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工業冷水機工作原理之制冷劑的狀態變化

工業制冷機組制冷系統如果從壓縮方式來分類的話，有單級壓縮、雙級壓縮和復疊制冷等形式，其中單級壓縮制冷在工業冷水機組中的應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是如何變化的呢？ 低壓制冷劑蒸汽進入壓縮機，被壓縮為高壓過熱蒸汽，再進入冷凝器進行冷凝。冷凝后的高壓液態制冷劑經過熱力膨脹閥膨脹節流成低壓制冷劑濕蒸汽，進入蒸發器并在其中吸熱氣化，最后低壓制冷劑蒸汽被壓縮機再次吸入進入下一次制冷循環。制冷劑在壓縮機、冷凝器、膨脹閥和蒸發器這四個部件中分別完成壓縮、冷凝、節流和蒸發的過程，形成一個完整的制冷循環。 制冷劑壓縮過程 低壓制冷劑蒸汽從冷水機組蒸發器末端進入壓縮機被壓縮做功后，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，所以熱量并不會被傳遞到外界環境中，可以認為這是一個絕熱壓縮的過程。 制冷劑冷凝過程 制冷劑高壓過熱蒸汽進入工業冷水機組冷凝器后，冷凝器會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化為飽和蒸汽，并在不斷地冷凝過程中成為飽和液態制冷劑。 制冷劑節流過程 當飽和的液態的制冷劑經過工業冷水機組的節流裝置如毛細管、熱力膨脹閥時，制冷劑壓力被迅速釋放，制冷劑的溫度也逐漸降低為蒸發溫度。這時制冷劑（冷媒）是處于一種氣相和液相并存的狀態，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。 制冷劑蒸發吸熱過程 制冷劑從節流裝置進入工業冷水機組的蒸發器后，氣液混合物不斷從循環的載冷劑中吸收熱量并汽化成為氣態制冷劑，載冷劑(水、乙二醇或鹽水)被不斷冷卻并將冷量輸出到應用設備，蒸發完全的制冷劑則被壓縮機吸入進行下一次壓縮循環過程。

2019

05-10

丹佛斯工業制冷業務收購美國AAIM Controls公司

近日，丹佛斯宣布成功收購位于美國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化領域擁有全面的產品系列和廣泛的專業知識，致力于工業制冷市場各個領域的電子監控應用。　　AAIMControls公司于2003年由ArtMarshall和AlanIzer共同創建，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。?　　丹佛斯制冷事業部總裁費允德先生(JurgenFischer)表示：“通過在丹佛斯工業制冷系統解決方案中增加電子監控系統，使得丹佛斯成為工業制冷市場領域的一站式制冷系統解決方案供應商，鞏固了我們在這一領域的全球地位。通過這一投資，我們為丹佛斯制冷事業部增加了重要的新技術和能力，我們非常高興地歡迎這支強大的新隊伍加入丹佛斯的大家庭！”?　　如今，工業制冷市場受到制冷劑變化、食品安全需求的影響，更加關注環境保護及能源效率。致使更多的合作伙伴要求完整的制冷系統解決方案，即在現有制冷產品解決方案的基礎上配置智能控制和自動化，實現能源的高效利用，帶來運營成本的節約。?　　“與AAIM的合作將使我們能夠滿足客戶對工業制冷系統解決方案和全面監控的新需求。在工業制冷市場，控制器產品通常被視為系統解決方案的核心部分，加上AAIM強大的行業數據庫和高度專業化的解決方案，我們獲得了獨特的競爭優勢。”丹佛斯制冷事業部副總裁，丹佛斯工業制冷業務全球負責人KristianStrand先生說道。?　　“成為丹佛斯家族的一員將為我們開拓新領域提供全新的選擇，我相信與丹佛斯的合作將為我們帶來新的機遇。我們不僅在如何發展業務方面有相同的想法，而且在員工發展和如何推動有機增長方面也有相同的價值觀。”AAIM公司創始人之一ArtMarshall先生在簽約儀式上說道。　　憑借其在工業制冷市場的領先地位和高技能人才的儲備，AAIM公司將成為助力丹佛斯工業制冷業務強有力的加速引擎。

