武漢理工大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院開放性實(shí)驗(yàn)（1）家用冰箱與空調(diào)的

1、武漢理工大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院開 放 性 實(shí) 驗(yàn) （1）冰 箱 與 空 調(diào) 的 原 理 與 維 護(hù) 管 理,主講人：甘念重,第一節(jié) 制冷技術(shù)的概述一、概述制冷最早是用來保存食品和調(diào)節(jié)空間的溫度。但制冷技術(shù)發(fā)展到今天，它的應(yīng)用已滲透到工業(yè)生產(chǎn)。農(nóng)牧業(yè)、輕工業(yè)、醫(yī)藥衛(wèi)生等部門，尤其與國(guó)防工業(yè)和各類科學(xué)研究部門直至人們生活都密切相關(guān)。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(shù)。 制冷就是從某一物體或空間吸取

2、熱量，并將其轉(zhuǎn)移給周圍環(huán)境介質(zhì)（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(shí)間內(nèi)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(shè)備綜合體稱為制冷機(jī)或制冷裝置。用于存放低溫物體的空間稱為冷藏室或冷庫(kù)。,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(shí)吸收熱量，以造成低溫。此方法雖然簡(jiǎn)單，但卻無法對(duì)冷藏溫度進(jìn)行精確調(diào)節(jié)。此外，由于冰的溶化，還會(huì)使貨物潮濕，而大量水分的存在也助長(zhǎng)了微生物的繁

3、殖，因而冰制冷僅用在不怕受潮的貨物及魚類的冷凍。2、機(jī)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(shí)際生活中得到廣泛應(yīng)用．根據(jù)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(dǎo)體制冷）．目前以壓縮制冷應(yīng)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(zhì)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(shí)，均吸收

4、大量的汽化潛熱。例如1kg質(zhì)量的水，在100℃時(shí)全部汽化，需供給539千卡熱量的汽化潛熱、根據(jù)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(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，汽化溫度為-29.8℃，在節(jié)流降壓作用下送入冷庫(kù)內(nèi)的蒸發(fā)器盤管內(nèi)蒸發(fā)，可吸收大量的汽化潛熱，降低冷庫(kù)內(nèi)食品的溫度，達(dá)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(jìn)入冷庫(kù)汽化吸熱，造成冷庫(kù)內(nèi)食品的長(zhǎng)期低溫；且使冷庫(kù)蒸

5、發(fā)器的盤管內(nèi)保持的恒定的低壓，這就需要一個(gè)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(jī)、冷凝器、膨脹閥（或毛細(xì)管）和蒸發(fā)器這四個(gè)最基本的設(shè)備組成的相互連接而又密閉的系統(tǒng)，如下圖所示。,在整個(gè)制冷循環(huán)過程中，壓縮機(jī)起壓縮和輸送制冷劑蒸汽和維持蒸發(fā)器內(nèi)低壓的作用，它是系統(tǒng)的心臟；節(jié)流閥的作用是對(duì)液態(tài)冷劑節(jié)流降壓和調(diào)節(jié)流進(jìn)蒸發(fā)器的冷劑量；蒸發(fā)器是輸出冷量的設(shè)備，冷劑借其與被冷卻物進(jìn)行熱交換；冷凝器為輸出熱量設(shè)備，蒸發(fā)器吸收

6、被冷卻物的熱量及壓縮機(jī)消耗的功所轉(zhuǎn)化的熱量，經(jīng)冷凝器被冷卻介 質(zhì)帶走。制冷循環(huán)中，壓縮機(jī)所消耗的功起補(bǔ)償作用，使制冷劑不斷從低溫物質(zhì)中吸熱并向高溫介質(zhì)放熱，完成整個(gè)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(gè)過程組成的。,第二節(jié) 家用冰箱概述一、冰箱照片實(shí)驗(yàn)室中的模型冰箱（圖1）和實(shí)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(jī)冷凝器干燥過濾器毛細(xì)管蒸發(fā)器R1

7、2（1） 冰箱的制冷系統(tǒng)組成：壓縮機(jī)、冷凝器、干燥過濾器、毛細(xì)管、蒸發(fā)器、制冷劑及管路附件等。,1、壓縮機(jī)(組)：屬于全封閉式(圖1),壓縮機(jī)為活塞滑管式; 產(chǎn)生高溫高壓氣態(tài)工質(zhì),為制冷循環(huán)提供動(dòng)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(yīng)保持冰箱兩側(cè)及后部有10-15cm的距離，保證良好的散熱。3、干燥過濾器：防止產(chǎn)生“冰塞”和“臟堵”等故障。4、毛細(xì)管：內(nèi)徑0.5-1.

