外文翻譯—冷卻系統(tǒng)利用流體吸熱交換器

1、<p><b>　　附錄A</b></p><p>　?。ㄒ唬?冷卻系統(tǒng)利用流體吸熱交換器</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　加熱裝置在許多冷卻系統(tǒng)中被用到，用以制冷時遺留在蒸發(fā)器中的冷卻氣體和離開冷凝器發(fā)熱流體之間的能量的熱交換.這些流體吸收或吸收熱交換器，在一些情形中，他們降低了

2、系統(tǒng)性能， 然而系統(tǒng)的某些地方卻得到了改善. 雖然以前研究員已經(jīng)調(diào)查了流體吸熱交換器的性能， 但是這項研究可能從早先研究的三種方式被加以區(qū)別. 首先，這份研究開辟了一個無限的嶄新的與流體吸熱交換器有關(guān)聯(lián)的群體.其次，這份研究拓寬了早先的分析包括新型制冷劑。第三， 研究包括壓力的沖擊降低了流體吸熱交換器的系統(tǒng)性能. 在簡單的技術(shù)信息分析中表明流體吸熱交換器對冷卻系統(tǒng)性能的沖擊可能導致錯誤的結(jié)論.從詳細說明分析里，它能得出一個結(jié)論，那就是液

3、體- 吸加熱交換器在低壓區(qū)域上的臨界壓力使用 R507A ， R134a ， R12 ， R404A ， R290 ，R407C ， R600 和 R410A這些制冷劑，對系統(tǒng)是有用的。而使用 R22 ， R32 和 R717對系統(tǒng)的性能是有害的.</p><p><b>　　簡介</b></p><p>　　流體吸熱交換器被普遍的安裝在正確合適的系統(tǒng)操作和提高系統(tǒng)

4、性能的制冷系統(tǒng)中。很明顯， ASHRAE(1998) 液體- 吸加熱交換器的確是有效的他表現(xiàn)在:</p><p><b>　　1)增加系統(tǒng)性能</b></p><p>　　2)液體制冷劑防止散發(fā)氣體進入擴充裝置。</p><p>　　一些剩余的液體在到達之前被完全蒸發(fā)了。圖 1 列舉了一個簡單的指示壓縮物 (s) 可能利用流體吸熱交換器保持的液

5、體擴充蒸汽壓縮的性能。</p><p>　　3）在這一個結(jié)構(gòu)中，高溫液體余熱像一個溫度調(diào)節(jié)裝置一樣拒絕裝置 (蒸發(fā)冷凝器就是這種情況) 在擴充之前對蒸發(fā)器的壓力再冷卻，洗滌槽是為了接收在低溫度冷凍下遺留在蒸發(fā)器內(nèi)的再冷卻液. 因此，流體吸熱交換器是一種從液體到蒸汽熱交換的間接裝置。熱交換器 (在蒸發(fā)器出口和壓縮物吸收之間) 的蒸汽邊界經(jīng)常承擔積聚壓縮物吸的液體，藉此將對滯留的液體制冷劑的危險性減到更少。在蒸發(fā)器允

6、許液體滯留的情形中， 在熱交換器中積聚部分會困住而且，超過一定的時間后，在液體再冷卻的過程中，滯留的液體被吸收熱量而蒸發(fā)。</p><p><b>　　背景</b></p><p>　　Stoecker 和 Walukas(1981) 著重于利用流體吸熱交換器在單一溫度蒸發(fā)和雙重的溫度蒸發(fā)系統(tǒng)的影響下的冷凍混合.他們的分析指出當nonazeotropic混合劑或aze

7、optropic混合劑與利用單一成份制冷劑的系統(tǒng)相比較時， 流體吸熱交換器產(chǎn)生更多性能的改進。McLinden(1990) 用了相關(guān)的原則評價新的制冷劑被預期的效果. 他指出作為理想的特殊性氣體使用在流體吸熱交換器中增加這項系統(tǒng)的性能(談到制冷劑的復雜的分子結(jié)構(gòu))。 Domanski 和 Didion(1993) 評估了包括流體吸熱交換器的替代品 R22 的九個性能. Domanski et al. (1994)稍后鑒于對29種 不同的

8、制冷劑一項理論分析，擴大了流體吸熱交換器安裝在蒸汽壓縮冷卻系統(tǒng)的評價Bivens et al. (1994)評估了一種被提議的混合物來替代為空調(diào)和熱泵中使用的 R22。他們的分析指出當系統(tǒng)修正包括了流體吸熱交換器和 逆向系統(tǒng)熱交換器的時候 ， 兩者之一的冷凍系統(tǒng)有 6-7% 進步 (蒸發(fā)器和凝結(jié)器). Bittle et al做了一項評估流體吸熱交換器在家用電冰箱中采用制冷</p><p><b>　　

9、加熱交換器效率</b></p><p>　　在穩(wěn)定的條件下流體吸熱交換器的能力依靠大小和結(jié)構(gòu)移動裝置轉(zhuǎn)移從溫暖的液體到冷蒸汽的能量. 流體吸熱交換器的性能，表達為效率條件就是分析中的一個參數(shù)流體吸熱交換器的效能被定義為等式(1):寫在底下的溫度 (T)數(shù)值符合在圖中被描述的位置 。</p><p>　　1.效能的實際比率最大可能的熱轉(zhuǎn)移速度。</p><p&

10、gt;　　它與熱交換器的表面積有關(guān)系.零表面積提出一個沒有流體吸熱交換器的系統(tǒng)然而那個系統(tǒng)有一個無窮大的吸熱面積符合統(tǒng)一的效能。流體吸熱交換器對制冷系統(tǒng)高壓和低壓系統(tǒng)的性能都有影響。圖 2 關(guān)節(jié)點是蒸汽壓縮周期利用理想化的流體吸熱交換器在一個壓力- 焓圖表表示出來的. 離開冷凝器的制冷劑進入膨脹閥，離開蒸發(fā)器蒸汽制冷劑進入壓縮機，焓減少。沒有壓力損失. 冷凝物的在高壓區(qū)冷卻增加了制冷容積減少了液體制冷劑在到達膨脹閥之前揮發(fā)的可能性。在低

