【正文】 1，但有毒 ,在化學(xué)工業(yè)和食品工業(yè)中以及中央空調(diào) (歐洲 )都重新得到了應(yīng)用；二氧化碳 —ODP=0和 GWP=1,采用跨臨界循環(huán)的熱泵提供熱水 , ,RAC和 PAC等 ,但易燃易爆 ,這非常不利。水—ODP=0和 GWP1,用于冷凝溫度較低的水冷冷水機組以及冰蓄冷機組。 （ 2） R22 是氫氯氟烴化合物（ HCFCs）制冷劑的代表，曾經(jīng)被廣泛用于各種空調(diào)系統(tǒng)。 R22 物理性質(zhì)如下：無色，無味，不燃燒，不爆炸，毒性比 R12略大，但仍然不屬于易溶于水的物質(zhì)因為溶 水性比 R12 稍大同為一個數(shù)量級。對 R22，含水量仍然限制在 ％以內(nèi)。同時系統(tǒng)內(nèi)應(yīng)裝設(shè)干燥器。 R22 化學(xué)性質(zhì)不如 R12 穩(wěn)定。 R22 制冷劑比 CFCs 多含了氫，導(dǎo)致 CFCs 的化學(xué)性質(zhì)比它還要穩(wěn)定，當(dāng)釋放 R22 到較低的大氣中時就會分解，只有很少的部分會到達臭氧層。所以雖然氫氯氟烴化合物也含有氯，但是它的臭氧消耗潛能為 R12 的 5％左右。同時 R22 曾是被廣泛應(yīng)用的高能效比的冷媒。 （ 3） R23，又名三氟甲烷，分子式為 CHF3，無色無臭氣體。分子量為 ，蒸汽壓 2504kPa(20℃ ) ，熔點 155℃ ，沸點 84℃ ， 溶于水相 對密度 ( 水=1)(80℃ )；相對密度 (空氣 =1)，物理和化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。是不燃?xì)怏w，主220L 空氣源熱泵熱水器設(shè)計 要用于制作低溫致冷劑有時候作為滅火劑和制造四氟乙烯的原料。屬低毒類，但受熱分解釋出劇毒的煙霧。 (4) R404a 是一種近共沸混合制冷劑，其組成成分為 R125/R143a/R134a，質(zhì)量配比為 44/52/4。 R404a 相對分子質(zhì)量為 ，臨界溫度為 ℃ ，臨界壓力 ，標(biāo)準(zhǔn)泡點 ℃ ，可用于 60～ 25℃ 的制冷溫度范圍，如低溫冷、速凍機等裝置 的制冷系統(tǒng)。在本系統(tǒng)中考慮到經(jīng)濟成本問題，壓縮機選型計算以及截流機構(gòu)等其他零部件的選擇問題，可選用 R404a 作為高溫級制冷劑 [11] （ 5） R407C 近年來， Vince 研究了用 R407C 在熱泵熱水器中應(yīng)用，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在熱泵系統(tǒng)中， R407C 熱泵熱水器的熱水加熱能力明顯高于 R22 系統(tǒng)，但是， R407C 系統(tǒng)的耗能也有所增加，使得它在高水溫時的 COP 低于 R22系統(tǒng)。如果使用專門為 R407C設(shè)計的蒸發(fā)器， COP就會比 R22系統(tǒng)明顯提高 20%，這是預(yù)料之外的，水加熱功率也會隨之提高 3%。 R407C 和 R22 有很接近的制冷量，壓力差不多一樣，需要對整個系統(tǒng)做出的改動小。但其傳熱特性實在較差，需用酯類潤滑油更換 R22 的潤滑油。 （ 6） R410A：是一種新型環(huán)保制冷劑，不破壞臭氧層，工作壓力為普通 R22空調(diào)的 ，制冷（暖）效率更高。提高空調(diào)性能。同時 R410A 不含氯元素，因此不可能與臭氧層發(fā)生連鎖反應(yīng)，既不會破壞臭氧層也不對環(huán)境造成。 （ 8） R134a 制冷劑是一種新型無公害制冷劑，屬于氫氟化碳化合物（四氟乙烷）。它具有與 R22相似的熱物理性質(zhì)，它的標(biāo)準(zhǔn)沸點為 ℃ 。但因為其臭氧消耗潛能為零，所以溫室效應(yīng)潛能應(yīng)該在 ~。常溫常壓下 R134a 是無色，有輕微的氣味，不易燃，對皮 膚眼睛無不會產(chǎn)生刺激，也不會引起皮膚過敏反應(yīng)，這一點很不錯，但 長時間暴 露 仍然會產(chǎn)生輕微毒氣，所以工作場所應(yīng)通風(fēng)良好， R134a 是不溶于礦物油的制冷劑，他采用脂類油、合成油（往復(fù)式壓縮機用）或烷基苯油（旋轉(zhuǎn)式壓縮機用）來滿足壓縮機的潤滑要求。 從系統(tǒng)運行來看，由于冬季溫差較大，所以冬季運行時制熱系數(shù)相對較低，而且壓比較大，對壓縮機等設(shè)備運行會產(chǎn)生很大影響，因此熱泵熱水器最好在夏季和過渡季運 行安全合理地發(fā)揮熱泵的效能； R22 的排氣溫度最高，不利于系統(tǒng)的運行，加之對大氣臭氧層有破壞作用，因此替代在所難免； R134a 的制熱系數(shù)最大， 不含氯原子，對臭氧層不起破壞作用，具有良好的安全性能（不易燃、不爆炸、無毒、無刺激性、無腐蝕性） 具有廣闊的市場前景。根據(jù)以上分析，本文220L 空氣源熱泵熱水器設(shè)計 推薦在熱泵熱水器中使用 R134a 制冷工質(zhì)。但是使用 R134a 要加強干燥防水措施，防止對設(shè)備和管道腐蝕，這點要特別值得注意。 壓縮機 壓縮機概述 壓縮機在蒸汽壓縮式制冷空調(diào)系統(tǒng)中，壓縮機決定著系統(tǒng)制冷能力大小的關(guān)鍵，它是制冷系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，對循環(huán)熱力系統(tǒng)的各種運行性能、噪聲、振動、維護和使用壽命產(chǎn)生最直接的影響。它是整個制冷系統(tǒng)的動力來源，它在消耗一定的電功后，可以吸收來自蒸發(fā)器的制冷劑蒸汽，并把它進行壓縮，一般可以壓縮到冷凝壓力然后在輸送到冷凝器中去，從而保證制冷劑蒸汽能在常溫下冷凝液化，從而使得制冷循環(huán)得以順利進行，因而人們形象地稱之為制冷設(shè)備的心臟。 制冷壓縮機按密封結(jié)構(gòu)形式可分為開啟式壓縮機、半封閉式壓縮機和全封閉式壓縮機。大部分 15KW 以下的小容量制冷壓縮機大多采用全封閉式壓縮機。這是多年的資料研究發(fā)現(xiàn)的 。全封閉式壓縮機中電動機和壓縮機是連在一塊的不可分割的，然后一塊放在一個密閉的機殼中，使用可靠性高，壽命長，運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪音低，體積小，使用于小制冷量系統(tǒng)中。由于此次設(shè)計的空調(diào)系統(tǒng)的制冷量為， 因此本設(shè)計選用全封閉式制冷壓縮機 。 