2019

05-10

熱浪襲歐洲 中國制冷企業“出海”降溫

近期持續遭熱浪襲擊的歐洲，至少有12個國家的高溫紀錄被打破。風扇、空調成為搶手貨。　　數據顯示，巴黎溫度日前達到42℃，倫敦突破39℃，荷蘭達39.3℃；德國下薩克森州林根市錄得的42.6℃高溫，打破該國自1881年有氣象記錄以來最高溫；比利時克萊恩-布羅格爾39.9℃的高溫，刷新該國自1833年來的高溫紀錄。　　持續高溫令歐洲部分公共交通不得不暫停服務。負責鐵路基礎設施運營的NetworkRail公司表示，鐵軌在受熱時會膨脹，有可能導致鐵軌彎曲變形。　　受高溫影響，EDF能源公司近日關閉了法國南部的核電站。牛津大學環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險升高。　　歐洲迎來“降溫革命”　　對歐洲多數國家而言，夏季最高溫度一般不會超過30℃。很多家庭裝修更注重加厚墻壁避寒，而非降溫。　　據外媒報道，2017年的一份報告顯示，只有不到5%的歐洲家庭安裝了空調。而《中國統計年鑒2018》顯示，2017年末中國居民平均每百戶空調擁有量達96.1臺。美國家庭的空調安裝率也達到90%。　　持續高溫令歐洲民眾終于體會到了空調的“好”。美國《連線》雜志報道稱，2018年，歐洲賣出了840萬臺空調，相比2017年上漲了11%。　　德國柏林Klima空調公司負責人DirkTrembich表示，歐洲民眾購置空調的熱情從2018年4月份就開始涌現，至今需求依舊旺盛。《華盛頓郵報》更將此現象稱為歐洲的一場“降溫革命”。　　氣候專家表示，未來隨著全球氣候持續異常，歐洲高溫天氣或將趨于常態。　　中國制冷業海外受青睞　　在歐洲，空調卻是奢侈品。據英國價格比對網站PriceSpy數據顯示，一臺便攜式空調的價格從200歐元至700多歐元不等。在英國，一間臥室安裝冷暖空調大概花費2000英鎊(約合17000元人民幣)，僅安裝費就達1000英鎊；在法國，100平方米房間的空調安裝成本超過1萬美元。　　高溫下，英國空調價格又上漲了40%之多。歐洲民眾紛紛尋找其它降溫工具代替，中國物美價廉的風扇頗受青睞。　　阿里巴巴旗下跨境零售電商平臺速賣通向中新社記者提供的數據顯示，該平臺風扇銷售額5月環比增長超過100%，6月環比增長超200%。在法國，5月至7月速賣通風扇的銷售額同比去年增長了283%，接近去年的4倍。7月1日當天，平臺在法國的風扇銷售額同比激增1000%。　　從6月開始，“風扇”一詞已排至速賣通平臺熱搜詞第1位，“airconditioning(空調)”位居熱搜詞第2位。　　近些年，以格力、美的、海爾為代表的中國空調企業擺脫“貼牌代工”模式，開始注重自主品牌建設，隨著中國制冷品牌全球化戰略布局，日韓制冷品牌壟斷歐洲市場的局面逐步打破。據歐洲研究機構GFK統計，中國空調品牌已占據歐洲近30%的市場份額。　　日本經濟新聞社發布的2018年全球“主要商品與服務份額調查”顯示，家用空調領域，格力電器以20.6%的市場占有率蟬聯全球第一，產品遠銷160多個國家和地區，用戶超4億；美的則通過并購庫卡等方式布局全球化經營，其2018年半年報顯示，公司海外銷售占比過半，產品已出口至200多個國家。

