㈠ 壓縮式製冷機工作原理
各種製冷機的工作原理具有共同點與差異性。氣體壓縮式製冷機以氣體作為製冷劑,系統由壓縮機、冷凝器、回熱器、膨脹機和冷箱等組件構成。壓縮機將氣體壓縮後,氣體在冷凝器中被冷卻,將熱量釋放給冷卻水(或空氣)。氣體經過回熱器進一步冷卻,進入膨脹機進行絕熱膨脹,氣體的壓力和溫度同時下降。膨脹機對外作功,成為壓縮機輸入功的一部分。隨後,氣體進入冷箱,吸收被冷卻物體的熱量,實現製冷。之後,氣體返回經過回熱器,與壓縮氣體進行熱交換後重新進入壓縮機。氣體製冷機通常配備回熱器,以提高經濟性並降低膨脹機前壓縮氣體的溫度,從而實現更低的製冷溫度。氣體製冷機的製冷溫度范圍廣泛,從高於0℃到低於-100℃。製冷溫度較高時,經濟性較差,但當溫度低於-90℃時,經濟性反而超過蒸氣製冷機。
蒸氣壓縮式製冷機包含壓縮機、冷凝器、蒸發器、節流機構和輔助設備。這類製冷機的製冷劑在常溫和普通低溫下能液化,在工作過程中周期性地冷凝和蒸發。常用的蒸氣壓縮式製冷機包括單級、兩級和復疊式三種。
單級蒸氣壓縮式製冷機由壓縮機、冷凝器、節流機構和蒸發器組成。製冷劑從蒸發壓力提高到冷凝壓力只經過一級壓縮。蒸發溫度通常在-30~5℃之間。為提高經濟性,部分單級製冷機配備過冷器和回熱器。
兩級蒸氣壓縮式製冷機增加了一台壓縮機、中間冷卻器和節流閥。經高壓壓縮機壓縮後的製冷劑蒸氣在冷凝器中冷凝,然後分為兩路:一路進入中間冷凝器,另一路進入蒸發器。與單級製冷機相比,兩級製冷機能達到較低的蒸發溫度,通常在-30~-70℃之間。
復疊式製冷機由兩台或多台單級或兩級壓縮蒸氣壓縮式製冷機組成,通過冷凝蒸發器相互聯系。高溫級和低溫級各為一台單級製冷機。冷凝蒸發器作為蒸發器和冷凝器,將高溫級與低溫級聯系起來。復疊式製冷機能實現很低的蒸發溫度。使用兩台單級製冷機時,低溫級蒸發溫度一般為-40~-80℃;單級製冷機與兩級製冷機復疊時,蒸發溫度可低至-110℃;使用三元製冷機復疊時,蒸發溫度可低至-140℃。
蒸氣壓縮式製冷機的主要設備包括壓縮機、冷凝器、蒸發器、冷凝蒸發器和節流機構。壓縮機有往復式、離心式和螺桿式等類型,具有高密封要求、特殊結構設計和氟利昂溶於潤滑油的特點。冷凝器分為水冷式和空氣冷卻式,應用於中、大型和小型製冷機。蒸發器分為冷卻液體和冷卻空氣的類型,用於間接或直接吸取被冷卻物體的熱量。冷凝蒸發器只用於復疊式製冷機中,連接高溫級與低溫級製冷系統。節流機構控制製冷劑從冷凝壓力降低至蒸發壓力,包括節流閥、浮球閥、熱力膨脹閥、毛細管和節流孔板等。
壓縮式製冷機的主要性能指標包括工作溫度(冷凝溫度和蒸發溫度)、製冷量、功率和製冷系數。這些指標取決於壓縮機的結構尺寸、轉速以及工作溫度。不同類型的壓縮式製冷機具有各自的特點和應用范圍。
㈡ 蒸汽壓縮製冷機主要由等四大部件組成
蒸汽壓縮製冷機主要由壓縮機、冷凝器、膨脹閥和蒸發器這四大部件組成。
首先,壓縮機是蒸汽壓縮製冷機的“心臟”。它的作用是將低溫低壓的製冷劑蒸汽吸入,通過機械工作將其壓縮成高溫高壓的蒸汽。這一過程需要消耗能量,通常是電能。壓縮機的種類有很多,如活塞式、螺桿式和離心式等,它們根據不同的應用場景和需求進行選擇。例如,在小型家用冰箱中,常採用活塞式壓縮機,而在大型空調系統中,則可能使用螺桿式或離心式壓縮機。
其次,冷凝器是製冷機中的重要熱交換器。高溫高壓的製冷劑蒸汽進入冷凝器後,通過放熱將熱量傳遞給冷卻介質(如空氣或水),從而冷凝成液體。這一過程中,製冷劑釋放出的熱量被及時帶走,保證了製冷循環的連續進行。冷凝器的設計通常考慮其散熱效率和尺寸,以確保在有限的空間內實現高效的熱交換。
再者,膨脹閥在製冷循環中起到節流和降壓的作用。當冷凝後的製冷劑液體流經膨脹閥時,其壓力和溫度都會降低。膨脹閥能夠精確控制製冷劑的流量,從而確保蒸發器內的蒸發過程能夠穩定進行。此外,膨脹閥還能防止液體製冷劑直接進入壓縮機,保護壓縮機免受損壞。
最後,蒸發器是製冷機中的另一個關鍵熱交換器。在蒸發器中,低壓的製冷劑液體吸收被冷卻空間的熱量而汽化,從而達到降溫的目的。蒸發器通常位於需要製冷的空間內,如冰箱的冷凍室或空調的室內機。蒸發器的性能直接影響到製冷效果和能耗,因此其設計和選材都非常重要。
綜上所述,蒸汽壓縮製冷機的四大部件各司其職,共同構成了一個高效、穩定的製冷系統。通過不斷優化這些部件的性能和匹配度,可以提高製冷機的整體效率,為人們的生活和工業生產提供更加可靠和節能的製冷解決方案。
㈢ 壓縮機與製冷機有什麼區別
壓縮機(compressor),將低壓氣體提升為高壓氣體的一種從動的流體機械,是製冷系統的心臟。它從吸氣管吸入低溫低壓的製冷劑氣體,通過電機運轉帶動活塞對其進行壓縮後,向排氣管排出高溫高壓的製冷劑氣體,為製冷循環提供動力,從而實現壓縮→冷凝(放熱)→膨脹→蒸發 ( 吸熱 ) 的製冷循環。
製冷機(refrigerating machine) 將具有較低溫度的被冷卻物體的熱量轉移給環境介質從而獲得冷量的機器。從較低溫度物體轉移的熱量習慣上稱為冷量。製冷機內參與熱力過程變化(能量轉換和熱量轉移)的工質稱為製冷劑。製冷的溫度范圍通常在120K以上,120K以下屬深低溫技術范圍。