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一、制冷术语:
什么叫工质?
凡是用来实现热能与机械能的变换或用来传达热能的工作物质统称为工质。在制冷装置中,不断循环流动以实现能量变换的工作物质称为工质。也是制冷系统中达成制冷循环的工作介质。比如:氟利昂、氨、水等。
什么叫制冷剂?
制冷剂即制冷工质,是制冷系统中达成制冷循环的工作介质。制冷剂在蒸发器内汲取被冷却对象的热量而蒸发,在冷凝器内将热量传达给四周空气或水而被冷凝成液体。制冷机借助于制冷剂的状态变化,达到制冷的目的。
什么叫载冷剂?
载冷剂也称冷媒是指在间接制冷系统顶用以传递冷量的中间介质。载冷剂在蒸发器中被制冷剂冷却后,送到冷却设施中,汲取被冷却物体或环境的热量,再返回蒸发器被制冷剂从头冷却,这样不断的循环,以达到连续制冷的目的。载冷剂传达冷量是依赖显热作用,而不象其余制冷剂那样依赖蒸发潜热来实现制冷。比如:空气、水、盐水、有机化合物及其水溶液等。
二、制冷系统中的工作参数的观点
1、温度:温度是表示物质冷热程度的量度。
常用的温度单位(温标)有三种:摄氏温度、华氏温度、绝对温度。
1)摄氏温度(t,℃):我们常常用的温度。用摄氏温度计测得的温度。
2)华氏温度(F,℉):欧美国家常用的温度。
3)绝对温标(T,oK):一般在理论计算中使用。
三种温度单位之间换算:
、华氏温度F(℉)=9/5×摄氏温度t(℃)+32(已知摄氏温度求华氏温度)
B、摄氏温度t(℃)=[华氏温度F(℉)-32]×5/9(已知华氏温度求摄氏温
度)
例:
F(℉)t
(℃)
212
100
32
0
5
-15
0
C、绝对温标T(oK)=摄氏温度t(℃)+273(已知摄氏温度求绝对温度)
例:t(℃)T(oK)
-30243
-10263
0273
30303
2、压力(P):在制冷中,压力是单位面积上所受的垂直作使劲,即压强。往常用压力
表、压力计测得。
1)压力的常用单位有:Mpa(兆帕),Kpa(千帕),Pa(帕),bar(巴或巴帕),kgf/cm2
(平方厘米公斤力),atm或B0(即标准大气压,一般看作是:1bar、),at(工程大气压),
mmHg(毫米汞柱),mmH2O(毫米水柱)。
2)换算关系:1Mpa=1000Kpa=106Pa=10bar=10atm=10at=mmHg=kgf/cm2
1B0=760mmHg=bar=Mpa
工程上一般用:1bar(巴或巴帕)=(兆帕)=100Kpa(千帕)=105Pa(帕)≈1kgf/cm2(平
方厘米公斤力)≈1atm或B0(标准大气压)=1at(工程大气压)=760mmHg(毫米
汞柱)
1mmHg(毫米汞柱)=1托=Pa(帕)1mmH2O(毫米水柱)=Pa(帕)
3)几种压力表示法:
(1)大气压(B0)空气对地球表面所产生的压力。大气压的大小与地点高度和温度相关,所以规定了标准大气压,其值为。
绝对压力(Pj):在容器中,分子热运动而对容器内壁产生的压力。用Pj或P绝来表示。
制冷剂热力性质表中的压力一般为绝对压力。
(2)表压(Pb):制冷系统顶用压力表测得的压力。用Pb或P表来表示。
表压是容器内气体压力与大气压(B0)的差值。Pb=Pj-B
0:
一般以为:表压加上1bar、或,就是绝对压力。