11、壓區(qū)，流體吸熱交換器增加進入壓縮物的蒸汽溫度而且減少制冷壓力，兩者增加制冷劑明顯的體積，和由此減少大量的流速和容積。流體吸熱交換器的一種主要的利益是它減少從蒸發(fā)器揮發(fā)，減少對壓縮機產(chǎn)生損傷的可能性。液體的揮發(fā)可能由很多因素導致，可能包括蒸發(fā)器負荷波動，膨脹閥的缺少維修，尤其是溫度調(diào)節(jié)裝置控制用以氨的維修。</p><p>　　空調(diào)和制冷系統(tǒng)的維修</p><p>　　暖氣、空調(diào)和冷凍技術(shù)工

12、人和安裝工人的就業(yè)前景一直都被看好，特別是對那些具有技術(shù)學校和受正規(guī)學徒訓練的人來說更是如此。</p><p>　　由北美優(yōu)秀技術(shù)人員組織提供的空調(diào)技術(shù)卓越計劃已經(jīng)作為技術(shù)人員是否有經(jīng)驗的衡量標準。</p><p>　　設想那些生活在芝加哥的人沒有暖氣怎么辦，生活在邁阿密的人沒有空調(diào)怎么辦，或者全國各地的血庫沒有冷凍技術(shù)怎么辦？暖氣和空調(diào)系統(tǒng)控制著溫度、濕度和整個居住區(qū)、商業(yè)區(qū)、工業(yè)區(qū)及其

13、他建筑物內(nèi)的空氣質(zhì)量。 冷凍系統(tǒng)使儲存和運輸事物、醫(yī)藥和其他易變質(zhì)的東西成為可能。暖氣、空調(diào)和冷凍技術(shù)工人和安裝人員—也就是所謂的技術(shù)人員---負責安裝、保養(yǎng)和維修這些系統(tǒng)。由于暖氣、通風、空調(diào)和冷凍系統(tǒng)經(jīng)常被稱為HVACR系統(tǒng)，這些工人也因此可被叫做HVACR技術(shù)人員。</p><p>　　暖氣、空調(diào)和冰箱設備有很多機械的、電子的和電子元件組成，如發(fā)動機、壓縮機、水泵，風扇、 水管、可調(diào)溫龍頭和開關(guān)等。比如，在

14、暖氣系統(tǒng)核心中，熔爐是通過鐵片或玻璃纖維將整個室內(nèi)的空氣變暖。技術(shù)人員必須能夠維護、診斷和糾正整個系統(tǒng)的問題。要做到這一點，他們將系統(tǒng)控制調(diào)節(jié)到優(yōu)化配置并利用特殊的工具和檢測設備來檢測整個系統(tǒng)的性能。</p><p>　　盡管技術(shù)人員被訓練成同時在安裝和維修兩個領(lǐng)域都比較擅長，但實際上他們往往只在其中某個領(lǐng)域具有專長。一些人比較擅長操作某種設備，比如燃油爐， 太陽電池板或商用冷凍機。技術(shù)人員可能為一些大型或小型的

15、承包公司工作，或者直接為廠商或批發(fā)商業(yè)工作。而那些負責小型工程的人則常常用暖氣、冷氣和冷凍設備同時從事安裝和服務工作。那種為特定客戶的暖氣、空調(diào)和冷凍工作提供常規(guī)化服務的服務合同正變的越來越普遍。這些服務協(xié)議有助于減少這種工作季節(jié)性波動的影響。</p><p>　　暖氣和空調(diào)技術(shù)工人同時在居住區(qū)和商業(yè)區(qū)安裝和維修暖氣和空調(diào)系統(tǒng)。熔爐安裝工人，也就是所謂的暖氣設備技術(shù)人員，根據(jù)設計圖或其它說明書安裝燃油、天然氣、電

16、子、固體燃料和復合燃料暖氣系統(tǒng)。空調(diào)技術(shù)人員安裝和維護空調(diào)核心裝置。在把設備安裝完成后，他們安裝燃料和水力供應管道，通風管，水管 和其他部件。他們可能把電線和控制器連接起來然后檢查各個部件是否正常操作。為了確保系統(tǒng)的正常的運轉(zhuǎn)，熔爐安裝技術(shù)人員經(jīng)常使用檢測設備，比如二氧化碳和氧氣檢測儀。</p><p>　　在熔爐安裝完成后，暖氣設備技術(shù)人員經(jīng)常進行常規(guī)性的保養(yǎng)和維修工作以保持系統(tǒng)有效運轉(zhuǎn)。比如，在秋冬季節(jié)，當系

17、統(tǒng)使用最頻繁的時候，他們維護和調(diào)整油爐，鼓風機。如果系統(tǒng)不能正常的運轉(zhuǎn)，他們就檢查溫度計， 燃燒噴嘴 ，控制器或其他部件以診斷和糾正問題。</p><p>　　在夏天，當暖氣系統(tǒng)不再需要使用時，暖氣設備技術(shù)人員就做維護工作。例如更換過濾器、通風管和其他系統(tǒng)部件，因為這些部件在平時機器運轉(zhuǎn)的時候可能積累了一些垃圾和雜質(zhì)。同樣的，在冬天，空調(diào)技術(shù)人員進行檢測系統(tǒng)及做一些必要的維護工作，如檢查壓縮機。</p>

18、;<p>　　冷凍技術(shù)人員安裝、護理和維修工業(yè)和商業(yè)用的冷凍系統(tǒng)及各種各樣的冷凍設備。他們根據(jù)設計圖紙，設計說明和安裝指南來安裝發(fā)動機、壓縮機、蒸發(fā)器，管道和其他部件。他們把這些設備與管道系統(tǒng)，冷凍生產(chǎn)線和電源連接起來。連接后，他們用制冷劑給系統(tǒng)充電，檢查系統(tǒng)是否正常操作和設計控制系統(tǒng)程序。</p><p>　　當暖氣，空調(diào)和冷凍技術(shù)人員維護這些設備時，他們必須仔細保存，回收再利用在空調(diào)和冷凍系統(tǒng)中

