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蒸气制冷是利用某些低沸点的液态制冷剂在不同压力下
汽化时吸热的性质来实现人工制冷的。
在制冷技术中
,
蒸发是指液态制冷剂达到沸腾时变成气态的
过程。液态变成气态必须从外界吸收热能才能实现,因此是吸热
过程,液态制冷剂蒸发汽化时的温度叫做蒸发温度,凝结是指蒸
汽冷却到等于或低于饱和温度,使蒸汽转化为液态。
在日常生活中,我们能够观察到许多蒸发吸热的现象。比
如,我们在身上擦一些酒精,酒精很快蒸发,这时我们感到擦酒
精部分反应很凉。又如常用的制冷剂氟利昂
R-22
液体喷洒在物
体上时
,
我们会看到物体表面很快结上一层白霜
,
这是因为
R-22
的液体喷到物体表面立即吸热,使物体表面温度迅速下降
(
当然
这是不实用的制冷方法,因为制冷剂
R-22
不能回收和循环使
用
)
。
蒸气压缩式制冷是利用液态制冷剂汽化时吸热,蒸汽
凝结
时放热的原理进行制冷的。
二、制冷循环
压缩机是保证制冷的动力,利用压缩机增加系统内制冷剂
的压力,使制冷剂在制冷系统内循环,达到制冷目的。开始压缩
机吸入蒸发制冷后的低温低压制冷剂气体
,
然后压缩成高温高压
气体送冷凝器
;
高压高温气体经冷凝器冷却后使气体冷凝变为常
温高压液体;当常温高压液体流入热力膨胀阀,经节流成低温低
压的湿蒸气,流入蒸发器,从周围物体吸热,经过风道系统使空
调房间温度冷却下来,蒸发后的制冷剂回到压缩机中,又重复下
一个制冷循环,从而实现制冷目的。
三、制冷剂在制冷系统中状态
从压缩机出口经冷凝器到膨胀阀前这一段称为制冷系统高
压侧;这一段的压力等于冷凝温度下制冷剂的饱和压力。高压侧
的特点是:制冷剂向周围环境放热被冷凝为液体,制冷剂流出冷
凝器时,温度降低变为过冷液体。
从膨胀阀出口到进入压缩机的回气这一段称为制冷系统的
低压侧,其压力等蒸发器内蒸发温度的饱和压力。制冷剂的低压
侧段先呈湿蒸气状态
,
在蒸发器内吸热后制冷剂由湿蒸气逐渐变
为汽态制冷剂。到了蒸发器的出口,制冷剂的温度回升为过热气
体状态。过冷液态制冷剂通过膨胀阀时,由于节流作用,由高压
降低到低压
(
但不消耗功、外界没有热交换);同时有少部分液
态制冷剂汽化,温度随之降低,这种低压低温制冷剂进入蒸发器
后蒸发(汽化)吸热。低温低压的气态制冷剂被吸入压缩机,并
通过压缩机进入下一个制冷循环。
四、制冷量
在制冷循环中
,
循环流动的每千克制冷剂从被冷却物体吸收
的热量叫做单位重量制冷量,用符号
q
表示,单位是大卡,单
位重量制冷量是表示制冷循环的一个特殊参数
,
这由制冷剂的性
质,循环温度等条件决定,蒸发温度越低,冷凝温度越高,其值
越小,反之越大。制冷装置的产冷量是单位时间内从被冷却物体
吸收并在冷凝器中放掉的热量,用符号
Q
表示,单位是大卡。
Q
值的大小等于制冷剂重量流量
G
与单位重量制冷量
q
的乘积,
即:
Q
=
G·
q
在实际工作中
,
有时为了方便的获得制冷量的粗略计算也过
下式计算
Q
=
L·
(t2
-
t1 )
式中
L
循环风量,
(t2
-
t1 )
为进出风温差
.
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