中央空調(diào)基礎(chǔ)知識--制冷原理
1、制冷原理及分類
空調(diào)用制冷技術(shù)屬于普通制冷范圍,主要是采用液體氣化制冷法。
另外根據(jù)熱量從低溫物體向高溫物體轉(zhuǎn)移的不同方式,可分為:蒸氣壓縮式制冷、吸收式制冷。
對于蒸氣壓縮式制冷,其工作原理就是使制冷劑在壓縮機、冷凝器、膨脹閥和蒸發(fā)器等熱力設(shè)備中進行壓縮、放熱、接流和吸熱四個主要的熱力過程,以完成制冷循環(huán)。
2、制冷劑
1)制冷劑是制冷裝置中進行制冷循環(huán)的工作物質(zhì),其工作原理是制冷劑在蒸發(fā)器內(nèi)吸收被冷卻物質(zhì)的熱量而蒸發(fā),在冷凝器中將所吸收的熱量傳給周圍的空氣或者水,而被冷卻為液體,往復循環(huán),借助于狀態(tài)的變化來達到制冷的作用。
2)常用制冷劑
A、氨(NH3 R717)
氨最大的優(yōu)點是單位容積制冷能力大,蒸發(fā)壓力和冷凝壓力適中,另外價格便宜,極易購得,特別是冷藏、冷庫等大型制冷設(shè)備常采用。
但是氨最大的確定就是有強烈的刺激作用,對人體有危 害,目前規(guī)定氨在空氣中的濃度不應(yīng)大于20mg/m3。氨是可燃物,氨在空氣中的體積百分比達16~25%時,遇火焰就有爆炸的危險。
B、氟利昂
大多數(shù)的氟利昂本身無毒、無臭、不燃,適用于工程建筑或者實驗室的空調(diào)制冷裝置。尤其是氟利昂R22,在我國空調(diào)制冷裝置中已經(jīng)廣泛采用。其熱力學性能與氨不相上下,而且安全可靠,是一種良好的制冷劑,但是目前價格較高,影響大規(guī)模的推廣使用。
致命缺點:溫室效應(yīng)氣體,其溫室效應(yīng)值比二氧化碳大1700倍,更危險的是會破壞大氣層中的臭氧層。
根據(jù)國際上《蒙特利爾議定書》規(guī)定:R22于2020年將全面禁止,發(fā)展中國家可適當延期至2040年全面禁止生產(chǎn)。
目前國際上一致看好的R22的替代物是R407C、R410A。另外汽車制冷中常用的R12,采用R134A替代。目前國內(nèi)的一些大中型項目,業(yè)主都明確要求采用環(huán)保冷媒如R407C等。
3、載冷劑
載冷劑是一種中間物質(zhì),如常用的空調(diào)冷凍水,其在蒸發(fā)器內(nèi)被冷卻降溫,然后遠距離輸送,來冷卻需要被冷卻的物體。
目前常用的載冷劑有水,它只能用于高于0 ℃的條件,當要求低于0 ℃時。一般采用鹽水,如:氯化鈉或者氯化鈣水溶液或者采用乙二醇、丙二醇等有機化合物的水溶液。
說明:
1)容積式制冷壓縮機是靠改變工作腔的容積,將周期性地吸收到的定量氣體壓縮。離心式壓縮機是靠離心力的作用,連續(xù)地將所吸收到的氣體壓縮。
2)回轉(zhuǎn)式制冷壓縮機是靠回轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)運動替代活塞式壓縮機中的活塞的往復運動,以改變氣缸的工作容積,從而將一定數(shù)量的低壓氣態(tài)制冷劑進行壓縮。
3)目前常用的壓縮機主要有活塞式壓縮機、渦旋式、螺桿式以及離心式壓縮機。其中活塞式制冷壓縮機多為中型(標準制冷量60~600KW)和小型(小于60KW),但是由于其噪音大、效率低切容易發(fā)生故障,目前使用的已不多;渦旋式制冷壓縮機目前主要用于小型制冷系統(tǒng),在家用空調(diào)以及商用VRV等小型系統(tǒng)大量使用;而螺桿機具有結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高及操作維護方便,另外技術(shù)成熟等一系列獨特的優(yōu)點,已經(jīng)廣泛應(yīng)用于制冷、空調(diào)和多種工藝流程中 ;離心式壓縮機結(jié)構(gòu)簡單緊湊,運動件少,工作可靠,經(jīng)久耐用運行費用低,一般適用大于500RT的制冷系統(tǒng)中,并且可以實現(xiàn)無級調(diào)節(jié),使機組的負荷在30%~100%范圍內(nèi)工作。
4)評價制冷壓縮機消耗能量方面先進性的指標:
a、制冷壓縮機的性能系數(shù) COP
即:單位軸功率的制冷量。
軸功率(壓縮機的耗功率)指電動機傳至壓縮機機軸上
的功率,主要包括直接用于壓縮空氣的所耗功率和克服
運動機構(gòu)的摩擦阻力所耗功率。
b、能效比 EER :單位電動機輸入功率的制冷量大小。
此指標考慮到驅(qū)動電機效率對能耗的影響。