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制冷原理
作者:admin  来源:本站  发表时间:2019/3/15 12:28:32  点击:96
制冷系统 本词条由“科普中国”科学百科词条编写与应用工作项目 审核 。 一般制冷机的制冷原理压缩机的作用是把压力较低的蒸汽压缩成压力较高的蒸汽,使蒸汽的体积减小,压力升高。压缩机吸入从蒸发器出来的较低压力的工质蒸汽,使之压力升高后送入冷凝器,在冷凝器中冷凝成压力较高的液体,经节流阀节流后,成为压力较低的液体后,送入蒸发器,在蒸发器中吸热蒸发而成为压力较低的蒸汽,再送入压缩机的入口,从而完成制冷循环。 [1] 中文名 制冷系统 外文名 Refrigeration system 主要部件制冷剂等 常用制冷剂 氟里昂12等 组 成制冷剂和四大机件 原 理 通过状态变化,进行热量交换 目录 1 制冷系统概述 2 系统组成 ▪ 压缩机 ▪ 冷凝器 ▪ 节流元件 ▪ 蒸发器 3 制冷原理 4 部件构成 5 制冷剂 ▪ 氟里昂12 ▪ 氟里昂22 ▪ R410A 制冷系统概述编辑 利用外界能量使热量从温度较高的物质(或环境)转移到温度较低的物质(或环境)的系统叫制冷系统。 制冷系统可分为蒸气制冷系统、空气制冷系统和热电制冷系统。其中蒸气制冷系统又可分为蒸气压缩式、蒸气吸收式和蒸气喷射式。 [2] 系统组成编辑 主要部件组成 制冷系统由制冷剂和四大机件,即压缩机,冷凝器,膨胀阀,蒸发器组成。 压缩机 压缩机是制冷循环的动力,它由电动机拖动而不停地旋转,它除了及时抽出蒸发器内蒸气,维持低温低压外,还通过压缩作用提高制冷剂蒸气的压力和温度,创造将制冷剂蒸气的热量向外界环境介质转移的条件。即将低温低压制冷剂蒸气压缩至高温高压状态,以便能用常温的空气或水作冷却介质来冷凝制冷剂蒸气。 [3] 冷凝器 冷凝器是一个热交换设备,作用是利用环境冷却介质(空气或水),将来自压缩机的高温高压制冷蒸气的热量带走,使高温高压制冷剂蒸气冷却、冷凝成高压常温的制冷剂液体。值得一提的是,冷凝器在把制冷剂蒸气变为制冷剂液体的过程中,压力是不变的,仍为高压。 节流元件 高压常温的制冷剂液体直接送入低温蒸发器、根据饱和压力与饱和温度——对应原理,降低制冷剂液体的压力,从而降低制冷剂液体的温度。将高压常温的制冷剂液体通过降压装置——节流元件,得到低温低压制冷剂,再送入蒸发器内吸热蒸发。在日常生活中的冰箱、空调常用毛细管作为节流元件。 蒸发器 蒸发器也是一个热交换设备。节流后的低温低压制冷剂液体在其内蒸发(沸腾)变为蒸气,吸收被冷却物质的热量,使物质温度下降,达到冷冻、冷藏食品的目的。在空调器中,冷却周围的空气,达到对空气降温、除湿的作用。蒸发器内制冷剂的蒸发温度越低,被冷却物的温度也越低。在冰箱中一般制冷剂的蒸发温度调整在-26℃~-20℃,在空调器中调整在5℃~8℃。 [4] 制冷原理编辑 单级蒸汽压缩制冷系统,是由制冷压缩机、冷凝器、节流阀和蒸发器四个基本部件组成。它们之间用管道依次连接,形成一个密闭的系统,制冷剂在系统中不断地循环流动,发生状态变化,与外界进行热量交换。 液体制冷剂在蒸发器中吸收被冷却的物体热量之后,汽化成低温低压的蒸汽、被压缩机吸入、压缩成高压高温的蒸汽后排入冷凝器、在冷凝器中向冷却介质(水或空气)放热,冷凝为高压液体、经节流阀节流为低压低温的制冷剂、再次进入蒸发器吸热汽化,达到循环制冷的目的。这样,制冷剂在系统中经过压缩、冷凝、节流、蒸发四个基本过程完成一个制冷循环。 [5] 在制冷系统中,蒸发器、冷凝器、压缩机和节流阀是制冷系统中必不可少的四大件,这当中蒸发器是输送冷量的设备。制冷剂在其中吸收被冷却物体的热量实现制冷。压缩机是心脏,起着吸入、压缩、输送制冷剂蒸汽的作用。