制冷机组余热回收讲义.docx
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制冷机组余热回收讲义
中央空调制冷机组余热回收讲义
一.常用计量单位：
1.压力：
1）米制单位：
公斤力每平方厘米：
Kg/cm²;
标准大气压：
符号：
atm，海平面大气压力。
换算：
1atm=760mmHg=101.325KPa=0.98Kg/cm²。
2）.国际制单位：
帕：
Pa（N/m²）;1000Pa=1KPa;
Pa=10Pa=1MPa
单位换算：
1Kg/cm²=0.1MPa=100KPa;
2．热、能、功单位：
A．米制单位：
卡（Cal）:
1公斤水温度升1℃所需热能。
1000Cal=1Kcal（大卡）。
千瓦时：
Kwh；
B．国际单位：
焦耳（J）、千焦耳；
3．热流、功率单位：
A．米制单位：
千卡每小时；Kcal/h;
B．国际单位：
瓦（W）、千瓦（KW）；
换算：
1千瓦（KW）=860Kcal（大卡）/h;
1RT=3.517Kw
4.制冷系数=制冷量÷消耗功
能效比（COP）：
每耗电1千瓦得到制冷量。
二．空气调节：
空气调节是一门维持室内良好热环境技术。
热环境是指室内空气温度、湿度、空气流动速度、洁净度、新鲜度等。
空调系统作用是根据使用对象要求使各参数达到规定指标。
空调系统组成五个部分：
空气处理设备；冷源和热源；空调风系统；空调水系统；控制、调节装置。
三．提供冷源方式——蒸气压缩式制冷循环：
1．原理：
液体蒸发时吸收热量，
2.基本概念：
1）液体沸腾温度（饱和温度）随液体所处压力而变化，压力越低液体饱和温度也越低；如：
1Kg液态R22在0.584Mpa压力时沸腾温度为5℃，吸热量（制冷量）为201.246KJ/Kg；在0.64MPa压力时沸腾温度为8℃，吸热量（制冷量）为198.695KJ/Kg。
不同液体沸腾温度及压力、吸热量也各不相同。
因此，只要根据制冷所用液体（制冷剂）热力性质，并创造一定压力条件，就可获得所要求低温。
2）．制冷工质：
（制冷剂、冷媒、雪种）；
常用有：
氨（R717）、氟里昂等；
氟里昂：
R11：
一氟三氯甲烷
R12：
二氟二氯甲烷
R13：
三氟一氯甲烷
R22：
二氟一氯甲烷
R23：
三氟甲烷
R134a：
四氟乙烷；
R123：
三氟二氯乙烷；
3）．载冷剂：
传递冷量物质，空调一般是用水做载冷剂。
4）．制冷量：
单位——千瓦（Kw）、大卡（Kcal）、冷吨（Rt）；
1千瓦（Kw）=860大卡（Kcal）；
1冷吨（Rt）=3.517Kw=3024Kcal;
100Rt=351.7Kw=30万Kcal
冷吨（美）定义：
是以24小时能把1吨（美）=2000磅0℃水冻成0℃冰制冷能力定为制冷能力单位，即RT。
5）.冷凝温度：
气体液化时温度（在一定压力下）。
同一物质冷凝温度是随压力变化而变化。
3．制冷循环主要设备：
压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器四大主件组成。
用人为方法使制冷剂在密闭系统内进行物态（气态、液态）变化，达到连续、稳定提供冷量一套制冷装置。
示意图：
R22气体温度58℃~90℃
冷
却
水
R22液体温度35℃~40℃
膨胀阀
冷
制冷循环各个参数：
（制冷剂R22）
制冷工质在蒸发器内参数：
气态：
压力0.64Mpa；温度8℃；
压缩机出口：
气态：
压力1.5Mpa；温度85℃；
冷凝器内参数：
液态：
压力1.5Mpa；温度37℃；
冷却水温度：
出口温度：
37℃；进口温度：
32℃；
冷冻水温度：
出口温度：
8℃；进口温度：
13℃。
由于压缩机机型不同，以上各参数也不尽相同。
1）压缩机：
压缩机分类：
活塞式压缩机、螺杆式压缩机、离心式压缩机、涡旋式压缩机等。
