簡介：武漢理工大學能源與動力工程學院開放性實驗（1）冰箱與空調的原理與維護管理,主講人甘念重,第一節(jié)制冷技術的概述一、概述制冷最早是用來保存食品和調節(jié)空間的溫度。但制冷技術發(fā)展到今天，它的應用已滲透到工業(yè)生產。農牧業(yè)、輕工業(yè)、醫(yī)藥衛(wèi)生等部門，尤其與國防工業(yè)和各類科學研究部門直至人們生活都密切相關。制冷是從物體及其周圍移出熱量以造成并維持其一定低溫狀態(tài)的技術。制冷就是從某一物體或空間吸取熱量，并將其轉移給周圍環(huán)境介質（水或空氣），使該物體或空間的溫度低于環(huán)境的溫度，并維持這一低溫的過程。單位時間內從低溫物體或空間吸收的熱量稱為制冷量。用于完成制冷過程的設備綜合體稱為制冷機或制冷裝置。用于存放低溫物體的空間稱為冷藏室或冷庫。,制冷的主要方法有1、冰制冷一利用天然冰或人造冰溶解時吸收熱量，以造成低溫。此方法雖然簡單，但卻無法對冷藏溫度進行精確調節(jié)。此外，由于冰的溶化，還會使貨物潮濕，而大量水分的存在也助長了微生物的繁殖，因而冰制冷僅用在不怕受潮的貨物及魚類的冷凍。2、機械制冷一不論外界氣溫如何，可獲得所需的低溫，并保持不變，故在實際生活中得到廣泛應用．根據其工作原理不同，可分為壓縮制冷、吸收制冷、蒸汽噴射制冷和熱電制冷（即半導體制冷）．目前以壓縮制冷應用最為廣泛，故后面將著重予以敘述。,二、蒸氣壓縮式制冷的基本原理我們知道，在一定溫度下，將1KG質量的某種液體全部汽化，所需的熱量的多少，稱該液體在該溫度下的汽化潛熱。任何液體在其蒸發(fā)時，均吸收大量的汽化潛熱。例如1KG質量的水，在100℃時全部汽化，需供給539千卡熱量的汽化潛熱、根據這一規(guī)律，我們選擇一種汽化潛熱值更大的，且能在低溫下蒸發(fā)吸熱的氟里昂作為制冷劑，液態(tài)氟里昂12（R12）在一個標準大氣壓下，汽化溫度為298℃，在節(jié)流降壓作用下送入冷庫內的蒸發(fā)器盤管內蒸發(fā)，可吸收大量的汽化潛熱，降低冷庫內食品的溫度，達到制冷的目的。為使汽化后的汽態(tài)冷劑回收為液體，再次進入冷庫汽化吸熱，造成冷庫內食品的長期低溫；且使冷庫蒸發(fā)器的盤管內保持的恒定的低壓，這就需要一個完整的工作循環(huán)，即壓縮式制冷系統(tǒng)。,蒸氣壓縮式制冷裝置是由壓縮機、冷凝器、膨脹閥（或毛細管）和蒸發(fā)器這四個最基本的設備組成的相互連接而又密閉的系統(tǒng)，如下圖所示。,在整個制冷循環(huán)過程中，壓縮機起壓縮和輸送制冷劑蒸汽和維持蒸發(fā)器內低壓的作用，它是系統(tǒng)的心臟；節(jié)流閥的作用是對液態(tài)冷劑節(jié)流降壓和調節(jié)流進蒸發(fā)器的冷劑量；蒸發(fā)器是輸出冷量的設備，冷劑借其與被冷卻物進行熱交換；冷凝器為輸出熱量設備，蒸發(fā)器吸收被冷卻物的熱量及壓縮機消耗的功所轉化的熱量，經冷凝器被冷卻介質帶走。制冷循環(huán)中，壓縮機所消耗的功起補償作用，使制冷劑不斷從低溫物質中吸熱并向高溫介質放熱，完成整個制冷循環(huán)，可見，制冷循環(huán)是由汽化、壓縮、冷凝和節(jié)流四個過程組成的。,第二節(jié)家用冰箱概述一、冰箱照片實驗室中的模型冰箱（圖1）和實物冰箱（圖2和圖3）,圖1模型冰箱,圖2單門冰箱,圖3無霜雙門冰箱,二、冰箱的制冷原理與組成部分壓縮機冷凝器干燥過濾器毛細管蒸發(fā)器R12（1）冰箱的制冷系統(tǒng)組成壓縮機、冷凝器、干燥過濾器、毛細管、蒸發(fā)器、制冷劑及管路附件等。