機械工程在能量和材料生產中起著重要作用,機械工程的工作環(huán)境比較惡劣,這也給機械工程制冷系統(tǒng)提出了較高的要求。將、穩(wěn)定的空調制冷技術應用到機械工程中去,可以為工程機械運轉提供一個良好的恒溫或低溫環(huán)境,保證工程機械的正常運行。因此,在傳統(tǒng)工程機械技術研發(fā)基礎上,空調制冷技術的應用范圍也越來越廣。
1、空調制冷技術發(fā)展現(xiàn)狀及其應用
1.1 空調制冷技術發(fā)展現(xiàn)狀
空調是一個熱循環(huán)交換系統(tǒng),空調制冷技術作為一個特殊的空調系統(tǒng),在空調制冷運行中起著重要作用??照{制冷技術發(fā)展歷經了單一供暖、單一制冷、冷暖一體化、自動溫控空調系統(tǒng)幾個階段。如何使空調制冷技術在消耗zui小的能源的同時、產出zui大化的制冷量,營造出*制冷效果,是空調制冷行業(yè)專家學者共同關注的話題。如今,人類已經研制出了多種新型空調節(jié)能制冷技術和產品,空調制冷技術在社會科學研究、生產技術領域都得到了廣泛應用。如在現(xiàn)代醫(yī)學、食品加工和宇宙開發(fā)領域,空調制冷技術都起到了積極的輔助作用。隨著國家節(jié)能減排政策的相繼出臺,國家也加強了空調產品的耗能控制力度。政策規(guī)定、市場實際需求和環(huán)境保護需求,都要求行業(yè)在空調設計方面必須將節(jié)能環(huán)保置于首要位置。為此,如今,我國空調制冷技術正逐漸朝著節(jié)能環(huán)保、健康舒適、智能化方向不斷發(fā)展進步,空調制冷技術在機械工程中的應用正是空調制冷技術智能化發(fā)展的體現(xiàn)。
1.2 空調制冷技術的應用
空調冰蓄冷技術、空氣源熱泵技術和太陽能空調制冷技術發(fā)展及應用,是專家們主力研究的技術領域,這幾種技術是維系空調系統(tǒng)運行服務穩(wěn)定性的關鍵,它創(chuàng)造了顯著的經濟效益。其中,空調冰蓄冷技術的技術要點是,將空調系統(tǒng)服務運行所需潛熱、顯熱形式全部釋放出來以滿足空調系統(tǒng)運行冷負荷。換而言之,它主要是借助融冰冷量釋放,來達到空調系統(tǒng)運行冷負荷的需求標準,在這一過程中,蓄冷設備是儲存冰的相應容器。冰蓄冷空調制冷技術的作用在于,它能有效發(fā)揮填谷移峰作用,全面提高空調系統(tǒng)運行服務的穩(wěn)定性,提高經濟效益??諝庠礋岜眉夹g是一種節(jié)能、環(huán)保作用的技術方式,應用這種技術形式構建的空調制冷系統(tǒng)具有良好的集熱效應,它可利用各種自然能來獲得低溫熱源,再通過系統(tǒng)集熱整合形成高溫熱源。該技術的應用范疇廣泛,在-10~40℃之間,該技術都可以克服環(huán)境條件來使用。這種技術不僅有著較高的熱效率,而且其熱泵產品不會排放任何種類的燃燒污染物,可以說是一種較為環(huán)保的制冷技術。
太陽能空調制冷技術有著顯著的節(jié)能優(yōu)勢,能降低石化能源燃燒發(fā)電所導致的環(huán)境污染,傳統(tǒng)的空調CFC 工質壓縮制冷機會給大氣臭氧層帶來嚴重破壞,因此該類工質已暫停使用,而太陽能空調制冷技術使用的制冷劑物資為非氟利昂,它不會破壞臭氧層,能降低石化能源燃燒發(fā)電所導致的環(huán)境污染,能滿足環(huán)保需求,所以該技術有著良好的發(fā)展和應用前景。
2、空調制冷技術在機械工程中的具體應用
2.1 空調制冷技術在機械工程中的應用功效
機械工程大都具有工作環(huán)境差、技術難度大等特點,如許多機械工程經常要在潮濕、多粉塵、寒冷或炎熱的環(huán)境中作業(yè),在這樣的環(huán)境中,運用空調制冷技術來調節(jié)環(huán)境,顯得尤為重要。