8、0mm，長(zhǎng)度約為2-4m的細(xì)紫銅管構(gòu)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(nèi)部降溫。6、制冷劑:為R12(CF2Cl2),屬于中溫制冷劑,溶油性好，溶水性差，1atm下的蒸發(fā)溫度為-29.8℃,臨界溫度為112.04℃。其代替制冷劑為R134a(1atm下的蒸發(fā)溫度為-26.16℃,臨界溫度為101.1℃),根據(jù)地1987年加拿大≤蒙特利爾議定書

9、≥的規(guī)定,發(fā)展中國(guó)家2010年停止生產(chǎn)FCS(含氯氟烴-碳?xì)浠衔锏柠u族衍生物),改為HFC.ODP-臭氧層破壞系數(shù);GWP-溫室效應(yīng)系數(shù).,（2） 冰箱的電氣控制系統(tǒng)組成：?jiǎn)蜗嚯姍C(jī)、溫度控制器、啟動(dòng)器（PTC或重錘式）、過電流熱保護(hù)器、照明燈及開關(guān)。,1、啟動(dòng)器：保證壓縮機(jī)的正常啟動(dòng)（單相電機(jī)有啟動(dòng)繞組和遠(yuǎn)行繞組之分），200升的冰箱啟動(dòng)電流為6～10A，正常運(yùn)行為1-1.2A。2、溫控器：控制壓縮機(jī)的啟停，保證正常的制冷溫度。溫控

10、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(yīng)放在不同的位置。3、過電流熱保護(hù)器：①防止過電流的產(chǎn)生（對(duì)瞬間斷電也能起到延時(shí)保護(hù)作用）；②防止壓縮機(jī)高溫（一般≤90°，防止壓縮機(jī)長(zhǎng)期不停機(jī)）（3） 冰箱箱體及附件：箱體外殼一般用鋼板制成，內(nèi)壁用ABS工程塑料，外殼與內(nèi)壁之間充注了發(fā)泡隔熱層。箱門內(nèi)壁四周裝有磁性密封門條。,三、冰箱型號(hào)簡(jiǎn)介（以國(guó)產(chǎn)型號(hào)為例）（1）家用冰箱分類：A、按制冷系統(tǒng)的

11、原理：蒸汽壓縮式、蒸汽吸收式、半導(dǎo)體制冷B、按門數(shù)可分：?jiǎn)伍T→帶1/5冷凍室、雙門、多門C、按用途可分：冷藏箱（0-10℃）、冷藏冷凍箱（0-10℃、-12-18℃）、凍結(jié)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(jié)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(duì)流式。間冷式：合用一個(gè)蒸發(fā)器，用電風(fēng)扇強(qiáng)制換熱。用電熱絲加熱方法自動(dòng)定時(shí)除霜。融霜：

12、時(shí)間繼電器→定時(shí)；電動(dòng)機(jī)工作時(shí)間→積算式。,（2）家用冰箱型號(hào)：（GB8059）例如：BCD-210A□□-□□□□:B-冰箱的冰的第一個(gè)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(jìn)設(shè)計(jì)的序號(hào),四、家用冰箱星級(jí)的含義   級(jí)別　　符號(hào)　　冷凍室溫度（℃） 食品貯藏期限(天)  一星級(jí) 　* 　　　 不高于-

13、6　 　　　　　7   二星級(jí) * * 　　　 不高于-12 　　　　 30  三星級(jí) * * * 　　 不高于-18 　　　 　 90  四星級(jí) * * * * 　 不高于-18　　　　 90     俗稱的四星級(jí)冰箱并不是真正的四星級(jí)冰箱（冷凍室溫度不高于-24℃），可以稱為是高三星級(jí)冰

14、箱，識(shí)別標(biāo)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(jié)能力。冷凍箱和雙門或多門冷凍冷藏箱多為高三星級(jí)。,,第三節(jié) 家用空調(diào)概述一、空調(diào)照片實(shí)驗(yàn)室中的模型空調(diào)（圖1）和實(shí)物空調(diào)（圖2）,圖1 模型空調(diào),圖2 實(shí)物空調(diào),二、家用空調(diào)的分類1、按功能分：?jiǎn)卫溲b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、

15、一拖三）三、空調(diào)器型號(hào)簡(jiǎn)介例:空調(diào)機(jī)器型號(hào)：KFR-25G□：K□：C；F；CS窗式豎形□：功能代號(hào)：?jiǎn)卫涫?；熱泵R；電熱型D ；熱泵輔電Rd□：名義制冷量= □ ×100（W）□：分體式室內(nèi)機(jī)代號(hào)：G→壁掛式 ；L→落地式 ；D→吊頂式；Q→嵌入式,四、空調(diào)的主要指標(biāo)溫度：（夏：25℃-27℃；冬：19℃-25℃）濕度：50%-70%空氣流速（速度）：0.25-0.5m/s空氣潔凈度：臭氧發(fā)生器等五

