制冷设备

冷库设备发展及历史

 在人工制冷(mannual refrigeration)开始发展以前,人类已经知道利用天然冰雪在简易的设备中保持低温条件,即利用天然冷源。在中国,约在3000年前已使用天然冰保藏食品,公元前七世纪《诗经》中就有关于采集、贮存和用天然冰冷藏食品的诗句。直到现代,人们仍然在应用冰、雪和地下水等天然冷源。   用天然冰或人造冰冷却的冷藏装置,只能达到有限的低温,技术条件和卫生条件较差,难以满足多方面的要求。现代的制冷装置都是应用制冷机来冷却。   1834年,美国的J.珀金斯试制成功人力转动的用乙醚为工质的可以连续工作的制冷机。1844年,美国的J.戈里试制了用空气为工质的制冷机,用在医院中制冰和冷却空气。1872~1874年,D.贝尔和C.von林德分别在美国和德国发明了氨压缩机,并制成了氨蒸气压缩式制冷机,这是现代压缩式制冷机的发端。19世纪50年代,法国的卡雷兄弟先后研制成功以硫酸和水为工质的吸收式制冷机和氨水吸收式制冷机。1910年出现了蒸汽喷射式制冷机。1930年出现了氟利昂制冷剂,促进了压缩式制冷机的迅速发展。1945年,美国研制成功溴化银吸收式制冷机

冷却方式

制冷设备的冷却方式有直接冷却和间接冷却两种。直接冷却是将制冷机的蒸发器装设在制冷装置的箱体或建筑物内,利用制冷剂的蒸发直接冷却其中的空气,靠冷空气冷却需要冷却的物体。这种冷却方式的优点是冷却速度快,传热温差小,系统比较简单,因而得到普遍应用。   间接冷却是靠制冷机蒸发器中制冷剂的蒸发,从而使载冷剂(例如盐水)冷却,再将载冷剂输入制冷装置的箱体或建筑物内,通过换热器冷却其中的空气。这种冷却方式冷却速度慢,总传热温差大,系统也较复杂,故只用于较少的场合,如盐水制冰和温度要求恒定的冷库等。   按照冷却目的和冷量利用方式的不同,制冷装置大体可分为冷藏用制冷装置、试验用制冷装置、生产用制冷装置和空调用制冷装置四类。   冷藏用制冷装置主要用于在低温条件下贮藏或运输食品和其他货品,包括各种冰箱、冷库、冷藏车、冷藏船和冷藏集装箱等。

制冷机

制冷机(refrigerating machine)将具有较低温度的被冷却物体的热量转移给环境介质从而获得冷量的机器。从较低温度物体转移的热量习惯上称为冷量。制冷机内参与热力过程变化(能量转换和热量转移)的工质称为制冷剂。制冷的温度范围通常在120K以上,120K以下属深 低温技术范围。制冷机广泛应用于工农业生产和日常生活中。

冷凝器的作用

是将压缩机送出的高压高温的制冷剂蒸气冷凝成液体。常用的冷凝器有三类:①水冷式。以水作为冷却剂,有管式冷凝器、套管式冷凝器及螺旋板式冷凝器。②喷淋式。同时以水和空气作为冷却剂,有喷淋式冷凝器(空气为自然对流)和蒸发式冷凝器(空气为强制对流)。③空冷式。以空气作为冷却剂,即空气冷凝器。   蒸发器又称吸热器,是通过液态制冷剂的沸腾汽化使载冷剂或被冷却物体降温的传热设备。蒸发器可分两类:一类是冷却液体式,用于冷却液体载冷剂,有管壳式蒸发器及各种浸没式蒸发器(如立管式、螺旋管式、蛇管式)。浸没式蒸发器是将整个换热面浸入盛有载冷剂的槽中,槽内经搅拌,强化换热。另一类是冷却空气式,用于冷却作为载冷剂的空气,又分为管排和冷风机两种。管排由垂直管、水平管或盘管组成,制冷剂在管内沸腾,管外空气作自然对流,冷风机则是由管组与风机组成,使管外空气作强制对流。

分类

 ①压缩式制冷机。依靠压缩机的作用提高制冷剂的压力以实现制冷循环,按制冷剂种类又可分为蒸气压缩式制冷机(以液压蒸发制冷为基础,制冷剂要发生周期性的气-液相变)和气体压缩式制冷机(以高压气体膨胀制冷为基础,制冷剂始终处于气体状态)两种。
   ②吸收式制冷机。依靠吸收器-发生器组(热化学压缩器)的作用完成制冷循环,又可分为氨水吸收式、溴化锂吸收式和吸收扩散式3种。
  ③蒸汽喷射式制冷机。依靠蒸汽喷射器(喷射式压缩器)的作用完成制冷循环。
  ④半导体制冷器。利用半导体的热-电效应制取冷量。

制冷设备

制冷机的主要性能指标有工作温度(对蒸气压缩式制冷机为蒸发温度和冷凝温度,对气体压缩式制冷机和半导体制冷器为被冷物体的温度和冷却介质的温度),制冷量(制冷机单位时间内从被冷却物体移去的热量)、功率或耗热量、制冷系数(衡量压缩式制冷机经济性的指标,指消耗单位功所能得到的冷量)以及热力系数(衡量吸收式和蒸汽喷射式制冷机经济性的指标,指消耗单位热量所能得到的冷量)等。现代制冷机以蒸气压缩式制冷机应用最广。   空调即房间空气调节器(room air conditioner),是一种用于给房间(或封闭空间、区域)提供处理空气的机组。它的功能是对该房间(或封闭空间、区域)内空气的温度、湿度、洁净度和空气流速等参数进行调节,以满足人体舒适或工艺过程的要求。