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制冷系统如何工作?

日期: 2020年6月26日

阿德里亚诺弗朗西斯科罗宋尼,

Nidec Global的研究与开发经理 Appliance 

 

世界制冷节在2019年创建,目的是提高国际社会对社会中HVAC-R的作用的认识。几个世纪以来,人类专门依赖于自然,以产生寒冷。从地下系统的食品和饮料保存,由中国皇帝石黄蒂(公元前220年)的赤土陶戒指制成,到19世纪中叶的哈德逊河冰场,制冷技术的出现是有限的冬季期间自然冰的可用性(Gantz,2015)。 

我们可以说,我们今天所知的商业领域是冷链的起源于哈德森河的“冰场”,在纽约,在美国,从冰块通过称为冰收获的过程提取的冰块。在冬季,块被切碎,移除,然后在船上运输到不同的地方,以储存在冰屋中(仓库,热隔离以保护自然提取的冰)。第一次将人造冰的尝试归因于爱丁堡大学的威廉卡伦,他于1755年,在包含挥发性液体的受体中创造了真空。它仅在1834年,创建了一个完整的制冷系统的首次描述,其中包含四个基本过程(压缩,冷凝,扩展和蒸发),由英国发明人和工程师雅各布·珀金斯(英国专利6.662)所做的工作。从那以后,我们走了很长的路,达到了新技术,使我们能够扩大业务和世界各地的生活质量。但是如何工作的基本制冷系统?

冰箱维护 

制冷系统如何运作 

基于称为蒸汽压缩的原则,冰箱的大多数额外的冰箱。典型的制冷系统由四个基本组件组成:压缩机,冷凝器,膨胀装置和蒸发器。挥发性液(制冷流体)流过制冷系统,在那里将其重复转化为液体和蒸汽形式。压缩机负责从低压(蒸发压力)到高压(冷凝压力)压缩过热蒸汽。之后,在高压和温度下的制冷流体朝向冷凝器延伸。 

什么是冷凝器功能?冷凝器是热交换器,其在高压和高于系统所在环境的温度的温度下操作。这样,冷凝器能够将来自制冷剂流体的热量拒绝到环境。该热排出过程减小了从热交换器出口中从过热蒸汽的情况下取出的制冷剂流体的总能量。 

液态中的制冷剂流体通常通过过滤器干燥器运行,负责从系统中除去最终存在的湿度。在过滤器干燥器的路上,然后制冷剂在膨胀装置(毛细管或膨胀阀中,例如,其压力降低,这导致部分制冷剂移位(从液体到蒸气状态)。

它是将制冷剂从液体转化成蒸汽的过程,导致流体的温度降低。制冷系统通常计算中间热交换器,或所谓的CT-SL HX(毛细管吸入管线热交换器)。通常,该热交换器具有减少蒸发器入口(特定冷却能力增益)中的焓并在压缩机抽吸中提高制冷剂温度的功能,减少了线汗或液体返回到压缩机中的问题。 

当离开膨胀装置时,制冷剂流体在蒸发压力下处于两相状态(蒸气+液体)。它是在低温下通过热交换器(蒸发器)的制冷剂流动,其允许从冷藏环境中去除能量(例如,家用冰箱的冷冻室)。当吸收来自冷藏环境的能量(减少冷冻室温)时,制冷剂终止其蒸发过程,并且通常,所有剩余的液体将所有剩余的液体转化为流向压缩机抽吸的蒸汽,在那里循环重复。

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压缩机根据返回压力更换 

压缩机应用通常根据系统的蒸发温度水平进行分类。压缩机分为三类: 

  • (i)LBP(低压压力), 

  • (ii)MBP(中等压力) 

  • (iii)HBP(高压压力)

LBP压缩机(低压压力)表示为蒸发温度大约在-35°C和-10°C之间的应用,作为卧式冷冻机,垂直冷冻箱和冷藏岛的商品,通常在超市和便利店内发现。 

MBP压缩机(中等背部压力)表示为蒸发温度大约在-20°C和0°C之间的应用,作为超市或面包店和乳制品商品中使用的冰箱。其中一些产品甚至可以在正隔室温度下工作,以保持食物新鲜度并避免冻结损坏。 

HBP压缩机(高背压)表示为蒸发温度大约在-15°C和10°C之间的应用,作为葡萄酒冷却器和饮用水。

 

压缩机更换差异的特征 

了解制冷系统的主要特性是非常重要的,以便进行适当的压缩机更换。制冷剂流体型,油型和电气部件特定于每种应用。在进行任何更改之前,始终咨询Habraco的工具箱应用程序。除了影响系统性能外,替换不正确会带来风险。 

在将压缩机指定到某个应用时的另一个相关点是其冷却能力。它必须足以解决在操作期间的系统需求,例如当系统打开第一次(称为下拉)时的快速柜温减少时,门开口后的温度恢复,甚至在引入热货后在系统中(例如罐头,瓶子或热食)。 Everaco的投资组合是开发的,以提供最高能量效率的理想冷却能力。  

当受试者是所需的冷却能力时,系统绝缘具有核心作用,因为它是避免从环境中的能量渗透到冷藏室的能力。更好的隔热性意味着更少所需的冷却能力和更经济的系统。 

在通常在超市中发现的商品机中,门口引入敏感(热和干燥空气)和潜伏(湿度)热负荷的渗透,这可以降低能耗降低,这取决于测试条件  (Ligthart,2007和Heidinger等,2019)。

正如我们所看到的那样,有很多技术参与了制冷,这是我们生活方式的基本部分。因此,冷链行业处于恒定和快速的进化,需要从该领域的专业人士,从部件制造商到技术人员和安装人员的相同节奏。这就是为什么我们能够在世界制冷日的创造方面感到荣幸,并确保我们的工作领域对世界产生了很大影响。


参考:

(1)Gantz,C.,制冷:历史,北卡罗来纳州:McFarland和公司,2015年。
(2)Ligthart,F.A.T.M.封闭的超市冰箱和冰柜柜。可行性研究。荷兰:N. P。,2008。
(3)Heidinger,G.,Nascimento,S.,Gaspar,Pedro; Silva,Pedro。 (2019)。比较温和和热带外部环境的开放式垂直冷藏展示柜。 10.18462 / IIR.ICR.2019.1296。

 

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