一般制冷機(jī)的制冷原理壓縮機(jī)的作用是把壓力較低的蒸汽壓縮成壓力較高的蒸汽,使蒸汽的體積減小,壓力升高。
壓縮機(jī)吸入從蒸發(fā)器出來的較低壓力的工質(zhì)蒸汽,使之壓力升高后送入冷凝器,在冷凝器中冷凝成壓力較高的液體,經(jīng)節(jié)流閥節(jié)流后,成為壓力較低的液體后,送入蒸發(fā)器,在蒸發(fā)器中吸熱蒸發(fā)而成為壓力較低的蒸汽,再送入蒸發(fā)器的入口,從而完成制冷循環(huán)。
1.蒸汽壓縮式制冷原理
單級(jí)蒸汽壓縮制冷系統(tǒng),是由制冷壓縮機(jī)、冷凝器、蒸發(fā)器和節(jié)流閥四個(gè)基本部件組成。它們之間用管道依次連接,形成一個(gè)密閉的系統(tǒng),制冷劑在系統(tǒng)中不斷地循環(huán)流動(dòng),發(fā)生狀態(tài)變化,與外界進(jìn)行熱量交換。其工作過程如圖1所示。
2.制冷系統(tǒng)的基本原理
液體制冷劑在蒸發(fā)器中吸收被冷卻的物體熱量之后,汽化成低溫低壓的蒸汽、被壓縮機(jī)吸入、壓縮成高壓高溫的蒸汽后排入冷凝器、在冷凝器中向冷卻介質(zhì)(水或空氣)放熱,冷凝為高壓液體、經(jīng)節(jié)流閥節(jié)流為低壓低溫的制冷劑、再次進(jìn)入蒸發(fā)器吸熱汽化,達(dá)到循環(huán)制冷的目的。這樣,制冷劑在系統(tǒng)中經(jīng)過蒸發(fā)、壓縮、冷凝、節(jié)流四個(gè)基本過程完成一個(gè)制冷循環(huán)。
在制冷系統(tǒng)中,蒸發(fā)器、冷凝器、壓縮機(jī)和節(jié)流閥是制冷系統(tǒng)中必不可少的四大件,這當(dāng)中蒸發(fā)器是輸送冷量的設(shè)備。制冷劑在其中吸收被冷卻物體的熱量實(shí)現(xiàn)制冷。壓縮機(jī)是心臟,起著吸入、壓縮、輸送制冷劑蒸汽的作用。冷凝器是放出熱量的設(shè)備,將蒸發(fā)器中吸收的熱量連同壓縮機(jī)功所轉(zhuǎn)化的熱量一起傳遞給冷卻介質(zhì)帶走。節(jié)流閥對(duì)制冷劑起節(jié)流降壓作用、同時(shí)控制和調(diào)節(jié)流入蒸發(fā)器中制冷劑液體的數(shù)量,并將系統(tǒng)分為高壓側(cè)和低壓側(cè)兩大部分。實(shí)際制冷系統(tǒng)中,除上述四大件之外,常常有一些輔助設(shè)備,如電磁閥、分配器、干燥器、集熱器、易熔塞、壓力控制器等部件組成,它們是為了提高運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性,可靠性和安全性而設(shè)置的。
2.制冷系統(tǒng)主要部件構(gòu)成
空調(diào)機(jī)根據(jù)冷凝形式可分為:水冷式和空冷式兩種,根據(jù)使用目的可分為單冷式和制冷制暖式兩種,不論是哪一種型式的構(gòu)成,都是由以下的主要部件組合而成的。
制冷系統(tǒng)主要部件有壓縮機(jī)、冷凝器、蒸發(fā)器、膨脹閥(或毛細(xì)管、過冷卻控制閥)、四通閥、復(fù)式閥、單向閥、電磁閥、壓力開關(guān)、熔塞、輸出壓力調(diào)節(jié)閥、壓力控制器、貯液罐、熱交換器、集熱器、過濾器、干燥器、自動(dòng)開閉器、截止閥、注液塞以及其它部件組成。
電氣系統(tǒng)主要部件有電機(jī)(壓縮機(jī)、風(fēng)機(jī)等用)、操作開關(guān)、電磁接觸器、連鎖繼電器、過電流繼電器、熱動(dòng)過電流繼電器、溫度調(diào)節(jié)器、濕度調(diào)節(jié)器、溫度開關(guān)(除霜、防止結(jié)凍等用)。壓縮機(jī)曲軸箱加熱器,斷水繼電器,電腦板及其它部件組成。
控制系統(tǒng)由多個(gè)控制器件組成,它們是:
制冷劑控制器:膨脹閥、毛細(xì)管等。
制冷劑回路控制器:四通閥、單向閥、復(fù)式閥、電磁閥。
制冷劑壓力控制器:壓力開閉器、輸出壓力調(diào)節(jié)閥、壓力控制器。
電機(jī)保護(hù)器:過電流繼電器、熱動(dòng)過電流繼電器、溫度繼電器。溫度調(diào)節(jié)器:
溫度位式調(diào)節(jié)器、溫度比例調(diào)節(jié)器。濕度調(diào)節(jié)器:濕度位式調(diào)節(jié)器。
除霜控制器:除霜溫度開關(guān)、除霜時(shí)間繼電器、各種溫度開關(guān)。
冷卻水控制:斷水繼電器、水量調(diào)節(jié)閥、水泵等。
報(bào)警控制:超溫報(bào)警、超濕報(bào)警、欠壓報(bào)警及火警報(bào)警、煙霧報(bào)警等。
其它控制:室內(nèi)風(fēng)機(jī)調(diào)速控制器、室外風(fēng)機(jī)調(diào)速控制器等。
3常用制冷劑及其性質(zhì)
制冷劑的種類較多,現(xiàn)就氟里昂12和22作簡要介紹:
a.氟里昂12(CF2Cl2)代號(hào)R12氟里昂12是一種無色、無臭、透明、幾乎無毒性的制冷劑,但空氣中含量超過80%時(shí)會(huì)引起人的窒息。氟里昂12不會(huì)燃燒也不會(huì)爆炸,當(dāng)與明火接觸或溫度達(dá)到400℃以上時(shí),能分解出對(duì)人體有害的氟化氫、氯化氫和光氣(CoCl2)。R12是應(yīng)用較廣泛的中溫制冷劑,適用于中小型制冷系統(tǒng),如電冰箱、冰柜等。R12能溶解多種有機(jī)物,所以不能使用一般的橡皮墊片(圈),通常使用氯丁二烯人造橡膠或丁睛橡膠片或密封圈。
b.氟里昂22(CHF2Cl)代號(hào)R22R22不燃燒也不爆炸,其毒性比R12稍大,水的溶解度雖比R12大,但仍可能使制冷系統(tǒng)發(fā)生“冰塞”現(xiàn)象。R22能部分地與潤滑油互相溶解,其溶解度隨著潤滑油的種類及溫度而改變,故采用R22的制冷系統(tǒng)必須有回油措施。
R22在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓力下的對(duì)應(yīng)蒸發(fā)溫度為-40.8℃,常溫下冷凝壓力不超過15.68×105Pa,單位容積制冷量與比R12大60%以上。在空調(diào)設(shè)備中,大都選用R22制冷劑