19、使用的CFC和HCFC制冷劑。制冷劑的釋放會造成臭氧層的損耗，這保護了動植物免受紫外線的照射.技術(shù)人員通過確保系統(tǒng)沒有滲漏來保存制冷劑，然后通過把制冷劑排入相應的汽缸中來回收制冷劑，最后他們用特殊的過濾干燥器進行再利用.</p><p>　　暖氣，空調(diào)和制冷技術(shù)工人和安裝工人擅長使用各種各樣的工具，包括鐵錘， 扳手，金屬剪刀，電鉆， 切管機和彎曲機，標尺和手電筒等。他們用這些工具操作冷凍線和排風管。工人們用電壓表

20、，溫度計，壓力計和其他檢測設備來檢測氣流，冷凍壓力，電流，電爐和其他組件.其他技術(shù)工人有時也安裝或維修冷氣和暖氣系統(tǒng)，例如，在一個大型的安裝工程中，特別是在這些工程中工人承擔了多項合同，這樣管道工作往往由管道安裝工人負責，技術(shù)人員負責與電力有關(guān)的工作，還有鋪管工，管道維護工人和蒸汽安裝工人負責其他的相關(guān)工作.家具維修人員通常室內(nèi)空調(diào)機和家用冷凍機的服務工作。</p><p>　　暖氣，空調(diào)和冷凍技術(shù)工人和安裝工人

21、的工作場所包括家庭，各種商店，醫(yī)院，辦公室和工廠，凡是有環(huán)境控制設備的地方都是他們的工作場所.他們可能在一天開始的時候被分配到某個工作地點，或者如果他們提供電話服務的時候，可用電波、電話和信使等手段指派工作.現(xiàn)在，越來越多的雇主用手機調(diào)配技術(shù)人員和工作安排。</p><p>　　在寒冷或炎熱的季節(jié)，技術(shù)人員可能在室外工作?；蛘咴跅l件很差的室內(nèi)（如那里空調(diào)或致熱設備已經(jīng)損壞）工作，除此之外技術(shù)人員還有可能必須在骯臟

22、或擁擠的地方工作，有時還必須在高空工作.他們面臨很多危險，包括電擊，燙傷，肌肉壓力和其他來自操作設備的傷害。</p><p>　　所以當操作冷凍設備時，適當?shù)陌踩O施是必要的，因為接觸設備可能造成皮膚損傷，凍傷或失明. 當然在狹窄的地方吸入制冷劑也是一種可能的危險。</p><p>　　大部分的技術(shù)人員和安裝人員每周至少工作40小時。在高峰時節(jié)，他們經(jīng)常加班加點或沒作息規(guī)律的工作。維修工人

23、（包括那些根據(jù)工作合同提供服務的工人），經(jīng)常加夜班或周末加班，并且隨時聽從電話的安排.大部分雇主設法通過安排安裝和維護時間表將全年的工作時間安排的滿滿的。并且現(xiàn)在許多廠家和承包商提供服務合同，有些甚至要求服務合同.在大部分同時銷售暖氣和空調(diào)設備的商店，全年的人員安排都是穩(wěn)定的.</p><p>　　在2002年，大概有249，000個崗位從事暖氣，空調(diào)和冷凍技術(shù)和安裝工作.幾乎半數(shù)的崗位為冷氣和暖氣承包商工作，其

24、余的人員在全國各種各樣的工業(yè)部門工作，這一現(xiàn)象反映了對環(huán)境控制系統(tǒng)的普遍依賴性.這其中一些人為燃油供應商，冷凍和空調(diào)服務商、維修店，學校，銷售暖氣和空調(diào)設備的商店工作. 另一些為那些具有大型空調(diào)、冷凍和暖氣設備的當?shù)卣t(yī)院、辦公樓和其他組織工作。</p><p><b>　?。ㄈ┛諝庹{(diào)節(jié)系統(tǒng)</b></p><p>　　過去 50 年間，空調(diào)得到了快速的發(fā)展，從

25、曾經(jīng)的奢侈品發(fā)展到可應用于大多數(shù)住宅和商業(yè)建筑的比較標準的系統(tǒng)。在1970年的美國，36%的住宅不是全空氣調(diào)節(jié)就是利用一個房間空調(diào)器冷卻；到1997年，這一數(shù)字達到了 77%，在那年作的第一次市場調(diào)查表明，在美國有超過一半的住宅安裝了中央空調(diào) (人口普查局，1999)。在1998年，83%的新建住宅安裝了中央空調(diào) ( 人口普查局，1999)。中央空調(diào)在商業(yè)建筑物中也得到了快速的發(fā)展，從 1970年到1995年，有空調(diào)的商業(yè)建筑物的百分比

26、從54%增加到 73%(杰克森和詹森，1978)。</p><p>　　建筑物中的空氣調(diào)節(jié)通常是利用機械設備或熱交換設備完成。在大多數(shù)應用中，建筑物中的空調(diào)器為維持舒適要求必須既能制冷又能除濕，空調(diào)系統(tǒng)也用于其他的場所，例如汽車、卡車、飛機、船和工業(yè)設備，然而，在本章中，僅說明空調(diào)在商業(yè)和住宅建筑中的應用。 </p><p>　　商業(yè)的建筑物從比較大的多層的辦公大樓到街角的便利商店，占地面

27、積和類型差別很大，因此應用于這類建筑的設備類型比較多樣，對于比較大型的建筑物，空調(diào)設備設計是總系統(tǒng)設計的一部分，這部分包括如下項目：例如一個管道系統(tǒng)設計，空氣分配系統(tǒng)設計，和冷卻塔設計等。這些系統(tǒng)的正確設計需要一個有資質(zhì)的工程師才能完成。居住的建筑物（即研究對象）被劃分成單獨的家庭或共有式公寓，應用于這些建筑物的冷卻設備通常都是標準化組裝的，由空調(diào)廠家進行設計尺寸和安裝。</p><p>　　本章節(jié)首先對蒸汽壓縮