(3)真空度(H):容器内的绝对压力小于当地大气压的数值,即当表压是负值时,它
的绝对值就是真空度。关于制冷系统来说,就是制冷系统低于外界大气压力。用H或P真表示。H=B0-Pj或H=∣Pj-B0∣。
一般不加说明时压力均指表压。
3、气化、蒸发、沸腾、沸点
1)气化:是指物质从液态变为气态的现象。气化有蒸发和沸腾两种形式
2)蒸发:是指在任何温度下的液体表面进行的气化现象。如盘中的水在室温下水量
会慢慢的减少直至消逝的现象,还有水变水蒸气的现象。
3)沸腾:是指液体经过各样门路吸热使温度升到沸点时,在液体内部进行的强烈气化
现象。但在制冷过程中,制冷剂的汽化被习惯称为蒸发。
4)沸点:是指液体在饱和状态下的饱和温度。也就是制冷技术中所说的蒸发温度。
4、比热、显热、潜热
)比热:1克的物质温度高升1℃所需的热量即为该物质的比热。单位为KJ/即千焦/千克K或Kcal/即千卡/千克℃。
)显热:仅使物体温度高升或降低,但并无改变物体的形态,那么物体所汲取或放出的热称为显热。如冷水变热水所吸的热为显热。
)潜热:仅使物体状态发生改变,但其温度不变,那么物体所汲取或放出的热称为潜
热。如制冷剂从液体变气体沸腾时所吸的热就是潜热。单位为J/g(焦耳/克)或KJ/Kg(千
焦/千克)。
5、制冷剂热力性质表:
制冷剂热力性质表列出了制冷剂在饱和状态的温度(饱和温度)和压力(饱和压力)等参数。R717(氨)、R22饱和状态温度、压力比较表.
制冷剂在饱和状态的温度和压力是一一对应的。
1)什么是饱和状态?饱和状态就是制冷剂气体和液体共存的状态。
一般以为:蒸发器、冷凝器、气液分别器(氨分)、低压循环桶里的制冷剂是处于饱和状态的。
处于饱和状态下的蒸汽(液体)称为饱和蒸汽(液体),饱和蒸气也称为干饱和蒸气;所对应的温度、压力称为饱和温度和饱和压力。
在制冷系统中,关于一种制冷剂来说,其饱和温度与饱和压力是一一对应的,饱和温度越高,饱和压力也越高。
制冷剂在蒸发器中蒸发以及在冷凝器中冷凝都是在饱和状态下进行的,所以蒸发温度与蒸发压力、冷凝温度与冷凝压力也是一一对应的。对应关系可查制冷剂热力性质表。
2)查表练习:
(1)氨(R717)
蒸发温度℃蒸发压力(绝对)蒸发压力(表压)
2MpaMPa
-15MpaMPa
-25MpaMpa
-33MpaMpa
-35MpaMpa(真空度为mmHg)
冷凝温度℃冷凝压力(绝对)冷凝压力(表压)
30MpaMPa
35MpaMPa
40MpaMpa
(2)氟里昂22(R22)
蒸发温度℃蒸发压力(绝对)蒸发压力(表压)
2MpaMpa
-15MpaMpa
-25MpaMpa
-33MpaMpa
-35MpaMpa
冷凝温度℃冷凝压力(绝对)冷凝压力(表压)
30MpaMPa
35MpaMPa
40MpaMpa
7、蒸发、吸气、排气、冷凝的压力和温度
1)蒸发压力(温度):是指液体系冷剂在蒸发器内蒸发沸腾时的饱和压力(温度)。
蒸发温度与蒸发压力呈一一对应关系。蒸发温度能够经过回气压力表的读数换算成绝对压
力后,查制冷剂的热力性质表获得。蒸发温度一般比库温低10度左右。按设计规定:冷
却间的蒸发温度为-8~10℃;冻结物冷藏间的蒸发温度为-28℃;冻结间的蒸发温度为
