制冷空調(diào)自動化

前言

為了滿足生活、生產(chǎn)和科研活動對環(huán)境的要求，人們往往采用制冷設備對某一空間內(nèi)的空氣進行適當?shù)奶幚?，以使該空間內(nèi)空氣的溫度、相對濕度、壓力、潔凈度和氣流速度等多項參數(shù)保持在一定的范圍內(nèi)。自動化技術在制冷設備中的應用與推廣，大大提高了設備與系統(tǒng)的性能參數(shù)和經(jīng)濟指標，提高了制冷設備作為商品的附加值，改善了設備的可靠性、使用方便性和舒適性。常見的制冷設備主要有家用電冰箱、家用房間空氣調(diào)節(jié)器、冷庫、大型氨制冷裝置和中央空調(diào)系統(tǒng)等幾種形式。其制冷工藝系統(tǒng)都是由壓縮機、冷凝器、蒸發(fā)器和膨脹元件四大部件組成的。自動控制是通過自動化儀表和自控元件完成的。自動控制技術在制冷設備中的主要應用如下：（1）對制冷工藝參數(shù)（如壓力、溫度、流量等）進行自動檢測。參數(shù)檢測是實現(xiàn)控制的依據(jù)。（2）自動調(diào)節(jié)某些工藝參數(shù)，使之恒定或者按一定規(guī)律變化。（3）根據(jù)編制的工藝流程和規(guī)定的操作程序，對機器和設備執(zhí)行一定的順序、程序或智能控制。（4）實現(xiàn)自動保護，保證制冷設備的安全運行。本書的特點是：兼顧了自控原理的基礎理論，考慮了近年自控理論在現(xiàn)代控制論方面的最新發(fā)展，聯(lián)系制冷空調(diào)工業(yè)實際，由淺入深地介紹了制冷空調(diào)自動控制典型系統(tǒng)的原理和設計方法。通過全書的學習，讀者可初步定量地分析、設計制冷空調(diào)的自動控制系統(tǒng)，正確地選擇調(diào)節(jié)設備，并具備一定的系統(tǒng)調(diào)整能力。

內(nèi)容概要

本書以制冷空調(diào)為研究對象，闡述了其基本工作原理與其運行中所涉及的各類參數(shù)的調(diào)節(jié)以及各設備系統(tǒng)的控制方法、實施手段和實施過程。    本書共八章，主要內(nèi)容包括：熱力學、傳熱學和流體力學基礎，各類常用制冷裝置的基本原理及其自動控制系統(tǒng)等。通過全書的學習，學生可初步定量地分析、設計各類常用制冷空調(diào)的自動控制系統(tǒng)，正確地選擇調(diào)節(jié)設備，并具備一定的系統(tǒng)調(diào)整能力。    本書既能作為熱工、制冷、空調(diào)及其相關專業(yè)在校本科生和研究生的教材或參考書，也能作為相關領域科研工作者與工程技術人員的進修或自學讀物。    ★本書配有電子教案，需要者可登錄出版社網(wǎng)站，免費下載。

書籍目錄

第1章 熱力學基礎  1.1 熱力學基本定律    1.1.1 熱力學第一定律、熱力學能及比焓    1.1.2 熱力學第二定律及比熵  1.2 水蒸氣及其形成過程    1.2.1 飽和與非飽和狀態(tài)    1.2.2 水蒸氣的定壓發(fā)生過程  1.3 壓縮式制冷循環(huán)    1.3.1 逆卡諾循環(huán)    1.3.2 變溫熱源的逆循環(huán)    1.3.3 蒸氣壓縮式理論制冷循環(huán)  1.4 制冷劑和載冷劑    1.4.1 制冷劑    1.4.2 載冷劑  1.5 溶液熱力學基礎    1.5.1 溶液的基本概念    1.5.2 二元溶液的溫度一質(zhì)量分數(shù)圖  習題第2章 傳熱學及流體力學基礎  2.1 傳熱學基礎    2.1.1 導熱    2.1.2 對流換熱    2.1.3 熱輻射和輻射換熱    2.1.4 傳熱及換熱器    2.1.5 傳質(zhì)過程基礎  2.2 流體力學基礎    2.2.1 流體的概念及其性質(zhì)    2.2.2 流動的形態(tài)及流動阻力計算    2.2.3 泵與風機  習題第3章 空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)  3.1 空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)概述    3.1.1 空氣調(diào)節(jié)的原理與空調(diào)系統(tǒng)的分類    3.1.2 空調(diào)系統(tǒng)的組成    3.1.3 空調(diào)室內(nèi)空氣設計參數(shù)    3.1.4 濕空氣的性質(zhì)、焓濕圖及其在空調(diào)中的應用  3.2 空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)熱、濕負荷的計算    3.2.1 計算空調(diào)熱、濕負荷的目的    3.2.2 室內(nèi)熱源造成的負荷    3.2.3 室外熱源造成的負荷    3.2.4 空調(diào)房間送風量和送風狀態(tài)參數(shù)的確定    3.2.5 送風中的新風量    3.2.6 空調(diào)負荷概算指標  習題第4章 小型制冷裝置  4.1 家用房間空調(diào)器    4.1.1 家用房間空調(diào)器的分類與組成    4.1.2 家用房間空調(diào)器的結(jié)構  4.2 家用電冰箱和冷柜    4.2.1 家用電冰箱和冷柜的分類    4.2.2 家用電冰箱和冷柜的結(jié)構  4.3 家用熱泵熱水器    4.3.1 熱泵的分類與組成    4.3.2 熱泵的形式與結(jié)構    4.3.3 熱泵熱水器的分類與特點    4.3.4 熱泵的發(fā)展狀況與需要解決的問題  習題第5章 冷庫  5.1 冷庫的分類、組成及容量確定    5.1.1 冷庫的分類    5.1.2 冷庫的組成    5.1.3 冷庫的冷加工能力和冷間容量    5.1.4 冷庫各冷間制冷溫度的一般要求  5.2 冷庫的結(jié)構及建筑熱工    5.2.1 冷庫的結(jié)構    5.2.2 冷庫的隔熱和防潮    5.2.3 冷庫地坪結(jié)構的防凍處理    5.2.4 冷庫圍護結(jié)構隔熱層的計算    5.2.5 冷庫圍護結(jié)構的隔熱、防潮材料  5.3 冷庫熱負荷的計算    5.3.1 冷卻設備負荷和機械負荷的計算    5.3.2 冷間各類熱流量的計算    5.3.3 各類冷間熱負荷的經(jīng)驗數(shù)據(jù)    5.3.4 冷庫節(jié)能概要  習題第6章 自動控制概述第7章 制泠與空調(diào)系統(tǒng)的控制第8章 制冷與空調(diào)系統(tǒng)的智能控制參考文獻

