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【冷水机百科】蒸汽压缩制冷循序渐进

该蒸气压缩制冷循环是近200年的历史,但它似乎并没有准备马上离开现场的任何时间。尽管有些人认为此方法对环境有害且效率低下,但该循环仍然适用于工业领域。天然气厂,石油精炼厂和石化厂以及大多数食品和饮料加工工艺都是利用蒸气压缩制冷系统的一些工业厂房。这些系统的定义特征是什么?该系统的最简单解释是反向运行的热力发动机,技术上称为反向卡诺发动机。换句话说,它是将热量从冷库传递到热库。热力学第二定律的克劳修斯陈述说:“不可能构造一个循环运行且除了将热量从低温物体传递到高温物体之外不会产生任何效果的装置”。由于蒸气压缩循环违反热力学第二定律,因此进行转移需要做一些工作。

为什么我们使用“压缩”一词?

的蒸气压缩制冷循环 包括四个部件:压缩机,冷凝器,膨胀阀/节流阀和蒸发器。这是一个压缩过程,其目的是在制冷剂从蒸发器流出时提高其压力。高压制冷剂在达到初始低压并返回蒸发器之前,先流经冷凝器/热交换器。这些步骤的详细说明如下。

步骤1:压缩

制冷剂(例如R-717)在低温和低压下进入压缩机。它处于气态。在此,进行压缩以升高温度和制冷剂压力。制冷剂离开压缩机进入冷凝器。由于该过程需要工作,因此可以使用电动机。压缩机本身可以是涡旋式,螺杆式,离心式或往复式。

步骤2:冷凝

冷凝器本质上是热交换器。热量从制冷剂传递到水流。在水冷冷凝的情况下,这些水会进入冷却塔进行冷却。请注意,海水和空气冷却方法也可能起到这种作用。当制冷剂流过冷凝器时,它处于恒定压力下。人们不能忽视冷凝器的安全性和性能。特别地,出于安全和效率的原因,压力控制至关重要。   有几种压力控制装置可以满足这一要求

第3步:节流和扩展

当制冷剂进入节流阀时,它膨胀并释放压力。因此,在此阶段温度下降。由于这些变化,制冷剂以液体蒸气混合物的形式离开节气门,通常分别占大约75%和25%的比例。节流阀在蒸气压缩循环中起着两个至关重要的作用。首先,它们在低压侧和高压侧之间保持压差。其次,它们控制进入蒸发器的液态制冷剂的量。

步骤4:蒸发

在蒸汽压缩制冷循环的这一阶段,制冷剂的温度低于其周围环境的温度。因此,它蒸发并吸收蒸发的潜热。从制冷剂中吸热发生在低压和低温下。压缩机吸入效果有助于维持低压。市场上有不同的蒸发器版本,但是主要的分类是液体冷却和空气冷却,具体取决于它们分别冷却液体还是空气。

蒸气压缩循环中的问题

性能系数(COP)表示此循环的效率。知道冰箱的目的是除热,并且此过程需要进行工作,因此循环的COP变为:其中“ h”是系统中的焓。可能会影响该值的一些蒸汽压缩制冷循环问题是:

压缩机泄漏/故障

工业制冷压缩机的故障对公司而言可能是昂贵的事情,并且会损害制造商的声誉。通常,制造商会因搜索故障而拆除退回的压缩机。经过多年的研究,已经确定了导致压缩机故障的一些常见原因,包括润滑问题,过热,击打,回水和污染。

结垢–蒸发器和冷凝器

任何绝缘子都会结垢,阻碍水和制冷剂之间的传递。它可能是由于藻类的生长,沉淀,结垢或粘液所致。当此问题增加头压时,可能导致压缩机使用的能量增加。最佳做法是什么?保持蒸发器表面和冷凝器管清洁。为了防止这个问题,必须要有水处理实践。

马达冷却

在蒸气压缩循环中,马达很容易成为最大的能量消耗者。在大多数情况下,该设备的效率下降是由于冷却问题。许多问题可能会导致空气过滤器堵塞,空气通道变脏等。定期检查冷水机原木应发现任何异常情况,特别是电流和电压之间的比较。

液体管线限制

如果您是制冷技术员,并且遇到较低的蒸发器压力,则要检查的区域之一就是液体管路,特别是对于任何形式的限制。许多其他症状可能指向影响系统焓的问题,如以下示例所示:

  1. 放电温度异常高
  2. 低电流消耗
  3. 高过热度
  4. 冷凝压力低
  5. 局部霜冻接近限制
  6. 视镜中的气泡

在工业冷却中,液体管线限制可能会使系统的冷却能力降低多达50%。诊断这个问题并不花哨,因为有经验的技术人员仅通过检查系统历史记录或目视检查就可以判断出问题是不可行的。如果您不熟悉该系统,则可能需要进行一些测试以查明问题所在。第一个是温度下降测试,该测试在可能会产生限制的所有点上进行。您还可以执行冻结测试如果找到确切的点变得麻烦。当您怀疑蒸发器,进料管和计量装置等多个组件时,该测试非常有用。热成像必须是识别液线限制的最先进,最可靠的方法。它提供实时结果,可帮助您确定问题,如温度变化所示。