冷凝器是放出热量的设备,将蒸发器中吸收的热量连同压缩机做功所转化的热量一起传递给冷却介质带走。节流阀对制冷剂起节流降压作用、同时控制和调节流入蒸发器中制冷剂液体的数量,并将系统分为高压侧和低压侧两大部分。实际制冷系统中,除上述四大件之外,常常有一些辅助设备,如电磁阀、分配器、干燥器、集热器、易熔塞、压力控制器等部件组成,它们是为了提高运行的经济性,可靠性和安全性而设置的。 [6] 部件构成编辑 空调机根据冷凝形式可分为:水冷式和空冷式两种,根据使用目的可分为单冷式和制冷制暖式两种,不论是哪一种型式的构成,都是由以下的主要部件组合而成的。 制冷系统主要部件有压缩机、冷凝器、蒸发器、膨胀阀(或毛细管、过冷却控制阀)、四通阀、复式阀、单向阀、电磁阀、压力开关、熔塞、输出压力调节阀、压力控制器、贮液罐、热交换器、集热器、过滤器、干燥器、自动开闭器、截止阀、注液塞以及其它部件组成。 电气系统主要部件有电机(压缩机、风机等用)、操作开关、电磁接触器、连锁继电器、过电流继电器、热动过电流继电器、温度调节器、湿度调节器、温度开关(除霜、防止结冻等用)。压缩机曲轴箱加热器,断水继电器,电脑板及其它部件组成。 [7] 控制系统由多个控制器件组成,它们是: 制冷剂控制器:膨胀阀、毛细管等。 制冷剂回路控制器:四通阀、单向阀、复式阀、电磁阀。 制冷剂压力控制器:压力开闭器、输出压力调节阀、压力控制器。 电机保护器:过电流继电器、热动过电流继电器、温度继电器。 温度调节器:温度位式调节器、温度比例调节器。 湿度调节器:湿度位式调节器。 除霜控制器:除霜温度开关、除霜时间继电器、各种温度开关。 冷却水控制:断水继电器、水量调节阀、水泵等。 报警控制:超温报警、超湿报警、欠压报警及火警报警、烟雾报警等。 其它控制:室内风机调速控制器、室外风机调速控制器等。 [8] 制冷剂编辑 常用制冷剂 制冷剂的种类较多,现就氟里昂12和22,R410A作简要介绍: 氟里昂12 a. 氟里昂12(CF2Cl2)代号R12 氟里昂12是一种无色、无臭、透明、几乎无毒性的制冷剂,但空气中含量超过80%时会引起人的窒息。 氟里昂12不会燃烧也不会爆炸,当与明火接触或温度达到400℃以上时,能分解出对人体有害的氟化氢、氯化氢和光气(COCl2)。 R12是应用较广泛的中温制冷剂,适用于中小型制冷系统,如电冰箱、冰柜等。 R12能溶解多种有机物,所以不能使用一般的橡皮垫片(圈),通常使用氯丁二烯人造橡胶或丁睛橡胶片或密封圈。 [9] 氟里昂22 b. 氟里昂22(CHF2Cl)代号R22 R22不燃烧也不爆炸,其毒性比R12稍大,水的溶解度虽比R12大,但仍可能使制冷系统发生“冰塞”现象。 R22能部分地与润滑油互相溶解,其溶解度随着润滑油的种类及温度而改变,故采用R22的制冷系统必须有回油措施。 [10] R22在标准大气压力下的对应蒸发温度为-40.8℃,常温下冷凝压力不超过15.68×105 Pa,单位容积制冷量与比R12大60%以上。在空调设备中,大都选用R22制冷剂 R410A c.R410A:是一种新型环保制冷剂,工作压力为普通R22空调的1.6倍左右, 制冷(暖)效率更高。 提高空调性能,不破坏臭氧层。R410A新冷媒由两种准共沸的混合物而成,主要有氢,氟和碳元素组成(表示为hfc),具有稳定,无毒,性能优越等特点。同时由于不含氯元素,故不会与臭氧发生反应,即不会破坏臭氧层。另外,采用新冷媒的空调在性能方面也会又一定的提高。R410A是国际公认的用来替代R22最合适的的冷媒,并在欧美,日本等国家得到普及。R410A替换在主要国际市场的全球趋势及展望的使用状况和进入国际市场的动态。 [1] 参考资料
 

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