機械工程中空調制冷技術的主要作用是,調節(jié)工作環(huán)境的濕度、溫度、氣流流速和清潔度,為工作人員、操作人員創(chuàng)造舒適的工作環(huán)境,提高工作效率。確切來說,空調制冷技術在機械工程中的應用功效主要集中在以下幾點:①調節(jié)工程機械駕駛室、操作室內的溫度和濕度,即夏季降溫,冬季升溫取暖,潮濕的季節(jié)除濕除霧,同時去除駕駛室玻璃上沾附的霜雪等。所以,有了空調制冷技術,即便是在炎熱的夏季,工程機械駕駛室內也能涼爽如春。②調節(jié)駕駛室內的氣流流速,借助空調系統(tǒng)風管內的風速、網速改變,空調能有效改變一定空間內的氣流流速。③凈化空氣,空調制冷技術同時會搭配新風系統(tǒng)來使用,然后將經過過濾的清新空氣與工程機械駕駛室內的空氣實現(xiàn)對流,進而改善駕駛室內的空氣質量。④給駕駛室內增壓,防止灰塵進入室內。
2.2 空調制冷技術在機械工程中的應用層次
目前,機械工程中的空調制冷技術應用,已經發(fā)展到了冷暖一體化調節(jié)系統(tǒng),部分新型的機械工程已經采用自動溫控空調系統(tǒng)。冷暖一體化空調制冷技術zui早是在汽車上應用的,在早期應用時,這一技術已經具備了zui基本的制冷、制熱、除霜、通風和過濾等空調制冷功能,因此,可以說,在冷暖一體化空調制冷技術應用到機械工程中的時候,空調制冷技術發(fā)展到了一定的水平。冷暖一體化制冷技術,能有效調節(jié)工程機械駕駛室內的溫性差,目前,我國絕大多數(shù)工程機械采用的都是這種空調系統(tǒng)。不過該系統(tǒng)控制困難,在操作時需要較多的人手,操作勞動量也較大,所以,在一些新的機械中,這種系統(tǒng)正逐漸被淘汰。
自動溫控空調系統(tǒng)屬于冷暖一體化制冷系統(tǒng)的更高一級,它同樣需要手動來調節(jié)溫度,該技術系統(tǒng)的工作量已經顯著減小,其控制效果與冷暖一體化相比已經有很大提高,這種空調系統(tǒng)的顯著優(yōu)勢在與,操作人員可以提前設定好溫度,然后系統(tǒng)會在溫度設定范圍內自動進行工作,進而有效調節(jié)駕駛室內的溫度、濕度。這種系統(tǒng)逐漸替代冷暖一體化調節(jié)系統(tǒng),在工程機械中應用廣泛。
2.3 空調制冷技術在機械工程中的應用要點
空調制冷技術在工程機械中的應用要點,主要集中在壓縮機、制冷劑管路工程機械空調各部分安裝方面。在工程機械各部分安裝中,壓縮機安裝的地位非常重要,因為壓縮機是空調系統(tǒng)zui重要的組成部分。工程機械中的空調壓縮機主要分兩種:一是控制排量壓縮機,一是變排量壓縮機,不論是哪種壓縮機,都具有運輸送空調制冷劑的作用。其中,控制排量壓縮機又稱定排量壓縮機。在工程機械壓縮機安裝中,首先要進行壓縮機選型,其次才是壓縮機安裝。所謂定排量壓縮機指根據(jù)壓縮機發(fā)動機的轉速進行相應比例的轉動調整的壓縮機,定排量壓縮機的轉速多保持在2200~2500r/min,在連續(xù)運轉狀態(tài)下,它的轉速可能會增至2800r/min。定排量壓縮機有一個顯著的缺點,就是它無法根據(jù)制冷情況來改變自身轉速,如此這般就會使輸出的冷氣過于集中,機械駕駛室內的溫度可能會因此而過冷。變排量壓縮機會根據(jù)制冷需求自動調節(jié)自身功率,變排量壓縮機兼具定排量、變換排量雙重功能,在實際應用中,它的轉速度多設定在2200r/min。
工程機械空調制冷劑管路又稱空調冷媒管,它主指空調制冷劑流經的連接蒸發(fā)器、閥門、壓縮機等空調制冷部件的管路。因為空調制冷劑要穿過管路內部,所以制冷劑管道對內里的潔凈度和光滑度都有一定的要求。很多時候,空調制冷劑管道都會被加工成各種形狀,但是為了避免額外的功率損失,保證制冷劑能以zui小的壓降在系統(tǒng)內流動,所以工程機械空調制冷劑管路設置的時候一般都會要求盡量小,要求制冷劑管路通道直徑要按照能承受zui小的壓力來設置,同時還要將空調制冷劑管路通道與發(fā)動機排氣管隔離開來。在空調壓縮機和制冷劑管路等重要部件安裝完畢后,操作人員還要確保各部位的穩(wěn)定性、安全性,保證機械工程在使用空調時,空調系統(tǒng)具有較強的耐沖撞能力和抗震性。
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