28、制冷循環(huán)作一個概述，接著介紹制冷劑及制冷劑的選擇，然后介紹冷卻設備及附屬系統(tǒng)，最后介紹組合式空調(diào)機組。</p><p><b>　　1、蒸汽壓縮循環(huán)</b></p><p>　　雖然空調(diào)系統(tǒng)應用在建筑物中有較大的尺寸和多樣性，大多數(shù)的系統(tǒng)利用蒸汽壓縮循環(huán)來制取需要的冷量和除濕，這個循環(huán)也用于制冷和冰凍食物和汽車的空調(diào)，在1834年，一個名叫Perkins的人在倫敦獲得

29、了機械制冷系統(tǒng)的第一專利權(quán)，在1857年，詹姆士Harrison和D.E. Siebe生產(chǎn)出第一個有活力的商業(yè)系統(tǒng)(Thevenot 1979)，除了蒸汽壓縮循環(huán)之外 ， 有兩種不常用的制冷方法在建筑物中被應用: 吸收式循環(huán)和蒸發(fā)式冷卻，這些將在后面的章節(jié)中講到。對于蒸汽壓縮制冷循環(huán)，有一種叫制冷劑的工作液體，它能在適當?shù)墓に囋O備設計壓力下蒸發(fā)和冷凝。</p><p>　　每個蒸汽壓縮制冷系統(tǒng)中都有四大部件，它們

30、是壓縮機、冷凝器、節(jié)流裝置和蒸發(fā)器。壓縮機提升制冷劑的蒸汽壓力以便使制冷劑的飽和溫度微高于在冷凝器中冷卻介質(zhì)溫度，使用的壓縮機類型和系統(tǒng)的設備有關(guān)，比較大的電冷卻設備使用一個離心式的壓縮機而小的住宅設備使用的是一種往復或漩渦式壓縮機。</p><p>　　冷凝器是一個熱交換器，用于將制冷劑的熱量傳遞到冷卻介質(zhì)中，制冷劑進入冷凝器變成過冷液體，用于冷凝器中的典型冷卻介質(zhì)是空氣和水，大多數(shù)住宅建筑的冷凝器中使用空氣作

31、為冷卻介質(zhì)，而大型系統(tǒng)的冷凝器中采用水作為冷卻介質(zhì)。</p><p>　　液體制冷劑在離開冷凝器之后，在膨脹閥中節(jié)流到一個更低的壓力。膨脹閥是一個節(jié)流的裝置，例如毛細管或有孔的短管，或一個活動的裝置，例如熱力膨脹閥或電子膨脹閥，膨脹閥的作用是到蒸發(fā)器中分流制冷劑以便當它到壓縮物吸入口的時候， 制冷劑處于過熱狀態(tài)，在膨脹閥的出口，制冷劑的溫度在介質(zhì)(空氣或水) 的溫度以下。</p><p>

32、　　之后制冷劑經(jīng)過一個熱交換器叫做蒸發(fā)器，它吸收通過蒸發(fā)器的空氣或水的熱量，如果空氣經(jīng)過蒸發(fā)器在流通，該系統(tǒng)叫做一個直接膨脹式系統(tǒng)，如果水經(jīng)過蒸發(fā)器在流通，它叫做冷卻設備，在任何情況下，在蒸發(fā)器中的制冷劑不直接和空氣或水接觸，在蒸發(fā)器中，制冷劑從一個低品位的兩相液體轉(zhuǎn)換成在正常的工藝條件下過熱的蒸汽。蒸汽的形成要以一定的足夠速度被壓縮機排出以維持在蒸發(fā)器中低壓和保持循環(huán)進行。</p><p>　　所有在生產(chǎn)中的機

33、械冷卻產(chǎn)生的熱量必須經(jīng)過冷凝器散發(fā)，在許多例子中，在冷凝器中這個熱能被直接散發(fā)到環(huán)境的空氣中或間接地散發(fā)到一個冷卻塔的水中。在一些應用中，利用這些廢熱向建筑物提供熱量是可能的，回收這些最高溫度為65℃(150°F)的廢熱可以減少建筑物中采暖的費用。</p><p>　　空調(diào)的制冷能力常用冷噸或千瓦 (千瓦) 來表示，冷噸是一個度量單位，它與制冰廠在 24小時內(nèi)使1噸 (907 公斤)的水結(jié)冰的能力有關(guān)，

34、其值是3.51千瓦 (12，000 Btu/hr)，空調(diào)的冷卻能力不要和產(chǎn)生冷量所需的電能相互混淆。</p><p>　　2、制冷劑的使用和選擇</p><p>　　直到20世紀80年代中葉，制冷劑的選擇在大多數(shù)的建筑物空調(diào)設備中不是一個問題，因為在制冷劑的使用上還沒有統(tǒng)一的的標準，在以前，用于建筑物空調(diào)設備的大多數(shù)制冷劑是氟氯碳化物和氟氯碳氫化物，且大多數(shù)的制冷劑是無毒的和不可燃的，然而

35、，最近的美國聯(lián)邦的標準 (環(huán)保署 1993a；環(huán)保署 1993b) 和國際的協(xié)議 (UNEP，1987) 已經(jīng)限制了氟氯碳化物和氟氯碳氫化物的制造和使用，現(xiàn)在，氟氯碳化物和氟氯碳氫化物在一些場合依然被使用，對制冷劑的理解能幫助建筑物擁有者或者工程師更好的了解關(guān)于為特定的設備下如何選擇制冷劑，這里將討論不同制冷劑的使用并給出影響它們使用的建筑空調(diào)設備和標準。 </p><p>　　美國社會的供暖、制冷和空調(diào)工程師學

36、會(ASHRAE)有一個標準的限制系統(tǒng) (表 4.2.1)用來區(qū)分制冷劑，許多流行的氟氯碳化物，氟氯碳氫化物和氟碳化物的制冷劑是在甲烷和乙烷的制冷劑系列中，因為鹵素元素的存在他們被叫作碳化鹵或鹵化的碳化氫，例如氟或氯。 </p><p>　　Zeotropes 和 azeotropes 是混合二種或更多不同的制冷劑，一種zeotropic混合物能改變飽和溫度在它在不變的壓力蒸發(fā) ( 或冷凝)。這種現(xiàn)象被稱溫