,1、壓縮機組屬于全封閉式圖1,壓縮機為活塞滑管式產生高溫高壓氣態(tài)工質,為制冷循環(huán)提供動力。（功率約110W,噪聲≤60DB）2、冷凝器①釋放系統(tǒng)中的熱量；②使制冷劑從氣態(tài)→液態(tài)，所以應保持冰箱兩側及后部有1015CM的距離，保證良好的散熱。3、干燥過濾器防止產生“冰塞”和“臟堵”等故障。4、毛細管內徑0510MM，長度約為24M的細紫銅管構成。其作用是①節(jié)流降壓；②維持冷凝器中的壓力。5、蒸發(fā)器為鋁板吹脹式還有翅片盤管式等。作用是液態(tài)制冷劑吸熱汽化，使冰箱內部降溫。6、制冷劑為R12CF2CL2,屬于中溫制冷劑,溶油性好，溶水性差，1ATM下的蒸發(fā)溫度為298℃,臨界溫度為11204℃。其代替制冷劑為R134A1ATM下的蒸發(fā)溫度為2616℃,臨界溫度為1011℃,根據地1987年加拿大≤蒙特利爾議定書≥的規(guī)定,發(fā)展中國家2010年停止生產FCS含氯氟烴碳氫化合物的鹵族衍生物,改為HFCODP臭氧層破壞系數(shù)GWP溫室效應系數(shù),（2）冰箱的電氣控制系統(tǒng)組成單相電機、溫度控制器、啟動器（PTC或重錘式）、過電流熱保護器、照明燈及開關。,1、啟動器保證壓縮機的正常啟動（單相電機有啟動繞組和遠行繞組之分），200升的冰箱啟動電流為6～10A，正常運行為112A。2、溫控器控制壓縮機的啟停，保證正常的制冷溫度。溫控器旋鈕上的數(shù)字是越大控制溫度越低（旋鈕控制同軸的偏心軟）；因而不同季節(jié)應放在不同的位置。3、過電流熱保護器①防止過電流的產生（對瞬間斷電也能起到延時保護作用）；②防止壓縮機高溫（一般≤90°，防止壓縮機長期不停機）（3）冰箱箱體及附件箱體外殼一般用鋼板制成，內壁用ABS工程塑料，外殼與內壁之間充注了發(fā)泡隔熱層。箱門內壁四周裝有磁性密封門條。,三、冰箱型號簡介（以國產型號為例）（1）家用冰箱分類A、按制冷系統(tǒng)的原理蒸汽壓縮式、蒸汽吸收式、半導體制冷B、按門數(shù)可分單門→帶1/5冷凍室、雙門、多門C、按用途可分冷藏箱（010℃）、冷藏冷凍箱（010℃、1218℃）、凍結箱、冷凍柜18℃冷凍箱門向上開啟臥式D、按有無霜分直冷式（有霜）；間冷式（無霜注意并不是不結霜）直冷式冷凍室（蒸發(fā)器）；冷藏室（蒸發(fā)器）都是空氣自然對流式。間冷式合用一個蒸發(fā)器，用電風扇強制換熱。用電熱絲加熱方法自動定時除霜。融霜時間繼電器→定時；電動機工作時間→積算式。,（2）家用冰箱型號（GB8059）例如BCD210A□□□□□□B冰箱的冰的第一個字母□冷藏C；冷藏冷凍CD；冷凍D□有效容積（L）□無霜注（W），有霜不注□改進設計的序號,四、家用冰箱星級的含義級別符號冷凍室溫度（℃）食品貯藏期限天一星級不高于67二星級不高于1230三星級不高于1890四星級不高于1890俗稱的四星級冰箱并不是真正的四星級冰箱（冷凍室溫度不高于24℃），可以稱為是高三星級冰箱，識別標志為框中三星與底色不同的另一星并行排列，其中表示冷凍室溫度不高于18℃，另一星則表示有凍結能力。冷凍箱和雙門或多門冷凍冷藏箱多為高三星級。,,第三節(jié)家用空調概述一、空調照片實驗室中的模型空調（圖1）和實物空調（圖2）,圖1模型空調,圖2實物空調,二、家用空調的分類1、按功能分單冷裝置；熱泵裝置；電熱型；熱泵輔助電熱型等2、使用電源分三相；單相3、按型式分窗式（掛壁式、落地式）；分體式（一拖一、一拖二、一拖三）三、空調器型號簡介例空調機器型號KFR25G□K□C；F；CS窗式豎形□功能代號單冷??