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工業(yè)冷水機(jī)工作原理之制冷劑的狀態(tài)變化
工業(yè)制冷機(jī)組制冷系統(tǒng)如果從壓縮方式來分類的話，有單級(jí)壓縮、雙級(jí)壓縮和復(fù)疊制冷等形式，其中單級(jí)壓縮制冷在工業(yè)冷水機(jī)組中的應(yīng)用是最為普遍和基本的方式，那么制冷劑（冷媒）在制冷過程中的狀態(tài)是如何變化的呢？ 低壓制冷劑蒸汽進(jìn)入壓縮機(jī)，被壓縮為高壓過熱蒸汽，再進(jìn)入冷凝器進(jìn)行冷凝。冷凝后的高壓液態(tài)制冷劑經(jīng)過熱力膨脹閥膨脹節(jié)流成低壓制冷劑濕蒸汽，進(jìn)入蒸發(fā)器并在其中吸熱氣化，最后低壓制冷劑蒸汽被壓縮機(jī)再次吸入進(jìn)入下一次制冷循環(huán)。制冷劑在壓縮機(jī)、冷凝器、膨脹閥和蒸發(fā)器這四個(gè)部件中分別完成壓縮、冷凝、節(jié)流和蒸發(fā)的過程，形成一個(gè)完整的制冷循環(huán)。 制冷劑壓縮過程 低壓制冷劑蒸汽從冷水機(jī)組蒸發(fā)器末端進(jìn)入壓縮機(jī)被壓縮做功后，其壓力也快速上升到冷凝壓力，由于制冷劑蒸汽是在瞬間被壓縮和排出，所以熱量并不會(huì)被傳遞到外界環(huán)境中，可以認(rèn)為這是一個(gè)絕熱壓縮的過程。 制冷劑冷凝過程 制冷劑高壓過熱蒸汽進(jìn)入工業(yè)冷水機(jī)組冷凝器后，冷凝器會(huì)不斷地將制冷劑中的熱量帶出，從而制冷劑由高壓過熱蒸汽轉(zhuǎn)化為飽和蒸汽，并在不斷地冷凝過程中成為飽和液態(tài)制冷劑。 制冷劑節(jié)流過程 當(dāng)飽和的液態(tài)的制冷劑經(jīng)過工業(yè)冷水機(jī)組的節(jié)流裝置如毛細(xì)管、熱力膨脹閥時(shí)，制冷劑壓力被迅速釋放，制冷劑的溫度也逐漸降低為蒸發(fā)溫度。這時(shí)制冷劑（冷媒）是處于一種氣相和液相并存的狀態(tài)，不過制冷劑液體占絕大部分，而制冷劑蒸汽占比較少的部分。 制冷劑蒸發(fā)吸熱過程 制冷劑從節(jié)流裝置進(jìn)入工業(yè)冷水機(jī)組的蒸發(fā)器后，氣液混合物不斷從循環(huán)的載冷劑中吸收熱量并汽化成為氣態(tài)制冷劑，載冷劑(水、乙二醇或鹽水)被不斷冷卻并將冷量輸出到應(yīng)用設(shè)備，蒸發(fā)完全的制冷劑則被壓縮機(jī)吸入進(jìn)行下一次壓縮循環(huán)過程。
2019
05-10
丹佛斯工業(yè)制冷業(yè)務(wù)收購美國(guó)AAIM Controls公司
近日，丹佛斯宣布成功收購位于美國(guó)賓夕法尼亞州韋恩斯伯勒（Waynesboro）的AAIMControls公司。AAIMControls公司在電子控制自動(dòng)化領(lǐng)域擁有全面的產(chǎn)品系列和廣泛的專業(yè)知識(shí)，致力于工業(yè)制冷市場(chǎng)各個(gè)領(lǐng)域的電子監(jiān)控應(yīng)用?！ AIMControls公司于2003年由ArtMarshall和AlanIzer共同創(chuàng)建，目前在賓夕法尼亞州Waynesboro的1.6萬平方英尺的工廠中，共有24名員工在管理、工程和制造部門工作。? 丹佛斯制冷事業(yè)部總裁費(fèi)允德先生(JurgenFischer)表示：“通過在丹佛斯工業(yè)制冷系統(tǒng)解決方案中增加電子監(jiān)控系統(tǒng)，使得丹佛斯成為工業(yè)制冷市場(chǎng)領(lǐng)域的一站式制冷系統(tǒng)解決方案供應(yīng)商，鞏固了我們?cè)谶@一領(lǐng)域的全球地位。通過這一投資，我們?yōu)榈し鹚怪评涫聵I(yè)部增加了重要的新技術(shù)和能力，我們非常高興地歡迎這支強(qiáng)大的新隊(duì)伍加入丹佛斯的大家庭！”? 如今，工業(yè)制冷市場(chǎng)受到制冷劑變化、食品安全需求的影響，更加關(guān)注環(huán)境保護(hù)及能源效率。