制冷与制冷剂
3.1 制冷概念的引入
本节将论述制冷概念和制冷剂。这里所说的制冷包括食品冷藏和舒适供冷(空调)两方面。
食品冷藏是制冷技术最具实用价值的应用之一。分子运动的减弱可使食品腐败的速度减缓,同时,也可阻止导致食品腐败的细菌生长。这是因为冻硬点之下,食品中至腐细菌将停止生长。对于大多数食品来说,冻硬点的温度为0°F(-17.8°C)。将食品温度保持在35°F(1.6°C)至45°F(7.2°C)之间,制冷行业中称之为中文冷藏;低于0°F(-17.8°C),则称为低温冷冻。这些不同的工作温度范围常用来说明不同种类的制冷设备及其应用对象。
许多年以来,人们习惯将乳制品及其他易腐烂的食品存放在住宅内最冷的房间、地下室、深井或水池处。在南方,夏天地下水的温度可低达55°F(12.78°C),从而可以使某些食品的保存时间延长。在北方及部分南方地区,人们将冰块放置在厨房的“冷柜”内,当冰块从“冷柜”内食品中吸收热量儿融化时,即可使食品冷却。
冷冻食品就是在第二次世界大战期间开始逐渐流行起来的。由于当时大多数居民美誉速冻设备,厂家带有冷冻室的食品保鲜冷柜使家庭拥有了自己的冷冻室。由于保鲜速冻食品仍保持新鲜的风味,因此对消费者来说具有极大的吸引力。冷藏食品,无论是中温保鲜还是低温冷冻,现在人们似乎对此已司空见惯,许多人已把它们视为理所当然的事情。
制冷技术现在还用于住宅和商家的舒适供冷和车辆的空调。制冷技术在空调方面的应用在本行业中称为高温制冷。
所谓制冷就是将一处不需要的热量移送至另一个几乎或完全无关紧要的地方的方法。在普通家庭,从夏季过渡至冬季期间,市内温度通常保持在70°F(21.1°C)至90°F(32.2°C)之间,冷柜内食品保鲜室的温度约为35°F(1.67°C),热量总是从高温处自然地流向低温处,因此房价内的热量就会不断地通过绝热箱壁进入冷柜,当箱门打开或有温热食品放入冷柜时,也会有大量的热量进入冷柜。
确定制冷设备的容量规格
制冷设备也须有容量大小的标定方法,以便可以对设备进行比较。确定制冷设备容量的方法还需回溯到利用冰作为除热冷源的日子。在32°F温度时融化1磅水需144Btu的热量,那么在确定制冷设备的容量单位时,也可以采用与上述同样的数据。制冷设备的容量单位是冷吨是指在24小时之内融化1吨冰所需要的热量总和。已知融化1磅冰需要144Btu,那么溶化1吨冰就需要其2000倍的热量(2000 Ib=1 t):
144Btu/Ib*2000 Ib=288 000 Btu
如在24小时内完成,这就是所谓的1冷吨。当需要计算从某物体移去的热量时,也可以采用这样的计算方法。 例如,一台具有1冷吨容量的空调机组在24小时内出去28 8000Btu的热量,即每小时12 000Btu(288 000Btu/24=12 000Btu),亦即每分钟200 Btu(12 000Btu/60=200).