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空调制冷设备和制冷原理

 为了理解空调器的工作原理,首先要懂得一些基本的物理概念。 1、温度

      温度是物体冷热程度的度量。根据气体分子运动论,从微观来看温度是物体 大量分子热冷库运动的宏观表现,气体分子热运动的平均动能越大,气体的 温度越高。

      ⑴ 摄氏温标,记作℃,把标准大气压下纯水结冰时的温度 定为0℃时,水沸腾的温度为100℃。

      ⑵ 华氏温标,记 作?F,32?F相当于0℃,212?F相当于100℃。华氏温标与摄氏温标之间的换算关系为:

      t (?F)=9/5* (θ℃)+32

      θ(℃)=9/5*[t(?F)-32]

      ⑶开氏温标,记作K,又称热力学温标,热力学温标不能低于0K。0K约相当于 -273℃,373K约相当于100℃。根据热力学理论,0K时物质内分子热运动的速度为零。开氏温标与摄氏温标之间的换算关系为 T(K)= θ(℃)+273.15

      2、湿度

      空气大约由3/4的氮气和1/4的氧气组成,此外还含有少量的其他气体,其中水蒸气的含量 是经常变化的,其变动对人们生活的影响也比较大。空气中水蒸气的含量用湿度来表示,表示方式有三种:

      ⑴绝对湿度。以单位体积空气中所含水蒸气的质量来计算,其单位是kg/m3

      ⑵相对湿度。在一定温度下空气中所含水蒸气的最大量有一定的限度。所谓相对湿度,即为由 下式所规定的百分数:相对湿度(记作%H)=空气中水蒸气的含量 / 该温度下水的饱和蒸汽量。

      ⑶含湿量。在空调器运用中,需要对空气加湿或除湿,因此引起了这个参量。把1千克干燥空气 所伴有的水蒸气质量称为含湿量。

      3、露点

      当空气中的水蒸气超过饱和量时,就会析出水。也即,只要空气的相对湿度达到100%H,如 果再降温,就会有水蒸气凝结成水。

      我们把冷却到使空气中的相对湿度达 到100%时的温度,称为该空气的露点温度。在空调器的使用中,伴随着降温过程有水析出即是这个道理。

      4、热量和传热

      当 两个温度不同的物体相接触时,能量将会从高温物体传向低温物体,最终两物体的温度达到平衡一致。这个能量的转移过程称为传热,转移的能量习惯上称为热量。 热量的单位有:焦耳(J),千焦耳(KJ),卡(cal),千卡(kcal)。焦尔与卡之间的换算关系是:1卡=4.1868焦耳

      物体传热的方式有三种:对流、热传导、热辐射。

      ⑴ 液体或气体的对流运动而进行的热传递,称为热对流。热对流如果是由于液体或气体自重 的比重变化所引起,称为自然对流;如果是由于外加力所引起的,则为强制冷库对 流。空调器内安装离心风机和轴流风机,强制空气流动,都是为了强迫换热。

      ⑵ 热 传导。当两个温度不同的物体相接触或同一物体个部分的温度不相等时,在温度梯度的驱动下形成的传热称为热传导。

      ⑶ 热辐射。物体的热量不用借助中间的传热介质,而是转化为辐射能,穿过空间向四周传 播,称为热辐射。

      5 、比热、显热与潜热

      ⑴比热。 使1克的某种物质温度升高1℃所需的热量定义为该物质的比热。

      ⑵显热。 当物体吸热(或放热)仅使物体分子的热动能增加(或减少),即仅是使物体温度 升高(或降低),并没有改变物质的形态,那么它所吸收(或放出)的热称为显热。

      ⑶ 潜热。 当物体吸热(或放热)仅使物体分子的热位能增加(或减少),即仅是使物体状态发生改变,而其温度不变,那它所吸收的(或放出)的热称为潜热。如制 冷剂在吸热沸腾是吸收的热就是潜热。

