制冷設(shè)備-行業(yè)深度解析

制冷操作所用的設(shè)備。不同制冷方法使用不同的設(shè)備，目前應(yīng)用最廣的是蒸氣壓縮制冷，主要設(shè)備有壓縮機(jī)(見流體輸送機(jī)械)、冷凝器、蒸發(fā)器和節(jié)流閥。壓縮機(jī)用于壓縮和輸送制冷劑蒸氣，其中以活塞式和離心式的應(yīng)用最廣。目錄1基本介紹2發(fā)展及歷史3冷卻方式4冷凝器5蒸發(fā)器6制冷機(jī)7膨脹閥8空調(diào)9功能10發(fā)展歷程制冷操作所用的設(shè)備。不同制冷方法使用不同的設(shè)備，目前應(yīng)用最廣的是蒸氣壓縮制冷，主要設(shè)備有壓縮機(jī)(見流體輸送機(jī)械)、冷凝器、蒸發(fā)器和節(jié)流閥。壓縮機(jī)用于壓縮和輸送制冷劑蒸氣，其中以活塞式和離心式的應(yīng)用最廣。基本介紹制冷設(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)計和建造制冷裝置，是為了有效地使用冷量來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)某些冷卻過程，或者進(jìn)行空氣調(diào)節(jié)。物品在冷卻或凍結(jié)時要放出一定的熱量，制冷裝置的圍護(hù)結(jié)構(gòu)在使用時也會傳入一定的熱量。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。發(fā)展及歷史在人工制冷開始發(fā)展以前，人類已經(jīng)知道利用天然冰雪在簡易的設(shè)備中保持低溫條件，即利用天然冷源。在中國，約在3000年前已使用天然冰保藏食品，公元前七世紀(jì)《詩經(jīng)》中就有關(guān)于采集、貯存和用天然冰冷藏食品的詩句。直到現(xiàn)代，人們?nèi)匀辉趹?yīng)用冰、雪和地下水等天然冷源。用天然冰或人造冰冷卻的冷藏裝置，只能達(dá)到有限的低溫，技術(shù)條件和衛(wèi)生條件較差，難以滿足多方面的要求?，F(xiàn)代的制冷裝置都是應(yīng)用制冷機(jī)來冷卻。1834年，美國的J.珀金斯試制成功人力轉(zhuǎn)動的用乙醚為工質(zhì)的可以連續(xù)工作的制冷機(jī)。1844年，美國的J.戈里試制了用空氣為工質(zhì)的制冷機(jī)，用在醫(yī)院中制冰和冷卻空氣。1872～1874年，D.貝爾和C.von林德分別在美國和德國發(fā)明了氨壓縮機(jī)，并制成了氨蒸氣壓縮式制冷機(jī)，這是現(xiàn)代壓縮式制冷機(jī)的發(fā)端。19世紀(jì)50年代，法國的卡雷兄弟先后研制成功以硫酸和水為工質(zhì)的吸收式制冷機(jī)和氨水吸收式制冷機(jī)。1910年出現(xiàn)了蒸汽噴射式制冷機(jī)。1930年出現(xiàn)了氟利昂制冷劑，促進(jìn)了壓縮式制冷機(jī)的迅速發(fā)展。1945年，美國研制成功溴化銀吸收式制冷機(jī)。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，故只用于較少的場合，如鹽水制冰和溫度要求恒定的冷庫等。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、冷藏車、冷藏船和冷藏集裝箱等。冷凝器是將壓縮機(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。同時以水和空氣作為冷卻劑，有噴淋式冷凝器(空氣為自然對流)和蒸發(fā)式冷凝器(空氣為強(qiáng)制對流)。③空冷式。以空氣作為冷卻劑，即空氣冷凝器。蒸發(fā)器蒸發(fā)器又稱吸熱器，是通過液態(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)器及各種浸沒式蒸發(fā)器(如立管式、螺旋管式、蛇管式)。浸沒式蒸發(fā)器是將整個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)制對流。制冷機(jī)制冷機(jī)(refrigeratingmachine)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(對蒸氣壓縮式制冷機(jī)為蒸發(fā)溫度和冷凝溫度，對氣體壓縮式制冷機(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?，F(xiàn)代制冷機(jī)以蒸氣壓縮式制冷機(jī)應(yīng)用最廣?？照{(diào)即房間空氣調(diào)節(jié)器(roomairconditioner)，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程的要求。膨脹閥冷庫制冷裝置中常用的節(jié)流機(jī)構(gòu)有手動膨脹閥、浮球閥和熱力膨脹閥三種。膨脹閥的選型主要以閥門的容量為依據(jù)，考慮到發(fā)前后壓力差的大小及其他因素，一制冷能力選定其型號。1、膨脹閥的結(jié)構(gòu)：膨脹閥的頂部由密封箱蓋波紋薄膜感溫包和毛細(xì)管組成一個密閉容器，里面灌注氟里昂，成為感應(yīng)機(jī)構(gòu)，感應(yīng)機(jī)構(gòu)內(nèi)灌注的制冷劑可以與制冷系統(tǒng)的相同，也可以不同，比如制冷系統(tǒng)用的是F—22，感溫包可灌注F—12或F—22，感溫包用來感受蒸發(fā)器出口的過熱蒸汽溫度，毛細(xì)管作為密封箱與感溫包的連接管，傳遞壓力作用在膜片上，波膜片是由一塊0.2mm左右的薄合金片沖壓成形，斷面是波浪形的。