制冷原理.doc

制冷原理所谓制冷，也就是人工制造冷源，例如：库稳要求保持-18C，而冷库周围环境比-18C要高，这样外界的传热及库内货物、等的发热，要想保持-18C，就必须不断从库内把热量移出去防给温度较高的周围环境。为了把热量从低温物体传向高温物体就必须借助人工制冷。这种人工制造冷源的核心就是制冷机。制冷机每小时从冷库移出的热量称之为“制冷量”。人工制冷的温度是由使用对象的要求决定的，其极限值为-273.15C（即0K）。制冷温度范围的不同。一般将制冷的温度范围划分成两部分： 1.高于-100C称普通（简称普冷） 2.低于-100C称为深度冷冻（简称深冷） 我们通常遇到的是普冷范围，而在普冷范围内的制冷，目前主要是用蒸汽压缩式制冷机即蒸发制冷的原理。 所谓蒸发即液体变为气体的汽化过程。 在制冷技术中，习惯将液体的沸腾称作“蒸发”，所以把利用沸腾吸热制冷称为“蒸发制冷”。如何来实现蒸发制冷？ 把装有氨液的密闭容器放在冷室中，冷室温度假设为0C，容器内氨液温度也为0C，其对应饱和P=4.379Kg/cm2,由于有外界传热及库内货物等发热Q，要维持冷室的0C就要制冷。将存有氨液的容器与大气相通，压力由4.379kg/cm2降至1kg/cm2，温度由0C降至-33.4C，其制冷能力为Q0。如果Q0Q，则冷室温度下降，如果Q0=Q，则冷室维持0C，若Q0Q，则冷室要升温。只要容器内有足够的氨液，有足够的传热面积，蒸发制冷就能连续进行。这个容器由于是制冷剂液体在其中吸热蒸发所以叫“”。 上述的方法是氨液蒸发完制冷就结停止，并且氨气放入大气既不经济也不安全所以是不实用的。有什么办法能使氨气再循环？ 要使氨气循环使用，就要使氨气再变成氨液，由气体变成液体叫凝结（也叫冷凝），凝结是和蒸发相反的过程，是放出凝结潜热的过程。对于-33.4C的氨气要在1个大气压凝结，其凝结温度（冷凝温度）也是-33.4C，因此，要使其凝结，必须要有一个低于-33.4C的冷却物。显然自然界是困难的。所以这个冷凝过程无法自发进行，必须认为制造一个条件，使氨气在较高的温度下凝结，使其温度高于周围温度，如环境温度为30C，则使其温度升至30C以上，在高于环境温度的情况下就能实现放热凝结成氨液。如何使氨气温度升高呢？根据制冷剂的物理化学性质，气体压力升高，温度也一定升高的原理，可用将低温低压的氨气压缩成高温高压的氨气，然后在中因高于冷却介质的温度而被冷凝成高压高温液体。 由冷凝器出来的高压高温氨液直接进入蒸发器不能制冷，必须进行降压（制冷剂的特性是降压就会降温）。降压方法很多，一般常用节流阀（膨胀阀），高温高压的氨液经节流阀就开始降温降压（此时压缩机必须工作），低温低压的氨液进入蒸发器就又能继续制冷了。综上所述，实现连续制冷循环，必须由四个主要设备所组成，即压缩机、冷凝器、蒸发器、节流阀。通过这种循环，热量就能从 低温的被冷却物（如冷库、冷冻食品）传递到高温饿冷却介质（如水、）。制冷剂在制冷循环中没有消耗（若不考虑渗漏等原因），仅压缩机消耗了功L。这部分功是以热量的形式连同从被冷却物中取出的热量Q0一并通过冷凝器传给了冷却介质。由此可见，消耗功是人工制冷必须付出的代价。从蒸发制冷原理可以知道，在制冷循环中制冷剂的压力、温度是不断变化的，其相态也是在变化的，在这种相态变化中伴随着功与热量的转换。因此研究制冷剂