37、度的移動，在大氣壓力下，R-407 C的沸點(沸騰)是-44 °C(–47°F)和一個凝結(jié)點 (露點)是-37°C(-35°F)， 產(chǎn)生了7°C的溫度移動 (12°F)，一個 azeotropic 混合物的性能像單獨成份制冷劑那樣，它在不變的壓力下蒸發(fā)或冷凝它們的飽和溫度不會有少許變化。R-410有微小的足夠溫度滑動 (少于5.5 C，10°F)，可以認為接近azeo

38、tropic混合制冷劑。</p><p>　　ASHRAE組制冷劑(表4.2.2)根據(jù)它們的毒性和易燃性(ASHRAE，1994)劃分的。A1組合是不燃燒的和最沒有毒的，而B3組是易燃的和最有毒的，以空氣為媒介的制冷劑最高安全限制是毒性，如果制冷劑在少于每百萬分之400是無毒的，它是一個A級制冷劑，如果對泄露少于每百萬分之400是有毒的，那么該物質(zhì)被稱B級制冷劑，這幾個級別表示制冷劑的易燃性，表 4.2.1 的最

39、后一欄列出了常用的制冷劑的毒性和易燃的等級。因為他們是無毒的和不燃燒的 ， 所以在A1組中制冷劑通常作為理想的制冷劑能基本滿足舒適性空調(diào)的需求。在A1中的制冷劑通常用在建筑空調(diào)設備方面的，包括 R-11，R-12，R-22，R-134a，和R-410A。R-11，R-12，R-123和R-134a是普遍用在離心式的冷卻設備的制冷劑，R-11，氟氯碳化物， 和R-123， HCFC， 都有低壓高容積特性，是用在離心式壓縮機上的理想制冷劑。

40、在對氟氯碳化物的制造的禁令頒布之前， R-11和R-12已經(jīng)是冷卻設備的首選制冷劑，在已存在的系統(tǒng)維護中，現(xiàn)在這兩種制冷劑的使用已經(jīng)被限制，現(xiàn)在，R-123 和 R-134a都廣泛的用在新的</p><p>　　制冷劑22 屬于HCFC，在多數(shù)的相同設備中被用，也是在多數(shù)往復和螺旋式冷卻設備和小型商業(yè)和住宅的集中式設備中的首選制冷劑，它可以在一個更高的壓力下運行，這一點要優(yōu)于R-11或R-12中的任何一個。從20

41、04開始，HCFCs的制造將會受到限制。在2010年，R-22不能在新的空調(diào)設備中被使用。 2020年之后，R-22不允許生產(chǎn)(環(huán)保署，1993b)。</p><p>　　R-407C和R-410A是 HFCs的兩種混合物，兩者都是R-22的替代品，|R-407C預期將很快地替換R-22，在空調(diào)設備中，它的蒸發(fā)和冷凝壓力接近R-22 (表格4.2.3)。然而，用R-407C來替換R-22應該在和設備制造者商議之后

42、才能進行，至少潤滑油和膨脹裝置將需要更換。在1998年，第一個使用R-410A的空調(diào)設備的住宅在美國出現(xiàn)。使用R-410A的系統(tǒng)運作中，壓力大約比R-22高50% (表 4.2.3)；因此，R-410A不能夠用于當作速凍制冷劑來替代 R-22。R-410A系統(tǒng)利用特定的壓縮機，膨脹閥和熱交換器來利用該制冷劑.</p><p>　　氨廣泛地被在工業(yè)的冷卻設備和氨水吸收式制冷中用，它具有可燃性并且分毒性等級為B，因此

43、在商業(yè)建筑物中使用受到限制，除非冷卻設備的制造工廠獨立于被冷卻的建筑物之外。作為制冷劑，氨有許多良好的品質(zhì)，例如，它有較高的比熱和高的導熱率，它的蒸發(fā)焓通常比那普遍使用的鹵化碳高6到8倍，而且氨和鹵化碳比較來看，它能提供更高的熱交換量，而且它能用在往復式和離心式壓縮機中。</p><p>　　天然制冷劑的使用， 例如二氧化碳 (R-744) 和碳化氫在空調(diào)和制冷系統(tǒng)中的使用正在研究之中，二氧化碳能在高于傳統(tǒng)的HC

44、FCs或HFCs的壓力下工作和在超過臨界點的典型的空調(diào)設備中工作。人們通常認為碳化氫制冷劑易燃且比較危險，但它在傳統(tǒng)的壓縮機中和有的工業(yè)設備中都可以被使用。R-290， 丙烷， 都有接近R-22的工作壓力，并被推薦來替代R-22 (Kramer， 1991)。目前，在美國沒有用二氧化碳或可燃的制冷劑的商業(yè)系統(tǒng)用于建筑部門。</p><p><b>　?。ㄋ模┛照{(diào)系統(tǒng)</b></p>

45、;<p><b>　　冷水機組</b></p><p>　　1995年，在美國，冷水機組應用在至少4％的商用建筑中。而且，由于制冷機組通常安裝在較大的建筑中，在同一年里，制冷機組冷卻了多于28％的商用建筑的地板空間（DOE，1998）。在商用建筑中普遍采用五種型式的制冷機：往復式、螺桿式、旋渦式、離心式和吸收式。前四種利用蒸汽壓縮式循環(huán)來制得冷凍水。它們的不同主要在于使用的壓縮

46、機種類的不同。吸收式制冷機在吸收循環(huán)中利用熱能（典型的是來自蒸汽或燃料燃燒）并利用氨－水或水－鋰溴化物制得冷凍水。</p><p><b>　　總的系統(tǒng)</b></p><p>　　圖4.2.2 兩臺制冷機同時作用的系統(tǒng)圖及輔助設備（格力有限公司）</p><p>　　圖4.2.2給出了包括主要輔助設備在內(nèi)的復式制冷機的簡圖。大約86％的制冷機

