暖通工程师《专业知识》重点辅导(1)

自然通风原理与装置

根据流体力学原理，不论是排除室内高温或被有害物污染了的空气，还是把室外新鲜空气送进室内，其实质是造成空气的流动，而在空气流动过程中将克服门、窗等阻力。给空气造成一定的动力是通风换气的必要条件。

自然通风是利用室内外温度差所造成的热压或风力作用所造成的风压来实现换气的一种通风方式。

一、热压造成的自然通风

当车间内外空气温度不同，室内空气温度高于室外空气温度时，由于热空气重量轻，就有一股往上跑的力量。于是室外的空气就从下边的门，窗或墙上开孔处补充到房间里来。

二、风压造成的自然通风

利用自然界风的力量也可以使室内进行通风换气。比如，建筑物上有门窗，风可以从迎风面的门窗吹进来，又可以把室内的空气从背风面的门窗压出去，使车间达到通风换气的目的。

三、热压、风压同时造成的自然通风

一座建筑物，迎风面下部热压，风压作用的方向一致，进风量要比热压单独作用时大，如果迎风面上部的风压大于热压，就不能从上部开口排气，相反将变为进气，进成倒灌。

由于室外风速，方向甚至在一天内也变化不定。因此，为了保证自然通风的效果，风压在计算中一般均不予考虑。但是，风压是客观存在的，故定性地考虑风压在自然通风中的影响，仍是必要的。

四、自然通风的应用

自然通风的换气量很大，不消耗电能，同时无机机通风所产生的对人体有害的噪音。另外，它是一种最经济，最有效的通风方式。

将自然通风与作为局部送风及局部排气的机械通风合用，常常是最合理的。

五、自然通风装置

常用的自然通风装置有天窗，有的设置挡风天窗;局部自然排气管道的末端和需要加强全面通风的屋顶上的风帽;纺织厂设置的锯形厂房;炼钢厂厂房屋顶设置的井式天窗等。

自然通风进入工厂化生产，这无疑和工厂化工生产的空气调节箱一样，带来的是设备体积的缩小，排风效率的提高;同时带来整个工程造价的降低，也大大减少了暖通工程设计人员的工作量。

六、自然通风装置的选择计算

设计一个自然通风工程，计算的内容主要有三项：车间余热量Q;通风换气量G和通风装置的排风面积(喉口面积)F。

冷冻机的润滑特点

冷冻机是指压缩制冷方式所采用的压缩机，因其使用条件和压缩工作介质的不同，它不同于一般的空气压缩机。按冷冻机结构和工作原理上的差别，它与空气压缩机类似，也可分为活塞式、螺杆式、离心式等几种不同形式。冷冻机是压缩制冷设备中最重要的组成部分之一。

冷冻机的工作介质即为制冷系统中担负着传递热量任务的制冷剂，常用的制冷剂有：氟里昂、氨、溴化锂、氯甲烷等，其中氟里昂按其气化温度及化学分子式的不同有氟11(r-11)、氟12(r-12)、氟13(r-13)、氟21(r-21)、氟22(r-22)、氟113(r-113)、氟114(r-114)、氟142(r-142)等多种。上述制冷剂可分别用于低压(冷凝压力小于0.3-0.3mpa)高温(蒸发温度大于0℃)、中压(冷凝压力1-2mpa)中温(蒸发温度0—-50℃)及高压(冷凝压力大于2mpa)低温(蒸发温度小于-50℃)的制冷系统里。

冷冻机润滑的特点

1、活塞式冷冻机

在活塞式冷冻机中，需要润滑的摩擦部位有：活塞与气缸的壁面;连杆大头轴瓦与曲柄销;连杆小头轴瓦与活塞销;活塞销与活塞销座;前后滑动轴承的轴瓦和主轴颈以及主轴轴封的静动摩擦密封面等。

在小型低速冷冻机中最简单的润滑方式是飞溅润滑，即在冷冻机的曲轴箱内，借助于曲轴的连杆大头的回转搅动油面，将润滑油甩到摩擦表面使之润滑，但对有些摩擦表面润滑油难以达到，润滑不充分，易造成大的摩擦和磨损，故这种润滑方式可靠性差，已很少单独采用。

在新、老系列的冷冻机中大多采用着强制性循环润滑，即利用油泵将油强制输送到各润滑点。活塞式冷冻机的润滑多为内传动系统，即润滑系统不单独设立油箱和油泵站，而是采用冷冻机的曲轴箱兼作润滑油箱，专门的润滑泵与曲轴的一端相连，润滑装置与冷冻机构成了一个整体。

