製冷系統

利用外界能量使熱量從温度較低的物質（或環境）轉移到温度較高的物質（或環境）的系統叫製冷系統。

製冷系統可分為蒸氣製冷系統、空氣製冷系統和熱電製冷系統。其中蒸氣製冷系統又可分為蒸氣壓縮式、蒸氣吸收式和蒸氣噴射式。 ^[2] 

主要部件組成

製冷系統由製冷劑和四大機件，即壓縮機，冷凝器，膨脹閥，蒸發器組成。

壓縮機是製冷循環的動力，它由電動機拖動而不停地旋轉，它除了及時抽出蒸發器內蒸氣，維持低温低壓外，還通過壓縮作用提高製冷劑蒸氣的壓力和温度，創造將製冷劑蒸氣的熱量向外界環境介質轉移的條件。即將低温低壓制冷劑蒸氣壓縮至高温高壓狀態，以便能用常温的空氣或水作冷卻介質來冷凝製冷劑蒸氣。 ^[3] 

冷凝器是一個熱交換設備，作用是利用環境冷卻介質(空氣或水)，將來自壓縮機的高温高壓制冷蒸氣的熱量帶走，使高温高壓制冷劑蒸氣冷卻、冷凝成高壓常温的製冷劑液體。值得一提的是，冷凝器在把製冷劑蒸氣變為製冷劑液體的過程中，壓力是不變的，仍為高壓。

高壓常温的製冷劑液體不能直接送入低温蒸發器、根據飽和壓力與飽和温度——對應原理，降低製冷劑液體的壓力，從而降低製冷劑液體的温度。將高壓常温的製冷劑液體通過降壓裝置——節流元件，得到低温低壓制冷劑，再送入蒸發器內吸熱蒸發。在日常生活中的冰箱、空調常用毛細管作為節流元件 ^[4]  。

蒸發器也是一個熱交換設備。節流後的低温低壓制冷劑液體在其內蒸發(沸騰)變為蒸氣，吸收被冷卻物質的熱量，使物質温度下降，達到冷凍、冷藏食品的目的。在空調器中，冷卻周圍的空氣，達到對空氣降温、除濕的作用。蒸發器內製冷劑的蒸發温度越低，被冷卻物的温度也越低。在冰箱中一般製冷劑的蒸發温度調整在-26℃~-20℃，在空調器中調整在5℃~8℃。 ^[5] 

單級蒸汽壓縮製冷系統，是由製冷壓縮機、冷凝器、節流閥和蒸發器四個基本部件組成。它們之間用管道依次連接，形成一個密閉的系統，製冷劑在系統中不斷地循環流動，發生狀態變化，與外界進行熱量交換。

液體制冷劑在蒸發器中吸收被冷卻的物體熱量之後，汽化成低温低壓的蒸汽、被壓縮機吸入、壓縮成高壓高温的蒸汽後排入冷凝器、在冷凝器中向冷卻介質(水或空氣)放熱，冷凝為高壓液體、經節流閥節流為低壓低温的製冷劑、再次進入蒸發器吸熱汽化，達到循環制冷的目的。這樣，製冷劑在系統中經過壓縮、冷凝、節流、蒸發四個基本過程完成一個製冷循環。 ^[6] 

在製冷系統中，蒸發器、冷凝器、壓縮機和節流閥是製冷系統中必不可少的四大件，這當中蒸發器是輸送冷量的設備。製冷劑在其中吸收被冷卻物體的熱量實現製冷。壓縮機是心臟，起着吸入、壓縮、輸送製冷劑蒸汽的作用。冷凝器是放出熱量的設備，將蒸發器中吸收的熱量連同壓縮機做功所轉化的熱量一起傳遞給冷卻介質帶走。節流閥對製冷劑起節流降壓作用、同時控制和調節流入蒸發器中製冷劑液體的數量，並將系統分為高壓側和低壓側兩大部分。實際製冷系統中，除上述四大件之外，常常有一些輔助設備，如電磁閥、分配器、乾燥器、集熱器、易熔塞、壓力控制器等部件組成，它們是為了提高運行的經濟性，可靠性和安全性而設置的。 ^[7] 

