冷凍循環系統

1. 冷凍循環系統 1.冷凍循環 　 冷媒經過蒸發器吸熱蒸發，經過壓縮機壓縮、經過凝縮器(凝結器)凝縮、經過膨脹閥膨脹返回原來狀態，而完成循環作業。

2. 2.冷卻水的熱交換作用 　 當冷媒蒸發的吸熱及被壓縮產生的壓縮熱在凝縮器(condenser)散發於冷卻水中，使冷卻水溫上升。因此維持凝縮器在正常狀態下運轉以免產生高溫高壓。

3. 3.冷凝器在冷凍循環中為冷媒與冷卻水間之熱交換器，冷卻水的溫度與流量都會影響凝縮器的功能，也左右冷氣機的效能。3.冷凝器在冷凍循環中為冷媒與冷卻水間之熱交換器，冷卻水的溫度與流量都會影響凝縮器的功能，也左右冷氣機的效能。 冷凝器分為氣冷式、水冷式、蒸發式，其中以蒸發式最具效率。

4. 在空調設備中，用熱媒和冷媒輸送熱量，可分為水型、空氣型、氣水型及冷媒(一次冷媒)型。在空調設備中，用熱媒和冷媒輸送熱量，可分為水型、空氣型、氣水型及冷媒(一次冷媒)型。 • 為加熱而輸送熱量的流體稱為熱媒，常用於供熱的有熱風、熱水穚蒸氣。 • 為冷卻而輸送熱量的流體稱為冷媒，常用於製冷的冷風、冷水(二次冷媒) 、冷媒(一次冷媒)。

5. 冷凍機 • 　　為了冷卻物體，需要有能從對象物中吸收熱量的熱源，這種熱源稱為冷熱源。能產生冷熱源的裝置稱為冷凍機。此外，能吸收熱量的媒體稱為冷媒。　　

6. 冷凍的方法 非機械方法 1、利用天然的冰或雪溶解的方式 2、利用乾冰（固態ＣＯ2）昇華方式 3、利用天然或人造冰與食鹽混合，起寒劑 之製冷方式 4、利用液體蒸發方式，如水之蒸發冷卻

7. 利用機械裝置之方法 1、壓縮式冷凍方法（ compression refrigeration system） 2、吸收式冷凍方法（ absorption refrigeration system） 3、熱電式冷凍方法（ thermo electric refrigeration system） 4、蒸氣噴射式冷凍方法（ steam jet refrigeration system） 5、磁性冷凍方法（ magnetic refrigeration system） 6、漩渦管冷暖氣系統（vertex tube cool and warm air system） 7、消耗性冷媒冷凍系統（expendable refrigeration cooling system）

8. 機械壓縮式冷凍系統依壓縮機分類 1、往復式壓縮機（reciprocating compressor） 2、迴轉式壓縮機（rotary compressor） 3、螺旋式壓縮機（screw compressor） 4、離心式壓縮機（centrifugal compressor）

9. 機械式冷凍循環系統原理 機械式冷凍循環在冷凍空調工程中被視為非常重要的一環，關係整個系統的冷度，系統如不正常，冷房或冷凍庫即達不到要求的溫度，失去系統的主要功能。

10. 冷凍循環中主要配件有四件： 一、壓縮機（ Compressor ） 二、冷凝器（Condenser） 三、膨脹閥（Expansion valve）、冷媒控制器 （Refrigerant Controller）、阻流器 （Restractor） 四、蒸發器（Evaporator）

11. 這四項稱之為冷凍系統之四大要件，缺一不可。這四項稱之為冷凍系統之四大要件，缺一不可。 其功用如下： （1）、壓縮機（Compressor）：將低壓低溫之氣態冷媒，壓縮成高壓高溫之氣態冷媒，也是冷媒系統中循環之動力來源。 （2）、冷凝器（Condenser）：將高壓高溫之氣態冷媒，經由冷卻介質冷卻成高壓中溫之液態冷媒，在此端行成放熱作用。

12. （3） 、冷媒控制器（Refrigerant Controller）：將高壓中溫液態冷媒，降壓成低壓中溫之液態冷媒，降壓的目地是配合蒸發器蒸發溫度。 （4）、蒸發器（Evaporator）：將低壓中溫之液態冷媒，蒸發吸熱成低壓低溫之氣態冷媒，此部份裝置在冷房或冷凍庫內，冷媒蒸發時即向周圍吸收熱量，造成冷房或冷凍庫下降，達到冷凍之目的。 （5）、冷媒（Refrigerant）：是一種容易揮發的氣體，在冷凍系統管路中循環，蒸發氣中扮演吸熱作用，冷凝器中扮演放熱作用，是冷凍系統中搬運熱量之介質。

13. 壓縮式冷凍機 利用冷媒在嚴密的機械封閉下，使其在冷凍機內部經過壓縮，凝結，降壓，及蒸發四個過程完成製冷目的。 冷媒在冷凍機內按一定的程序，重覆往返的蒸發和凝結而達成成熱的”搬運”任務。 冷媒因壓縮機而循環，因而冷凍機內 部形成高壓和低壓兩端。