47、和表所示的一樣用在多臺制冷機系統(tǒng)中（Bitondo和Tozzi，1999）。在冷凍水系統(tǒng)中，建筑物的回水通過每個蒸發(fā)器循環(huán)流動，在蒸發(fā)器中，回水被冷卻到合意的溫度（典型的為4～7℃－）（39～45℉）。然后，冷凍水通過各設備傳送到水－空氣換熱器。在換熱器中，空氣被冷凍水冷卻和加濕。在這個過程中，冷水的溫度升高，然后必須回送到蒸發(fā)器中。</p><p>　　圖4.2.2所示的制冷機組是冷水機組。水通過每個機組的冷凝

48、器循環(huán)，在冷凝器中，水吸收了來自高壓制冷劑的熱量。接著，水用水泵打到冷卻塔中，水通過蒸發(fā)而降溫。冷卻塔將在后一部分講述。冷凝器也可以是空冷式的。在這種循環(huán)中，冷凝器應是制冷劑－空氣熱交換器，空氣吸收來自高壓制冷劑的熱量。</p><p>　　制冷機組名義制冷量為30～18000kw（8～5100tons）。在美國，出售的大部分制冷機組是用電的，利用蒸汽壓縮制冷循環(huán)來制得冷凍水。在設計中，這種系統(tǒng)所使用的壓縮機也有

49、往復式、螺桿式、旋渦式和離心式。一小部分的離心式制冷機利用內(nèi)燃機或蒸汽機代替電來啟動壓縮機。</p><p>　　在建筑中所使用的制冷機組類型根據(jù)應用場所來確定。對于大的辦公室建筑或制冷機組需服務于多個建筑時，通常使用離心式壓縮機。在所需制冷量小于1000kw（280tons）時，使用往復式或螺桿式制冷機組較合適。在小的應用場合，若低于100kw（30tons）時，使用往復式或旋渦式制冷機組。</p>

50、<p><b>　　蒸汽壓縮式制冷機</b></p><p>　　圖4.2.3 制冷機在各種不同滿負荷百分數(shù)時的效率</p><p>　　表4.2.5表示了四種電啟動的蒸汽壓縮式制冷機組的名義制冷量范圍。每種制冷機以所使用的壓縮機類型來命名。各種系統(tǒng)的制冷能力范圍從最小的旋渦式（30kw，8tons）到最大的離心式（18000KW，5000t）。制冷機可

51、使用HCFCs（R22，R123）或HFCs（R－134a）制冷劑。制冷機的效率通常用輸入功（用kw表示）與制冷量（用tons表示）的比值表示。1tons的制冷量等于3.52kw或1200btu／h。用這種方法衡量效率，其數(shù)值越小越好。從表4.2.5可以看出，離心式制冷機的效率最高。而往復式是這四種類型中效率最低的。表中所提供的效率是根據(jù)ASHRAE Standard30（ASHRAE，1995）在穩(wěn)定狀態(tài)下測得滿負荷時的效率，這些效率

52、中不包括輔助設備的能耗，比如泵，冷卻塔的風機，而這些設備可以增加0.06～0.31kw/ton（Smit　et　al..，1996）。</p><p>　　制冷機組在大部分時候是在部分負荷下運行的。只有在建筑物的最高熱負荷時，制冷機才在額定制冷量附近運行。知道制冷機在部分負荷下效率是怎樣變化的，這是很重要的。圖4.2.3給出了往復式、螺桿式、旋渦式、帶葉片控制的離心式制冷機組、壓縮機頻繁啟動的制冷機組在滿負荷時的

53、百分比下相應的效率（用kw/ton表示）。往復式制冷機在占滿負荷較小的百分比運行時，效率增加。相反地，帶葉片控制的離心式的效率在負荷為額定負荷的60％以后是基本不變的，它的kw/ton值隨百分數(shù)的減小而增加到滿負荷時的兩倍。 </p><p>　　1998年，空調(diào)制冷學會提出了一項新的標準，用來劃歸在部分負荷下制冷機組的運行情況。部分負荷時的效率用綜合部分負荷值（IPLV）這個簡單的數(shù)值來表示。IPLV在數(shù)值上和

54、圖4.2.3相似。用25%，50%，75%，100%負荷時的效率來計算這個簡單的綜合效率。在這些負荷下的度量值分別為0.12，0.45，0.42，0.01。IPLV的計算公式為</p><p>　　IPLV=1/（0.01/A+0.42/B+0.45/C+0.12/D）</p><p>　　其中A——100%負荷時的效率</p><p>　　B——75%負荷時的效率

55、</p><p>　　C——50%負荷時的效率</p><p>　　D——25 %負荷時的效率</p><p>　　大多數(shù)的IPLV由滿負荷的50%，75%時的效率決定的，根據(jù)要求，制造商除了提供如圖4.2.3所示部分負荷時的效率，還會提供IPLV值。</p><p>　　以下對使用在蒸汽壓縮式制冷機中的四種壓縮機做簡要的講述。離心式和螺桿式

56、壓縮機主要應用在制冷機組上。往復式和旋渦式壓縮機應用在整體式空調(diào)和熱泵中。</p><p><b>　　往復式壓縮機</b></p><p>　　圖4.2.4 往復式壓縮機容積-壓力的關(guān)系</p><p>　　往復式壓縮機是一種有確定排量的壓縮機。在活塞的進氣沖程時，一定量的氣體被吸進氣缸。在壓縮沖程時，氣體被壓縮直到排氣閥打開。在每個沖程被壓

57、縮的氣體數(shù)量等于氣缸的體積。在制冷機中使用的壓縮機根據(jù)壓縮機制冷能力不同有不同個氣缸的。往復式壓縮機使用的制冷劑具有較小體積和相對較高的壓力。使用在建筑上的往復式制冷機組目前大多采用R22。</p><p>　　現(xiàn)在高速往復式壓縮機所限制的壓力比大約為9。往復式壓縮機基本上是具有固定容積可變壓力的機器。從圖4.2.4所示的最粗的一條線（16個氣缸）可以看出：內(nèi)容積流量發(fā)生較小的變化，壓縮機的排氣壓力會發(fā)生各種變化

