制冷与空调技能概述
冷库年,英国闻名科学家法拉第首要发现了吸收式制冷机理;1834年,现代紧缩式制冷技能的开创者美国工程师Perkins初次研发成功以乙醚为制冷工质的人力驱动的制冷机;从那时开端,制冷与空调技能开展至今,已阅历了100多年。这100多年来,跟着科学技能的不断开展,制冷与空调技能已广泛运用于工农业出产、修建环境、医疗卫生、国防建设等国民经济各个范畴,并在改进人类的日子水平方面发挥了巨大作用。
人工制冷及其底子办法
水果制冷技能是为习惯人们对低温条件的需求而发作并逐步开展起来的一门技能。
人工制冷是指用人工办法从被冷却体系(空间)不断地吸收热量并将其排至环境介质,然后使被冷却体系抵达比环境介质更低的温度,并在需求的时刻内坚持所需的低温的一门技能。
冷库依据所能完结的温度,一般将人工制冷技能分为制冷、低温及超低温技能。一般称能完结从低于环境温度至119.8K温度规模的为制冷技能;能完结从119.8K至4.23K温度规模的为低温技能;能完结从4.23K至挨近必定零度规模的为超低温技能。在制冷范畴,一般将运用于空调制冷、食物冷加工和贮藏、工艺性制冷等范畴的制冷技能称为一般制冷(也简称为普冷);将运用于气体别离、液化等范畴的制冷技能称为深度制冷(也简称为深冷)。普冷与深冷一般并不按严厉的温度规范来差异,而是依据制冷原理、制冷工质及制冷设备的品种以及实践工程运用的特色大致差异。本书所述的冷库、空调器归于普冷范畴,人工制冷的办法许多,大致分为物理办法和化学办法两大类。到现在中止,绝大大都人工制冷办法归于物理办法,运用较广泛的人工制冷办法有:相变制冷、气体胀大制冷、固体吸附制冷、热电制冷、气体涡流制冷等。
相变制冷
像干冰、水冰、溶液冰等的熔化或进步,也能够完结制冷,归于固体熔化与进步制冷。但单纯运用千冰、水冰、溶液冰等的熔化或进步,一般只能满意短时刻的降温要求,仅仅一个简略的冷却进程,严厉意义上来说并不能彻底称之为制冷。
气体胀大制冷是运用髙压气体的绝热膨肤来抵达低温,并运用胀大后的气体在低压下的复热进程来制冷的。由于气体绝热膨账的设备不同,一般有两种办法:一种是将髙压气体经胀大机胀大,有外功输出,因而气体的温降大,复热时制冷量也大,但胀大机结构比较杂乱;另一种办法是令气体经节约阀胀大,无外功输出,气体的温降小,制冷量也小,但节约阀的结构比较简略,便于进行气体流量的调理。
水果固体吸附制冷
某些固体物质(沸石等)在必定的温度及压力下能吸附某种工质的气体或水蒸气,在另一温度及压力下又可将它开释出来。这种吸附与开释的进程将使工质的压力发作改动,然后起到“紧缩机”的作用。固体吸附制冷就是运用这一作业原理完结制冷。
固体吸附制冷可运用太阳能、余热等来完结。运用太阳能的固体吸附制冷称为太阳能-固体吸附式制冷。
热电制冷
热电制冷又称温差电制冷、半导体制冷。它是运用热电效应(即帕尔贴效应)的一种制冷办法。这种办法的制冷作用首要取决于两种资料的热电势。纯金属资料的导电性好导热性也好,其帕尔贴效应很弱,制冷功率很低(不到1%);半导体资料具有较髙的热电势,能够成功地用来做成小型热电制冷器。
每对热电偶只需零点几伏电源电压,发作的冷量也很小,所以需求将许多热电偶连成热电堆后才干运用。
热电制冷器的结构和机理显着不同于液体汽化制冷。它不需求显着的工质来完结能量的转移。整个设备没有任何机械运动部件,作业没有噪音,不需求工质,冷却速度和温度能够经过调理电流来操控,设备的容积小质量轻。由于这些长处热电制冷广泛运用于医疗、电子仪器、军事、工业、家用电器上。但热电制冷的功率很低,半导体器材的价格又很高,而且有必要运用直流电源,因而变压整流设备往往不行避免,增加了电堆以外的附加容积,故热电制冷不宜大规模运用,但由于它的灵敏性强,运用便当牢靠,十分合适于微型制冷范畴或有特别要求的制冷场合。
