空气膨胀制冷(空气膨胀制冷原理)

1. 空气膨胀制冷原理

经压缩机压缩的气体先在冷凝器中被冷却，向冷却水（或空气）放出热量，然后流经回热器被返流气体进一步冷却,并进入膨胀机绝热膨胀,压缩气体的压力和温度同时下降。气体在膨胀机中膨胀时对外作功，成为压缩机输入功的一部分。

同时膨胀后的气体进入冷箱，吸取被冷却物体的热量，即达到制冷的目的。此后，气体返流经过回热器，同压缩气体进行热交换后又进入压缩机中被压缩。

一、结构特点：

1、要求高，不允许向内和向外泄漏。因此大、中型制冷压缩机在主轴伸出机体处均设有轴封，小型制冷压缩机则做成半封闭式或全封闭式。

半封闭式压缩机通常是将机体与电动机的机壳做成一体，或将两者用法兰连接。全封闭式还只限于小型往复压缩机和滚动转子压缩机，用一个密封的钢罩壳把压缩机与电动机封闭起来，一般不进行拆修。

2、氟利昂能溶于润滑油中，故常在曲轴箱的油池中装有加热器。有些螺杆压缩机和滚动转子压缩机用喷油法来实现机内密封和冷却，除喷油装置外还设有高效率的油分离器。

3、压缩机吸入的是饱和蒸气。氨气容易带液，故往复氨压缩机设有防止液击的安全盖。

4、多级压缩时各级的流量不相同，故多级离心压缩机和螺杆压缩机大多设有中间补气系统，再配以省功器，借以提高制冷机的运转经济性。

二、制冷机节能方法：

1、制冷机节能原则

提高蒸发温度，降低冷凝温度。在满足设备安全和生产需求的前提下，尽量提高蒸发温度和降低冷凝温度。为此加大了冷却塔的改造，以保证冷却水效能。

2、防止和减少管道结垢

以提高冷凝器和蒸发器的换热效率补充水如果水处理做的不好，碳酸氢钙和碳酸氢镁受热产生的碳酸钙和碳酸镁会沉积在管道上。使导热性能下降，影响冷凝器和蒸发器的换热效率，并使设备运行电费大幅度上升。此时除了采用水处理技术外，还可以利用管道定期自动清洗设备进行管道清洗。

3、调整制冷机设备合理的运行负载

在保证设备安全运行的情况下，制冷主机运行在70%-80%负载比运行在100%负载时，单位冷量的功耗更小。运用此方式开机要结合水泵、冷却塔的运行情况综合考虑。

2. 压缩空气膨胀制冷原理

1.压缩：制冷剂经过压缩，成为高温高压的气态；

2.冷凝：制冷剂经过冷却降温，凝结成高压的气液态；

3.膨胀：液态的制冷剂经过节流阀喷出，形成低压。低温、低压的气态；

3.蒸发：低温、低压的气态制冷剂在蒸发室制冷换热；

3. 空气膨胀制冷原理图

其主要原理是利用有一定压力的气体在透平膨胀机内进行绝热膨胀对外做功而消耗气体本身的内能,从而使气体自身强烈地冷却而达到制冷的目的。

我们平常用气筒打气会发现筒身发热,那是因为活塞压缩气体气体放热,如果反之其原理就类似于膨胀机了(更确切的说是活塞式膨胀机)。透平膨胀机输出的能量由同轴压缩机回收或制动风机消耗。

 效率实现单级结构,以径流向心式最为合理,容易满足上述要求。但是,在规定的叶轮径尺寸下,径流向心式通过气量的能力小于轴流式,因此对于中压流程,更大流量与更大焓降的透平膨胀机,并不排斥将透平膨胀机设计成具有反动度的多级轴流式。

4. 气体膨胀制冷原理

空气能制冷原理与空调制冷原理是相通的。热泵利用由压缩机产生的高热量的冷媒蒸汽,经四通阀进入冷凝器释放热量后冷凝成液体,然后冷媒到蒸发器中吸热,将室内空气冷却,蒸发后的制冷剂蒸汽,经换向阀后被压缩机吸入,实现制冷循环。 

热泵实现制热功能的关键是加装电磁四通阀。通过四通阀的切换方向,改变制冷剂的流动方向,使得采暖、热水等功能都能实现。 

空气能热泵机组由要由压缩机、水泵、储液罐、过滤器、热交换器、轴流风扇、保温水箱、电子膨胀阀和电子控制器等组成。

5. 节流膨胀制冷的原理

流体在流道中流经阀门、孔板或多孔堵塞物时，由于局部的阻力使流体压力降低的现象。在节流过程中流体与外界没有热量交换，就称为绝热节流。

制冷剂流经热力膨胀阀或毛细管等节流装置时，与外界无热交换，近似绝热节流过程。因此，节流前后的制冷剂的焓不变，所以称为等焓节流。

6. 透平膨胀机制冷原理

膨胀机是利用压缩气体膨胀降压时向外输出机械功使气体温度降低的原理以获得冷量的机械。

透平膨胀机是膨胀机多种结构形式中的一种，具有体积小效率高的特点。增压机是一种利用低压流体获得高压流体的机械，由于运行需要消耗低压流体，同时向外输出机械功，所以某种场合，如空气分离装置，也可以起到膨胀机的作用，同时其产生的高压流体可以减少压缩机处理（节能降耗）。有些结构（不是所有）的透平膨胀机，同时具有增压机的功能。

7. 气体膨胀制冷工作原理

涡轮管的制冷原理是喷嘴的布置使气流沿切向射入涡流室的内侧边缘，然后像螺旋线那样旋转。热端的调节阀可以调节热气和冷气的流量比。调节阀开度决定多少气体从热端流出，多少气体从冷端流出。有两股旋转气流通过涡流室。外层的气旋流向热端出口，内层的气旋流向冷端出口。在该过程中，中心部分的气流温度很低，从涡流管冷端孔口流出后就可用来制冷。