由于壓縮機是制冷技術(shù)中含量最高，利潤較大，生產(chǎn)代價最大的關(guān)鍵部件。因而，國際上對制冷壓縮機的研究從未停止過，無論從傳熱流動、噪聲振動、摩擦潤滑、材料材質(zhì)、加工工藝到性能還是可靠性，從分析其運行機制、理論性質(zhì)研究到機械部件結(jié)構(gòu)、測試技術(shù)等，幾乎無所不包。每年都有大量的研究成 果和文獻出現(xiàn)，也能夠觀察到因之帶來的進步和收益。同時近年來，國內(nèi)制冷壓縮機的研究與技術(shù)進步也取得了可喜的進展，特別是在冰箱壓縮機行方向有關(guān)的行業(yè)。冰箱壓縮機的性能系數(shù)從幾年前的 左右發(fā)展到今天有數(shù)家國內(nèi)冰箱壓縮機企業(yè)最高達到 [13]，從而在一定程度上促進了制冷設(shè)備的發(fā)展。 壓縮機的比較 一 滾動轉(zhuǎn)子式壓縮機 滾動轉(zhuǎn)子式壓縮機是常見到的家用空調(diào)壓縮機之一。滾動轉(zhuǎn)子式壓縮機惡化往復(fù)式壓縮機相比結(jié)構(gòu)簡單得多 , 不復(fù)雜，而且體積小比同樣制冷量的往復(fù)式壓縮機體積可減少 60%、占用空間少， 很輕，重量減少 35% ,零件減少 50 %、零部220L 空氣源熱泵熱水器設(shè)計 件少 ,這就是說同樣情況下，易損壞的零件要少。這種壓縮機只進行旋轉(zhuǎn)運動 ,不需將旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)變?yōu)閬砘氐姆磸?fù)運動，從運轉(zhuǎn)平穩(wěn)度來說，更為平穩(wěn)，其他的比如噪聲低，靠譜等等，從結(jié)構(gòu)上說，制作余系小，不用考慮膨脹氣體的干擾了，另外還沒有吸氣閥，減少流動阻力，結(jié)果就使得容積效率高，能效比高。但這種壓縮機對零件加工精度要求高 ,比活塞式的壽命短；致命的是這樣的壓縮機只有一個偏心布置的轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)動起來噪聲很大，如果是功率大的機組，氣缸分類多，品種雜亂。而且為了便于管理和降低成本，使零、 部件通用化程度較高 ,同質(zhì)化明顯，就是說凡是一個系列的零件都相似，配備起來方便，而且都是有規(guī)定的功率段的產(chǎn)品。一般情況下我們通過提高加工精度和裝配精度來提高壓縮機的COP，對壓縮機進行多方面的優(yōu)化設(shè)計，改進排氣閥的安裝或者結(jié)構(gòu)，增大發(fā)電機疊片的厚度等等還可以采用硅鋼片和提高槽前率等多方面來實現(xiàn)；降低壓縮機噪聲主要減少震動或者緩沖壓力帶來的額跳動，并且設(shè)計好的消聲器，控制好動態(tài)平衡和靜態(tài)平衡等，常通過改進材料，加強控制 ,強化實驗手段來提高壓縮機的可靠性 ,特別加工和設(shè)計保護元件和連接元件等來確保電機可靠性。利用徹 底清除垃圾、應(yīng)用高強度材料、進行各種試驗以及根據(jù)不同情況確保壓縮機的可靠性。 二 渦旋式壓縮機 渦旋式壓縮機是一中新型的壓縮機，它也是家用空調(diào)壓縮機結(jié)構(gòu)型式之一。長期以來 , 由于軸向力不能穩(wěn)定平衡 , 防自轉(zhuǎn)機構(gòu)不靈活 ,軸向、徑向密封不完善 , 以及渦形盤加工困難 , 故未達到實用化程度。