58、。在一些制冷機中的冷凝器的運行情況與周圍環(huán)境有關(guān)。比如，在制冷時，通過冷卻塔后，冷凝壓力會降低。當空調(diào)負荷降低時，所需的循環(huán)制冷劑流量會減少，這種結(jié)果—負荷特性在圖4.2.4中用實線表示了，從右上角指向左下角。</p><p>　　壓縮機必須要和系統(tǒng)壓力和所需的流量相匹配。往復式壓縮機在任何水平時會讓排氣壓力達到它限定的壓力比。不同制冷能力的需求可以通過卸載一個或多個氣缸來實現(xiàn)。這種卸載又可通過阻止手動或自動開啟

59、的吸氣和排氣閥門來完成。制冷能力也可通過使用變速或多速電動機來控制。當控制好了壓縮機的制冷能力，在部分負荷時的其他影響因素也應考慮，比如（a）壓縮機震動的影響和卸載裝置運行時的噪聲；（b）較低的制冷劑流速需要較好的回油；（c）在較低制冷能力時膨脹裝置正確的使用。</p><p>　　在大多數(shù)往復式壓縮機中，在正常運行時油從壓縮機被打到制冷系統(tǒng)中。系統(tǒng)必須仔細設計使油能回到壓縮機曲軸箱，以便連續(xù)潤滑，同時也能避免對

60、熱交換器表面的污染。</p><p>　　往復式壓縮機通常是輕載啟動的。一般轉(zhuǎn)矩的電動機也能適用于啟動。當蒸汽機用于往復式壓縮機啟動時，壓縮機所需的轉(zhuǎn)矩和蒸汽機的匹配問題必須仔細考慮。</p><p><b>　　螺桿式壓縮機</b></p><p>　　螺桿式壓縮機，在1958年（Thevenot，1979年）第一次被提出，是一種有固定容積的

61、壓縮機。它的制冷能力是可變的，其范圍與部分的往復式壓縮機及較小的離心式壓縮機一致。雙螺桿和單螺桿這兩種都有在制冷機中使用。雙螺桿制冷壓縮機也叫螺旋式壓縮機。圖4.2.5所示為雙螺桿壓縮機剖面圖。它有兩個轉(zhuǎn)子（即螺桿），一個叫陽轉(zhuǎn)子（圖中的4），另一個叫陰轉(zhuǎn)子（圖中的6）。</p><p>　　壓縮過程是通過螺桿的旋轉(zhuǎn)運動減少制冷劑的體積來完成的。在壓縮機的低壓一側(cè)，當轉(zhuǎn)子開始不嚙合時，形成一個空間。低壓氣體進入轉(zhuǎn)

62、子間的這個空間。隨著轉(zhuǎn)子繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，氣體被逐漸地壓縮直到移向排氣口。一旦達到預定的體積比，排氣口打開，氣體被排到系統(tǒng)的高壓側(cè)。在3600rpm的旋轉(zhuǎn)速度下，螺桿式壓縮機有每分鐘多于14000的排量（ASHRAE，1996）。</p><p>　　在螺桿式壓縮機中，用吸氣口、排氣口來代替使用在往復式壓縮機上的閥門。它有一個內(nèi)容積比---指在開始壓縮前嚙合轉(zhuǎn)子間的液體空間的體積和排氣口第一次打開時轉(zhuǎn)子間的體積之比。內(nèi)容

63、積比與由被壓縮的制冷劑的特性而定的壓力比相聯(lián)系的。螺桿式壓縮機能夠在大于20：1的壓力比下運行（ASHRAE，1996）。假如系統(tǒng)的排氣壓力和排氣口打開時轉(zhuǎn)子間的壓力相匹配時，可以達到最高的效率。當內(nèi)部壓力大于或小于排氣壓力時，就會產(chǎn)生能量的損失，但這對壓縮機沒有害處。</p><p>　　制冷量的調(diào)節(jié)靠接有各種變化的吸氣旁通管的滑板閥門或延遲吸氣口的關(guān)閉來減少被壓縮的制冷劑的體積來實現(xiàn)。連續(xù)可變的制冷量控制是最

64、普遍的。但是階梯式制冷量的控制在一些制造商的機器中也被提供。各種形狀的排氣口適用在一些機器中，用來控制運行時的內(nèi)容積比。</p><p>　　油在螺桿式壓縮機上可解決轉(zhuǎn)子間寬大的間隙、冷卻機器、潤滑和充當制冷量控制時水力上的液體。在壓縮機的排氣口需安裝一個油分離器，以分離高壓制冷劑中的油，這樣不會對系統(tǒng)中的熱交換器的運行造成不利的影響，而且油能回流到壓縮機中。</p><p>　　利用單相

65、電動機（50或60Hz）能直接啟動螺桿式壓縮機。它們的旋轉(zhuǎn)部件能使機器平滑安靜地運行。當機器正確運行時可靠性是很高的。螺桿式壓縮機是緊湊的，這使得它能被替代和維修。最好的螺桿式制冷壓縮機的效率等于甚至超過最好的往復式制冷壓縮機在滿負荷時的效率。由于螺桿式壓縮機沒有吸氣或排氣閥門和只有較小的余隙容積，因此能達到較高的等熵容積效率。建筑上使用的螺桿式壓縮機大體上使用R134a或R22。</p><p><b&g

66、t;　　附錄B</b></p><p>　　NO.1 Refrigeration System Performance using Liquid-Suction Heat Exchangers</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Heat transfer devices are provid

67、ed in many refrigeration systems to exchange energy betWeen the cool gaseous refrigerant leaving the evaporator and Warm liquid refrigerant exiting the condenser. These liquid-suction or suction-line heat exchangers can，

68、 in some cases， yield improved system performance While in other cases they degrade system performance. Although previous researchers have investigated performance of liquid-suction heat exchangers， this study can be dis

69、tinguished from the previous</p><p>　　Introduction</p><p>　　Liquid-suction heat exchangers are commonly installed in refrigeration systems With the intent of ensuring proper system operation and

