制冷技术和管道安装 在自然界中热量总是从温度高的物体或环境传向 .doc

制冷技术及管道安装 在自然界中，热量总是从温度高的物体或环境传向温度低的物体或环境，如果要想使热量做相反的转移，就必须采用特定的技术并消耗一定的能量。制冷技术就是实现热量从低温物体或环境向高温物体或环境的转移，使某些物体或一定空间的温度低于环境温度，并维持这个温度。根据制冷温度的不同，制冷技术可以划分为： 普通制冷：制冷温度高于120K； 深度制冷：制冷温度为120～20K； 低温制冷：制冷温度为20—0.3K。 这里主要介绍普通制冷中应用较为广泛的蒸气压缩式制冷和溴化锂吸收式制冷、蒸汽喷射式制冷，而且侧重点在管道安装方面。 蒸气压缩式制冷 蒸气压缩式制冷的基本原理，是利用某些低沸点的液体在气化时吸收热量而能维持温度不变的性质来实现的。蒸气压缩式制冷装置由压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器四个主要部分组成，通过管道连接成一个封闭的系统，以氨或氟利昂为制冷剂，以压缩机为动力，经过压缩、放热、节流和吸热四个过程，完成制冷循环，见下图。 蒸气压缩式制冷原理图 1-压缩机；2-冷凝器；3-膨胀阀；4-蒸发器；5-电动机 当压缩机开启运行时，其吸气口便从蒸发器中吸入气态制冷剂，并使蒸发器中保持所需的相应压力P0，液态制冷剂可在该压力下迅速蒸发(实际上为沸腾)，其蒸发温度t0，即为该压力下的饱和温度。 压缩机吸入的较低温度和较低压力的气态制冷剂，经气缸压缩后，温度和压力都得以提高，然后进入冷凝器，通过冷却水使其冷凝为液态。当液态制冷剂经过膨胀阀时，由于该阀的孔径很小，产生节流减压，由高压Pk节流至低压P0，制冷剂的温度也降低到相应压力下的饱和温度(即蒸发温度)，节流后的制冷剂大部分为液态，但在流向蒸发器的过程中或流到蒸发器以后，即迅速大量蒸发为气态，同时从周围介质中吸收热量。制冷装置主要部件之间连接管道的运行状态见下表。 蒸气压缩式制冷装置运行状态 管段 压力 温度 制冷剂相态 备注 蒸发器→压缩机 低压 低温 气态 防止制冷剂液滴到压缩机 压缩机→冷凝器 高压 高温 气态 在冷凝器内 高压 常温 气态→液态 经冷却水冷却，实现相态转化 冷凝器→膨胀阀 高压 常温 液态 膨胀阀→蒸发器 低压 低温 液态→液、气混合状态 在蒸发器内 低压 低温 液、气混合状态→气态 蒸发器吸收周围介质（水、空气、盐水）热量，实现制冷 制冷剂与载冷剂 (1)制冷剂 制冷剂有多种，归纳起来可分四类，即无机化合物、烃类、卤代烃以及混合溶液。为了书写方便，国际上统一规定用字母“R”和它后面的一组数字或字母作为制冷剂的简写符号。字母“R”表示制冷剂，后面的数字或字母则根据制冷剂的分子组成按一定的规则编写。 属于无机化合物的制冷剂有氨、水、二氧化碳、二氧化硫等。对于无机化合物类的制冷剂，“R”后第一位数字为7。7后面是该物质分子量的整数部分，例如：氨(NH3)用符号R717表示，水(H20)用符号R718表示。 属于卤代烃(氟里昂族)的氟里昂是饱和烃类的卤族衍生物的总称，是20世纪30年代出现的制冷剂，它的出现解决了对制冷剂的性能要求问题。但是，20世纪70年代科学界提出了氟里昂气化性物质大量散逸到大气中，会破坏大气中的臭氧层，使之减弱对太阳紫外线辐射的遮挡，导致人类生存环境的恶化。因此国际上已决定限制并最终停止使用此类制冷剂。 常用的氟里昂制冷剂有R11、R12、R13、R22，R113、R114。氟里昂蒸气和液体都是无色透明的，没有气味，无毒、无臭，不燃，与空气混合遇火也不会爆炸，因此，适用于民用建筑空调制冷装置。 氟里昂的吸水性较差，为了避免发生“冰塞”现象，系统中应装干燥器。此外，氟里昂和水作用，随着时间增长与金属共存时会慢慢发生水解，能分解生成氯化氢、氟化氢，会腐蚀金属，并使压缩机工作恶化。氟里昂能溶解有机塑料和天然橡胶，会造成密封垫片变形引起制冷剂的泄漏，因此不宜采用橡胶制造的垫片。氟里昂没有气味，泄漏不易被发现。 氨(NH3，R717)是制冷工程中常用的制冷剂之一。氨的蒸发压力和冷凝压力适中(冷凝压力为0.98-1.57MPa，蒸发压力为0.098—0.491MPa)，蒸发温度只要不低于-33℃，蒸发压力总大于1个大气压，不会使蒸发器形成真空。氨的最大优点是单位容积制冷量较氟里昂大，所以在相同温度下，相同的制冷量时，氨压缩机的尺寸较小，氨的价格也是制冷剂中较便宜的一种。氨还具有下列特点： (1)氨与空气混合的容积浓度在11％～14％时，遇明火即可燃烧，浓度在15．5％～27％时遇明火就会有爆炸危险；(2)氨对黑色金属无腐蚀作用，当氨中含有水分时，则对锌、铜及铜合金(磷青铜除外)有腐蚀作用，故在氨制冷装置中的阀门、管道、仪表等均不采用铜及铜合金材料；(3)氨不溶