-33℃。制冷系统最正确的蒸发温度是依据制冷工艺要求而决定的,如以水或盐水为载冷剂时,则蒸发温度比载冷剂出口温度低4~6℃;以空气为载冷剂用风机强迫循环时,则蒸发温度比空气温度低5~10℃;当空气为自然对流时,则蒸发温度比库温低10~15℃。当在必定的冷凝压力下,蒸发温度过高或过低都是不利的。蒸发温度过高,知足不了系统的降温要
求;蒸发温度过低,则制冷量降落,单位制冷量耗功增添。决定蒸发温度和蒸发压力的主要要素是制冷剂的蒸发量与压缩机吸肚量之间的关系。假如蒸发量等于压缩机的吸肚量,则蒸发压力与蒸发温度会稳固不变。反之,则会惹起蒸发压力与蒸发温度的高升或降低。
影响蒸发量和吸肚量的要素主要与库房的热负荷、蒸发器的传热面积和压缩机的容量相关。在实质操作中,经过节流器来改变蒸发量与吸肚量之间的关系,是调理蒸发温度和蒸发压力的基本方法。在冷凝温度不变时,蒸发温度越高,制冷量应增添。
2)压缩机的吸气压力(温度):压缩机吸气口处制冷剂气体的压力(或温度)。能够经过压缩机吸气压力表(或温度计)观察到。因为回气管道存在流动阻力,所以吸气压力比蒸发
压力略低,而吸气温度老是高于蒸发温度(其差值称为过热度),一般高出5~10℃。氟利昂系统吸气过热度增添可使制冷量略有增添,一般控制在5~15℃;氨系统吸气过热度过高是有害的,一般控制在5~8℃。在制冷系统中,假如吸气压力过低,将惹起压缩比增大、油压过低和制冷效率降低等不良结果。所以,压缩机的安全保护上都装有低压控制器,以
保证压缩机运行的经济性和安全性。惹起吸气压力过低的主要原由有:蒸发压力过低、回去管道拥塞或吸气阀开得过小等。而吸气温度过低,则有可能吸入湿蒸汽,致使压缩机发生液击;如吸气温度太高,势必提升压缩机的排气温度,使制冷量降落,功耗增大;所以吸气过热度太大或过低,都会对系统不利。制冷系统开始调试时,调理节流机构的开启度,只需排气压力同意,压缩机能正常运行,应尽量提升吸气压力。
3)排气压力(温度):是指制冷剂蒸汽经压缩机压缩后排出排气口处的压力(温度)。
能够经过压缩机排气压力表(或温度计)观察到。排气温度也能够用吸气状态和排气压力在
压焓图上查得。因为冷凝器盘管的管道阻力,使排气压力比冷凝压力略高。排气温度取决
于吸气压力Po、排气压力PK、压缩比(PK/Po)、吸气过热度和干度,吸气温度过高或压缩比
较大,都会使排气温度高升。在其余参数不变的状况下,压缩机吸、排气压差越大,排气
温度越高;吸气过热度越大,排气温度越高。压缩比是指气体被压缩后的绝对压力与压缩
前的绝对压力之比,称为压缩比,又称“压力”比。在制冷压缩机中,往常以冷凝压力(绝
对压力)与蒸发压力(绝对压力)之比取代。为方便起见,制冷系统的蒸发压力与冷凝压
力都在压缩机的吸、排气口检测。即往常称为压缩机的吸、排气压力。在使用氟利昂制冷
剂的单级活塞压缩机的压缩比一般不超出10,而使用氨的单级活塞压缩机的压缩比一般不
超出8;关于单级螺杆压缩机,因采纳喷油冷却,其压缩比比活塞压缩机的大一些;关于
单级离心式压缩机的压缩比比活塞压缩机的小得多,即便用氟利昂也只好达到4左右。如
果压缩比过高将会使压缩机的吸肚量减少,相应的输肚量减少;压缩终了的温度过高,相
应的排气温度高升,造成润滑油变稀甚至挥发分解和碳化,则会降低传热成效和恶化压缩
机的润滑条件;制冷剂经节流损失增大,节流后制冷剂的干度增大,制冷量和制冷性能下
降;故对压缩机的靠谱性和经济性均不利。在往常状况下,压缩机冷凝压力一般变化不大,