致使更多的合作伙伴要求完整的制冷系統(tǒng)解決方案，即在現(xiàn)有制冷產(chǎn)品解決方案的基礎(chǔ)上配置智能控制和自動(dòng)化，實(shí)現(xiàn)能源的高效利用，帶來運(yùn)營(yíng)成本的節(jié)約。? “與AAIM的合作將使我們能夠滿足客戶對(duì)工業(yè)制冷系統(tǒng)解決方案和全面監(jiān)控的新需求。在工業(yè)制冷市場(chǎng)，控制器產(chǎn)品通常被視為系統(tǒng)解決方案的核心部分，加上AAIM強(qiáng)大的行業(yè)數(shù)據(jù)庫和高度專業(yè)化的解決方案，我們獲得了獨(dú)特的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)?！钡し鹚怪评涫聵I(yè)部副總裁，丹佛斯工業(yè)制冷業(yè)務(wù)全球負(fù)責(zé)人KristianStrand先生說道。? “成為丹佛斯家族的一員將為我們開拓新領(lǐng)域提供全新的選擇，我相信與丹佛斯的合作將為我們帶來新的機(jī)遇。我們不僅在如何發(fā)展業(yè)務(wù)方面有相同的想法，而且在員工發(fā)展和如何推動(dòng)有機(jī)增長(zhǎng)方面也有相同的價(jià)值觀?！盇AIM公司創(chuàng)始人之一ArtMarshall先生在簽約儀式上說道。 憑借其在工業(yè)制冷市場(chǎng)的領(lǐng)先地位和高技能人才的儲(chǔ)備，AAIM公司將成為助力丹佛斯工業(yè)制冷業(yè)務(wù)強(qiáng)有力的加速引擎。
麥克維爾冷凍產(chǎn)品助力汽車風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)室
近日，3套J&EHall?冷凍機(jī)組應(yīng)用于東風(fēng)汽車環(huán)境風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)室，為實(shí)驗(yàn)室模擬控制的環(huán)境提供冷源。東風(fēng)汽車環(huán)境風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)室位于武漢經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)東風(fēng)本田汽車發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)驗(yàn)室里，該建設(shè)項(xiàng)目由襄陽達(dá)安汽車檢測(cè)中心和中國(guó)航天空氣動(dòng)力技術(shù)研究院共同承擔(dān)，共包含三個(gè)不同的浸車間。三個(gè)浸車間的冷熱負(fù)荷通過三個(gè)獨(dú)立的空氣處理系統(tǒng)進(jìn)行處理?！ ★L(fēng)洞的控制性佳，可重復(fù)性高，現(xiàn)今風(fēng)洞廣泛用于汽車空氣動(dòng)力學(xué)測(cè)試。為了模擬汽車所處的極端溫度環(huán)境，需要通過加熱和制冷的方式，為汽車風(fēng)洞創(chuàng)造高溫至+60℃以上，低溫至-40℃以下的極端環(huán)境溫度。該項(xiàng)目采用了J&EHall三套直接冷卻系統(tǒng)，按照變工況設(shè)計(jì)，蒸發(fā)溫度范圍-28~-55℃，可滿足各不同工況點(diǎn)的自由切換。冷凍機(jī)組均采用直接冷卻的方式，即采用壓縮冷凝機(jī)組，將低溫低壓的制冷劑液體送入布置于浸車間內(nèi)的蒸發(fā)器，與蒸發(fā)器另一側(cè)的空氣直接換熱，將其冷卻，為三個(gè)浸車間的低環(huán)溫控制提供冷源需求。
熱浪襲歐洲 中國(guó)制冷企業(yè)“出海”降溫