70、 increasing system performance.Specifically， ASHRAE(1998) states that liquid-suction heat exchangers are effective in:</p><p>　　1) increasing the system performance</p><p>　　2) subcooling liquid

71、 refrigerant to prevent flash gas formation at inlets to expansion devices</p><p>　　3) fully evaporating any residual liquid that may remain in the liquid-suction prior to reaching the compressor(s)</p>

72、;<p>　　Figure 1 illustrates a simple direct-expansion vapor compression refrigeration system utilizing a liquid-suction heat exchanger. In this configuration， high temperature liquid leaving the heat rejection dev

73、ice (an evaporative condenser in this case) is subcooled prior to being throttled to the evaporator pressure by an expansion device such as a thermostatic expansion valve. The sink for subcooling the liquid is loW temper

74、ature refrigerant vapor leaving the evaporator. Thus， the liquid-suction h</p><p>　　Background</p><p>　　Stoecker and Walukas (1981) focused on the influence of liquid-suction heat exchangers in

75、both single temperature evaporator and dual temperature evaporator systems utilizing refrigerant mixtures. Their analysis indicated that liquid-suction heat exchangers yielded greater performance improvements When nonaze

76、otropic mixtures Were used compared With systems utilizing single component refrigerants or azeoptropic mixtures. McLinden (1990) used the principle of corresponding states to evaluate the a</p><p>　　This pa

77、per analyzes the liquid-suction heat exchanger to quantify its impact on system capacity and performance (expressed in terms of a system coefficient of performance， COP). The influence of liquid-suction heat exchanger si

78、ze over a range of operating conditions (evaporating and condensing) is illustrated and quantified using a number of alternative refrigerants. Refrigerants included in the present analysis are R507A， R404A， R600， R290， R

79、134a， R407C， R410A， R12， R22， R32， and R717. This pap</p><p>　　Heat Exchanger Effectiveness</p><p>　　The ability of a liquid-suction heat exchanger to transfer energy from the Warm liquid to the

80、 cool vapor at steady-state conditions is dependent on the size and configuration of the heat transfer device. The liquid-suction heat exchanger performance， expressed in terms of an effectiveness， is a parameter in the

81、analysis. The effectiveness of the liquid-suction heat exchanger is defined in equation (1):</p><p>　　Where the numeric subscripted temperature (T) values correspond to locations depicted in Figure 1. The ef

82、fectiveness is the ratio of the actual to maximum possible heat transfer rates. It is related to the surface area of the heat exchanger. A zero surface area represents a system Without a liquid-suction heat exchanger Whe

83、reas a system having an infinite heat exchanger area corresponds to an effectiveness of unity.</p><p>　　The liquid-suction heat exchanger effects the performance of a refrigeration system by in fluencing bot

84、h the high and loW pressure sides of a system. Figure 2 shoWs the key state points for a vapor compression cycle utilizing an idealized liquid-suction heat exchanger on a pressure-enthalpy diagram. The enthalpy of the re

85、frigerant leaving the condenser (state 3) is decreased prior to entering the expansion device (state 4) by rejecting energy to the vapor refrigerant leaving the evaporator (stat</p><p>　　NO.2 repair heating

86、 and air-conditioning systems</p><p>　　Job prospects for heating， air-conditioning， and refrigeration mechanics and installers are expected to be good， particularly for those With technical school or formal

87、apprenticeship training.</p><p>　　The Air-Conditioning Excellence program， offered through North AmericanTechnician Excellence， is the standard for certification of experienced technicians.</p><p&

88、gt;　　What Would those living in Chicago do Without heating， those in Miami do refrigeration? Heating and air-conditioning systems control the temperature， humidity， and the total air quality in residential， commercial， i

89、ndustrial， and other buildings. Refrigeration systems make it possible to store and transport food， medicine， and other perishable items. Heating， air-conditioning， and refrigeration mechanics and installers—also called

90、technicians—install， maintain， and repair such systems. Because h</p><p>　　Heating， air-conditioning， and refrigeration systems consist of many mechanical， electrical， and electronic components， such as moto

91、rs， compressors， pumps， fans， ducts， pipes， thermostats， and sWitches. In central heating systems， for example， a furnace heats air that is distributed throughout the building via a system of metal or fiberglass ducts. T

92、echnicians must be able to maintain， diagnose， and correct problems throughout the entire system. To do this， they adjust system controls to recomme</p><p>　　Technicians often specialize in either installati

93、on or maintenance and repair， although they are trained to do both. Some specialize in one type of equipment—for example， oil burners， solar panels， or commercial refrigerators. Technicians may Work for large or small co

94、ntracting companies or directly for a manufacturer or Wholesaler. Those Working for smaller operations tend to do both installation and servicing， and Work With heating， cooling， and refrigeration equipment. Service con

95、tracts—Whic</p><p>　　Heating and air-conditioning mechanics install， service， and repair heating and air-conditioning systems in both residences and commercial establishments. Furnace installers， also called

96、 heating equipment technicians， folloW blueprints or other specifications to install oil， gas， electric， solid-fuel， and multiple-fuel heating systems. Air-conditioning mechanics install and service central air-condition

97、ing systems. After putting the equipment in place， they install fuel and Water supply lines， a</p><p>　　After a furnace has been installed， heating equipment technicians often perform routine maintenance and

98、 repair Work to keep the system operating efficiently. During the fall and Winter， for example， When the system is used most， they service and adjust burners and bloWers. If the system is not operating properly， they che

99、ck the thermostat， burner nozzles， controls， or other parts to diagnose and then correct the problem.</p><p>　　During the summer， When the heating system is not being used， heating equipment technicians do m

100、aintenance Work， such as replacing filters， ducts， and other parts of the system that may accumulate dust and impurities during the operating season. During the Winter， air-conditioning mechanics inspect the systems and

101、 do required maintenance， such as overhauling compressors.</p><p>　　Refrigeration mechanics install， service， and repair industrial and commercial refrigerating systems and a variety of refrigeration equipme

102、nt. They folloW blueprints， design specifications， and manufacturers?instructions to install motors， compressors， condensing units， evaporators， piping， and other components. They connect this equipment to the ductWork