受力后彈性形變性能很好，調(diào)節(jié)桿是用來調(diào)整膨脹閥門的開啟過熱度，在調(diào)試過程中用它來調(diào)節(jié)彈簧的彈力，調(diào)節(jié)桿向里旋時，彈簧壓緊，調(diào)節(jié)桿向外旋時，彈簧放松，傳動桿頂在閥針座與傳動盤之間傳遞壓力，閥針座上裝有閥針，用來開大或關(guān)小閥孔。2、膨脹閥的工作原理：膨脹閥通過感溫包感受蒸發(fā)器出口端過熱度的變化，導(dǎo)致感溫系統(tǒng)內(nèi)(感溫系統(tǒng)是由感溫包、毛細(xì)管、傳動膜片和傳動波紋管這幾種互相連通的零件所構(gòu)成的密閉系統(tǒng))充注物質(zhì)產(chǎn)生壓力變化、并作用于傳動膜片上.促使膜片形成上下位移，再通過傳動片將此力傳遞給傳動桿而推動閥針上下移動，使閥門關(guān)小或開大，起到降壓節(jié)流作用和自動調(diào)節(jié)蒸發(fā)器的制冷劑供給量并保持蒸發(fā)器出口端具有一定過熱度，得以保證蒸發(fā)器傳熱面積的充分利用，以及減少液擊沖缸現(xiàn)象的發(fā)生。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整體。系統(tǒng)工作時、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。空調(diào)空調(diào)的發(fā)明被稱為制冷之父的英國發(fā)明家威利斯·哈維蘭德·卡里爾(有的地方譯作開利)于1902年設(shè)計并安裝了第一部空調(diào)系統(tǒng)。美國紐約的一個印刷商發(fā)現(xiàn)溫度的變化能夠造成紙的變形，從而導(dǎo)致有色墨水失調(diào)，該空調(diào)系統(tǒng)就是為他設(shè)計的?？ɡ餇柕膶＠?906年得到注冊。1902年7月17日，這名才從康奈爾大學(xué)畢業(yè)一年的年輕人，在“水牛公司”(BuffaloForgeCo.)工作時，發(fā)明了冷氣機(jī)。但最初發(fā)明冷氣機(jī)的目的，并不是為人們帶來舒適的生活環(huán)境，而是為一些死物服務(wù)。水牛公司的其中一個客戶——紐約市沙克特威廉印刷廠，它的印刷機(jī)由于空氣的溫度及濕度變化，使紙張擴(kuò)張及收縮不定，油墨對位不準(zhǔn)，無法生產(chǎn)清晰的彩色印刷品。于是求助于水牛公司。開利心想既然可以利用空氣通過充滿蒸氣的線圈來保暖，何不利用空氣經(jīng)過充滿冷水的線圈來降溫?空氣中的水會凝結(jié)于線圈上，如此一來，工廠里的空氣將會既涼爽又干燥。1902年7月17日，空調(diào)的時代就由這印刷廠首次使用冷氣機(jī)而開始。很快，其它的行業(yè)如紡織業(yè)、化工業(yè)、制藥業(yè)、食品甚至軍火業(yè)等，亦因空調(diào)的引進(jìn)而使產(chǎn)品質(zhì)量大大提高。1907年，第一臺出口的空調(diào)，買家是日本的一家絲綢廠。1915年，開利成立了一家公司，至今它仍是世界最大的空調(diào)公司之一。但空調(diào)發(fā)明后的20年，享受的一直都是機(jī)器，而不是人。直到1924年，底特律的一家商場，常因天氣悶熱而有不少人暈倒，而首先安裝了三臺中央空調(diào)，此舉大大成功，涼快的環(huán)境使得人們的消費(fèi)意欲大增，自此，空調(diào)成為商家吸引顧客的有力工具，空調(diào)為人們服務(wù)的時代，正式來臨了。但說到空調(diào)可以普及，主要是通過電影院成事的。大多數(shù)美國人是在電影院第一次接觸到空調(diào)的。20世紀(jì)20年代的電影院利用空調(diào)技術(shù)，承諾能為觀眾提供涼爽的空氣，使空調(diào)變得和電影本身一樣吸引人，而夏季也取代了冬季成為看電影的高峰季節(jié)。隨后出現(xiàn)了大量全年開放的室內(nèi)娛樂場所，如賭場、室內(nèi)運(yùn)動場和商場，這些都得歸功于空調(diào)的出現(xiàn)。功能1.降溫在空調(diào)器設(shè)計與制造中，一般允許將溫度控制在16~32℃之間。如若溫度設(shè)定過低時，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，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)器在制冷過程中伴有除濕作用。人們感覺舒適的環(huán)境相對濕度應(yīng)在40~60%左右，當(dāng)相對濕度過大如在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?zé)岜眯团c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。發(fā)展歷程在二十世紀(jì)六,七十年代，美國地區(qū)發(fā)生罕見的干旱天氣,為解決干旱缺水地區(qū)的空調(diào)冷熱源問題，美國率先研制出風(fēng)冷式冷水機(jī),用空氣散熱代替冷卻塔,其英文名稱是：AircoolChiller,簡稱為Chiller!在空調(diào)歷史中，美國已經(jīng)發(fā)展和改進(jìn)了有風(fēng)管的中央單元式系統(tǒng)，并得到了正在現(xiàn)場安裝和修理有風(fēng)管的單元式空調(diào)系統(tǒng)的空調(diào)設(shè)備分銷商和經(jīng)銷商的強(qiáng)力支持。WRAC是最簡單和最便宜的系統(tǒng)，能夠很容易的在零售商店中購得，并在持續(xù)高溫來的時候自己安裝。同時，無風(fēng)管的SRAC和SPAC自70年代起在有別于美國市場的動力下在日本得到發(fā)展和改進(jìn)。之后，設(shè)備設(shè)計和制造技術(shù)在90年代被轉(zhuǎn)讓到中國，這是通過與當(dāng)?shù)毓?包括主要元件如壓縮機(jī)、熱交換器、電勸機(jī)、精細(xì)閥和電子控制器的