2012年11月27日 星期二

冷凍系統分析


冷凍設備
空調基本原理:吾人知道物體有三態:固態、液態及氣態,依熱力學法則,任何物質當其型態發生變化時,不是吸取其周圍的熱量,就是排放其本身的熱量。今吾人選定某種流體稱之為冷煤(refrigerant)將其放入某特定的系統稱之為冷凍系統(refrigeration system)讓它在該系統中,週而復始地循環不已。因冷煤在系統中,會產生排熱作用,一面吸熱、一面排熱,就達成冷凍效果的作用。何以冷煤再系統中會不斷地發生液態«氣態的相變化呢?因為決定物質存在型態的要因,必須視其所在空間的溫度(temperature)與壓力(pressure)而定,例如在一標準大氣壓力下,以液態存在的水,當溫度被冷卻降至0°C以下時,即凝固成為固態的冰,若溫度被加熱提升至100°C以上時,被蒸發成為氣態的水蒸氣。然而當壓力低於一標準大氣壓力時,水不必被加熱到100°C就可以蒸發,就如在空氣較稀薄的高山上,因大氣壓力比平地低,所以燒開水較易沸騰。
因此,吾人欲使冷煤在系統中,由氣態變成液態,發生排熱作用,而達到液化的目的,有下列兩種方法:(1) 加壓:可使用壓縮機(compressor)來壓縮氣態冷煤,使其成為高溫高壓的氣態冷煤。(2) 冷卻:可使用空氣或水來冷卻高溫高壓的氣態冷煤,而達到散熱液化的目的,如氣冷式或是水冷式冷凝器(condenser)反之,欲使冷煤在系統中,由液態變成氣態,產生吸熱作用,而達到蒸發冷凍的目的,可使用下列兩種方法:(1)降壓:用節流器(metering device)來降壓,可使液態冷煤再低壓力下易於蒸發吸熱成為氣態,如毛細管(capillary tube)或膨脹閥(expansion valve)(2)加熱:液態物質被加熱很容易形成氣態,在冷凍系統中,經常有許多溫度高的物品置放在蒸發器(vaporator)周圍,使蒸發器內液態冷煤受熱而蒸發成氣態,借其蒸發潛熱(latent heat)吸收周圍熱量達到降溫效果。基本冷凍空調循環原理:按熱力學第二定律即克勞休不等律(inequality of Clausius)說法:在大自然界中,熱可由高溫處轉向低溫處,若熱由低溫處傳向高溫處,必須藉由作功獲得。如一系統在進行一循環過程中,自低溫的物品或空間(冷凍庫)吸收熱量產生製冷的效果,再自外界加入機械功(壓縮機),而將熱量排出至較高溫的物體(冷卻介質)或空間,則此系統被稱為冷凍系(refrigeration system)。在系統工作流體(冷煤)重複運轉的過程,所進行的工作循環,稱之為冷凍循環(refrigeration cycle)
引用處:Yahoo奇摩知識+

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