近期持續(xù)遭熱浪襲擊的歐洲，至少有12個(gè)國(guó)家的高溫紀(jì)錄被打破。風(fēng)扇、空調(diào)成為搶手貨?！ ?shù)據(jù)顯示，巴黎溫度日前達(dá)到42℃，倫敦突破39℃，荷蘭達(dá)39.3℃；德國(guó)下薩克森州林根市錄得的42.6℃高溫，打破該國(guó)自1881年有氣象記錄以來最高溫；比利時(shí)克萊恩-布羅格爾39.9℃的高溫，刷新該國(guó)自1833年來的高溫紀(jì)錄?！ 〕掷m(xù)高溫令歐洲部分公共交通不得不暫停服務(wù)。負(fù)責(zé)鐵路基礎(chǔ)設(shè)施運(yùn)營(yíng)的NetworkRail公司表示，鐵軌在受熱時(shí)會(huì)膨脹，有可能導(dǎo)致鐵軌彎曲變形。 受高溫影響，EDF能源公司近日關(guān)閉了法國(guó)南部的核電站。牛津大學(xué)環(huán)境變化研究所專家克萊爾·赫威賽則表示，熱浪將令老人的生命風(fēng)險(xiǎn)升高。 歐洲迎來“降溫革命” 對(duì)歐洲多數(shù)國(guó)家而言，夏季最高溫度一般不會(huì)超過30℃。很多家庭裝修更注重加厚墻壁避寒，而非降溫。 據(jù)外媒報(bào)道，2017年的一份報(bào)告顯示，只有不到5%的歐洲家庭安裝了空調(diào)。而《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒2018》顯示，2017年末中國(guó)居民平均每百戶空調(diào)擁有量達(dá)96.1臺(tái)。美國(guó)家庭的空調(diào)安裝率也達(dá)到90%?！ 〕掷m(xù)高溫令歐洲民眾終于體會(huì)到了空調(diào)的“好”。美國(guó)《連線》雜志報(bào)道稱，2018年，歐洲賣出了840萬臺(tái)空調(diào)，相比2017年上漲了11%?！ 〉聡?guó)柏林Klima空調(diào)公司負(fù)責(zé)人DirkTrembich表示，歐洲民眾購置空調(diào)的熱情從2018年4月份就開始涌現(xiàn)，至今需求依舊旺盛?！度A盛頓郵報(bào)》更將此現(xiàn)象稱為歐洲的一場(chǎng)“降溫革命”?！ 夂?qū)＜冶硎?，未來隨著全球氣候持續(xù)異常，歐洲高溫天氣或?qū)②呌诔B(tài)?！ ≈袊?guó)制冷業(yè)海外受青睞 在歐洲，空調(diào)卻是奢侈品。據(jù)英國(guó)價(jià)格比對(duì)網(wǎng)站PriceSpy數(shù)據(jù)顯示，一臺(tái)便攜式空調(diào)的價(jià)格從200歐元至700多歐元不等。在英國(guó)，一間臥室安裝冷暖空調(diào)大概花費(fèi)2000英鎊(約合17000元人民幣)，僅安裝費(fèi)就達(dá)1000英鎊；在法國(guó)，100平方米房間的空調(diào)安裝成本超過1萬美元?！ 「邷叵?，英國(guó)空調(diào)價(jià)格又上漲了40%之多。歐洲民眾紛紛尋找其它降溫工具代替，中國(guó)物美價(jià)廉的風(fēng)扇頗受青睞。 阿里巴巴旗下跨境零售電商平臺(tái)速賣通向中新社記者提供的數(shù)據(jù)顯示，該平臺(tái)風(fēng)扇銷售額5月環(huán)比增長(zhǎng)超過100%，6月環(huán)比增長(zhǎng)超200%。在法國(guó)，5月至7月速賣通風(fēng)扇的銷售額同比去年增長(zhǎng)了283%，接近去年的4倍。7月1日當(dāng)天，平臺(tái)在法國(guó)的風(fēng)扇銷售額同比激增1000%?！ ?月開始，“風(fēng)扇”一詞已排至速賣通平臺(tái)熱搜詞第1位，“airconditioning(空調(diào))”位居熱搜詞第2位?！ 〗┠辏愿窳?、美的、海爾為代表的中國(guó)空調(diào)企業(yè)擺脫“貼牌代工”模式，開始注重自主品牌建設(shè)，隨著中國(guó)制冷品牌全球化戰(zhàn)略布局，日韓制冷品牌壟斷歐洲市場(chǎng)的局面逐步打破。據(jù)歐洲研究機(jī)構(gòu)GFK統(tǒng)計(jì)，中國(guó)空調(diào)品牌已占據(jù)歐洲近30%的市場(chǎng)份額?！ ∪毡窘?jīng)濟(jì)新聞社發(fā)布的2018年全球“主要商品與服務(wù)份額調(diào)查”顯示，家用空調(diào)領(lǐng)域，格力電器以20.6%的市場(chǎng)占有率蟬聯(lián)全球第一，產(chǎn)品遠(yuǎn)銷160多個(gè)國(guó)家和地區(qū)，用戶超4億；美的則通過并購庫卡等方式布局全球化經(jīng)營(yíng)，其2018年半年報(bào)顯示，公司海外銷售占比過半，產(chǎn)品已出口至200多個(gè)國(guó)家。
