再学习-制冷剂(冷媒)工作时的状态变化和制冷原理

最近遇到一个问题,实验室的中央空调时不时的高压报警,按照以前的处理方法,这是因为室外机的冷凝器散热不好导致的,通常的解决办法是清洗散热器。检查的时候发现,室外机的冷凝器的散热片表面确实有尘土、毛毛等这些,然后用高压水枪清洗后,不再报警了,运行了两天,又高压报警了,接着就是检查室外机,发现散热片没有杂物,挺干净的。这就是我说的遇到的问题,之前没遇到过的,于是自己又是查资料,再学习制冷原理,有了一些体会,把学习的笔记跟大家分享一下,顺便说说我理解的制冷原理,虽说之前也学过,哪怕用到的是高中物理知识,真要去细究的时候,发现里面还是有很多专业词汇是不懂的,这里是用我自己的语言解释,因为我希望自己能理解并且记住,所以都是大白话。

首先说一下,再学习制冷剂的工作状态变化和制冷原理不止是因为我们常见的空调,更是因为自己工作中经常遇到的是冷水机的故障,这些冷水机是用在半导体工艺设备中的关键辅机。只要是制冷的设备,其制冷原理大同小异。书接上回,即使清理了室外机的散热片还是高压报警,是因为室外机的环境温度太高,也就是室外温度过高或者室外没有风,导致室外机即使风扇工作,也没有把热量散出去。解决办法是什么,给室外机搭棚子,避免阳光直射;另一个就是给室外机旁边加一个风扇,吹室外机,加强空气流通,及时散热。但是如果加风扇散热,要考虑风扇的选型。(室外:耐晒,防水,防腐蚀)。还有一个应急的办法,就是用高压水枪清洗室外机,这样的操作不是因为室外机的散热片脏,而是帮助冷凝器散热。

接下来说说再学习制冷设备制冷原理的体会。

首先,制冷设备的核心部件有4件:压缩机,冷凝器,膨胀阀,蒸发器。其他部件都是辅助,是为了让制冷设备更智能化,更好用而已,不用管。

然后,制冷的原理是靠制冷剂,也叫冷媒在这4个部件中的状态循环变化实现制冷,上图,以空调为例,然后分析,争取说全说透。

制冷剂(冷媒)状态变化

直接说干货,制冷的原理是冷媒在气--液之间变化时的吸热和放热

从上图可以看到,制冷剂(橙色显示)在经过4个部件之后的状态。4个部件就是让冷媒循环发生气-液变化,在这两种状态变化中就伴随了热量交换。

上图中的蒸发器和冷凝器是针对冷媒而言的,在分析时切记这一点,即蒸发器是冷媒在其里面发生了蒸发,由液转换为气;而冷凝器是冷媒在其里面发生了气向液的转换。

室外机,低温低压的气体经过压缩机后,转换为高温高压的气体;然后高温高压的冷媒气体经过冷凝器后,转换了中温中压的液体。注意,此时冷媒发生了气转换为液的变化,从高中物理知识知道,气转换为液,是因为放出了热量。  接着再研究,放出的热量到哪里去了,这些热量是从哪里来呢。放出的热量是被室外机的冷凝器散热片散发到室外环境中了。这些热量从哪里来呢,是由于压缩机的压缩产生的。

这里有一个高中知识点,就是 PV/T  = 常数。体积不变的前提下,压力下降,温度也会下降,所以压缩机出气口的高温高压气体,经过冷凝器变为中温中压的液体,压力和温度同时变化,且变化方向一致,即 一同变大,或者一同变小。

室内机,中温中压的液体经过膨胀阀后,转换为低温低压的雾状液体,再经过蒸发器,雾状液体转换为气体。注意,此时发生了液转换为气,就是吸收了热量。那么是吸收了谁的热量呢,自然是吸收了室内空气的热量,这样就使得室内温度降下来,达到制冷的目的,我们会感觉凉爽。

然后再说说热量交换,还是以空调为例,室内机的热量交换是蒸发器中的冷媒同室内空气发生了热量交换,让是室内空气冷却,达到制冷的目的。室外机的热量交换是冷凝器中冷媒同室外空气发生热量交换,让冷媒的热量被及时带走,变成液体。

到此为止,制冷的原理解释清楚了。

那么再拓展一下,高温高压,中温中压,低温低压都是指的具体数值是多少?

高温高压,中温中压,低温低压都是描述冷媒。具体数值是多少呢,要看用的冷媒型号,不同的冷媒有不同的高温高压值,常用的冷媒有R22,R32,R410,目前R410最环保,自行查找吧。

下次分析一下制冷机中常见的高压报警和低压报警。

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