第六章 制冷

第一节 一般术语

第6.1.1条 制冷

制冷又称致冷,国内有关辞书中也有称冷冻的。结合国内有关专业习惯认为正名为制冷较适宜。现行国家标准《采暖通风与空气调节设计规范》及设计手册以及《制冷学报》等均定名为制冷。

制冷这一术语是指人工制冷技术,因此其涵义广泛得多。它可以包括研究低温的产生、应用及有关物质的物理及化学变化的特性等技术,不能仅仅理解为冷却过程。工业及科研上通常将制冷分为普冷(高于一120℃)及深冷(低于一120℃),这一规定的界限并不是很严格的。空调制冷则属于普冷的一个分支。

空调和制冷是相关的两个领域,但又各有其范围,现用图6.1.1予以说明。

以上说明空调包括制冷的部分技术,并会由于制冷技术的发展而发展。目前空调采用的制冷方式主体还是蒸气压缩式或吸收式制冷方式。制冷采用的英文对照词为refrigeration,深冷则用cryonetics。

第6.1.3条 制冷量

制冷量采用的英文对照词是refigerating effect,涵义是特指在规定工况下制冷系统(制冷机)蒸发器的制冷剂单位时间内移出的热量,其值等于系统中制冷剂质量流量乘以制冷系统中两个指定点或制冷剂两个指定热力状态的比焓差,它所表示的是制冷系统中制冷剂本身吸入或放出的热量。

该英文词不同于refrigerating capacity(国内习惯上曾称其为产冷量),后者是特指制冷系统(制冷机)从被冷却介质或空间中所移出的热量。二者涵义上的不同在于,前者是从制冷系统本身来研究,而后者则是从被冷却对象来研究。对此,美国ASHRAE“手册”(基础篇)有明确阐述。

第6.1.4~6.1.5条 标准制冷量、空调工况制冷量

标准制冷量、空调工况制冷量是进行制冷机性能指标比较或选择制冷机时的两个重要参数。空调用制冷机或空调器铭牌上多数给出这两个参数,原因就在于制冷运行温度条件不同时,制冷量数值相差较大,例如某制冷机标准制冷量为1时,空调工况制冷量数值上可为2乃至更大些。

以下以压缩式制冷机采用常用的几类制冷剂为例,说明标准工况和空调工况的不同点(见表6.1.4~5)。

 

由表6.1.4~5可以看出,标准工况和空调工况的运行条件是不同的。由此才导致制冷量数值的不同,即不指出运行条件的制冷量是没有任何意义的。

第6.1.16条 制冷性能系数

制冷性能系数也称制冷系数,是制冷系统(制冷机)的一项重要技术经济指标。制冷性能系数大,表示制冷系统(制冷机)能源利用效率高。这是与制冷剂种类及运行工作条件有关的一个系数,理论上的制冷性能系数可达2.5~5。由于这一参数是用相同单位的输入和输出的比值表示,因此为一无量纲数。在吸收式或蒸汽喷射式制冷机中采用热力系数(英文对照词为heat ratio)表示这一特性,与制冷性能系数涵义是一致的。

在美国还采用EER(energy efficiency ratio),国内技术界称为能效比或能源利用系数,定义为在规定条件下制冷量(单位用BTU/h表示)与总的输入电功率(单位用W表示)的比值,涵义上也是一致的。

这里要说明,由于计算时采用不同单位,因此所得数值也不相同。例如,当制冷量和输入功率一定的情况下,单位分别采用kcal/h和W表示时,COP=1;当采用法定计量单位(即均用W)表示时,COP=1.16;当分别采用英热单位(BTU/h)和W表示时,EER=3.97。

上述术语名称,在国内外制冷技术领域都使用,只是使用场合或不同国家习惯有所不同而已。这里要进一步说明的是,COP或EER是指在标准条件下运行的能源利用系数,实际上制冷机大都是在非标准条件下运行,因此美国还提出SEER(seasonal enerqy efficiency ratio)即季节性能效比等术语,涵义也没本质上的不同。