；熱泵R；電熱型D；熱泵輔電RD□名義制冷量□100（W）□分體式室內機代號G→壁掛式；L→落地式；D→吊頂式；Q→嵌入式,四、空調的主要指標溫度（夏25℃27℃；冬19℃25℃）濕度5070空氣流速（速度）02505M/S空氣潔凈度臭氧發(fā)生器等五、家用空調器中“匹”的含義空調的匹是指制冷量而言，大約在2300W2500W，各個廠家給定時會有不同，對輸入功率應按樣本上選定。,六、主要部件1、壓縮機（組）2、冷凝器3、毛細管4、蒸發(fā)器5、制冷劑為R22（理想替換工質為R407C）6、電磁換向閥的工作原理通過電磁力的作用，推動主閥芯動作，在一固定位置分別接通蒸發(fā)器（或冷凝器），起到制冷（或制熱）的作用。7、關于壓縮機組吸入端氣液分離器的作用①氣液分離，防止產生液擊。②起吸氣消聲的作用。8、空調器的離心風扇→降溫降濕；空調器的軸流風扇→盡快排除熱量去大氣。,第四節(jié)家用冰箱、空調的能效標識（CHINAENERGYLABEL）在我國目前電力嚴重短缺的情況下，人們已經越來越認識到節(jié)能的重要性，有意識地購買相對更節(jié)能的家電產品，眾多企業(yè)也紛紛推出節(jié)能產品以回應市場需求。但是，面對市場上五花八門的所謂節(jié)能家電，作為一個普通消費者，該如何進行鑒別和比較呢即將正式實施的能效標識就為消費者解決這一難題提供了有力的幫助。2004年8月13日國家發(fā)改委、國家質量監(jiān)督檢驗檢疫總局聯(lián)合頒布能源效率標識管理辦法，04年11月國家發(fā)展改革委、國家質檢總局和國家認監(jiān)委制定并發(fā)布了中華人民共和國實行能源效率標識的產品目錄（第一批）、中國能源效率標識基本樣式、家用電冰箱能源效率標識實施規(guī)則和房間空氣調節(jié)器能源效率標識實施規(guī)則。自2005年3月1日起，已經率先從冰箱、空調這兩個產品開始實施能源效率標識制度。目前，已有37個國家和地區(qū)實施了能效標識制度，取得了顯著的節(jié)能、環(huán)保和經濟效益。,能源效率標識（以下簡稱能效標識）是附在耗能產品或其最小包裝物上，表示產品能源效率等級及性能指標的一種信息標簽。目的是為用戶和消費者的購買決策提供必要的信息，以引導和幫助消費者選擇高效節(jié)能產品，從而影響耗能產品設計和市場銷售，以促進產品能效的提高和節(jié)能技術的進步。截止20051121，共132家空調、電冰箱企業(yè)對其產品進行備案。其中空調廠家61家共3950個型號通過備案審核，冰箱廠商71家共2168個型號通過備案審核。在已通過備案的空調中，1級型號105個，占27，最高能效比為472；二級195個，占49；三級149個，占38；四級678個，占172；五級2822個，占714。在已通過備案的電冰箱中，1級804個，占371；2級668個，占308；3級409個，占189；4級119個，占55；5級168個，占77。目前，家用空調器和電冰箱產品能源效率標識基本樣式為藍白背景的彩色標識。標識的名稱為中國能效標識（英文名稱為CHINAENERGYLABEL）。標識包括生產者名稱，產品規(guī)格型號，能源效率等級，能源消耗指標，其他性能指標以及依據的能源效率國家標準編號等基本內容。,
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