制冷系統(tǒng)主要運(yùn)行參數(shù)的節(jié)能控制調(diào)節(jié)
在實(shí)際的制冷設(shè)備及系統(tǒng)工程運(yùn)行中，不僅應(yīng)該把制冷系統(tǒng)調(diào)整到合理的運(yùn)行范圍，滿足制冷工藝的要求，維持其安全正常運(yùn)行，而且還應(yīng)該并可以進(jìn)一步將制冷系統(tǒng)調(diào)整到最佳運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)高效節(jié)能的運(yùn)行目的，提高制冷設(shè)備運(yùn)行的節(jié)能水平?！ ∫?、蒸發(fā)溫度和蒸發(fā)壓力 在制冷設(shè)備的設(shè)計(jì)中，提高蒸發(fā)溫度將使制冷系統(tǒng)的壓縮比降低、功耗減少，這對(duì)節(jié)能是十分有利的。問題是蒸發(fā)溫度取決于被冷卻對(duì)象，調(diào)整蒸發(fā)溫度必須以不影響被冷卻對(duì)象的制冷工藝要求為前提。但在制冷裝置的操作調(diào)節(jié)中，應(yīng)注意觀察，及時(shí)采取相應(yīng)措施，如適當(dāng)除霜、適當(dāng)增大供液量、對(duì)蒸發(fā)器進(jìn)行放油除污垢清理、對(duì)壓縮機(jī)實(shí)施有效能量調(diào)節(jié)等，使蒸發(fā)溫度穩(wěn)定在設(shè)計(jì)溫度，避免蒸發(fā)溫度不必要地過低還是非常必要的。 從節(jié)能的角度來講，適當(dāng)?shù)靥岣哒舭l(fā)溫度是經(jīng)濟(jì)合理的，計(jì)算表明，當(dāng)用-25℃的庫溫代替-30℃庫溫時(shí)，由于蒸發(fā)溫度升高，將節(jié)約電能達(dá)9.8%。因此，對(duì)于貯存期較短，質(zhì)量對(duì)低溫要求不高的情況，可以適當(dāng)?shù)靥岣哒舭l(fā)溫度，達(dá)到節(jié)能的效果。另外一般制冷裝置都按滿負(fù)荷進(jìn)行設(shè)計(jì)，而實(shí)際在滿負(fù)荷運(yùn)行的時(shí)間并不長(zhǎng)，大部分時(shí)間是在小于設(shè)計(jì)負(fù)荷的條件下運(yùn)行。在部分負(fù)荷即耗冷量減少時(shí)，提高蒸發(fā)溫度，可以利用減小蒸發(fā)器的傳熱溫差，達(dá)到同樣的降溫效果?！ ±?，當(dāng)冷凝溫度為38℃時(shí)，制冷系統(tǒng)的蒸發(fā)溫度-33℃；當(dāng)耗冷量減少為原設(shè)計(jì)的50%，原蒸發(fā)器傳熱溫差由10℃減少為5℃，庫房仍利用原有設(shè)備，使庫溫維持在-23℃，但此時(shí)蒸發(fā)溫度提高為-28℃，計(jì)算表明節(jié)能效果可達(dá)15%。 二、冷凝溫度和冷凝壓力 冷凝溫度過高，將引起壓縮機(jī)排氣壓力過高，排氣溫度升高，這對(duì)壓縮機(jī)的安全運(yùn)行十分不利，容易造成事故；同時(shí)使制冷裝置效率降低，能耗增加。從節(jié)能角度，在制冷設(shè)備設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)適當(dāng)選取較高的冷凝溫度，即配置較大的冷凝換熱面積，達(dá)到實(shí)際節(jié)能運(yùn)行的目的?！ 牟僮髡{(diào)節(jié)的角度，應(yīng)控制制冷設(shè)備在盡可能低的冷凝溫度下運(yùn)行，以提高制冷效率，降低運(yùn)行費(fèi)用。