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制冷設(shè)備是制冷機(jī)與使用冷量的設(shè)施結(jié)合在一起的裝置。設(shè)計(jì)和建造制冷裝置,是為了有效地使用冷量來(lái)冷藏食品或其他物品;在低溫下進(jìn)行產(chǎn)品的性能試驗(yàn)和科學(xué)研究試驗(yàn);在工業(yè)生產(chǎn)中實(shí)現(xiàn)某些冷卻過(guò)程,或者進(jìn)行空氣調(diào)節(jié)。物品在冷卻或凍結(jié)時(shí)要放出一定的熱量,制冷裝置的圍護(hù)結(jié)構(gòu)在使用時(shí)也會(huì)傳入一定的熱量。因此為保持制冷裝置中的低溫條件,就必須裝設(shè)制冷機(jī),以便連續(xù)不斷地移去這些熱量,或者利用冰的熔化或干冰的升華吸收這些熱量。
制冷設(shè)備冷卻方式
制冷設(shè)備的冷卻方式有直接冷卻和間接冷卻兩種。直接冷卻是將制冷機(jī)的蒸發(fā)器裝設(shè)在制冷裝置的箱體或建筑物內(nèi),利用制冷劑的蒸發(fā)直接冷卻其中的空氣,靠冷空氣冷卻需要冷卻的物體。這種冷卻方式的優(yōu)點(diǎn)是冷卻速度快,傳熱溫差小,系統(tǒng)比較簡(jiǎn)單,因而得到普遍應(yīng)用。間接冷卻是靠制冷機(jī)蒸發(fā)器中制冷劑的蒸發(fā),從而使載冷劑(例如鹽水)冷卻,再將載冷劑輸入制冷裝置的箱體或建筑物內(nèi),通過(guò)換熱器冷卻其中的空氣。這種冷卻方式冷卻速度慢,總傳熱溫差大,系統(tǒng)也較復(fù)雜,故只用于較少的場(chǎng)合,如鹽水制冰和溫度要求恒定的冷庫(kù)等。
按照冷卻目的和冷量利用方式的不同,制冷裝置大體可分為冷藏用制冷裝置、試驗(yàn)用制冷裝置、生產(chǎn)用制冷裝置和空調(diào)用制冷裝置四類。
冷藏用制冷裝置主要用于在低溫條件下貯藏或運(yùn)輸食品和其他貨品,包括各種冰箱、冷庫(kù)、冷藏車、冷藏船和冷藏集裝箱等。
冷凝器的作用
將壓縮機(jī)送出的高壓高溫的制冷劑蒸氣冷凝成液體。常用的冷凝器有三類:
①水冷式。以水作為冷卻劑,有管式冷凝器、套管式冷凝器及螺旋板式冷凝器。
②噴淋式。同時(shí)以水和空氣作為冷卻劑,有噴淋式冷凝器(空氣為自然對(duì)流)和蒸發(fā)式冷凝器(空氣為強(qiáng)制對(duì)流)。
③空冷式。以空氣作為冷卻劑,即空氣冷凝器。
蒸發(fā)器又稱吸熱器,是通過(guò)液態(tài)制冷劑的沸騰汽化使載冷劑或被冷卻物體降溫的傳熱設(shè)備。蒸發(fā)器可分兩類:一類是冷卻液體式,用于冷卻液體載冷劑,有管殼式蒸發(fā)器及各種浸沒(méi)式蒸發(fā)器(如立管式、螺旋管式、蛇管式)。浸沒(méi)式蒸發(fā)器是將整個(gè)換熱面浸入盛有載冷劑的槽中,槽內(nèi)經(jīng)攪拌,強(qiáng)化換熱。另一類是冷卻空氣式,用于冷卻作為載冷劑的空氣,又分為管排和冷風(fēng)機(jī)兩種。管排由垂直管、水平管或盤管組成,制冷劑在管內(nèi)沸騰,管外空氣作自然對(duì)流,冷風(fēng)機(jī)則是由管組與風(fēng)機(jī)組成,使管外空氣作強(qiáng)制對(duì)流。
制冷機(jī)
制冷機(jī)(refrigerating machine)將具有較低溫度的被冷卻物體的熱量轉(zhuǎn)移給環(huán)境介質(zhì)從而獲得冷量的機(jī)器。從較低溫度物體轉(zhuǎn)移的熱量習(xí)慣上稱為冷量。制冷機(jī)內(nèi)參與熱力過(guò)程變化(能量轉(zhuǎn)換和熱量轉(zhuǎn)移)的工質(zhì)稱為制冷劑。制冷的溫度范圍通常在120K以上,120K以下屬深 低溫技術(shù)范圍。制冷機(jī)廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和日常生活中。
根據(jù)工作原理制冷機(jī)可分為:
①壓縮式制冷機(jī)。依靠壓縮機(jī)的作用提高制冷劑的壓力以實(shí)現(xiàn)制冷循環(huán),按制冷劑種類又可分為蒸氣壓縮式制冷機(jī)(以液壓蒸發(fā)制冷為基礎(chǔ),制冷劑要發(fā)生周期性的氣-液相變)和氣體壓縮式制冷機(jī)(以高壓氣體膨脹制冷為基礎(chǔ),制冷劑始終處于氣體狀態(tài))兩種。
