能源效率參考/製冷/技術入門/裝置
高壓過熱氣態製冷劑冷卻並冷凝,釋放能量。
假設:冷凝器兩側零壓降
目的:透過將熱量傳遞到另一種介質(通常是空氣或水)來冷凝製冷劑。
A) 空氣冷卻:橫流翅片管 風機將空氣吹過帶翅片的製冷劑盤管。常見於小型裝置或需要使用熱空氣的工藝或空間加熱。測量冷凝器接近溫度差,相對於乾球溫度。
B) 水冷:殼管式、雙管式或殼盤管式 製冷劑管浸入冷卻水中。結垢是一個需要水處理和定期清潔的問題。水通常在冷卻塔中冷卻,但低溫熱量可以回收用於空間、水或過程熱。
C) 蒸發式 在製冷劑管上噴灑或級聯水,同時風機將空氣迴圈透過它們。一些水在吸收能量時蒸發。優點是容量更大,因為水在蒸發時吸收的能量遠多於空氣,並且溼球溫度低於乾球溫度。
高壓液體流過膨脹裝置,閃蒸成液汽混合物。
假設:恆定焓或膨脹裝置兩側沒有熱量傳遞,因為壓力下降。
目的:在恆定焓下降低液體制冷劑的壓力,以在吸氣壓力下形成液汽混合物。
A) 節流孔:文丘裡管、針形閥和毛細管通常用於降低壓力。
B) 流量控制裝置 節流閥和浮球閥也充當膨脹裝置
低壓液體蒸發,吸收來自冷卻空間或介質的熱量。
假設:零壓降。
目的:當製冷劑蒸發時,從冷介質中吸收能量,通常冷卻空氣、水、乙二醇或產品。
A) 直接蒸發:a) 橫流、翅片管或殼管式 液汽製冷劑混合物從熱交換器的一端進入,在透過裝置時蒸發,並以純氣體形式從另一端離開。整個管表面沒有被製冷劑潤溼,因此熱傳遞沒有最大化。
b) 淹沒式殼管式 殼體中的製冷劑由浮球閥控制,該閥的液位始終潤溼管體。管體可能承載乙二醇、水或其他需要冷卻的物質。氣態製冷劑在蒸發後從殼體中排出。
c) 翅片管 製冷劑透過重力從蓄冷器供給到盤管。這種型別的蒸發器通常在冷卻器和冷凍機中找到。製冷劑液位由蓄冷器中的浮球閥控制。氣態製冷劑透過浮力從盤管中流出。空氣透過自然對流或風機穿過管子。
B) 液體過量供應:橫流翅片管 液體過量供應在氨系統中很常見。蓄冷器分離液氣。液體被泵入蒸發器,使盤管始終被淹沒。當製冷劑蒸發時,液汽混合物流過蓄冷器,氣體與液體分離。浮球閥控制液位。
低壓飽和氣體被壓縮成高壓過熱氣體。
假設:恆定熵。
目的:壓縮冷製冷劑氣體到熱製冷劑氣體,並驅動製冷劑流動。
A) 旋轉式壓縮機 離心式 液體冷卻器經常使用離心式壓縮機。離心式壓縮機提供無限的容量控制,因為它們是旋轉式機器。
B) 正位移壓縮機往復式 往復式壓縮機的工作原理與汽車發動機非常相似,包括活塞、閥門和氣缸。一些壓縮機具有解除安裝控制裝置,該裝置開啟一個或多個氣缸進氣閥,因此不進行壓縮。
螺旋式 螺旋式壓縮機的工作原理是將氣體透過由壓縮製冷劑的雄性和雌性轉子形成的空間強制推動。這是一種常見的壓縮機型別。大多數壓縮機具有用於部分負載控制的滑閥。滑閥允許一些製冷劑在部分負載執行時從轉子中排出而不會被壓縮。
旋轉葉片式 氣缸安裝在固定軸承上的偏心位置,在氣缸旋轉時減小體積。葉片在氣缸旋轉時進出氣缸,以提供製冷劑密封。
C) 電機-壓縮機組合 封閉式 電機和壓縮機共享一個公共軸,位於一個公共外殼內。外殼被密封,只有吸氣和排氣管線從外殼中出來。不使用內部密封。壓縮機很安靜,常見於小型裝置,但不能現場維修。
半封閉式 電機和壓縮機在公共軸上,位於公共外殼內。外殼可以在現場開啟進行維修。優點是噪音低,壓縮機和電機之間沒有密封。
開式 電機與壓縮機分離。軸、皮帶或齒輪驅動裝置,需要密封以使製冷劑留在壓縮機內。
D) 其他壓縮機元件 排氣裝置 目的:從冷凝器中去除不凝氣體,以提高傳熱係數,降低冷凝壓力和熱傳遞表面的腐蝕。
特點:排氣裝置看起來像一個玻璃容器,裡面裝有液體制冷劑旋轉。不凝氣體的泡沫定期上升到液體中。排氣裝置將位於冷凝器頂部附近。
除霜 目的:去除可能限制冷卻空氣低於再結冰溫度的蒸發器上的熱傳遞的冰。32 華氏度。
溫水 溫水被泵入蒸發器,使冰融化。
熱製冷劑氣體 閥門將製冷劑從熱氣體管線直接引至蒸發器,繞過冷凝器。壓縮機迴圈制冷劑。
電熱元件 盤管外部的電熱元件使冰融化。
背壓調節器 目的:為不同的應用調節不同的蒸發器溫度。當背壓調節器需要比必要更低的吸氣壓力時,它們效率不高。
油冷卻 目的:冷卻用於潤滑和密封螺旋式壓縮機的油
液體注入 製冷劑液體被膨脹並注入壓縮機。當製冷劑膨脹到中間注入壓力時,它會冷卻壓縮機。
熱虹吸 高壓液體制冷劑被淹沒透過熱交換器,從油中吸收熱量。浮力將熱虹吸系統從位於冷凝器出口附近的接收器中驅動出來。液體透過重力流向壓縮機。當液體蒸發的氣體上升到冷凝器時。該系統可以使用單獨的冷凝器。
水冷 從排出的製冷劑中分離出來的油被迴圈透過水冷熱交換器。
風冷 油在壓縮機後從製冷劑中分離出來,並迴圈透過風冷熱交換器。油可能僅透過排氣壓力迴圈,或透過將油壓提高到排氣壓力以上 30 至 45 psig 的泵迴圈。然後將油注入壓縮機的吸氣和中間埠。
節流器 目的:透過降低壓縮熱量和提高製冷量來提高單迴圈效率。
特點:有兩種常見的節流器型別。
“閃蒸” 節流器的工作原理是將製冷劑膨脹兩步而不是一步。高壓液體制冷劑透過膨脹閥膨脹到中間壓力接收器,在那裡一些液體閃蒸,降低溫度。氣體被抽出並直接流向壓縮機的中間埠,在那裡它被壓縮到排氣壓力。接收器中的液體部分透過第二個膨脹閥流向蒸發器,然後流向壓縮機。來自節流器的氣體降低了壓縮機排氣過熱度。
在“淹沒式殼管式”節流器中,高壓液體透過一箇中間壓力接收器(殼管式),在那裡它在膨脹裝置之前被過冷。透過低階壓縮的溫度較低和製冷劑流量較低,可以降低總壓縮機功率。關於節流器的更多資訊可以在附錄中找到。