油泵经孔为0.28-0.154mm的筛网式粗滤器从曲轴箱中吸油，而后经过滤精度为10-20μm的纸质或粉末冶金式的精细滤油器将冷冻机润滑油压出，一路润滑油被送到曲轴的前端，润滑轴封、前主轴承、曲柄销及连杆小头，另一路压力油进到曲轴的后端，润滑后主轴承、曲柄销及连杆小头，此外该压力油还同时被送到油分配阀，用于控制能量调节结构。润滑系统中还应带有压力表、调压阀等必备元件，调压阀用于调节润滑油的压力并可使多余的润滑油流回曲轴箱。在该系统中气缸面是利用连杆小头挤出的油和连杆大头甩出的油实现摩擦面的润滑。

冷冻机中所采用的润滑泵通常有外啮合齿轮式油泵、内啮合齿轮式油泵(俗称月牙泵)和摆线转子式油泵(俗称梅花泵)等3种。对于外啮合齿轮泵吸压油口的位置确定后，泵的旋转方向是一定的，不可逆转，对全封闭和半封闭式冷冻机，因冷冻机机壳与电动机机壳连成一体，从外部难以辨别泵的转向，容易造成齿轮泵转向的错误而使润滑失灵，故外啮合齿轮泵在冷冻机中较少应用。对内啮合齿轮泵而言，月牙体(分开吸、压油腔，保证内外齿轮顶密封的构件)可做成具有自动定位的结构，不论齿轮的旋转方向如何都不改变吸、压油口的位置，故对油泵的转向无限制，因此在新系列封闭和半封闭式冷冻机中广为应用。摆线转子泵与内啮合齿轮泵类似，也可做到对泵的旋转方向无限制，此外摆线转子泵齿形简单，加工容易，结构紧凑，在冷冻机中有着广阔的应用前景。

2、螺杆式冷冻机

螺杆式冷冻机的润滑部位有：凸凹螺杆(亦称阴阳转子)的转动啮合部;转动的螺杆与壳体的相对滑动表面;螺杆前后的滑动轴承;主动螺杆的平衡活塞及轴端的机械密封摩擦面。在上述润滑部位均开有与压力油相通的油口。在能量调节阀上或壳体上开设的大小不同、相隔一定距离的油孔可使润滑压力油直接喷射到转子上，即可冷却润滑转子和壳体，又可对运动部位的间隙进行密封，以减少被压缩气体的泄漏，并降低运转噪声。

由于调压阀调节的润滑油的压力通常比冷凝压力高0.2-0.3mpa，润滑油量可相当于冷冻机输气量的1%-2%。润滑泵可直接用转子本身驱动，也可做成外传动式的。通常都将油分离器作为润滑系统的油箱。目前应用较广的是离心—重力型和填料—重力型的油分离器。

此外在螺杆式冷冻机中也多采用二级油分离器，二级油分离器分离出的润滑油可利用吸、排气压差不经油泵直接被压送到吸气腔，对轴承、平衡活塞等处进行润滑。在该种润滑系统中普遍采用着列管式油冷却器，使油温保持在20-50℃，冷却介质可用水或冷冻机自身的制冷剂来蒸发冷却润滑油。润滑系统中的精过滤器的进出口压差不应超过0.1mpa，否则应清洗或更换滤芯。

3、离心式冷冻机

离心式冷冻机的主要润滑部位是增速齿轮、主轴承及轴端的机械密封。通常齿轮箱可兼做润滑油箱，其中装有电加热器可对润滑油进行预热，油泵用于将油抽送到专设的高位油箱，再由高位油箱把油引到所需的润滑部位，该种方式可防止油泵供油系统突然故障或冷冻机突然断电停机时，油泵无油供给而冷冻机仍保持运转或借惯性继续高速回转，因无润滑而造成设备摩擦部位的“烧伤”或“咬合”事故。

冷冻机润滑油的选用

鉴于冷冻机特殊的工作性质，对起润滑介质也提出了某些相应的具体要求，为此而研制了专用冷冻机润滑油。

在选用润滑油时，应根据冷冻机的型式、所用制冷剂的类型及其蒸发温度、以及冷冻机的具体工作条件(如速度高低、负荷大小、工作环境等)加以综合分析比较，以便确定冷冻机润滑油的具体规格或牌号。

对小型低速(平均线速度小于2m/s)双缸活塞式冷冻机可选用n15或n22号冷冻机油，对大、中型高速(平均速度大于3m/s)多缸活塞式冷冻机可选用n32或n46的冷冻机油，对排气温度高、负荷重，使用条件特别恶劣的活塞式冷冻机可选用n68的冷冻机油;对喷油润滑的螺杆式冷冻机可选用n32、或n46冷冻机油;对小型干式(非喷油润滑)螺杆式冷冻机和离心式冷冻机，因润滑油可不与制冷剂接触，可按齿轮箱和主轴承的负荷情况选用n32或n46的冷冻油，也可选用粘度等极相当于l-tsa32或l-tsa46的汽油机油。