直至 70 年代后 , 經(jīng)美、日等國的研究確保渦旋式壓縮機走上正途，可以實用化，很多跨國公司比如開利等都會生產(chǎn)這種壓縮機，他們主要特點就是：沒有吸氣閥、排氣閥，壓力損失減少，壓縮室壓差小，無余系容積，容積效率高，可靠性高，功 耗小。渦旋式運動能夠減少力矩的變化形成壓縮腔從而降級噪音，震動減少。其結(jié)構(gòu)簡單，這就使得零部件損壞的量少，體積小。對液擊不是很敏感。另外它的轉(zhuǎn)速很高，便于實現(xiàn)變頻控制從而調(diào)節(jié)制冷量。采用一種背壓可自動調(diào)節(jié)的可控推力機構(gòu)。這樣的話可以保持縱向蜜蜂，減少機械損傷，防止偶爾出現(xiàn)的高壓，確保壓縮機安全。還有將氣體注入循環(huán)，提高運行效率和節(jié)能，減少壓縮機開機頻率和停機頻率，控制室溫變化，可以實現(xiàn)舒適的空調(diào)。最后就其加工工藝來說，制造精度高，加工精密，成本較高，總體來說，其綜合性能稍遜滾動轉(zhuǎn)子式，特別適合于低噪聲的要求 ，目220L 空氣源熱泵熱水器設(shè)計 前多用在大功率的高檔次空調(diào)器上，是產(chǎn)品中的佼佼者。 目前渦旋式壓縮機的發(fā)展趨勢主要在： ① 進一步改進渦旋盤加工制造工藝 , 降低成本； ② 提高加工和裝配精度 , 合理考慮實際運行中密封間隙，降低泄漏損失 , 進一步提高效率； ③ 究變轉(zhuǎn)速下渦旋式壓縮機性能 , 提高工作轉(zhuǎn)速； ④ 研究開發(fā)自轉(zhuǎn)型渦旋式壓縮機等。 三 往復(fù)式活塞式壓縮機 往復(fù)式制冷壓縮機始終都是應(yīng)用廣泛的一種機型，廣泛應(yīng)用于中、小型制冷裝置中，按其結(jié)構(gòu)分為滑管式和連桿式壓縮機兩類。 （ 1）滑管式壓縮機 滑管式壓縮機最早產(chǎn)生與 1960 年左右，它也是往復(fù)活塞式的 一種典型。其特點就是結(jié)構(gòu)很簡單那、成本比較低，制作工藝好，加工零部件的加工精度要求不是很精密，也就是說要求不是很高，制造和裝配都比較容易，所以發(fā)展迅速。目前這類壓縮機在國內(nèi)外的電冰箱等小型制冷設(shè)備生產(chǎn)中應(yīng)用比較常見，然而缺點也很明顯，就是活塞與缸壁間的力矩很大，摩擦耗散功大，能效偏低，因此滑管式壓縮機正在進入低谷或者說是衰退期，將逐漸被連桿式的壓縮機或旋轉(zhuǎn)式壓縮機所取代。 （ 2）連桿式壓縮機 連桿式壓縮機也屬往復(fù)活塞式 ,是制冷設(shè)備中采用時間較早的一種。其特點是運轉(zhuǎn)比較平穩(wěn)、噪聲低、不易磨損、可以長時間用、能 效比顯著、工作很可靠，但是零部件多而且雜亂，且零部件形狀都不一樣，形狀精細(xì)而復(fù)雜，加工精度高，工藝難度很大，因此其發(fā)展一度受到限制，在電冰箱及其它小型制冷設(shè)備中正在逐漸被渦旋式壓縮機所取代。近幾年來隨著機械工業(yè)的不斷發(fā)展，其結(jié)構(gòu)也有了很大改進，目前連桿式壓縮機已經(jīng)成為電冰箱壓縮機的主導(dǎo)產(chǎn)品，總需求量有很大的提高。 四 離心式壓縮機 離心式壓縮機是一種高速運轉(zhuǎn)的壓縮機。