冷凝溫度決定于冷卻介質(zhì)的溫度、流量、流速、冷凝面積、壓縮機(jī)的排氣量以及空氣濕度、油污、水垢等影響冷凝器傳熱效率的各種因素?！ ∫估淠郎囟缺M量低，主要從兩方面入手： 保持換熱面積的清潔，消除影響熱交換的因素，即及時(shí)除垢、放油、排除不凝結(jié)氣體； 控制冷卻介質(zhì)的流量、流速，保證冷卻介質(zhì)均勻地流過換熱面積；還要特別注意冷卻水在冷凝器中分配的均勻性?！ ≡谙到y(tǒng)設(shè)備部分負(fù)荷下運(yùn)行時(shí)，應(yīng)特別注意同時(shí)對(duì)應(yīng)控制調(diào)節(jié)冷凝系統(tǒng)的水泵或風(fēng)機(jī)負(fù)荷，避免無效的換熱功耗。因?yàn)橹评湓O(shè)備的總能耗包括了壓縮機(jī)的能耗和換熱器水泵和風(fēng)機(jī)的能耗?！ ∪?、液體過冷度和吸氣過熱度 在一定的冷凝溫度、蒸發(fā)溫度下，采用使節(jié)流前制冷劑液體過冷的方法可達(dá)到減小節(jié)流后制冷劑干度的目的，提高制冷循環(huán)的制冷量。通常情況下，假定冷凝器出水溫度比冷凝溫度低3~5K，冷卻水在冷凝器中的溫升為3~8K，因而冷卻水的進(jìn)口溫度比冷凝溫度低5~13K，這就足以使制冷劑出口溫度達(dá)到一定的過冷度。在臥式殼管冷凝器中，如果冷凝后的液體不立即從冷凝器的底部排出，而是積存在冷凝器內(nèi)部，這部分液體將繼續(xù)把熱量傳給管內(nèi)的冷卻水和周圍介質(zhì)，排出時(shí)便可獲得一定過冷度。過冷度的獲得產(chǎn)生并不產(chǎn)生壓縮機(jī)耗功的增加，這就意味著過冷度必定導(dǎo)致設(shè)備系統(tǒng)制冷系數(shù)的增加，提高制冷設(shè)備運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性?！ ⊙芯坑?jì)算表明，在冷凝溫度40℃，蒸發(fā)溫度5℃工況條件下，5K的過冷度，會(huì)使R22制冷設(shè)備制冷量增加4.27%，輸入功率無變化，COP值提高4.27%?！ ∥鼩膺^熱度在有效改善提高壓縮機(jī)的容積效率和系統(tǒng)單位質(zhì)量制冷量的同時(shí)，亦不可避免地增加了壓縮機(jī)吸氣的比容、排氣溫度、耗功和冷凝器的熱負(fù)荷。盡管其綜合影響還是會(huì)使制冷量隨著過熱度的增加有所增加，但設(shè)備系統(tǒng)的制冷系數(shù)則是隨之降低的?！ ∵@雖似與設(shè)備的節(jié)能運(yùn)行有相駁之處，但在制冷設(shè)備，特別是在低溫制冷設(shè)備中，吸氣溫度過低會(huì)使壓縮機(jī)產(chǎn)生嚴(yán)重結(jié)霜，潤(rùn)滑條件惡化。在濕沖程下，壓縮機(jī)運(yùn)行的容積效率大幅降低，指示效率、機(jī)械效率及電效率均會(huì)有所減低，從而使壓縮機(jī)的COP值會(huì)有更大幅度的下降。更為甚者，濕沖程極易產(chǎn)生液擊對(duì)壓縮機(jī)產(chǎn)生致命的機(jī)械損傷?！ 〕酥?，充分利用晝夜溫差引起的夜間熱負(fù)荷降低，冷凝溫度降低及夜間低谷電網(wǎng)，盡可能使制冷設(shè)備在夜間運(yùn)行；在制冷環(huán)境中優(yōu)化設(shè)計(jì)均勻的氣流組織；采用多級(jí)分段制冷工藝使制冷設(shè)備在各個(gè)時(shí)段中采用不同的運(yùn)行參數(shù)，降低傳熱溫差，利用連續(xù)變溫調(diào)節(jié)時(shí)制冷系數(shù)大的原理，以不增加投資實(shí)現(xiàn)實(shí)際制冷凍結(jié)過程的節(jié)能也都具有較為明顯的經(jīng)濟(jì)效益。
地址：武漢市陽邏經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)華中國(guó)際產(chǎn)業(yè)園C-F10
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