制冷裝置 (機械工程學術語)
作為制冷設計技術的一種應用,制冷裝置主要是研究和選用性能匹配的主機與輔機,并有不同的管道連接組成不同特性的制冷系統,它是用于與建筑、結構、給排水、采暖通風、機械傳送、電力電照以及自動控制等多個工種密切組合的一種裝置,是多學科研究的結晶。 隨著國民經濟的持續增長、制冷裝置在工業、農業、商業、科學技術及人民生活等各方面都得到了廣泛的應用,特別是食品冷藏和空氣調節,直接關系到很多部門的工業生產和人民生活的需要。
基本概念
★制冷設備(系統)和用冷、耗冷設備的組合。
★實現制冷循環壓縮、冷凝、膨脹、蒸發四個過程的設備、配件和管道等相互連接而組成的一個整體。(機械壓縮式,這種定義有失偏頗。)
★提供冷量或產生冷量并且重點研究使用,消耗冷量的系統。
常見制冷裝置分類和用途
制冷裝置是將制冷設備與消耗冷量的設備組合在一起的裝置。制冷裝置根據用戶消耗的冷量和冷量使用方式的不同,制冷裝置分為不同的的類型。使用比較廣泛的,大致有這樣
幾類:
一、冷凍冷藏裝
這類制冷裝置主要用于食品的冷加工、冷藏及冷藏運輸,但一也用于貯存其他物品,如藥品、疫苗等,其目的是為了保持食品的原有質量,以防其因生化或霉菌腐蝕而變質。冷藏箱、冷柜及冷庫是見的食品冷凍冷藏裝置。冷藏汽車、冷藏列車、冷藏船、平板凍結器、流床式凍結設備等也大量用于食品的冷凍冷藏。
二、空調用制冷裝
采用人工的方法,創造或保持滿足一定要求的空氣環境,進行空氣調節的任務。對應于不同的具休要求,采用制冷裝置型式也有所不同。房間空氣調節器,俗稱家用空調,是小型的空調裝置。按結構型式分為整體式和分休式,其中整休式中的窗式機,·分體式中的掛壁機,以及分體式中的落地式空調器(俗稱柜機)。中大型空調工程中以電動壓縮式冷水(熱泵)機組為主,包括往復活塞式、螺桿式、渦旋式、離心式等。吸收式機組,尤其是直燃式吸收式機組近年來在空調應用中發展較快。冰蓄冷技術在空調工程中也得到應用,有利于避開用電高峰,在實行分時電價的地區,可取得較好的經濟效益。汽車空調用的制冷裝置,在重量、休積、抗震性方而的要求則更高。
三、試驗用制冷裝
它是用來創造低溫和其他要求的環境,以專門進行產品的性能試驗及科學研究試驗,檢查它們在低溫條件下能否保證所規定的性能指標,能否正常工作。這類裝置有低溫試驗箱、高低溫環境試驗裝置、植物生長環境試驗裝置等。
四、工業與工程用制冷裝
工業生產中常將制冷設備用于某些生產工藝流程,它隨服務對象的工藝過程而定,而且往往是將蒸發器與生產設備合為一休,有時使用生產過程中的原料或產品作為制冷劑,并將制冷系統與生產工藝流程結合起來。在建筑方而,澆制巨型混凝土大壩時,可用人工制冷方法來排除混凝土在凝固過程中析出的熱量,以防壩體裂縫,并可提高混凝土的強度。片冰機在這些場合得到較多應用。在流沙地區開掘礦井或隧道時,可先將其四周土壤凍結,然后在凍土中進行施工。此外尚可用人工制冷方法建造人工冰球場及溜冰場等。
各種不同分類方式按制冷劑分類:氨、氟利昂、空氣、其他氟利昂制冷系統:CFC HCFC HFC類物質。
其他工質制冷系統:CO2 H2O CH化合物等天然工質
按制冷原理分類:
機械蒸汽壓縮式、吸收式、蒸汽噴射式、熱電式、吸附式
按蒸發器供液方式分類:
直接膨脹供液(直流式供液)
重力供液制冷系統
液泵供液
直接供液:利用冷凝壓力和蒸發壓力的壓差,將液態制冷劑經節流閥降壓后直接送入蒸發器。
直接供液優缺點:
優點:供液方式簡單,不消耗其它動力;
缺點:供液量調節困難,尤其是當冷間負荷發生劇烈變化時,就會出現供液過多或過少的現象。
供液過少:制冷量不足,物體降溫慢
供液過多:壓縮機的濕沖程
適用范圍:氟系統,由于氟系統使用熱力膨脹閥和回熱器,能較好地調節供液量和防止濕沖程
重力供液:這種方式必須在蒸發器的上方(冷間外)設立一個氨液分離器,使兩者之間形成一定的液位差,為低壓液體進入蒸發器提供動力。
重力供液優缺點:
優點:1.蒸發器的供液和回氣都要經過氨液分離器,這樣就將節流后產生的閃發氣體和回氣攜帶的液滴分離掉,讓液體進入蒸發器,提高傳熱效果。
2.讓氣體回到壓縮機,可避免濕沖程。
3.與直接供液相比,重力供液更安全可靠。
缺點:1.動力小,液態工質的流速慢,放熱系數小;
2.需要為氨液分離器建造專門的閣樓而增加基建投資;
3.因為管道存在阻力,而使供液回路的總長受到限制。
適用范圍:小型氨制冷系統。
液泵供液:主要用低壓循環桶代替氨液分離器和用氨泵供液。
液泵供液優缺點:
優點:1.低壓循環桶不必放置很高,只要桶內液面高度滿足氨泵的吸入壓力即可,供液回路可以更長。
2.制冷劑流量大,流速高,改善蒸發器的換熱。比直接供液25%~30%;比重力供液高10%
缺點:耗功,系統管徑較大。制冷系統動力增加1%~1.5%;
適用范圍:大中型冷庫,人工冰場等