章節(jié)摘錄

插圖：國內(nèi)生產(chǎn)的空調(diào)器，其換熱器大多采用波紋肋片。它比平肋片剛性好，傳熱面積可增加9％，而且由于肋片沖制成波紋形狀，因此加強了空氣擾動，破壞了層流邊界層，提高了熱交換效率。一般波紋肋片的換熱系數(shù)要比平肋片高20％。在較先進的空調(diào)器中采用了換熱系數(shù)更高的沖縫肋片。沖縫肋片與內(nèi)螺紋換熱管（在換熱管內(nèi)壁加工出內(nèi)螺紋輻射溝槽）相配合，既增加了換熱器的側(cè)換熱面積，又增加了空氣擾動，因此其換熱系數(shù)比其他形式的肋片高得多。但由于沖縫肋片易積灰塵且不易清洗，因此這類空調(diào)器最好用于環(huán)境干凈、空氣塵埃少的地方，否則肋片上積塵過多會使空調(diào)器熱交換不良，制冷量急劇下降。3）減壓元件減壓元件安裝在冷凝器和蒸發(fā)器之間，它是制冷系統(tǒng)中高壓與低壓的分界點。通過減壓元件前，制冷劑是高壓液體；通過減壓元件之后，制冷劑是低壓、低溫蒸氣。因此，減壓元件的作用就是將高壓液態(tài)制冷劑節(jié)流減壓，由冷凝壓力降到蒸發(fā)壓力，同時它還可調(diào)節(jié)蒸發(fā)器的供液量。減壓節(jié)流的大小要適當，壓力不能減得太低，只要減到液態(tài)氟利昂汽化沸騰時能充分吸收被冷卻介質(zhì)的熱量即可。同樣，進入蒸發(fā)器的制冷劑的量，也要與制冷負荷變化相適應，不能過多，也不宜過少，空調(diào)器常采用的減壓元件有毛細管和膨脹閥。（1）毛細管。毛細管雖小且結(jié)構簡單，但卻是空調(diào)器制冷系統(tǒng)中不可缺少的部件，它與整個系統(tǒng)是否匹配，會直接影響空調(diào)器的制冷量。制冷劑通過毛細管時會產(chǎn)生壓力降，若毛細管內(nèi)徑細、長度長、內(nèi)層粗糙，阻力就大，兩端壓降也大。所以，可以通過改變毛細管的長度、內(nèi)徑或內(nèi)層粗糙度來調(diào)整空調(diào)器的蒸發(fā)溫度。若要提高蒸發(fā)溫度，可以縮短毛細管的長度或增加毛細管的內(nèi)徑；反之，則可加長毛細管的長度或減小毛細管的內(nèi)徑。由于毛細管的截面積與其直徑的平方成正比，即使內(nèi)徑改變0.1 mm，也會使蒸發(fā)壓力產(chǎn)生明顯變化，因此通常采取改變毛細管的長度來微調(diào)蒸發(fā)溫度。為了確?？照{(diào)器的制冷量，生產(chǎn)廠家對每一根毛細管都做了流量測定。而一旦毛細管的內(nèi)徑、長度確定了，其流量也就確定了，所以在維修時不得隨意更換毛細管。此外，為了適應大制冷量的需要，有些空調(diào)器配有兩根或兩根以上的毛細管，它們分別與各自對應的蒸發(fā)器、冷凝器的有關部位相連，并且采用了分液器。這種結(jié)構的優(yōu)點是可以使蒸發(fā)器、冷凝器的面積得到充分利用，不會發(fā)生分液不均。

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