不同制冷方式的比较

  • 时间:2020-07-05 14:16
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  不同制冷方式的比较_建筑/土木_工程科技_专业资料。不同制冷方式的比较 毕恩兴 牛宏亮 (西安铁路职业技术学院 ,陕西,西安 710014) 摘要: 本文简要介绍了蒸汽压缩式制冷、吸收式制冷、吸附式制冷、半导体制冷、热声制 冷、磁制冷等制冷方式的基本原

  不同制冷方式的比较 毕恩兴 牛宏亮 (西安铁路职业技术学院 ,陕西,西安 710014) 摘要: 本文简要介绍了蒸汽压缩式制冷、吸收式制冷、吸附式制冷、半导体制冷、热声制 冷、磁制冷等制冷方式的基本原理及研究进展,围绕环保、节能、安全三大主题讨论了各种 制冷方式的应用前景及局限性。 关键词:制冷 环保 节能 安全 Comparison of Different Refriation Bi Enxing Niu Hhongliang (Xi’an Railway Vocational & Technical Institute) Abstract: The paper introduces the principles and the R&D of steam compress refrigeration, absorption refrigeration,adsorption refrigeration, semiconductor refrigeration, magnetic refrigeration,Thermoacoustic refrigeration, discuss the application foreground and the limit about various refrigeration in environment protection, energy conservation, and safety. Keywords: refrigeration, environment protection, energy conservation, safety 1 前言 在现代社会,制冷技术已经几乎渗透到各个生产技术、科学研究领域,并在改善人类的 生活质量方面发挥巨大作用。生活中,制冷广泛用于食品冷加工、冷贮藏、冷藏运输,适应 性空气调节,体育运动中制造人工冰场等;工业生产中,为生产环境提供必要的恒温、恒湿 环境,对材料进行低温处理,利用低温进行零件间的过盈配合等;农牧业中,对农作物的种 子进行低温处理等;建筑工程中,利用制冷实现冻土开采土方;现代医学也离不开制冷,深 低温冷冻骨髓和外周血干细胞、手术中的低温麻醉等;制冷技术还在尖端科学领域如微电子 技术、新型材料、宇宙开发、生物技术的研究和开发中起着举足轻重的作用。可以说,现代 技术进步是伴随着制冷技术发展起来的。不同的制冷方式在不同领域发挥着巨大的作用,但 同时在环保、节能、安全等方面也遇到了许多难题,人们在研究开发制冷技术的过程中,正 在想办法克服各种困难,让制冷技术更好地造福人类。 2 蒸汽压缩式制冷 2.1 基本原理 蒸汽压缩式制冷是由不同直径的管路组成的一个闭合回路系统,制冷剂在其中流动,并 产生液态——气态——液态的重复变化,依靠气体的压缩和膨胀使制冷工质(制冷剂)发生 相的改变,利用制冷剂气化时吸热、冷凝液化时放热,达到制冷的目的。制冷系统的主要部 件有压缩机、冷凝器、毛细管或膨胀阀、蒸发器等。 2.2 应用领域 由于蒸汽压缩式制冷在高温区的制冷(制热)效率高(3.2 以上),技术成熟,广泛应 用于工农业生产及日常生活中。现在使用的电冰柜、家用电冰箱、厨房冰箱、家用空调器、 列车空调器、中央空调器、冷库、冷藏运输车等几乎都是这种制冷方式。 2.3 局限性 蒸汽压缩式制冷需要的制冷剂,对大气臭氧层破坏严重,还产生温室效应,国际社会为 了保护我们赖以生存的地球环境,已开始全面禁止 CFC12 制冷剂、逐步禁止 HCFC22 制冷剂 的生产和使用。另外结构比较复杂,有较大的运行噪声,在低温区制冷效率很低,制冷区域 的环境温度有一定的波动,这些也限制了这种制冷方式在某些领域的应用。 2.4 研究进展 在替代制冷工质方面,CFC12 的替代物,主要有 HFC134a 和 HC600a。但是 HC600a 安全 性较差,且该物质的气体对地球表面产生雾的能力很大,不利于环保和安全;HFC134a 的温 室效应指数稍高,需要专用压缩机,且生产成本偏高。HCFC22 的替代物,主要有 R407C、R 410A 和 HFC134a 等。但是 R407C、R410A 和 HFC134a 都需要专用压缩机,替代物与润滑油和 材料的相容性较差,生产成本偏高,且效率较低。目前正在研究用 CO2 作为制冷剂的蒸汽压 缩式制冷系统,但在压缩机、换热器等关键部件、制冷效率及系统优化等方面还有许多技术 问题有待解决。 3 吸收式制冷 3.1 基本原理 吸收式制冷循环是外界热源向发生器内加入热量,产生压力较高的制冷剂蒸汽,然后在 冷凝器中冷凝液化成液体,再经降压后进入蒸发器内蒸发,以吸收低温热源的热量,达到制 冷的目的。其主要部件发生器(如果需要,还应配备精馏部分)、蒸发器、节流阀等。 3.2 应用领域 由于溴化锂吸收式制冷主要利用低品位热能(废热)进行制冷,在环保和节能方面的优 势显著,世界许多国家都在研究应用这种制冷方法。采用高效传热管和微机控制的溴化锂吸 收式制冷机、直燃型双效溴化锂吸收式制冷机组、蒸汽与热水并用余热型溴化锂吸收式制冷 机组、热水型二级溴化锂吸收式制冷机组等在大型建筑和工业领域大规模推广应用。 3.3 局限性 溴化锂吸收式制冷系统结构复杂、机组庞大、制冷效率较低、运行噪声较大、制冷范围 较小,加上溴化锂对金属有较强的腐蚀作用,因此,其应用范围相对较小。 3.4 研究进展 由于该制冷技术在环保和节能方面的显著优势,使该项技术也成为制冷界的科技人员研 究的热点之一,目前主要集中在以下几个方面:(一)吸收式制冷(制热)循环的研究,(二) 新工质对的研究,(三)传热与传质的研究,(四)智能化控制方式的研究。 4 固体吸附式制冷 4.1 基本原理 固体吸附式制冷系统主要有吸附床(发生器)、冷凝器、单向阀和蒸发器四部分组成。 当吸附床被加热时,已被吸附剂吸附的吸附质(制冷工质)从吸附剂表面脱出(脱附),系 统内分压力逐渐升高,当分压力达到环

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