电冰箱与空调器主要组件教案

第三章电冰箱与空调器的主要组件【教学目标】1.知 道 机 缩 压 2.理解热交换器（冷凝器、蒸发器）。 3.毛细管与膨胀阀、制冷辅助设施。【教学重点】压缩机和热交换器的应用。【教学难点】压缩机和热交换器。【教学方法】读书指导法、分析法、演示法、练习法。【课时安排】4 学时。【教学过程】〖新课〗第一节 压缩机1．压缩机的功用制冷中压缩机作功让热量由低温物体移向高温物体。压缩机是空调循环系统的动力，在制冷装置中，是很重要的组成部分，喻为制冷装置的“”。2．压缩机按不同方式分类制冷压缩机可按不同的方法分类，较为常见的分类有如下几种。（1）按制冷机工作原理分容积型压缩机：分为往复式（活塞式）和回转式。速度型压缩机：分为离心式和轴流式。（2）按制冷能力分轻型 6 kW 以下；小型 6 ~ 58 kW；中型 58 ~ 464 kW；大型 464 kW 以上。（3）按采用的制冷剂种类分氟利昂制冷压缩机 以氟利昂为制冷剂。氨制冷压缩机以氨为制冷剂。无氟制冷压缩机 R123、R134 等新型制冷剂。（4）按压缩级数分单级压缩机 制冷剂从蒸发压力（低压）至冷凝压力（高压）只经过一次压缩，适用压缩比不大的场合。

1 / 16双极 (或多级) 压缩机 制冷剂从蒸发压力 （低压）至冷凝压力（高压）经两次或 多次压缩，适用于压缩比大、蒸发温度低的制冷系统。（5）按压缩机气缸数目分 有一只活塞气缸； 单缸压缩机两只活塞气缸； 双缸压缩机 气缸数量在 多缸压缩机 3 个以上，可以是 3 缸、4 缸、6 缸、8 和 16 缸等。 单缸和直列压缩机常为立式或卧式；多缸压缩机大都采用角度式，如 V 型等。（6）按气缸布置方式分 立式（Z 型） 立式压缩机的各气缸轴线相互平行。卧式 卧式压缩机的汽缸轴线水平布置。 氨制冷压缩机 角度式 压缩机的汽缸轴线呈一定的倾斜视角排列，多为 V 型（气缸中心线与铅垂 线的倾角大于 90°）、W 型（气缸中心线与铅垂线的倾角为 60°）和 S 型（S 表示扇形， 气缸中心线与铅垂线的倾角为 45°）等。 （7）按压缩机外壳结构分开启式电－动机与压缩机分开放置，压缩机的运转靠 V 带或联轴器来传动。 半封闭式压缩机与电动机的机体外壳联成一体，电动机与压缩机使用一根轴。轴端 安装在端盖上，端盖的法兰圈与机体用螺丝连接，可以拆解。 全封闭式压缩机与电动机的机体外壳组成一体，封闭焊死，密封性能很好，不易拆 卸。

3．氟利昂活塞式单级基本类别及特征 （1）开启式 ① 缸径有 50、70、100 系列，均为高速多缸逆流式，可实现三工质（NH3、R12、 R13）通用，气缸布置方式分别有 V 型、W 型和 S 型，转数 n = 1 440 r/min。 ② 标准制冷量 R12 时为 3 470 ~ 97 400 W。 ③ 轴功率 R12 时为 1.14 ~ 31 kW；R22 时为 1.67 ~ 32.4 kW。 ④ 机器装有吸排油三通阀，在运转条件下不停车加油。50、70、100 系列有能量调 节装置。 （2）半封闭式 ① 缸径有 50、70、100 系列，为高速多缸逆流式；R12、R22 两工质通用，气缸 布置 形式有 V 型、W 型和 S 型，转数 n = 1 440 r/min。 ② 标准制冷量 R12 时为 2 870 ~ 9 480 kW；R22 时为 5 ~ 100 kW。 ③ 机器装有吸排油三通阀，可不停车加油。 （3）全封闭式① 缸径有 21 单缸高速逆流式，目前缸径有 40、50、60 系列,高速多缸逆流式， 如 3FM4G、3FY5Q 等，可实现二工质（R12、R22）通用，气缸布置方式有卧式和立式， 转数可达 n = 2 880 r/min。

② 标准制冷量：R22 时为 8 .37 ~ 31 .63 kW。 ③ 轴功率：R22 时为 2.2 ~ 7 .5 kW。 ④ 结构紧凑，密封性能好，噪音低，维修困难。 4．活塞式压缩机的常见术语 （1）压缩机转速 n 压缩机曲轴在单位时间内的转动圈数称为压缩机转速，通常以 1 min 的转数为计量单位（r / min）。2 / 16（2）上止点和下止点活塞在汽缸内作往复运动时，向上移动的最高位置（离曲轴中心 最远点），称为上止点位置；活塞向上移动的最低位置（离曲轴中心近期点），称为活塞的 下止点位置。（3）活塞行程 S 活塞在气缸内作往复运动时，上止点至下止点之间的距离称为活塞 行程。它等于曲轴的蜗杆半径 R 的二倍，即 S = 2R。（4）气缸直径 D：气缸内径即气缸内圆半径。 （5）工作容积 Vg：活塞行程与汽缸截面积的差值。 （6）余隙容积 Vc：活塞顶面跟阀板底面之间应留有的空间（包括排气孔长度）。 （7）相对余隙容积 C：余隙容积 Vc 与工作容积 Vg 之，即 C = Vc / Vg。 （8）制冷压缩机工况：制冷压缩机的工作频率、工作条件称为工况。 （9）制冷压缩机的标准工况：制冷压缩机在一种特定工作频率条件下的运转工况。

