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能源效率参考/制冷/技术入门/设备

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冷凝器

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高压过热气态制冷剂冷却并冷凝,释放能量。

假设:冷凝器两侧零压降

目的:通过将热量传递到另一种介质(通常是空气或水)来冷凝制冷剂。

A) 空气冷却:横流翅片管 风机将空气吹过带翅片的制冷剂盘管。常见于小型设备或需要使用热空气的工艺或空间加热。测量冷凝器接近温度差,相对于干球温度。

B) 水冷:壳管式、双管式或壳盘管式 制冷剂管浸入冷却水中。结垢是一个需要水处理和定期清洁的问题。水通常在冷却塔中冷却,但低温热量可以回收用于空间、水或过程热。

C) 蒸发式 在制冷剂管上喷洒或级联水,同时风机将空气循环通过它们。一些水在吸收能量时蒸发。优点是容量更大,因为水在蒸发时吸收的能量远多于空气,并且湿球温度低于干球温度。

膨胀装置

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高压液体流过膨胀装置,闪蒸成液汽混合物。

假设:恒定焓或膨胀装置两侧没有热量传递,因为压力下降。

目的:在恒定焓下降低液体制冷剂的压力,以在吸气压力下形成液汽混合物。

A) 节流孔:文丘里管、针形阀和毛细管通常用于降低压力。

B) 流量控制装置 节流阀和浮球阀也充当膨胀装置

蒸发器

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低压液体蒸发,吸收来自冷却空间或介质的热量。

假设:零压降。

目的:当制冷剂蒸发时,从冷介质中吸收能量,通常冷却空气、水、乙二醇或产品。

A) 直接蒸发:a) 横流、翅片管或壳管式 液汽制冷剂混合物从热交换器的一端进入,在通过装置时蒸发,并以纯气体形式从另一端离开。整个管表面没有被制冷剂润湿,因此热传递没有最大化。

b) 淹没式壳管式 壳体中的制冷剂由浮球阀控制,该阀的液位始终润湿管体。管体可能承载乙二醇、水或其他需要冷却的物质。气态制冷剂在蒸发后从壳体中排出。

c) 翅片管 制冷剂通过重力从蓄冷器供给到盘管。这种类型的蒸发器通常在冷却器和冷冻机中找到。制冷剂液位由蓄冷器中的浮球阀控制。气态制冷剂通过浮力从盘管中流出。空气通过自然对流或风机穿过管子。

B) 液体过量供应:横流翅片管 液体过量供应在氨系统中很常见。蓄冷器分离液气。液体被泵入蒸发器,使盘管始终被淹没。当制冷剂蒸发时,液汽混合物流过蓄冷器,气体与液体分离。浮球阀控制液位。

压缩机

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低压饱和气体被压缩成高压过热气体。

假设:恒定熵。

目的:压缩冷制冷剂气体到热制冷剂气体,并驱动制冷剂流动。

A) 旋转式压缩机 离心式 液体冷却器经常使用离心式压缩机。离心式压缩机提供无限的容量控制,因为它们是旋转式机器。

B) 正位移压缩机往复式 往复式压缩机的工作原理与汽车发动机非常相似,包括活塞、阀门和气缸。一些压缩机具有卸载控制装置,该装置打开一个或多个气缸进气阀,因此不进行压缩。

螺旋式 螺旋式压缩机的工作原理是将气体通过由压缩制冷剂的雄性和雌性转子形成的空间强制推动。这是一种常见的压缩机类型。大多数压缩机具有用于部分负载控制的滑阀。滑阀允许一些制冷剂在部分负载运行时从转子中排出而不会被压缩。

旋转叶片式 气缸安装在固定轴承上的偏心位置,在气缸旋转时减小体积。叶片在气缸旋转时进出气缸,以提供制冷剂密封。

C) 电机-压缩机组合 封闭式 电机和压缩机共享一个公共轴,位于一个公共外壳内。外壳被密封,只有吸气和排气管线从外壳中出来。不使用内部密封。压缩机很安静,常见于小型设备,但不能现场维修。

半封闭式 电机和压缩机在公共轴上,位于公共外壳内。外壳可以在现场打开进行维修。优点是噪音低,压缩机和电机之间没有密封。

开式 电机与压缩机分离。轴、皮带或齿轮驱动设备,需要密封以使制冷剂留在压缩机内。

D) 其他压缩机组件 排气装置 目的:从冷凝器中去除不凝气体,以提高传热系数,降低冷凝压力和热传递表面的腐蚀。

特点:排气装置看起来像一个玻璃容器,里面装有液体制冷剂旋转。不凝气体的泡沫定期上升到液体中。排气装置将位于冷凝器顶部附近。

除霜 目的:去除可能限制冷却空气低于再结冰温度的蒸发器上的热传递的冰。32 华氏度。

温水 温水被泵入蒸发器,使冰融化。

热制冷剂气体 阀门将制冷剂从热气体管线直接引至蒸发器,绕过冷凝器。压缩机循环制冷剂。

电热元件 盘管外部的电热元件使冰融化。

背压调节器 目的:为不同的应用调节不同的蒸发器温度。当背压调节器需要比必要更低的吸气压力时,它们效率不高。

油冷却 目的:冷却用于润滑和密封螺旋式压缩机的油

液体注入 制冷剂液体被膨胀并注入压缩机。当制冷剂膨胀到中间注入压力时,它会冷却压缩机。

热虹吸 高压液体制冷剂被淹没通过热交换器,从油中吸收热量。浮力将热虹吸系统从位于冷凝器出口附近的接收器中驱动出来。液体通过重力流向压缩机。当液体蒸发的气体上升到冷凝器时。该系统可以使用单独的冷凝器。

水冷 从排出的制冷剂中分离出来的油被循环通过水冷热交换器。

风冷 油在压缩机后从制冷剂中分离出来,并循环通过风冷热交换器。油可能仅通过排气压力循环,或通过将油压提高到排气压力以上 30 至 45 psig 的泵循环。然后将油注入压缩机的吸气和中间端口。

节流器 目的:通过降低压缩热量和提高制冷量来提高单循环效率。

特点:有两种常见的节流器类型。

“闪蒸” 节流器的工作原理是将制冷剂膨胀两步而不是一步。高压液体制冷剂通过膨胀阀膨胀到中间压力接收器,在那里一些液体闪蒸,降低温度。气体被抽出并直接流向压缩机的中间端口,在那里它被压缩到排气压力。接收器中的液体部分通过第二个膨胀阀流向蒸发器,然后流向压缩机。来自节流器的气体降低了压缩机排气过热度。

在“淹没式壳管式”节流器中,高压液体通过一个中间压力接收器(壳管式),在那里它在膨胀装置之前被过冷。通过低级压缩的温度较低和制冷剂流量较低,可以降低总压缩机功率。关于节流器的更多信息可以在附录中找到。

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