基本介紹
制冷設備是制冷機與使用冷量的設施結合在一起的裝置。設計和建造制冷裝置，是為了有效地使用冷量來(lái)冷藏食品或其他物品；在低溫下進(jìn)行產(chǎn)品的性能試驗和科學(xué)研究試驗；在工業(yè)生產(chǎn)中實(shí)現某些冷卻過(guò)程，或者進(jìn)行空氣調節。物品在冷卻或凍結時(shí)要放出一定的熱量，制冷裝置的圍護結構在使用時(shí)也會(huì )傳入一定的熱量。因此為保持制冷裝置中的低溫條件，就必須裝設制冷機，以便連續不斷地移去這些熱量，或者利用冰的熔化或干冰的升華吸收這些熱量。
發(fā)展及歷史
在人工制冷開(kāi)始發(fā)展以前，人類(lèi)已經(jīng)知道利用天然冰雪在簡(jiǎn)易的設備中保持低溫條件，即利用天然冷源。在中國，約在3000年前已使用天然冰保藏食品，公元前七世紀《詩(shī)經(jīng)》中就有關(guān)于采集、貯存和用天然冰冷藏食品的詩(shī)句。直到現代，人們仍然在應用冰、雪和地下水等天然冷源。用天然冰或人造冰冷卻的冷藏裝置，只能達到有限的低溫，技術(shù)條件和衛生條件較差，難以滿(mǎn)足多方面的要求�，F代的制冷裝置都是應用制冷機來(lái)冷卻。
1834年，美國的J.珀金斯試制成功人力轉動(dòng)的用乙醚為工質(zhì)的可以連續工作的制冷機。1844年，美國的J.戈里試制了用空氣為工質(zhì)的制冷機，用在醫院中制冰和冷卻空氣。1872～1874年，D.貝爾和C.von林德分別在美國和德國發(fā)明了氨壓縮機，并制成了氨蒸氣壓縮式制冷機，這是現代壓縮式制冷機的發(fā)端。19世紀50年代，法國的卡雷兄弟先后研制成功以硫酸和水為工質(zhì)的吸收式制冷機和氨水吸收式制冷機。1910年出現了蒸汽噴射式制冷機。1930年出現了氟利昂制冷劑，促進(jìn)了壓縮式制冷機的迅速發(fā)展。1945年，美國研制成功溴化銀吸收式制冷機。
冷卻方式
制冷設備的冷卻方式有直接冷卻和間接冷卻兩種。直接冷卻是將制冷機的蒸發(fā)器裝設在制冷裝置的箱體或建筑物內，利用制冷劑的蒸發(fā)直接冷卻其中的空氣，靠冷空氣冷卻需要冷卻的物體。這種冷卻方式的優(yōu)點(diǎn)是冷卻速度快，傳熱溫差小，系統比較簡(jiǎn)單，因而得到普遍應用。間接冷卻是靠制冷機蒸發(fā)器中制冷劑的蒸發(fā)，從而使載冷劑(例如鹽水)冷卻，再將載冷劑輸入制冷裝置的箱體或建筑物內，通過(guò)換熱器冷卻其中的空氣。這種冷卻方式冷卻速度慢，總傳熱溫差大，系統也較復雜，故只用于較少的場(chǎng)合，如鹽水制冰和溫度要求恒定的冷庫等。
按照冷卻目的和冷量利用方式的不同，制冷裝置大體可分為冷藏用制冷裝置、試驗用制冷裝置、生產(chǎn)用制冷裝置和空調用制冷裝置四類(lèi)。
冷藏用制冷裝置主要用于在低溫條件下貯藏或運輸食品和其他貨品，包括各種冰箱、冷庫、冷藏車(chē)、冷藏船和冷藏集裝箱等。
制冷設備
空調即房間空氣調節器(room air conditioner)，是一種用于給房間(或封閉空間、區域)提供處理空氣的機組。它的功能是對該房間（或封閉空間、區域）內空氣的溫度、濕度、潔凈度和空氣流速等參數進(jìn)行調節，以滿(mǎn)足人體舒適或工藝過(guò)程的要求。
膨脹閥
冷庫制冷裝置中常用的節流機構有手動(dòng)膨脹閥、浮球閥和熱力膨脹閥三種。膨脹閥的選型主要以閥門(mén)的容量為依據，考慮到閥前后壓力差的大小及其他因素，一制冷能力選定其型號。
1、膨脹閥的結構：
