**章 制冷空调数字化设计基础
本章的内容是与后面章节相关的基础知识。读者可以按照自己所具备的知识来选读。其中**节是对于制冷空调装置不熟悉的读者准备的,第二节是第二、三、四章的基础,第三节是第五、六章的基础,第四节是第七、八章的基础。读者在学习本章时可以参考文献[1~19]。
**节 制冷原理与装置概述
一、蒸气压缩式制冷原理
在普通制冷温度范围内,蒸气压缩式制冷是占主导地位的制冷方式,它属于液体蒸发制冷。液体蒸发制冷的特征是:利用制冷剂液体在气化时(蒸发时)产生的吸热效应,达到制冷的目的。液体蒸发制冷构成循环的四个基本过程是:①制冷剂液体在低压(低温)下蒸发,成为低压蒸气;②将该低压蒸气提高压力成为高压蒸气;③将高压蒸气冷凝,使之成为高压液体;④高压液体降低压力重新变为低压液体,返回到①从而完成循环。
上述四个过程中,①是制冷剂从低温热源吸收热量的过程;②是制冷剂向高温热源排放热量的过程;③是循环的能量补偿过程。能量补偿的方式有多种,所使用的能量补偿形式也有所不同。如果该过程的能量补偿方式是用压缩机对低压气体作功,使之因受压缩而提高压力,那么,这种制冷方式便称之为蒸气压缩式制冷。
1.制冷剂
制冷剂是制冷机中的工作介质,它在制冷机系统中循环流动,通过自身热力状态的变化与外界发生能量交换,从而实现制冷的目的。蒸气制冷机中的制冷剂在低温下气化,从低温热源中吸取热量,再在高温下凝结,向高温热源排放热量。所以,只有在工作温度范围内能够气化和凝结的物质才有可能作为制冷剂使用。多数制冷剂在大气压力和环境温度下呈气态。
作为制冷剂应该尽量符合如下要求:1)热力学性质方面,希望在工作温度范围内有合适的压力和压力比,包括蒸发压力不低于大气压力,冷凝压力不要过高,冷凝压力与蒸发压力之比也不宜过大;单位制冷量和单位容积制冷量比较大;比功和单位容积压缩功小,循环效率高;等熵压缩的终了温度不太高。2)迁移性质方面,希望黏度、比重尽量小;导热系数大。3)物理化学性质方面,希望无毒、不燃烧、不爆炸、使用**;化学稳定性和热稳定性好;大气环境友好,即不破坏臭氧层,也没有温室效应。
当然,完全满足上述要求的制冷剂是不存在的。各种制冷剂总是在某些方面有其长处,另一些方面又有不足。使用要求、机器容量和使用条件不同,对制冷剂性质要求的侧**就不同,应按主要要求选择相应的制冷剂。制冷剂一旦选定,由于它本身性质上的特点,又反过来要求制冷系统在流程安排、结构设计及运行操作等方面与之相适应。
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