（10）制冷压缩机的制热工况：制冷压缩机用于制冷时，在其特定工作频率条件下的 运转工况。 （11）制冷压缩机的最大功率载荷：压缩机在最大功率状态下运转的工况。 （12）制冷压缩机的最大压差工况：压缩机能够形成最大压力差（冷凝压力与蒸发压 力之差）时的工况。 压缩机每一周期的工作分为膨胀、吸气、压缩、排气四个过程。压缩机工作过程中，活塞在气缸中每往复运动一次,即曲柄每转一圈,就会依次进行压 缩、排气、膨胀和吸气过程，在制冷系统中确立起压力差，使制冷剂在系统中循环流动， 达到制冷的目的。6．压缩机输入功率的计算 国外选用马力（HP）表示，而我国采用 W（瓦）来表示压缩机输入功率。 7．电冰箱压缩机与电冰箱容积间的匹配 电冰箱压缩机与电冰箱容积间的匹配受许多原因的制约，尚无统一的标准。 8．空调器压缩机输入功率与制冷量的对应关系 空调器中压缩机制冷量越大，消耗的功率也越大，反之，压缩机制冷量小，消耗的功 率也小。第二节 热交换器（冷凝器、蒸发器） 一、热交换器的类型、结构特征 组成：冷凝器和蒸发器两部分。 1．冷凝器的类型、结构特征 （1）冷凝器的冷却种类 ① 水冷式 ② 空冷式 ③ 蒸发式和淋激式 按冷却空气的不同循环形式，分自然对流冷却和强迫通风对流冷却两种方法。

一般冷 藏容积在 300 L 以上的选用强迫通风对流冷却，300 L 以下的选用自然对流冷却。 空调器的冷凝器有水冷式，用于柜式空调器和整体式移动空调器。风冷式，用于窗式 空调器和分体式空调器。 （2）冷凝器的结构特征 ① 百叶窗式冷凝器用长度为 5 mm 左右、壁厚为 0 .75 mm 的铝管或复合管弯曲成 蛇形管，紧卡或焊接在长度为 0.5 mm、冲有 700 ~ 1 200 个孔的百叶窗形状的散热片上， 靠空气的自然对流散热来产生冷凝条件，如图所示。3 / 16② 在蛇形复合管的两边点焊直径为 钢丝式冷凝器 1.6 mm 的碳素钢丝而构成的，如 图图示。优点：单位长度散热体积大、热效率高、工艺简单、成本低等冷凝器盘管安装在壳体外皮内侧与绝热材料之间，利用箱体外皮散热来达到管内制冷 剂冷凝的目的，见图所示。4 / 16优点：保证冷凝器有合理的厚度；对壳体加热，防止渗漏；工艺简单，成本较低；外 观严密整洁小巧。缺点：散热性能不如百叶窗式和钢丝式；结构特殊而维修不便④ 翅片盘管式冷凝器 空气强迫对流式冷凝器。结构：翅片盘管式，如图所示。 优点：结构紧凑，散热效率高，冷却能力大。 缺点：翅片密集，空气自然流动时阻力大，通过安装的轴流风机或离心风机来强迫空 气的对流。

⑤ 套管式水冷凝器 套管式水冷凝器是将两根不同直径的铜管（内管也能若干个）同心地套在一起盘成椭 圆形，如图所示。5 / 162．蒸发器的类型、结构特征 （1）按被冷却物体的性质能分为三大类： ① 液体冷却式 ② 空气冷却式 ③ 固体冷却式 （2）蒸发器的结构特征 ① 铝平板式蒸发器 有复合板吹胀型和丝印管路型两种结构，如图所示。② 管板式蒸发器 用紫铜管或钢管绕在黄铜板或铝管围成的圆形框上焊制或粘接而成，如图所示。 特点：结构坚固可靠，设备简单，规格差异容易，使用寿命长，不需要高压吹胀设备 等，但导热性能较好，多用在直冷式双门电冰箱的冷藏室上。③ 蛇形盘管和约高 蛇形翼片管式蒸发器 15 ~ 20 mm 经弯曲成型的翼片组成的，如 图图示。6 / 16特点：结构简洁，除霜方便，一般不用修理。缺点是自然对流时空气速度更慢，因而 传热性能较好。多用在小型冷库和直冷式双门电冰箱的冷冻室上。④ 由蒸发管和翅片组成，应用于间冷式双门电冰箱的冷藏室内和空调器中。 翅片管 式蒸发器特点：具有厚实，可靠性高冰箱尺寸一般是多少，体积小，寿命长，散热率高，如图所示。⑤ 盘管既是蒸发器，又是抽屉搁架，制造工艺简单，便于检修，成本较低，而且有利 于箱内温度的均匀，冷却速度快。