2）冷凝器及蒸发器：
一般是卧式壳管式；九十年代研制出板式换热器，已经被一些生产厂家在小型制冷机组上采用。
3）节流膨胀阀：
1）功能：
降压
2）类型：
A.热力膨胀阀：
由感温包、膜片等组成。
B.浮球阀：
保持蒸发中液位恒定。
C．电子膨胀阀。
四．制冷机组节能：
1．制冷机组热回收：
1）中央空调制冷机组制冷循环：
中央空调制冷机组向空调末端输送8℃左右冷冻水，在空调末端吸收室内热量后，水温升高至13℃左右。
冷冻水回到蒸发器，又被冷媒冷却至8℃左右。
冷冻水带回室内热量被冷媒吸收，冷媒经压缩机压缩，温度升高至58℃~90℃，使冷媒处于过热状态。
进入冷凝器被冷却水冷却至37℃左右，37℃左右冷却水经水泵输送到屋顶冷却塔喷淋冷却，冷却塔风机将热量排到大气中去。
整个过程消耗是电。
冷
冻
冷却塔水
冷
却
水
风机盘管
2）冷凝热：
冷媒被压缩机压缩后，冷媒携带热量进入冷凝器，该热量就是冷凝热。
冷凝热包括冷冻水从室内吸收热量、压缩机电机发热及冷媒被压缩产生热量和气体冷媒在管道内高速流动产生摩擦热。
因此，冷凝热大于制冷量，如：
活塞机组冷凝热是制冷量1.3倍；离心机最低也达到1.15倍。
3）冷凝热回收：
A．制冷机组压缩机排出冷凝热是通过冷却水带到屋顶冷却塔排到大气中去。
余热回收技术就是回收冷凝热，在机组压缩机出口处及冷凝器之间安装一个热回收装置，该装置使高温气体冷媒及待加热20℃自来水进行热交换，将冷媒温度降下来；同时使水温提高到50℃左右。
把排到大气中去废热变为有用热源，替代燃油及电加热酒店生活热水。
同时，冷凝热被吸收后降低冷却水和冷却塔负荷，也有节电效果。
B．示意图：
自来水
膨胀阀
C．确定热水量和水温：
T
85℃过热状态
40℃饱和状态
过冷状态
QQ1Q2Q3
A．可利用热能计算：
查制冷剂压焓图，计算出过热状态和饱和状态焓值。
B．根据可利用热焓值，计算水流量和流速。
C．设计热交换器：
换热面积、容积、流道形式、口径等。
2．冷凝热回收几个问题：
（1）对机组影响：
a.降低了冷凝压力，也就是降低压缩机排气压力。
b.降低了冷凝温度,提高机组制冷量。
根据计算：
冷却水温度（冷凝温度）每降低1℃；机组制冷量可提高1.3%。
冷凝热回收后，如果冷却水流量不变，冷凝温度可降低3~5℃；可提高机组制冷量4%左右，节电效果明显。
C．由于在机组冷凝器之前串联一个热采集器，排气管道增加弯头等，排气阻力会有所加大，一般会使压力增加0.3Kg/cm²（30Kpa）,管道设计得好会低于30Kpa。
（2）不是所有制冷机组都可以进行热回收改造：
如：
A.排气温度低于50℃机组;
B.负压机组，冷媒R11。
C.排气管不好接机组。
如：
约克机组；
D.带节能器机组，如：
特灵两级、三级压缩离心机组。
这些制冷机组一般都不好进行热回收改造。
（3）热回收发展趋势：
由于余热回收有利于节能，所以国内已经有些设备生产厂家，制造出带热回收中央空调制冷机组。
相信在不很长时间里，将会买到既能制冷又能出热水各种机型中央空调机组。
五．蓄冷技术：
蓄冷方法有显热蓄冷和相变潜热蓄冷两大类。
显热：
物体被加热或冷却时物体只有温度变化，而无形态变化所得到（或放出）热量。
潜热：
物体温度不变，仅有状态变化（相变）时，所吸收（或放出）热量，
1．蓄冷空调基本原理：
水泵
节流阀空
调
换
热
器
水泵
压缩机
2.冰蓄冷空调：
相变潜热蓄冷
冰相变潜热量是：
335.2KJ/Kg；
载冷剂：
乙二醇溶液；
3．高温水蓄冷：
在液体冷媒即将进入节流阀之前，利用低温水降低冷媒温度（从32℃左右降低到12℃~15℃）。
也可以说是把夜间储存冷量在白天机组运行时带到机组蒸发器里去。
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