2019

05-10

制冷系統主要運行參數的節能控制調節

在實際的制冷設備及系統工程運行中，不僅應該把制冷系統調整到合理的運行范圍，滿足制冷工藝的要求，維持其安全正常運行，而且還應該并可以進一步將制冷系統調整到最佳運行狀態，實現高效節能的運行目的，提高制冷設備運行的節能水平。　　一、蒸發溫度和蒸發壓力　　在制冷設備的設計中，提高蒸發溫度將使制冷系統的壓縮比降低、功耗減少，這對節能是十分有利的。問題是蒸發溫度取決于被冷卻對象，調整蒸發溫度必須以不影響被冷卻對象的制冷工藝要求為前提。但在制冷裝置的操作調節中，應注意觀察，及時采取相應措施，如適當除霜、適當增大供液量、對蒸發器進行放油除污垢清理、對壓縮機實施有效能量調節等，使蒸發溫度穩定在設計溫度，避免蒸發溫度不必要地過低還是非常必要的。　　從節能的角度來講，適當地提高蒸發溫度是經濟合理的，計算表明，當用-25℃的庫溫代替-30℃庫溫時，由于蒸發溫度升高，將節約電能達9.8%。因此，對于貯存期較短，質量對低溫要求不高的情況，可以適當地提高蒸發溫度，達到節能的效果。另外一般制冷裝置都按滿負荷進行設計，而實際在滿負荷運行的時間并不長，大部分時間是在小于設計負荷的條件下運行。在部分負荷即耗冷量減少時，提高蒸發溫度，可以利用減小蒸發器的傳熱溫差，達到同樣的降溫效果。　　例如，當冷凝溫度為38℃時，制冷系統的蒸發溫度-33℃；當耗冷量減少為原設計的50%，原蒸發器傳熱溫差由10℃減少為5℃，庫房仍利用原有設備，使庫溫維持在-23℃，但此時蒸發溫度提高為-28℃，計算表明節能效果可達15%。　　二、冷凝溫度和冷凝壓力　　冷凝溫度過高，將引起壓縮機排氣壓力過高，排氣溫度升高，這對壓縮機的安全運行十分不利，容易造成事故；同時使制冷裝置效率降低，能耗增加。從節能角度，在制冷設備設計時應適當選取較高的冷凝溫度，即配置較大的冷凝換熱面積，達到實際節能運行的目的。　　從操作調節的角度，應控制制冷設備在盡可能低的冷凝溫度下運行，以提高制冷效率，降低運行費用。冷凝溫度決定于冷卻介質的溫度、流量、流速、冷凝面積、壓縮機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。　　要使冷凝溫度盡量低，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，即及時除垢、放油、排除不凝結氣體；　　控制冷卻介質的流量、流速，保證冷卻介質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。　　在系統設備部分負荷下運行時，應特別注意同時對應控制調節冷凝系統的水泵或風機負荷，避免無效的換熱功耗。因為制冷設備的總能耗包括了壓縮機的能耗和換熱器水泵和風機的能耗。　　三、液體過冷度和吸氣過熱度　　在一定的冷凝溫度、蒸發溫度下，采用使節流前制冷劑液體過冷的方法可達到減小節流后制冷劑干度的目的，提高制冷循環的制冷量。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，因而冷卻水的進口溫度比冷凝溫度低5~13K，這就足以使制冷劑出口溫度達到一定的過冷度。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部，這部分液體將繼續把熱量傳給管內的冷卻水和周圍介質，排出時便可獲得一定過冷度。過冷度的獲得產生并不產生壓縮機耗功的增加，這就意味著過冷度必定導致設備系統制冷系數的增加，提高制冷設備運行的經濟性。　　研究計算表明，在冷凝溫度40℃，蒸發溫度5℃工況條件下，5K的過冷度，會使R22制冷設備制冷量增加4.27%，輸入功率無變化，COP值提高4.27%。　　吸氣過熱度在有效改善提高壓縮機的容積效率和系統單位質量制冷量的同時，亦不可避免地增加了壓縮機吸氣的比容、排氣溫度、耗功和冷凝器的熱負荷。盡管其綜合影響還是會使制冷量隨著過熱度的增加有所增加，但設備系統的制冷系數則是隨之降低的。　　這雖似與設備的節能運行有相駁之處，但在制冷設備，特別是在低溫制冷設備中，吸氣溫度過低會使壓縮機產生嚴重結霜，潤滑條件惡化。在濕沖程下，壓縮機運行的容積效率大幅降低，指示效率、機械效率及電效率均會有所減低，從而使壓縮機的COP值會有更大幅度的下降。更為甚者，濕沖程極易產生液擊對壓縮機產生致命的機械損傷。　　除此之外，充分利用晝夜溫差引起的夜間熱負荷降低，冷凝溫度降低及夜間低谷電網，盡可能使制冷設備在夜間運行；在制冷環境中優化設計均勻的氣流組織；采用多級分段制冷工藝使制冷設備在各個時段中采用不同的運行參數，降低傳熱溫差，利用連續變溫調節時制冷系數大的原理，以不增加投資實現實際制冷凍結過程的節能也都具有較為明顯的經濟效益。

2019

05-10

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