蒸氣壓縮式制冷循環(huán)的定義
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在日常生活中,我們都有這樣的常識,炎熱的天氣,室內(nèi)溫度很高,把水灑在地上,能
使室溫略微降低,因而會有涼爽的感覺。這是因為灑在地上的水蒸發(fā)時吸取室內(nèi)熱量的緣
故。同樣,把酒精滴在皮膚上,由于酒精蒸發(fā)吸熱,也有涼爽的感覺。實際上不僅是水和酒
精,任何一種物質(zhì),在由液態(tài)轉(zhuǎn)化為汽態(tài)的過程中,都要吸取周圍的熱量。
水在常壓下的蒸發(fā)溫度為100℃;氨在常壓下的蒸發(fā)溫度卻為- 33.4℃。這說明不同的
物質(zhì),由液態(tài)轉(zhuǎn)變成汽態(tài)時的溫度是不一樣的。同樣一種物質(zhì),當(dāng)壓力變化時,由液態(tài)轉(zhuǎn)化
為汽態(tài)時的蒸發(fā)溫度也是不同的。例如:水在0.00087MPa(絕對壓力)時,它的蒸發(fā)溫度
就可降低為5℃。這就告訴我們,只要創(chuàng)造一個低壓環(huán)境,
就可以利用液體的氣化獲取所要求的低溫。
液體氣化制冷的工藝流程,如圖1-1所示。圖中點劃
線以外部分為制冷段,氨液(制冷過程稱為制冷劑)從貯
液器經(jīng)膨脹閥,降低壓力和溫度;低溫低壓氨進(jìn)入蒸發(fā)器,
吸收周圍空氣或物體的熱量而氣化,從而降低室溫或物體
的溫度,達(dá)到制冷的目的。而圖中點劃線以內(nèi)部分為液化
段,它的作用是一方面使蒸發(fā)器內(nèi)保持一定的低壓,另一
方面使在蒸發(fā)器中氣化了的制冷劑液化,重新流回貯液器,
再用于制冷。液化的方法是抽取蒸發(fā)器的低壓氣態(tài)制冷劑
并使之增壓,以提高其飽和溫度;然后再利用自然界大量存在的常溫空氣或水(統(tǒng)稱冷卻
劑),使之在冷凝器內(nèi)液化。圖1-1所示的制冷系統(tǒng)采用壓縮機使氣態(tài)制冷劑增壓,故稱蒸
氣壓縮式制冷。蒸氣壓縮式制冷是利用液態(tài)工質(zhì)(如氨、氟里昂等)在汽化時從被冷卻物體
中吸收熱量來實現(xiàn)制冷的。從19世紀(jì)70年代開始,到如今已有100多年的歷史,是目前發(fā)
展比較完善、應(yīng)用最為廣泛的制冷方法之一。這不僅因為蒸氣壓縮式制冷所需的機器設(shè)備緊
湊,操作管理方便,制冷溫度范圍廣,從稍低于環(huán)境溫度至-150℃左右的溫度均可實現(xiàn),
而且還因為在普冷溫度范圍內(nèi)(-120℃以上)具有較高的循環(huán)效率。目前,我們所使用的
制冷設(shè)備采用蒸氣壓縮式制冷循環(huán)的居多。
1.1 蒸氣壓縮式理論制冷循環(huán)
1.1.1 蒸氣壓縮式制冷的工作原理
蒸氣壓縮式制冷系統(tǒng)是由壓縮機、冷凝器、節(jié)流裝置、蒸發(fā)器(俗稱“制冷四大件”)
等四個主要部分組成,工質(zhì)循環(huán)于其中。用管道依次將其連接,形成一個完全封閉的系統(tǒng),
如圖1-2所示。制冷劑在這個封閉的制冷系統(tǒng)中以流體狀態(tài)循環(huán),通過相變,連續(xù)不斷地從
蒸發(fā)器中吸取熱量,并在冷凝器中放出熱量,從而實現(xiàn)制冷的目的。
蒸氣壓縮式制冷循環(huán)的工作過程如下:蒸發(fā)器內(nèi),制冷劑在一定的蒸發(fā)溫度下氣化,從
被冷卻對象中吸取熱量q。,實現(xiàn)制冷。汽化后的低溫低壓的制冷劑蒸氣被壓縮機及時抽出, |
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