变频器在制冷机的应用案例.doc

4.1制冷机基础4.1.1制冷机 1.制冷机定义 将具有较低温度的被冷却物体的热量转移给环境介质从而获得冷量的机器称为制冷机。从较低温度物体转移的热量习惯上称为冷量。制冷机在制冷装置中起生产冷量的作用。广义地讲，制冷是指用人工方法使某一物体或某一空间达到并保持所需要的低温。制冷能达到的低温温度范围很宽，从略低于环境温度到接近绝对零度。通常120K以上的温度属制冷技术范围，120K以下的温度属深低温技术范围。 2.制冷机简史 制冷机出现于19世纪后期，从20世纪初才逐步用于人民生活、工业生产和科学研究等方面。1748年，英国的w.卡伦发现，当挥发性液体在真空条件下蒸发时可以产生冷效应。随后他将充有乙醚的封闭容器沉人水中，用真空泵抽气，水便被冻结。1805年，美国的0.埃文斯在所著(热力学)一书中论述了挥发性液体在封闭系统中经压缩和膨胀以生产冷量的可能性。1834年，美国的J.拍金斯试制成功人力转动的用乙醚为工质的可以连续工作的制冷机。1844年，美国的l.戈里试制了用空气为工质的制冷机，用在医院中制冰和冷却空气。1852年，英国的w.汤姆森证明用逆卡诺循环可以将低温物体的热量转移给高温物体，并提出了可以供热的热泵。1872年一1874年，D.贝尔和C. von林德分别在美国和德国发明了氨压缩机，并制成了氨蒸气压缩式制冷机，这是现代压缩式制冷机的发端。19世纪50年代，法国的卡雷兄弟先后研制成功了以硫酸和水为工质的吸收式制冷机和氨水吸收式制冷机。1910年出现了蒸汽喷射式制冷机。20世纪初以来，制冷机的发展主要是改进和完善，增多种类，不断革新和扩大应用，制冷剂的品种也不断增加。1930年出现了氟利昂制冷剂，促进了压缩式制冷机的迅速发展，并使之小型化、自动化，广泛应用于社会生活的各个方面。1945年，美国研制成功澳化铿吸收式制冷机，它可有效地利用低温位热能，为吸收式制冷机的应用开拓了新的领域。4.1.2制冷方法 在制冷技术领域内常用的制冷方法有以下5种: (1)高压气体膨胀制冷:使常温下的高压气体在膨胀机中绝热膨胀，达到较低的温度，气体复热时即可在低温下制冷。 (2)液体蒸发制冷:使常温下冷凝的液体节流到较低压力，其温度随之降低，液体在低压下蒸发即可制冷。 (3)气体涡流制冷:使常温下的高压气体流经涡流管即可分离为冷、热两股气流，冷气流复热时即可制冷。 (4)半导体制冷:利用半导体的热一电效应制冷(见半导体制冷器)。 (5)化学方法制冷:利用有吸热效应的化学反应过程制冷。 现代的制冷机是以高压气体膨胀制冷和液体蒸发制冷为基础发展起来的，其中应用最广的是液体蒸发制冷。各种制冷机都依靠某种工作介质的状态变化来完成其工作循环，这种工作介质称为制冷剂。4.1.3制冷机分类 按工作原理的不同，制冷机可分为压缩式制冷机、吸收式制冷机和蒸汽喷射式制冷机3类。 1.压缩式制冷机 依靠压缩机提高制冷剂的压力以实现制冷循环的制冷机称为压缩式制冷机。这类制冷机要消耗机械能。压缩式制冷机由压缩机、冷凝器(凝汽器)、制冷换热器(蒸发器)、膨胀机或节流机构和一些辅助设备组成。压缩机是其核心设备。 压缩式制冷机分类: (1)按所用制冷剂的种类不同，压缩式制冷机分为气体压缩式制冷机和蒸气压缩式制冷机两类。 蒸气压缩式制冷机以液压蒸发制冷为基础，在工作过程中制冷剂要发生同期性的气一A相变。蒸气压缩式制冷机又有氨制冷机和氟利昂制冷机等。 气体压缩式制冷机以高压气体膨胀制冷为基础，在工作过程中制冷剂始终处于气体状态。气体压缩式制冷机又分为空气制冷机和氮气制冷机等。 (2)按所用压缩机种类不同，压缩式制冷机又分为往复式制冷机、离心式制冷机和回转式制冷机(螺杆式制冷机、滚动转子式制冷机)等。蒸汽压缩式制冷机按其系统组成不同分为单级、多级(两级或三级)和复叠式等。 2.吸收式制冷机和燕汽喷射式制冷机 吸收式制冷机和蒸汽喷射式制冷机均以液体蒸发制冷为基础，但不是依靠压缩机而是分别依靠吸收器一发生器组(也称热化学压缩器)和蒸汽喷射器(也称喷射式压缩器)的作用完成制冷循环。吸收式制冷机由蒸汽或热水供热，蒸汽喷射式制冷机以蒸汽为工作介质，所以它们只消耗