氣體經(jīng)過高速運轉(zhuǎn)的葉輪被加速至高速度 后，再在環(huán)形通道中將速度動能變?yōu)閴毫ξ荒埽瑥亩岣邭怏w的壓力。此類型壓縮機是按照安裝的工作輪數(shù)量的多少來 定義分級的，分為一級式和多級式。比如只有一個工作輪，就成為一級離心式壓縮機，如果由多個工作輪串聯(lián)起來，就稱為多級離心式壓縮機。在空調(diào)中，由于壓力增高較少，所以一般都是采220L 空氣源熱泵熱水器設(shè)計 用單級，其他類型的離心式至冷壓縮機都是多級的，單級離心式壓縮機主要構(gòu)成有工作輪、蝸殼管等組成、壓縮機工作時候制冷劑蒸汽從西氣口流向吸氣室，并在吸汽室的導(dǎo)流作用引導(dǎo)由蒸發(fā)器 (或中間冷卻器 )來的制冷劑蒸汽平均進入高速旋轉(zhuǎn)的工作輪，工作輪也稱為葉輪，他是離心式制冷壓縮機的重要部件，一邊由于受離心力的作用，在葉片槽道中作擴壓流動。 離心式制冷壓縮機的 特點與特性：離心式制冷壓縮機與活塞式制冷壓縮機相比較，具有下列優(yōu)點：單機制冷量大，在制冷量相同時它的體積小，占地面積少，重量較活塞式輕 5～ 8 倍；由于它沒有汽閥活塞環(huán)等易損部件，也沒有連桿機構(gòu)，可以說因此工作可靠，噪音小，操作簡單，維護費用低；能經(jīng)濟方便的調(diào)節(jié)制冷量且調(diào)節(jié)的范圍較大；對制冷劑的適應(yīng)性差 [14]，一臺結(jié)構(gòu)一定的離心式制冷壓縮機只能 適應(yīng)一種制冷劑；離心式壓縮機在大冷量范圍內(nèi)（大于 1500kw）仍保持優(yōu)勢，這主要是受益于在這個冷量范圍內(nèi)，它就有很高的系統(tǒng)效率，這種是無法超越的，離心式壓縮機的運動零件 簡單并且比較少，而且制造精密程度遠(yuǎn)比螺桿式壓縮機低很多，這就引起了制造費用相對較低的特點。 五 螺桿式壓縮機 螺桿式壓縮機是主要靠轉(zhuǎn)子的相互嚙合，它們是帶有螺旋齒槽的，形成有齒形的基元容積的變化。螺桿式空氣壓縮機的工業(yè)生產(chǎn)始于 1950 年，由于結(jié)構(gòu)簡單、易損件少、外形比較緊密、質(zhì)量依然很輕、排氣溫度低、氣體中可以帶有塵等優(yōu)點 ,在國內(nèi)外得到了飛速的發(fā)展。在操作上 , 螺桿壓縮機是壓縮機中最簡單的類型之一。在成本上，螺桿式壓縮機和往復(fù)的、重型水冷卻式壓縮機相比 , 每單位馬力的原始投資要低 30 %[15]。 綜上 所述可知：就壓縮機的性能來講，渦旋式最好，滾動轉(zhuǎn)子式次之，往復(fù)式最差；就成本價格而言，相同制冷能力的壓縮機，渦旋式最高，往復(fù)式最低，滾動轉(zhuǎn)子式介于其中；不同的壓縮機其安全運行工況范圍是不同的，通常活塞壓縮機能夠更好地適應(yīng)高的壓差和低的環(huán)境溫度。 冷凝器 冷凝器概述 冷凝器是空調(diào)裝備中的主要部件之一，它是一種換熱設(shè)備，其主要功能就是將壓縮機排出的高溫高壓制冷劑蒸汽冷卻成液態(tài)，此過程放出的熱量被冷卻介質(zhì)220L 空氣源熱泵熱水器設(shè)計 吸收，然后隨之排放到周圍環(huán)境中，過熱蒸汽在冷凝器中放熱而變成液體時，過程一般如下： 制冷劑蒸汽先是會在冷凝器中被過熱蒸汽冷卻為干飽和蒸汽，放出大量的熱量，由于干飽和蒸汽遇冷要冷