14. 一般講， 高壓端包括：壓縮機、凝結機、積液 箱、輸液管、和冷媒控制 器。 低壓端包括：蒸發器、電動控制器、及 吸器管。

15. 在常溫下壓縮的冷媒，即可使氣體的溫度和壓力上升，這種高溫高壓下的氣體用水冷卻時即可液化，液化的氣體排放到大空間時，會因周圍的物質吸取熱量而氣化成(形成氣體狀態)。這一過程稱為冷凍循環。反覆進行這一製冷循環可以形成低於常溫的冷凍的裝置，稱為冷凍機。在常溫下壓縮的冷媒，即可使氣體的溫度和壓力上升，這種高溫高壓下的氣體用水冷卻時即可液化，液化的氣體排放到大空間時，會因周圍的物質吸取熱量而氣化成(形成氣體狀態)。這一過程稱為冷凍循環。反覆進行這一製冷循環可以形成低於常溫的冷凍的裝置，稱為冷凍機。

16. 冷凝器-在壓縮器中，經壓縮後溫度、壓力 同時上升的冷媒氣體，用水進行冷 卻，使其 液化的裝置。 壓縮機-對低溫低壓的冷媒氣體進行壓縮後 ，使其成為高溫、高壓氣態冷媒的 裝置。 蒸發器-所謂蒸發器是讓冷媒液體排放在突然 變大的空間中進行氣化成低壓低溫之 氣態冷媒，並用其氣化潛熱冷卻水， 將冷水送到冷卻線圈的裝置。

17. 膨脹閥-冷媒流體流過狹窄的通道時發生減 壓、膨脹作用，使溫度下降。 冷卻塔-在凝縮器中，讓溫度上升的冷卻水 在與外界大氣進行接觸放熱的同時 ，利用蒸發潛熱進行冷卻的裝置。

18. 壓縮機(Compressor) 以機械能來產生冷媒高壓和低壓 冷凍壓縮機  往復式(reciprocating) 　 非常小的冷凍容量~360kw，高壓冷媒  離心式(centrifugal) ≧500kw，低壓冷媒

19.  迴轉式(rotary) 　 低壓冷媒 (1) 螺旋式(screw) 300~500kw (2) 輪葉式(Vane) 大多用於家用冰箱、冷凍 櫃及空調器中。

20. 空調的冷凍循環 • 所謂空調機的冷凍循環是利用壓縮機將封入冷凍機的冷媒進行壓縮，使其成為高溫、高壓氣體，並用凝縮器的冷卻水吸收其熱量，而使凝縮成氣體，再在膨脹閥進行膨脹，減壓後，在蒸發器中進行氣化蒸發，最後用其潛熱反覆的發揮出冷卻水或者是空氣的作用。

21. 冷媒（refrigerant） • 為一種易於蒸發之液體，於冷凍系統中擔任冷凍循環工作，當它流入冷凍機之蒸發器內，在低壓狀態下，開始由液體蒸發為氣體，將低溫部分所吸取之熱量，帶至高溫部分，經壓縮機壓縮及冷卻機冷卻後，復變為液體，而將其所攜帶之熱散發，散於通過於冷凝器之水或空間內，再進入冷室，不斷循環作用，此種物質稱之冷媒，或冷凍劑。

22. 若將壓縮機比喻為冷系統之心臟，冷媒亦可稱之為血液。冷媒在冷凍系統統循環時，僅狀態改變，其循環量既不能增加，亦不能減少。因為冷凍方法個異，容量也有不同。所以某一種冷媒對某一種方法和容量是適合的，但也不一定適用於另一種方法和容量，因此選擇冷媒是必須要慎重選擇。若將壓縮機比喻為冷系統之心臟，冷媒亦可稱之為血液。冷媒在冷凍系統統循環時，僅狀態改變，其循環量既不能增加，亦不能減少。因為冷凍方法個異，容量也有不同。所以某一種冷媒對某一種方法和容量是適合的，但也不一定適用於另一種方法和容量，因此選擇冷媒是必須要慎重選擇。

23. 有下列幾種因素： （１）壓力 發器之壓力適當 對凝結器之壓力適當 （２）容積 （３）燃燒性 （４）腐蝕性 （５）惰性大且穩定

24. （６）無毒、無刺激、無爆炸性 （７）臨界溫度高 （８）液體密度高 （９）具有較大之蒸發潛熱 （１０）氣體、液體之黏度要小 （１１）對潤滑油無破壞性 （１２）漏氣易檢查 （１３）經濟性