②吸收式制冷機(jī)。依靠吸收器-發(fā)生器組(熱化學(xué)壓縮器)的作用完成制冷循環(huán),又可分為氨水吸收式、溴化鋰吸收式和吸收擴(kuò)散式3種。
③蒸汽噴射式制冷機(jī)。依靠蒸汽噴射器(噴射式壓縮器)的作用完成制冷循環(huán)。
④半導(dǎo)體制冷器。利用半導(dǎo)體的熱-電效應(yīng)制取冷量。
制冷機(jī)的主要性能指標(biāo)有工作溫度(對(duì)蒸氣壓縮式制冷機(jī)為蒸發(fā)溫度和冷凝溫度,對(duì)氣體壓縮式制冷機(jī)和半導(dǎo)體制冷器為被冷物體的溫度和冷卻介質(zhì)的溫度),制冷量(制冷機(jī)單位時(shí)間內(nèi)從被冷卻物體移去的熱量)、功率或耗熱量、制冷系數(shù)(衡量壓縮式制冷機(jī)經(jīng)濟(jì)性的指標(biāo),指消耗單位功所能得到的冷量)以及熱力系數(shù)(衡量吸收式和蒸汽噴射式制冷機(jī)經(jīng)濟(jì)性的指標(biāo),指消耗單位熱量所能得到的冷量)等。現(xiàn)代制冷機(jī)以蒸氣壓縮式制冷機(jī)應(yīng)用最廣。 空調(diào)即房間空氣調(diào)節(jié)器(room air conditioner),是一種用于給房間(或封閉空間、區(qū)域)提供處理空氣的機(jī)組。它的功能是對(duì)該房間(或封閉空間、區(qū)域)內(nèi)空氣的溫度、濕度、潔凈度和空氣流速等參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié),以滿足人體舒適或工藝過(guò)程的要求。
工作原理:
空調(diào)器的制冷系統(tǒng)由蒸發(fā)器、壓縮機(jī)、冷凝器和毛細(xì)管四個(gè)主要部件組成。按照制冷循環(huán)工作的順序,依次用管道連接成一個(gè)整體。系統(tǒng)工作時(shí)、蒸發(fā)器內(nèi)的制冷劑吸收室內(nèi)空氣的熱量而蒸發(fā)成為壓力和溫度均較低的蒸氣,被壓縮機(jī)吸入并壓縮后,制冷劑的壓力和溫度均升高,然后排入冷凝器。制冷劑蒸氣在冷凝器內(nèi)通過(guò)放熱給室外空氣而冷凝成為壓力較高的液體。制冷劑液體通過(guò)毛細(xì)管的節(jié)流,壓力和溫度均降低,再進(jìn)入蒸發(fā)器蒸發(fā),如此周而復(fù)始地循環(huán)工作,從而達(dá)到降低室內(nèi)溫度的目的。
制冷設(shè)備功能
1、降溫:在空調(diào)器設(shè)計(jì)與制造中,一般允許將溫度控制在16~32℃之間。如若溫度設(shè)定過(guò)低時(shí),一方面增加不必要的電力消耗,另一方面造成室內(nèi)外溫差偏大時(shí),人們進(jìn)出房間不能很快適應(yīng)溫度變化,容易患感冒。
2、除濕:空調(diào)器在制冷過(guò)程中伴有除濕作用。人們感覺舒適的環(huán)境相對(duì)濕度應(yīng)在40~60%左右,當(dāng)相對(duì)濕度過(guò)大如在90%以上,即使溫度在舒適范圍內(nèi),人的感覺仍然不佳。
3、升溫:熱泵型與電熱型空調(diào)器都有升溫功能。升溫能力隨室外環(huán)境溫度下降逐步變小,若溫度在-5℃時(shí)幾乎不能滿足供熱要求。
4、凈化空氣:空氣中含一定量有害氣體如NH3、SO2等,以及各種汗臭、體臭和浴廁臭等臭氣。 空調(diào)器凈化方法有:換新風(fēng)、過(guò)濾、利用活性碳或光觸媒吸附和吸收等.
A、換新風(fēng):利用風(fēng)機(jī)系統(tǒng)將室內(nèi)潮濕空氣往室外排,使室內(nèi)形成一定程度負(fù)壓,新鮮空氣從四周門縫、窗縫進(jìn)入室內(nèi),改善室內(nèi)空氣質(zhì)量。
B、光觸媒:在光的照射下可以再生,將吸附(收)的氨氣、尼古丁、醋酸、硫化氫等有害物質(zhì)釋放掉,可重新使用。
5、增加空氣負(fù)離子濃度:空氣中帶電微粒濃度大小,會(huì)影響人體舒適感。空調(diào)上安裝負(fù)離子發(fā)生器可增加空氣負(fù)離子度,使環(huán)境更舒適,同時(shí)對(duì)降低血壓、抑制哮喘等方面有一定醫(yī)療效果。
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