气体涡流制冷
冷库气体涡流制冷是运用髙压气体经涡流管后可得到冷、热两股气流,运用凉气流从被冷却物体汲取热量的办法,涡流管结构简略、维护便当、发动快,能够完结较低的温度。
制冷与空调技能的开展概略
运用低温来保存食物能够追溯到3000多年曾经。那时我国的劳动公民就现已把握了运用天然冰来供应低温进行冷藏和防腐的技能。在我国的《周礼》中有“古代国家,冬天取冰,藏之凌阴,为消夏之用”的记载,所谓“凌阴”就是冰窖。
由于天然冰在收集、保存、运用等诸环节上存在的种种缺陷,这就促进人们开端研讨以人工办法来完结制冷的技能,以便制作出功用更契合运用要求的冷冻、冷藏设备,1824年英国闻名科学家法拉第首要发现了吸收式制冷机理,1855年由德国工程师初次制成了吸收式制冷体系。与此一同,紧缩式制冷也取得了令人鼓舞的打破,1834年美国工程师Perkins制成了榜首台紧缩式制冷设备,成为现代紧缩式制冷技能的开创者。1874年,德国人林杰发明晰氨制冷机,他对制冷技能的有用化作出了贡献。跟着制冷技能的不断开展,1930年呈现了以氟里昂为制冷剂的制冷机。氟利昂的呈现极大地推动了制冷技能的运用与开展。之后,一种简略、新式、清洁的制冷技能——热电制冷——呈现,进一步拓宽了制冷技能新范畴。上世纪70年代,氟利昂对环境的损坏作用,使得业界对新工质及新制冷技能的研讨脚步进一步加快,信任在不久的将来,制冷技能必将会得到不断的开展和完善。
咱们所说的空调即指空气调理,它是指经过必定的空气处理进程使得被处理空间内的温度、湿度、空气活动速度和洁净度抵达所需的要求,显着空调与制冷亲近相关。空调器是指完结空气调理的专用设备,一般分为舒适性空谐和工艺性空调两大类。舒适性空调首要满意人们对日子及作业环境的舒适性要求;工艺性空调首要满意出产工艺对环境的要求。
世纪后半叶,跟着发达国家纺织工业的开展,促进了空气调理技能的开展。1906年,美国工程师克勒默担任规划和设备了美国南部三分之一的纺织厂空调体系。开利尔于1911年发现了空气干球温度、湿球温度和露点温度的联络以及空气显热、潜热和焓值的核算公式,制作出空气的焓湿图,成为空调理论开展的奠基人。1922年,开利尔发明晰离心式制冷机,推动了空调技能的新开展。在20世纪六、七十年代,美国为处理干旱缺水区域的空调冷热源问题,首要研宣布风冷式冷水机,用空气散热替代了冷却塔。
在我国,工艺性空调与舒适性空调的开展简直一同起步。1931年,上海纺织厂首要设备了带喷水室的空气调理体系。紧接着,在一些公共场所,如电影院、银行等也逐步完结了空气调理。
制冷与空调技能的运用
水果制冷技能在食物业中的运用
食物业是最早运用民用制冷技能的职业之一。现在制冷技能已遍及运用于食物加工、冷藏和运送等各个环节。在饮料、酿酒、冷饮等食物加工环节,制冷技能已成为不行或缺的工艺环节。制冷技能更遍及的运用则体现在食物贮藏和运送环节。食物的保鲜、贮存办法有多种,如枯燥、腌制、熏制、真空保存、增加防腐剂和低温贮藏等,现在选用的最为广泛的则是低温贮藏法。跟着技能的行进,冷藏技能得到迅猛的开展,其设备的品种、用处都在扩展。
为了使食物从出产、运送、贮藏、出售至消费全进程都坚持在所要求的温度条件下,便需求冷库、冷藏列车、冷藏轿车、冷藏船、冷藏集装箱、商场摆设柜、岛柜、冷库等一系列制冷设备,一般称之为冷藏链。“冷藏链”界说为从出产时刻和地址到消费时刻和地址之间,用于易腐食物加工、贮藏、运送、出售的各种冷藏东西和冷藏作业进程的总和。食物冷藏链技能所触及的技能范畴及国表里开展状况如实践。1和实践。2所示。
冷藏链技能所触及的技能范畴
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