25. （１４）高度絕緣 （１５）液化與蒸發皆容易 （１６）冰點低 （１７）安全性

26. 氟氯碳氫化物（HCFC）冷媒依照蒙特婁議定書之HCFC冷媒管制時程，於2020年原則廢止，僅作為補充用，於2030年全面廢止，未來可能轉換對象為氫氟碳化物（HFC）冷媒和自然冷媒。氟氯碳氫化物（HCFC）冷媒依照蒙特婁議定書之HCFC冷媒管制時程，於2020年原則廢止，僅作為補充用，於2030年全面廢止，未來可能轉換對象為氫氟碳化物（HFC）冷媒和自然冷媒。

27. 　　所謂冷凍循環是指讓冷媒在冷凍機內部進行循環反覆進行壓縮→凝縮→膨脹→蒸發的過程，輸送熱量而進行冷卻作用。　　所謂冷凍循環是指讓冷媒在冷凍機內部進行循環反覆進行壓縮→凝縮→膨脹→蒸發的過程，輸送熱量而進行冷卻作用。

28. 蒸汽壓縮式冷凍機 蒸汽壓縮式冷凍機又稱為壓縮式冷凍機，係利用冷凍循環壓縮冷媒氣體，但可以說是一種始用機械式壓縮的方式。

29. 蒸汽壓縮式冷凍機依所使用的壓縮機種類，可分為以下四種。蒸汽壓縮式冷凍機依所使用的壓縮機種類，可分為以下四種。 a.回轉式冷凍機 　　 回轉式壓縮機也可以稱為回轉壓縮機。它是在偏心地安裝於氣缸中心的轉子進行轉動時，通過密封機械的檔板，對被吸入於氣缸壁和轉子之間的冷媒氣體，進行壓縮的全封閉式壓縮。

30. b.螺旋式冷凍機 　　螺旋式壓縮機是由類似於輪船螺旋 輪的螺紋轉子和內螺紋轉子配合而成。 讓其在氣缸中進行轉動，此時，吸入於 氣缸壁和轉子之間的冷媒氣體，在隨著 螺紋轉子轉動的同時，向一個方向前 進，而形成壓倒性氣體的壓縮機。

31. c.透平式冷凍機 透平式壓縮機也可以稱為離心壓縮機。它是將具有向後彎曲的渦輪透平風機作為加速機，讓其產生高速轉動時，壓縮冷媒氣體的壓縮機。

32. d.往復式冷凍機 　　 它是利用活塞壓縮吸入在氣缸壁中的冷媒的壓縮機，冷凍機的容量取決於活塞容量的大小。為增加容量而擁有多個氣缸的壓縮機，稱為多氣缸壓縮機。

33. 冷凍能力 將熱由冷凍空間移走之速率。 1ton能力相當於1ton冰在24h完全融解所吸收提供之冷凍能力。 將一噸(2000磅)32℉的水在24小時內變為一噸32℉的冰所之熱量(BTU)。 提高冷媒蒸發溫度（降低熱交換溫差）可以增進冷凍能力。

34. 每磅冰之溶解熱為144BTU，則 1冷凍噸 = 144 ×2000BTU/24hr = 288000BTU/24hr = 12000BTU/hr = 200BTU/min 又1hp = 42.4BTU/min 則1冷凍噸 = 200BTU/min=200/42.4=4.72hp=3.517kw 一個10噸之冷凍廠，即表示該廠有 10 ×200=2000BTU/min之冷凍能力。

35. 冷凍效能係數C.O.P. (Coefficient of Performance) 冷媒經過蒸發器蒸發時所吸取的熱量 與壓縮機所做的功之比。係數愈大，冷凍 循環之效率愈佳。

36. r = 冷凍能力／壓縮機所做的功 為了一個冷凍壓縮系統之實際效率，其 常用之表示方法是”每一冷凍噸所需之馬力” ，設有一冷凍系統有N冷凍噸之冷凍能力， 所做的功為hp馬力，則

37. N冷凍噸 = 200 ×NBTU／min 所做的功 = 42.4 ×hp BTU／min 每一冷凍噸所需馬力與冷凍功效係數間之關係 r = 冷凍能力／壓縮機所做的功 = 200 ×N／42.4×hp 每一冷凍噸所需之馬力，即： hp/N=200／42.4×r=4.72／r

38. 除 霜 　　 蒸發器中的霜由於空氣通過蒸發冷卻盤管時，由於盤管表面溫度低於空氣露點溫度，所以空氣中的水蒸汽就會凝結在盤管表面，當盤管表面溫度低於冰點，凝結水就會結冰，而在盤管表面結霜。

39. 全自動除霜法 冰箱有兩種溫度，一為冷藏或為保鮮溫度，另一為冷藏溫度，為達到此兩種溫度，對電動機的控制設計原則為 （1）控制器必須能給冰箱各部門所需要 的正確溫度。 （2）控制器能完全自動除霜。

40. 即定時開關除霜法，依壓縮機運轉時間之長短累積時間作定時除霜。即定時開關除霜法，依壓縮機運轉時間之長短累積時間作定時除霜。 無霜冰箱係用隨時除霜法或以蒸發器不結霜方式。