制冷剂循环系统主要由压缩机,蒸发器,冷凝器和膨胀阀四大部件组成。压缩机是*主要的部件,是热传导的动力源。它的作用是把压力较低的蒸汽压缩成压力较高的蒸汽,使蒸汽的体积减小,压力升高。它的主要技术参数是输入功率,这个参数与热泵机组的制冷量与供热量有很大关系。根据热泵机组制冷量与制冷效果的需要,机组可以使用两个或两个以上压缩机或压缩机组。在制冷量需求不大时可以使多个压缩机轮换工作,有利于延长压缩机的使用寿命以及增强系统的稳定性,在某个压缩机出现故障时不至于马上使热泵机组停止工作。膨胀阀也叫节流阀,它是水源热泵的控制部件,决定了系统的蒸发压力和冷凝压力。膨胀阀用来解除液态制冷剂的压力,使制冷剂从冷凝器中出来后节流降压,然后在蒸发器中膨胀变成蒸汽吸热,它是维持冷凝器中为高压,蒸发器为低压的重要部件。根据系统设置过冷度和制冷情况准确控制流入蒸发器的制冷剂的流量,停机时快速平衡系统高低压力。蒸发器是吸收热量的设备,制冷剂在其中吸收被冷却物体的热量实现制冷。冷凝器是放出热量的设备,将蒸发器中吸收的热量连同压缩机功所转化的热量一起传递给制冷剂带走。相关附属部件包括干燥过滤器,压力控制器,气液分离器,单向阀等,它们都是为了提高运行的经济性,可靠性和安全性而设置的。
2蒸气压缩式制冷型式。
蒸气压缩式制冷型式有:单级制冷,多级制冷和复叠式制冷,它们主要由压缩机,冷凝器,节流机构和蒸发器组成。
2.1单级制冷循环系统。
单级制冷机是应用比较广泛的一类制冷机,它可以应用于制冰,空调,食品冷藏及工业生产过程等方面。单级制冷循环是指制冷剂在制冷系统内相继经过压缩,冷凝,节流,蒸发四个过程,便完成了单级制冷机的循环,即达到了制冷的目的。
2.2压缩式制冷循环原理。
压缩式制冷循环在制冷装置中占据主导地位,液体气化的吸热作用可用来制冷,如氨液气化,氟利昂气化都有良好的吸热制冷能力。但是,如果液体气化后排放到大气中,则既浪费又污染环境,且制冷效应只能维持到液体全部气化为止。为了解决上述问题,必需设法将气化后的蒸汽恢复到液体状态重复利用。这就需要通过压缩机和冷凝器等来完成。
3制冷剂循环系统控制方法。
制冷剂循环系统包括一个制冷剂回路和一个制冷或制冷/加热机,其中制冷剂回路经过一个热交换器,制冷剂回路的一部分经过制冷或制冷/加热机并包含位于相反端的制冷剂进口和制冷剂出口,制冷或制冷/加热机的输出是根据制冷剂回路的制冷剂进口或制冷剂出口处的制冷剂温度而控制的,控制的方法包括以下几方面。
3.1根据制冷剂进口处的制冷剂温度控制制冷剂流入制冷剂回路的流率。
通过使用受控旁路流动,预防制冷剂冻析并控制温度,受控旁路流动导致制冷系统中*低温制冷剂温度变高,制冷系统通过使用包括至少两种制冷剂的制冷剂混合物得到极低温度,这两种制冷剂具有差别至少50℃的沸点。这种控制能力使极低温系统的可靠运行成为可能。
3.2探测在热交换器上游和下游位置处的制冷剂压差。
发动机驱动压缩机压缩可蒸发的制冷剂,此过程伴随有温度升高。然后制冷剂流入冷凝器中,经冷却后复原为液态。将压缩机传给制冷剂的热量送到系统外。制冷剂经膨胀阀喷射到蒸发器中再行蒸发。需要的蒸发热从外部空气中吸收。蒸发器置于加热器芯管的进气流上游处。由于蒸发器中冷却循环只能用压缩机的开机或停机大致调节。因此,蒸发器必须连续供应过冷的低温空气,送入加热器芯依靠再加热以进行精确的温度调节。
3.3当探测到一个预定的压差值时,根据制冷剂进口处的制冷剂温度而取消对制冷剂流率的控制。
在压缩机中制冷剂是由低温低压气态变成高温高压气态,然后进入冷凝器经散热变为高压液态,再进入节流装置降压处理进入蒸发器由液态变为气态,如此循环,要控制制冷温度首先控制在不同状态对应的压力,因为温度和压力是一一对应的。根据基于由检测器获得的制冷剂信息的热负荷和温度条件设定高压压力目标值,控制压缩机的转速,电子式膨胀阀的开度,风扇的转速,以使高压压力与设定的高压压力目标值一致的方式进行控制。此时,在设定高压压力目标值时设置阈值,在设定高压压力目标值的时刻的高压压力为阈值以上的场合和不到阈值的场合,改变高压压力目标值的设定方法。
4制冷装置运行的智能控制。
智能控制技术在在一定程度上直接反映了制冷机组的水平。当前,制冷装置的自动化已经从单机自动安全保护,单机自动运转发展为多机组自动控制,甚至直接用电子计算机检测和控制,以实现运行工况*佳化,从而大大降低能量消耗。一台具有节能优化控制软件的机电一体化空调器比通常恒温空调器节能40%左右。智能控制的研究方向有以下几个方面:控制原理,目标和器件;遗传算法等与模糊控制的结合;制冷系统的网络控制等。
5结语。
制冷技术的发展趋势依然是:环保型制冷剂的开发与应用,研发高效的制冷部件(压缩机,换热器等)以及为实现制冷系统高效与可靠运行的匹配技术,调节技术和智能化控制技术等。同时制冷方法也在不断革新,半导体制冷,磁制冷等技术的进步和完善也有可能引发制冷技术革命。中国制冷与空调技术的整体水平与西方国家相比仍有差距,应该从环保和节能两方面出发,加快CFCs制冷剂替代的步伐,提高制冷系统的综合效率,力图尽快缩小与国际水平的差距。
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