壓縮,一直壓縮到排汽壓力為止。圖中(b)為排汽過程:當(dāng)壓力達(dá)到一定值(大于排汽管內(nèi)壓力)時,排汽閥開啟,活塞繼續(xù)上移,蒸氣排出,一直到活塞上移到最高位置(這位置稱活塞的上止點(diǎn))時,排汽結(jié)束。圖中(c)是余隙膨脹過程:為了防止活塞與吸排汽閥碰撞,活塞上移到上止點(diǎn)時,活塞與汽缸頂部之間留有一定間隙,稱余隙。當(dāng)活塞轉(zhuǎn)而向下運(yùn)動時,排汽結(jié)束時留在余隙內(nèi)的高壓蒸氣阻止吸汽閥開啟,吸汽不能開始。這時余隙內(nèi)的蒸氣隨著活塞下移而進(jìn)行膨脹,一直膨脹到吸汽壓力以下時才結(jié)束。圖中之(d)是吸汽過程:吸汽閥開啟,隨著活塞往下運(yùn)動而吸汽,一直進(jìn)行到活塞下移到活塞下止點(diǎn)為止。
( 2)優(yōu)點(diǎn):它應(yīng)用比較廣泛,制造技術(shù)成熟,結(jié)構(gòu)簡單,而且對加工材料和加工lT藝要求較低,造價比較低,適應(yīng)性強(qiáng),能適應(yīng)廣闊的壓力范圍和制冷量要求,可維修性強(qiáng)。
(3)缺點(diǎn):無法實(shí)現(xiàn)較高轉(zhuǎn)速,機(jī)器大而重,不容易實(shí)現(xiàn)輕量化,排氣不連續(xù),氣流容易出現(xiàn)波動,而且工作時有較大的振動。由于曲軸連桿式壓縮機(jī)的上述特點(diǎn),已經(jīng)很少有小排量壓縮機(jī)采用這種結(jié)構(gòu)形式,曲軸連桿式壓縮機(jī)目前大多應(yīng)用在客車和卡車的大排量空調(diào)系統(tǒng)中。
2、螺桿式壓縮機(jī)的構(gòu)造與工作過程
螺桿式壓縮機(jī)是一種回轉(zhuǎn)式容積式壓縮機(jī)。它利用螺桿的齒槽容積和位置的變化來完成蒸氣的吸人、壓縮和排IqJ過程。無油螺桿壓縮機(jī)在本世紀(jì)三十年代問世,主要用于壓縮空氣。后來汽缸內(nèi)噴油的螺桿式壓縮機(jī)出現(xiàn),性能得到提高,目前,噴油式螺桿壓縮機(jī)已是制冷壓縮機(jī)中主要機(jī)種之一。螺桿式壓縮機(jī)分為雙螺桿和單螺桿兩大類,雙螺桿壓縮機(jī)習(xí)慣上稱為螺桿式壓縮機(jī)。
(1)圖2為噴油式螺桿式壓縮機(jī)的構(gòu)造。在斷面為雙圓相交的汽缸內(nèi),裝有一對轉(zhuǎn)子—— 陽轉(zhuǎn)子和陰轉(zhuǎn)子。陽轉(zhuǎn)子有四個齒,陰轉(zhuǎn)子有六個齒,兩根轉(zhuǎn)子相互嚙合。當(dāng)陽轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一周,隱轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)2/3周,或者說,陽子的轉(zhuǎn)速比陰轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速快50%。圖3是螺桿式壓縮機(jī)從吸汽靠排汽的工作過程,在汽缸的吸汽端座上開有吸汽口,當(dāng)齒槽與吸汽口相通時,吸汽就開始,隨著螺桿的旋轉(zhuǎn),齒槽脫離吸汽口,一對齒槽空間吸滿蒸氣,如圖(a)。螺桿繼續(xù)旋轉(zhuǎn),兩螺桿的齒與齒槽相互嚙合,有汽缸體、嚙合的螺桿和排汽端座組成的齒槽容積變小,而且位置向排汽端移動,完成了對蒸氣壓縮和輸送的作用,如圖
(b)。當(dāng)這對齒槽空間與端座的排汽
口相通時,壓縮終了,蒸氣被排出,如圖(c)。每對齒槽空間都存在著吸汽、
壓縮、排汽三個過程。在同一時刻存在著吸汽、壓縮、排汽三個過程,不過
它們發(fā)生在不同的齒槽空間。
(2)螺桿式壓縮機(jī)的優(yōu)點(diǎn):
① 螺桿式壓縮機(jī)只有旋轉(zhuǎn)運(yùn)動,沒有往復(fù)運(yùn)動,因此壓縮機(jī)的平衡性好,振動小,可以提高壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速。
② 螺桿式壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)簡單、緊湊,重量輕,無吸、排汽閥,易損件少,可靠性高,檢修周期長。
③ 在低蒸發(fā)溫度或高壓縮比工況下,用單級壓縮仍然可正常工作,且有良好的性能。這是由于螺桿式壓縮機(jī)沒有余隙,沒有吸、排汽閥,故在這種不利工況下仍然有較高的容積效率。
④ 螺桿式壓縮機(jī)對濕壓縮不敏感。
⑤ 螺桿式壓縮機(jī)的制冷量可以在10%一100%范圍內(nèi)無級調(diào)節(jié),但在40%以上負(fù)荷時的調(diào)節(jié)比較經(jīng)濟(jì)。
(3)缺點(diǎn):噪聲較大,以及需要設(shè)
置一套潤滑油分離、冷卻、過濾和加壓的輔助設(shè)備,造成機(jī)組體積大。
空調(diào)器通電后,制冷系統(tǒng)內(nèi)制冷劑的低壓蒸汽被壓縮機(jī)吸入并壓縮為高壓蒸汽后排至冷凝器。同時軸流風(fēng)扇吸入的室外空氣流經(jīng)冷凝器,帶走制冷劑放出的熱量,使高壓制冷劑蒸汽凝結(jié)為高壓液體。高壓液體經(jīng)過過濾器、節(jié)流機(jī)構(gòu)后噴入蒸發(fā)器,并在相應(yīng)的低壓下蒸發(fā),吸取周圍的熱量。同時貫流風(fēng)扇使空氣不斷進(jìn)入蒸發(fā)器的肋片間進(jìn)行熱交換,并將放熱后變冷的空氣送向室內(nèi)。如此室內(nèi)空氣不斷循環(huán)流動,達(dá)到降低溫度的目的。