膨脹閥的頂部由密封箱蓋波紋薄膜感溫包和毛細管組成一個(gè)密閉容器，里面灌注氟里昂，成為感應機構，感應機構內灌注的制冷劑可以與制冷系統的相同，也可以不同，比如制冷系統用的是F—22，感溫包可灌注F—12或F—22，感溫包用來(lái)感受蒸發(fā)器出口的過(guò)熱蒸汽溫度，毛細管作為密封箱與感溫包的連接管，傳遞壓力作用在膜片上，波膜片是由一塊0.2mm左右的薄合金片沖壓成形，斷面是波浪形的。受力后彈性形變性能很好，調節桿是用來(lái)調整膨脹閥門(mén)的開(kāi)啟過(guò)熱度，在調試過(guò)程中用它來(lái)調節彈簧的彈力，調節桿向里旋時(shí)，彈簧壓緊，調節桿向外旋時(shí)，彈簧放松，傳動(dòng)桿頂在閥針座與傳動(dòng)盤(pán)之間傳遞壓力，閥針座上裝有閥針，用來(lái)開(kāi)大或關(guān)小閥孔。
2、膨脹閥的工作原理：
膨脹閥通過(guò)感溫包感受蒸發(fā)器出口端過(guò)熱度的變化，導致感溫系統內(感溫系統是由感溫包、毛細管、傳動(dòng)膜片和傳動(dòng)波紋管這幾種互相連通的零件所構成的密閉系統)充注物質(zhì)產(chǎn)生壓力變化、并作用于傳動(dòng)膜片上．促使膜片形成上下位移，再通過(guò)傳動(dòng)片將此力傳遞給傳動(dòng)桿而推動(dòng)閥針上下移動(dòng)，使閥門(mén)關(guān)小或開(kāi)大，起到降壓節流作用和自動(dòng)調節蒸發(fā)器的制冷劑供給量并保持蒸發(fā)器出口端具有一定過(guò)熱度，得以保證蒸發(fā)器傳熱面積的充分利用，以及減少液擊沖缸現象的發(fā)生。
工作原理
空調器的制冷系統由蒸發(fā)器、壓縮機、冷凝器和毛細管四個(gè)主要部件組成。按照制冷循環(huán)工作的順序，依次用管道連接成一個(gè)整體。系統工作時(shí)、蒸發(fā)器內的制冷劑吸收室內空氣的熱量而蒸發(fā)成為壓力和溫度均較低的蒸氣，被壓縮機吸入并壓縮后，制冷劑的壓力和溫度均升高，然后排入冷凝器。制冷劑蒸氣在冷凝器內通過(guò)放熱給室外空氣而冷凝成為壓力較高的液體。制冷劑液體通過(guò)毛細管的節流，壓力和溫度均降低，再進(jìn)入蒸發(fā)器蒸發(fā)，如此周而復始地循環(huán)工作，從而達到降低室內溫度的目的。
空調
空調的發(fā)明
被稱(chēng)為制冷之父的英國發(fā)明家威利斯·哈維蘭德·卡里爾（有的地方譯作開(kāi)利）于1902年設計并安裝了第一部空調系統。美國紐約的一個(gè)印刷商發(fā)現溫度的變化能夠造成紙的變形，從而導致有色墨水失調，該空調系統就是為他設計的�？ɡ餇柕膶�(zhuān)利1906年得到注冊。1902 年7月17日，這名才從康奈爾大學(xué)畢業(yè)一年的年輕人，在“水牛公司”（Buffalo Forge Co.）工作時(shí)，發(fā)明了冷氣機。但最初發(fā)明冷氣機的目的，并不是為人們帶來(lái)舒適的生活環(huán)境，而是為一些死物服務(wù)。水牛公司的其中一個(gè)客戶(hù)——紐約市沙克特威廉印刷廠(chǎng)，它的印刷機由于空氣的溫度及濕度變化，使紙張擴張及收縮不定，油墨對位不準，無(wú)法生產(chǎn)清晰的彩色印刷品。于是求助于水牛公司。開(kāi)利心想既然可以利用空氣通過(guò)充滿(mǎn)蒸氣的線(xiàn)圈來(lái)保暖，何不利用空氣經(jīng)過(guò)充滿(mǎn)冷水的線(xiàn)圈來(lái)降溫？空氣中的水會(huì )凝結于線(xiàn)圈上，如此一來(lái)，工廠(chǎng)里的空氣將會(huì )既涼爽又干燥。
1902年7月17日，空調的時(shí)代就由這印刷廠(chǎng)首次使用冷氣機而開(kāi)始。很快，其它的行業(yè)如紡織業(yè)、化工業(yè)、制藥業(yè)、食品甚至軍火業(yè)等，亦因空調的引進(jìn)而使產(chǎn)品質(zhì)量大大提高。1907年，第一臺出口的空調，買(mǎi)家是日本的一家絲綢廠(chǎng)。1915年，開(kāi)利成立了一家公司，至今它仍是世界最大的空調公司之一。但空調發(fā)明后的20年，享受的一直都是機器，而不是人。直到1924年，底特律的一家商場(chǎng)，常因天氣悶熱而有不少人暈倒，而首先安裝了三臺中央空調，此舉大大成功，涼快的環(huán)境使得人們的消費意欲大增，自此，空調成為商家吸引顧客的有力工具，空調為人們服務(wù)的時(shí)代，正式來(lái)臨了。