空調機根據冷凝形式可分為：水冷式和空冷式兩種，根據使用目的可分為單冷式和製冷制暖式兩種，不論是哪一種型式的構成，都是由以下的主要部件組合而成的。

製冷系統主要部件有壓縮機、冷凝器、蒸發器、膨脹閥(或毛細管、過冷卻控制閥)、四通閥、複式閥、單向閥、電磁閥、壓力開關、熔塞、輸出壓力調節閥、壓力控制器、貯液罐、熱交換器、集熱器、過濾器、乾燥器、自動開閉器、截止閥、注液塞以及其它部件組成。

電氣系統主要部件有電機(壓縮機、風機等用)、操作開關、電磁接觸器、連鎖繼電器、過電流繼電器、熱動過電流繼電器、温度調節器、濕度調節器、温度開關(除霜、防止結凍等用)。壓縮機曲軸箱加熱器，斷水繼電器，電腦板及其它部件組成。 ^[8] 

控制系統由多個控制器件組成，它們是：

製冷劑控制器：膨脹閥、毛細管等。

製冷劑迴路控制器：四通閥、單向閥、複式閥、電磁閥。

製冷劑壓力控制器：壓力開閉器、輸出壓力調節閥、壓力控制器。

電機保護器：過電流繼電器、熱動過電流繼電器、温度繼電器。

温度調節器：温度位式調節器、温度比例調節器。 濕度調節器：濕度位式調節器。

除霜控制器：除霜温度開關、除霜時間繼電器、各種温度開關。

冷卻水控制：斷水繼電器、水量調節閥、水泵等。

報警控制：超温報警、超濕報警、欠壓報警及火警報警、煙霧報警等。

其它控制：室內風機調速控制器、室外風機調速控制器等。 ^[9] 

常用製冷劑

製冷劑的種類較多，現就氟里昂12和22，R410A作簡要介紹：

a. 氟里昂12(CF2Cl2)代號R12 氟里昂12是一種無色、無臭、透明、幾乎無毒性的製冷劑，但空氣中含量超過80%時會引起人的窒息。 氟里昂12不會燃燒也不會爆炸，當與明火接觸或温度達到400℃以上時，能分解出對人體有害的氟化氫、氯化氫和光氣(COCl2)。 R12是應用較廣泛的中温製冷劑，適用於中小型製冷系統，如電冰箱、冰櫃等。 R12能溶解多種有機物，所以不能使用一般的橡皮墊片(圈)，通常使用氯丁二烯人造橡膠或丁睛橡膠片或密封圈。 ^[10] 

b. 氟里昂22(CHF2Cl)代號R22 R22不燃燒也不爆炸，其毒性比R12稍大，水的溶解度雖比R12大，但仍可能使製冷系統發生“冰塞”現象。 R22能部分地與潤滑油互相溶解，其溶解度隨着潤滑油的種類及温度而改變，故採用R22的製冷系統必須有回油措施。 ^[11] 

R22在標準大氣壓力下的對應蒸發温度為-40.8℃，常温下冷凝壓力不超過15.68×105 Pa，單位容積製冷量與比R12大60%以上。在空調設備中，大都選用R22製冷劑

c.R410A：是一種新型環保製冷劑，工作壓力為普通R22空調的1.6倍左右，

製冷（暖）效率更高。 提高空調性能，不破壞臭氧層。R410A新冷媒由兩種準共沸的混合物而成，主要有氫，氟和碳元素組成（表示為hfc）,具有穩定，無毒，性能優越等特點。同時由於不含氯元素，故不會與臭氧發生反應，即不會破壞臭氧層。另外，採用新冷媒的空調在性能方面也會又一定的提高。R410A是國際公認的用來替代R22最合適的的冷媒，並在歐美，日本等國家得到普及。R410A替換在主要國際市場的全球趨勢及展望的使用狀況和進入國際市場的動態。 ^[1]