应用于冷冻室下置内抽屉式直冷式冰箱，如图形所示。 层 架盘管式蒸发器7 / 16⑥ 角蒸发器 是海尔空调独设的，双面制冷，全方位速冻，冰箱更下面抽屉也可冷冻食品，全面节 能保鲜。 二、热交换器的工作原理及应用 1．热交换器的工作原理 外界力作功，使制冷剂在制冷系统内外实现状态的差异，实现热量的转移，达到空调 的目的。蒸发器和冷凝器就是够保证这一过程连续进行的热交换器，如图所示。1. 压缩机 2. 冷凝器 3. 毛细管 4. 蒸发器 5. 干燥过滤器 6. 气缸 7. 活塞 8. 绝热层 9. 低压管 10. 高压管 11. 电动机（1）冷凝器 功能：降低从压缩机排出的低温低压过热制冷剂蒸气的湿度，冷却成高 压的液体制冷剂。过程分为三阶段，如图所示。 ）冷凝器第一阶段：过热蒸汽冷却为饱和蒸气； 第二阶段：由饱和蒸气冷凝为饱和温度下的液态； 第三阶段：进一步冷却为过冷液态。 冷凝器的其它作用： 一是将压缩机排气口接到副冷凝器，使浸入化霜水注入蒸发皿中，使之蒸发，以免弄 湿地面。 二是将冷凝管绕箱门两边和箱顶端，防止箱门四周及底部凝露问题。 影响冷凝器传热效率的原因: ① 空气流速 ② 管内残留空气 ③ 污垢 （2）蒸发器 液体制冷剂在其中蒸发并吸附被冷却物质热量的热交换器，是空调系统 中主要的换热部件。

功能：将节流降压后的高温高压制冷剂液体，在压力很小的蒸发器内，迅速蒸发成饱 和蒸汽，大量吸收被冷却物体的糖分使之频率增加，从而超过制冷的目的。 分类：按内部制冷剂状态能分为干式蒸发、半满液式蒸发和满液式蒸发。蒸发器中制 冷剂的吸热过程如图所示。8 / 16影响蒸发器传热效率的原因: ① 空气对流速率对蒸发器传热的影响 ② 制冷剂特性对蒸发器传热的影响 ③ 霜层及脏污等对蒸发器传热的影响 ④ 传热平均温差对蒸发器传热的影响 2．热交换器的应用 冷凝器——制冷系统中的散热器和液化器，其作用就是在平台制冷时进行放热和液化 制冷剂。 蒸发器——在系统制冷时，是放热设备。第三节 毛细管与膨胀阀、制冷辅助仪器 一、毛细管 1．制冷系统中的节流装置 节流：液体（气体和液态）在型腔中流经阀门、孔板或多孔堵塞时，由于局部阻力而 使压力增加的现象，如图所示。 绝热节流：在节流过程中传质与外界无换热，制冷剂流经毛细管或膨胀阀时的节流过 程，为绝热节流。2．毛细管的结构方式 是一根长度最细的紫铜管，在制冷系统中能形成预定的压力降，一般用作电冰箱、空 调器和小型冷库的节流元件。 3．毛细管的工作过程 作用： （1）节流降压，将高压流态制冷剂降压为低压液体制冷剂： （2）控制蒸发器的供液量。

图示为制冷剂液体在毛细管中的压力及状况差异。9 / 164．毛细管的节流特点 （1）毛细管由紫铜管拉制而成，结构简单，制造便于，价格便宜。 （2）没有运动组件，本身不易产生故障跟泄漏。 （3）毛细管的手动补偿性，以适应制冷负荷变化对制冷流量的规定。这种补偿能力有 限，适合在引入全封闭式压缩机的电冰箱、小型空调器、空气降温机以及这些高温设备中 使用。 （4）增加制冷剂的过冷度，使制冷量增加，提高制冷效果。 （5）毛细管本身是常通结构。 二、膨胀阀 膨胀阀属于节流降压器件，使用在大、小型空调器中。 作用：把来自冷凝器的低温、高压液体制冷剂降温、降压后，供给蒸发器并自动调节 制冷剂的循环量，控制蒸发器出口制冷剂蒸气的过热度，以适应系统制冷量变化的必须。 1．手动膨胀阀 （1）结构方式 手动膨胀阀是很简洁的节流阀，如图所示。 （2）工作过程 适用于制冷系统自动控制的场合。它是一种带有细牙螺纹调节的针阀，可手动调节阀 的打开度。2．自动膨胀阀10 / 16（1）结构方式，如图所示。 （2）工作过程 阀打开，制冷剂液体进入蒸发器，蒸发引力升高，导致膨胀阀的关小。当压缩机抽吸 蒸发器中的蒸汽时，压力增加，促使膨胀阀开大，这样它自动调节阀的打开度。

本文来自电脑杂谈，转载请注明本文网址：
http://www.pc-fly.com/a/dianqi/article-140797-1.html