冷凍空調主機基本原理 (转帖)

基本原理
What is “RT” (冷凍噸) ?
– 表示可將1噸重0oC的水，在24小時內轉換成0 oC的冰的能力，1USRT=3024kcal/hr
BTU：冷氣能力的計算單位之一。1BTU是使1磅的水升高華氏1度所需的熱量。
Kcal(仟卡)：冷氣能力的計算單位之一。1Kcal是使1公升的水升高攝氏1度所需的熱量。
冷房能力：指一台冷氣每小時能從室內移走的熱量，單位是Kcal/Hr(或BTU/Hr)。
˙ (1BTU/Hr=0.252Kcal/Hr) Kcal是公制熱量單位。(1Kcal/Hr=4BTU/Hr)
˙ 噸：冷氣機的冷房能力，單位為仟卡/小時(Kcal/Hr或BTU/Hr)。1噸 = 2,000Kcal/Hr (8,000BTU/Hr)。
EER值：是能源效率比值(EER=冷房能力/耗電能力)。EER值越高，表示冷氣越強冷、省電。
冷氣機冷凍能力與能源效率值（EER）：
冷凍（氣）能力：為冷氣機運轉一小時，可從室內所能移走的最大熱量，單位為Kcal/hr或Btu/hr。
冷凍工程上冷凍容量（能力）的標準單位─冷凍噸（RefrigerationTon）簡稱為 "噸 (RT)"，此為熱容量單位，非重量單位。分為英制單位與公制單位，公制冷凍噸＝1.1英制冷凍噸，一般國際上，以英制冷凍噸為基準，通稱為〞標準冷凍噸〞。
(1)英制單位：BTU為英制熱量單位，1BTU等於使1磅（1b）的水升高華氏1度所需要的熱量。英制冷凍噸（1RT）是將1噸（2000磅）32℉的冰（冰的融解熱為144 BTU/1b），在24小時內溶為32℉的水時所吸收的熱量。即：1英制冷凍噸（1RT）＝144BTU/1b×2000lb/24Hr ＝12000 BTU/Hr
(2)公制單位：Kcal（仟卡）為公制熱量單位，1Kcal等於使1公斤的水升高攝氏1度所需要的熱量。公制冷凍噸（1RT）是將1000公斤（1噸）0℃的冰（冰的融解熱為79.68Kcal/Kg），在24小時內變為0℃的水時所吸收的熱量。即：1公制冷凍噸（1RT）＝ 79.68 Kcal/Kg×1000Kg/24Hr ＝3320Kcal/hr，1Kcal約等於3.968Btu。
(3)消耗電力：一台冷氣機額定運轉時，總共所需的電力，它的單位是W（瓦）或KW（千瓦）。
(4) EER（Engergy Efficiency Ratio）能源效率比值：此值愈高即愈省電，它的定義是：
冷氣能力Kcal（BTU）/hr
EER＝消耗電力（瓦）單位是Kcal/hr.w或BTU/hr.W
What is LEARN-MEI ?
􀂄 必需是一種極安定的化合物
􀂄 對金屬的腐蝕性低,對人畜無害
􀂄 在低溫低壓下能因蒸發而吸取熱量
􀂄 在高溫高壓下能因凝結而放出熱量
􀂄 沸點要低→ 可快速蒸發
􀂄 凝結壓力勿太高→ 不易壓縮
1.一次冷煤：指存在冷凍機中，直接受機械作用，可因溫度或壓力改變，使其本身在氣體或液體形態下，互相轉變，達到吸熱或放熱目的的冷煤。常用的一次冷煤有氨、氟氯烷(Freon)系列冷煤。
2.二次冷煤：指能經常保持液態，利用其流動性將熱由高溫食物中取出，再運送至蒸發器，將熱傳送至一次冷煤進行冷動循環。由於二次冷煤是用來替代空氣與食品接觸進行冷動過程，因此，必須具備熱傳導率高、比熱高、冰結點或凝固點低，黏度低、流動性大、吸收性小等性質。常用的冷煤包括：\r
a.無機二次冷煤，如氯化鈉(NaCl)、氯化鈣(CaCl2)、氯化鎂(MgCl2)等鹽水溶液等及水(H2O)。
b. 有機二次冷煤，如糖類(蔗糖、轉化糖)、乙二醇(ethylene glycol)、丙二醇(propylene glycol)、甘油(glycerol)及酒精(alcohol)等。
壓縮式冷凍主機
􀂄 驅動能源：電力
􀂄 主要構造：壓縮機、冷凝器、膨脹閥、蒸發器
􀂄 傳熱媒介：一般冷媒– (R11、R12、R22、R134A...)
吸收式冷凍主機
􀂄 驅動能源：熱力(瓦斯、蒸氣、熱水...)
􀂄 主要構造：發生器&吸收器、冷凝器、膨脹閥、蒸發器
􀂄 傳熱媒介：易吸水之溶液– (溴化鋰溶液、氨水溶液...)
壓縮機原理及種類
􀂄 為冷凍設備之心臟，在於讓低溫低壓之冷媒蒸氣壓縮成高溫高壓之冷媒氣
􀂄 主要分成三大類
– 迴轉式→一般家用冷氣
– 往復式→較小型之冷凍主機
– 離心式→較大型之冷凍主機技術
冷凝器原理及種類
􀂄 利用傳熱媒介將壓縮後高溫高壓之氣態冷媒氣冷凝成液態
􀂄 基本型式有三：
– 氣冷式→ 以空氣為傳熱媒介
– 水冷式→ 以冷卻水為傳熱媒介
– 蒸發式→ 以空氣與冷卻水為傳熱媒介
蒸發器與膨脹(流量控制)閥
􀂄 在蒸發器內，低壓冷媒液變低壓冷媒氣，相變化吸收的熱量，可降低冰水的溫度
􀂄 流量控制閥作為控制冷媒流量用，可分為幾大類
– 液位控制：高壓側浮筒，高壓側浮筒
– 壓力控制：自動膨脹閥，毛細管
– 溫度控制：最常用，以冷媒蒸氣溫度控制開關
常見問題與對策
􀂄 空調室(Wash Room)若有冰水與空氣接觸
– 夏季：冷凍水將吸收空氣溼度而降低電導度
? 可將溢流之冷凍水做為冷卻水之補水
? 冷凍水處理方案宜用鹼性磷酸鹽方案
– 冬季：冷凍水將因調節空氣溼度而濃縮
? 宜做適當排放
􀂄 微生物控制不良
– 可搭配銅管自動清洗器(Trane有)
續常見問題與對策
􀂄 高壓過高
– 冷卻系統異常(冷凝器結垢，Fouling，流量不足..)
– 冷媒過多(看液位)，或真空不足，滲入空氣
􀂄 低壓過低
– 冷媒系統異常(冷媒過少，過濾器或電磁閥阻塞..)
– 膨脹閥故障
􀂄 冷凍機油油溫過高