16、、家用空調(diào)器中“匹”的含義空調(diào)的匹是指制冷量而言，大約在2300W-2500W，各個(gè)廠家給定時(shí)會(huì)有不同，對(duì)輸入功率應(yīng)按樣本上選定。,六、主要部件1、壓縮機(jī)（組）2、冷凝器3、毛細(xì)管4、蒸發(fā)器5、制冷劑為R22（理想替換工質(zhì)為R407C）6、電磁換向閥的工作原理通過電磁力的作用，推動(dòng)主閥芯動(dòng)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(guān)于壓縮機(jī)組吸入端氣液分離器的作用：①氣液分離，防止產(chǎn)生

17、液擊。②起吸氣消聲的作用。8、空調(diào)器的離心風(fēng)扇→降溫降濕；空調(diào)器的軸流風(fēng)扇→盡快排除熱量去大氣。,第四節(jié) 家用冰箱、空調(diào)的能效標(biāo)識(shí)（China Energy Label） 在我國(guó)目前電力嚴(yán)重短缺的情況下，人們已經(jīng)越來越認(rèn)識(shí)到節(jié)能的重要性，有意識(shí)地購(gòu)買相對(duì)更節(jié)能的家電產(chǎn)品，眾多企業(yè)也紛紛推出節(jié)能產(chǎn)品以回應(yīng)市場(chǎng)需求。但是，面對(duì)市場(chǎng)上五花八門的所謂節(jié)能家電，作為一個(gè)普通消費(fèi)者，該如何進(jìn)行鑒別和比較呢？即將正式實(shí)施的能效標(biāo)識(shí)就為消費(fèi)

18、者解決這一難題提供了有力的幫助。2004 年 8 月 13 日 國(guó)家發(fā)改委、國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局聯(lián)合頒布《能源效率標(biāo)識(shí)管理辦法》， 04 年 11 月國(guó)家發(fā)展改革委、國(guó)家質(zhì)檢總局和國(guó)家認(rèn)監(jiān)委制定并發(fā)布了《中華人民共和國(guó)實(shí)行能源效率標(biāo)識(shí)的產(chǎn)品目錄（第一批）》、《中國(guó)能源效率標(biāo)識(shí)基本樣式》、《家用電冰箱能源效率標(biāo)識(shí)實(shí)施規(guī)則》和《房間空氣調(diào)節(jié)器能源效率標(biāo)識(shí)實(shí)施規(guī)則》。自 2005 年 3 月 1 日 起，已經(jīng)率先從冰箱、空調(diào)這兩個(gè)產(chǎn)品開

19、始實(shí)施能源效率標(biāo)識(shí)制度。目前，已有37個(gè)國(guó)家和地區(qū)實(shí)施了能效標(biāo)識(shí)制度，取得了顯著的節(jié)能、環(huán)保和經(jīng)濟(jì)效益。,能源效率標(biāo)識(shí)（以下簡(jiǎn)稱能效標(biāo)識(shí)）是附在耗能產(chǎn)品或其最小包裝物上，表示產(chǎn)品能源效率等級(jí)及性能指標(biāo)的一種信息標(biāo)簽。目的是為用戶和消費(fèi)者的購(gòu)買決策提供必要的信息，以引導(dǎo)和幫助消費(fèi)者選擇高效節(jié)能產(chǎn)品，從而影響耗能產(chǎn)品設(shè)計(jì)和市場(chǎng)銷售，以促進(jìn)產(chǎn)品能效的提高和節(jié)能技術(shù)的進(jìn)步。 截止2005-11-21，共132家空調(diào)、電冰箱企業(yè)對(duì)其產(chǎn)品進(jìn)行備

20、案。其中空調(diào)廠家61家共3950個(gè)型號(hào)通過備案審核，冰箱廠商71家共2168個(gè)型號(hào)通過備案審核。在已通過備案的空調(diào)中，1級(jí)型號(hào)105個(gè)，占2.7%，最高能效比為4.72；二級(jí)195個(gè)，占4.9%；三級(jí)149個(gè)，占3.8%；四級(jí)678個(gè)，占17.2%；五級(jí)2822個(gè)，占71.4%。在已通過備案的電冰箱中，1級(jí)804個(gè)，占37.1%；2級(jí)668個(gè)，占30.8%；3級(jí)409個(gè)，占18.9%；4級(jí)119個(gè)，占5.5%；5級(jí)168個(gè)，占7.7%。