现代制冷机以压缩式制冷机应用最广,它是依靠压缩机的作用实现制冷循环。
1)压缩式制冷机的组成
压缩式制冷机由压缩机、冷凝器、蒸发器、膨胀阀或节流装置和一些辅助设备组成(见图4.2)。压缩机是其核心设备。
图4.2 制冷机组
(1)压缩机
压缩机按压缩原理分为两大类:容积型和速度型,如图4.3所示。容积型压缩机:减少压缩机容积,提高蒸汽压力来完成压缩功能,如活塞式、螺杆式等。速度型压缩机:由旋转部件连续将角动量转换给蒸汽,再将该动量转为压力,如离心式。
(2)冷凝器
冷凝器是一个使制冷剂向外放热的换热器。压缩机的排气(或经油分离器后)进入冷凝器后,将热量传递给周围介质——冷却水或空气,制冷剂由蒸汽变为液体。
图4.3 制冷压缩机分类和结构示意图
冷凝器按其冷却介质和冷却方式,可以分为风冷式和水冷式两种类型。
(3)蒸发器(www.zuozong.com)
蒸发器是制冷系统中的一种热交换设备,在蒸发器中制冷剂吸收冷冻水中的热量后,由液体转变为蒸汽。
(4)膨胀阀
膨胀阀的作用有两点:一是对从冷凝器中出来的高压液体制冷剂进行节流降压为蒸发压力;二是根据系统负荷变化,调整进入蒸发器的制冷剂液体的数量。
2)制冷机工作原理
制冷剂在制冷系统中经历蒸发、压缩、冷凝和节流4个过程(见图4.4):
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。
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(电能)。
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。冷凝过程中制冷剂由气态变为液态时要放出热量,冷凝器的散热常采用风冷或水冷的形式。
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4个过程依次不断循环,从而达到制冷的目的。
图4.4 压缩式制冷机工作过程
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