      6 、焓和熵

      物质分子无论在何种状态下,都在不停地运动着,所以物质总是含有一定的内能(分子的动能和 分子位能之和)的。1kg物质在某一状态时所含的内能及推动功所转换的热量总和,称为此物质在该状态下的热焓,简称为焓,用H表示,单位为千焦耳/千 克。

      熵也是物质状态的参数,用S表示,其意义表示为:物质在状态变化 过程中所吸收的极微小热量与加入热量前的绝对温度之比。其单位为kl/kg·K。其数学表达式:△s=△q/T

      7、制冷剂和制冷循环

      7.1 制 冷剂的选用条件:

      ①不燃、不爆、无毒、无刺激。

      ②蒸发潜热大,以便有较高的制冷效率。

      ③临界温度高于室温

      ④在室温下冷凝所需压力不要太大,以便密闭蒸发器容易制造

      ⑤ 冷凝温度不宜太低,以便液化容易。

      ⑥蒸发压力稍高于大气压,这样容易 避免空气渗入系统内

      ⑦传热系数大,便于热交换。

      ⑧粘度小,以减少流动阻力。

      ⑨单位质量的体积小,以节省系统的空间。

      ⑩没 有腐蚀性,有一定溶解水的能力,以免降温时结出冰渣,堵塞管路。

      国际 上规定可作制冷剂的物质都以R为缩写字头后缀以数码表示,如氨用R717表示,水用R718表示,氟里昂12用R12表示。目前能满足上述条件的制冷剂首 推氟里昂系列,例如目前电冰箱用制冷剂主要为氟里昂12(代号R12),学名二氟二氯甲烷,化名分子式CHF2CL2。目前空调器用制冷剂主要为氟里昂 22(代号R22),学名二氟一氯甲烷,化名分子式CHF2CL。

      7.2 制 冷循环

      在蒸汽压缩式制冷系统中,制冷剂从某一状态开始,经过各种状态 变化,又回到初始状态,在这个周而复始的热力过程中,每一次都消耗一定机械能(电能)而从低温物体中吸出热量,并将此热量转移到高温物体。这个一面改变制 冷剂状态,一面完成制冷剂作用的全过程被称为制冷循环。

      ⑴蒸发过程: 节流降压后的制冷剂液体(混有饱和蒸汽)进入蒸发器,从周围介质吸热蒸发成气体,实现制冷。在蒸发过程中,制冷剂的温度和压力保持不变。从蒸发器出来的制 冷剂已成为干饱和蒸汽或稍有过热度的过热蒸汽了。物质由液态变成气态时要吸热,这就是制冷系统中使用蒸发器吸热制冷的原因。

      ⑵压缩过程:压缩机是制冷系统的心脏,在压缩机完成对蒸汽的吸入和压缩过程,把从蒸发器出 来的低温低压制冷剂蒸汽压缩成高温高压的过热蒸汽。压缩蒸汽时,压缩机要消耗一定的外能即压缩功。

      ⑶冷凝过程:从压缩机排出来的高温高压蒸汽进入冷凝器后同冷却剂进行热交换,使过热蒸汽逐 渐变成饱和蒸汽,进而变成饱和液体或过冷液体。冷凝过程中制冷剂的压力保持不变。物质由气态变为液态时要放出热量,这就是制冷系统要使用冷凝器散热的道 理。冷库凝器的散热常采用风冷或水冷的形式。

      ⑷节流过程:从冷凝器出来的高压制冷剂液体通过减压元件(膨胀阀或毛细管)被节流降压, 变为低压液体,然后再进入蒸发器重复上述的蒸发过程。

      上述四个过程依 次不断循环,从而达到制冷的目的。

       山东临沂冰峰制冷设备有限公司成立于1998年,临沂制冷设备以质量为根本、信誉为生命,经十多年的不懈努力逐步发展成为一家集制冷设备、配件销售、设计安装、维修于一体的专业化制冷企业。目前公司代理了国内外数十万种名优制冷产品,并与多家知名厂家建立了很铁的合作关系。

来源:      时间:2011-10-25 11:52:51