而压缩比增大的主要原由是蒸发温度低惹起蒸发压力降低所致。排气温度过高,会惹起润
滑油黏度降落,使润滑成效变差,易造成运行零件的破坏。此外当排气温度高升到靠近润
滑油闪点时,还简单出危险。为了保证压缩机的安全正常运行,规定R12系统的排气温度
不可以超出130℃;R22、R717和R502以及氨单机系统不可以超出150℃。关于螺杆压缩机,R22和R717系统不可以超出105℃;R12不可以超出90℃。
4)冷凝压力(或温度):是指制冷剂在冷凝器内由气体冷凝成饱和液体时的压力(或
温度)。冷凝温度能够经过冷凝压力表的读数和查制冷剂的热力性质表求得。它对系统运行的经济性、安全性都有直接、重要的影响。据计算在蒸发温度不变的状况下,冷凝温度
在25~40℃内,每高升1℃增添耗电量%左右。如冷凝温度过高,将使排气温度过高,润滑油大批挥发进入换热器,造成换热效率降低。其余,冷凝温度过高相应会使冷凝压力过高,将使系统失掉安全运行的保证,所以规定R22和R717制冷系统冷凝温度不得高于40℃,冷凝压力不得高于表压;R12制冷系统冷凝温度不得高于50℃,冷凝压力不得高于表压。在蒸发温度不变时,冷凝温度高升,制冷量应
减少。在蒸发温度不变时,冷凝温度高升,压缩机耗费功率应增添。在蒸发温度不变时,冷凝温度高升,压缩机排气温度应增高。
冷凝温度的高低,取决于冷凝器的传热面积、热阻、冷却介质的温度、流量和流速,
以及压缩机的排气温度和排肚量等。在压缩机和冷凝器选定以后,水冷式冷凝器的冷凝
温度主要取决于冷却水温度和冷却水量。假如出水温度高,冷凝温度和冷凝压力也高,
进而增添压缩机的耗电量;可是用水量减少,水泵可省电。所以,往常水冷式冷凝器的
冷凝温度一般比冷却水的出水温度高3~5℃。风冷式冷凝器的冷凝温度一般比空气温度
高10~15℃.
5)中间压力(温度):在两级压缩的系统中,制冷剂在中间冷却器上的压力和对应的饱和温度。可从中间冷却器上压力表的读数,查制冷剂的热力性质表获得。中间压力和温度在必定范围内随高、低压级压缩机的工作容积、冷凝压力和蒸发压力的变化而变化。在系统运行操作中,中间压力和温度不可以任意调理,只好控制中间冷却器的供液量,以保证中间冷却器的正常液面。
8、过热蒸汽和过热度、过冷液体和过冷温度:
1)在必定压力下,蒸汽的温度高于对应压力下的饱和温度,称为过热蒸汽。为保证压
缩机的安全运行,防备液击现象,吸气温度(即吸入压缩机进气阀处的制冷剂温度)一定
比蒸发温度要高一点,也就是要使制冷剂气体变为过热气体,应有必定的过热度(即压缩机吸气温度与蒸发器内饱和蒸发温度的差值)。
2)吸气温度超出饱和蒸发温度的差值称为吸气过热度。
A、在氨制冷系统中,为了保证压缩机完整运行,防备液击,而且使回气管绝热层的
造价不至于过高,同意吸入气体稍有过热,一般状况下,吸气过热度一般要求控制在5~
10℃。
B、在氟利昂制冷系统中,关于没有回热器或气液过冷器的状况下,吸气温度应比蒸发温度高5℃左右;关于有回热器或气液过冷器的状况下,吸气温度应比蒸发温度高15℃左右;但其吸气温度最高不得高出15℃。
如吸气过热度太大,势必惹起压缩机的排气温度过高,使冷凝器热负荷增添,制冷量降落,功耗增大;如吸气过热度过低,则有可能吸入湿蒸汽,致使压缩机发生液击;所以吸气过热度太大或过低,都会对系统不利。
3)在必定压力下,液体的温度低于对应压力下的饱和温度,称为过冷液体。制冷剂蒸