但說(shuō)到空調可以普及，主要是通過(guò)電影院成事的。大多數美國人是在電影院第一次接觸到空調的。20世紀20年代的電影院利用空調技術(shù)，承諾能為觀(guān)眾提供涼爽的空氣，使空調變得和電影本身一樣吸引人，而夏季也取代了冬季成為看電影的高峰季節。隨后出現了大量全年開(kāi)放的室內娛樂(lè )場(chǎng)所，如賭場(chǎng)、室內運動(dòng)場(chǎng)和商場(chǎng)，這些都得歸功于空調的出現。
功能
1．降溫
在空調器設計與制造中，一般允許將溫度控制在16~32℃之間。如若溫度設定過(guò)低時(shí)，一方面增加不必要的電力消耗，另一方面造成室內外溫差偏大時(shí)，人們進(jìn)出房間不能很快適應溫度變化，容易患感冒。
2．除濕
空調器在制冷過(guò)程中伴有除濕作用。人們感覺(jué)舒適的環(huán)境相對濕度應在40~60%左右，當相對濕度過(guò)大如在90%以上，即使溫度在舒適范圍內，人的感覺(jué)仍然不佳。
3、升溫
熱泵型與電熱型空調器都有升溫功能。升溫能力隨室外環(huán)境溫度下降逐步變小，若溫度在-5℃時(shí)幾乎不能滿(mǎn)足供熱要求。
4．凈化空氣
空氣中含一定量有害氣體如NH3、SO2等，以及各種汗臭、體臭和浴廁臭等臭氣�？照{器凈化方法有：換新風(fēng)、過(guò)濾、利用活性碳或光觸媒吸附和吸收等。
A、換新風(fēng)：利用風(fēng)機系統將室內潮濕空氣往室外排，使室內形成一定程度負壓，新鮮空氣從四周門(mén)縫、窗縫進(jìn)入室內，改善室內空氣質(zhì)量。
B、光觸媒：在光的照射下可以再生，將吸附（收）的氨氣、尼古丁、醋酸、硫化氫等有害物質(zhì)釋放掉，可重新使用。
發(fā)展歷程
在二十世紀六,七十年代，美國地區發(fā)生罕見(jiàn)的干旱天氣,為解決干旱缺水地區的空調冷熱源問(wèn)題，美國率先研制出風(fēng)冷式冷水機,用空氣散熱代替冷卻塔,其英文名稱(chēng)是：Air cool Chiller,簡(jiǎn)稱(chēng)為Chiller!在空調歷史中，美國已經(jīng)發(fā)展和改進(jìn)了有風(fēng)管的中央單元式系統，并得到了正在現場(chǎng)安裝和修理有風(fēng)管的單元式空調系統的空調設備分銷(xiāo)商和經(jīng)銷(xiāo)商的強力支持。WRAC是最簡(jiǎn)單和最便宜的系統，能夠很容易的在零售商店中購得，并在持續高溫來(lái)的時(shí)候自己安裝。
同時(shí)，無(wú)風(fēng)管的SRAC和SPAC自70年代起在有別于美國市場(chǎng)的動(dòng)力下在日本得到發(fā)展和改進(jìn)。之后，設備設計和制造技術(shù)在90年代被轉讓到中國，這是通過(guò)與當地公司(包括主要元件如壓縮機、熱交換器、電勸機、精細閥和電子控制器的本地制造商)組成的合資公司進(jìn)行的。
在90年代中國也從其它先進(jìn)國家吸收了較大型空調設備的先進(jìn)高新技術(shù)，并與多數是美國的大公司組成合資企業(yè)�，F今，中國已是一個(gè)頂級國家，她的當地主要工廠(chǎng)和合資企業(yè)制造了大量SRAC和SPAC以滿(mǎn)足增長(cháng)的國內市場(chǎng)和出口需要。日本過(guò)去幾年在把SRAC和SPAC機組出口到中國、歐洲和中東以建立新的市場(chǎng)。但是中國現今已是最大的空調出口國，在2001年出口的WRAC，SRAC和SPAC機組總數達500萬(wàn)臺，2002年預計有750或800萬(wàn)臺機組出口，而日本正在失去出口的地位。
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