チラー科学教室 |コンプレッサーチラーの理解に役立つ記事:コアコンポーネントと動作原理の完全な分析
チラーサイエンス教室へようこそ!冷却原理に応じて、チラーは通常、コンプレッサーチラー、直接熱交換チラー、TECチラーなどのタイプに分けられます。この号では、コンプレッサーチラーのコアコンポーネントとその動作原理に焦点を当てます。
1. コンプレッサー冷凍システムの動作原理
コンプレッサーチラーの動作原理は非常に興味深いものです。簡単に言えば、冷媒が状態(気体と液体の変換)を絶えず変化させることで熱伝達と放散を完了するプロセスであり、圧縮、凝縮、絞り、蒸発の 4 つの段階に分かれています。

① 最初は圧縮段階です。コンプレッサーはシステム全体の心臓部です。低温・低圧のガス状冷媒を吸入し、機械的な作用により高温・高圧のガス状冷媒に圧縮します。
② 二番目は凝縮段階です。高温高圧のガス冷媒が凝縮器に入った後、外部環境(空気または水)との熱交換により本体内の熱を放出します。このプロセス中に、ガス冷媒は冷却され始め、最終的に高圧の液体冷媒に変わります。
③絞り段階に到達:液体冷媒は膨張弁や毛細管などの絞り要素を通過して減圧され、低温低圧の液体冷媒に変換されます。
④最後に 蒸発段階に入ります。液体の冷媒は蒸発器に入り、周囲の媒体から熱を吸収して再びガスに戻ります。このプロセス中、蒸発器の表面温度が低下し、冷却が必要な物体または空間から熱が奪われ、冷却効果が得られます。その後、ガス冷媒はコンプレッサーに戻り、新たなサイクルを開始します。
上記の 4 つの段階は互いに独立し、相互に依存して、完全な冷凍閉ループを形成します。では、プロセス全体において役割を果たすコアコンポーネントとは何でしょうか。また、それらは冷凍システムにおいてどのような異なる役割を果たすのでしょうか。
2. コンプレッサー冷凍システムのコアコンポーネント
実際、コンプレッサー冷凍原理の実現は、コンプレッサー、コンデンサー、絞り。これら 4 つのコア コンポーネントは連携してコンプレッサー冷凍システムを駆動し、完全な熱交換プロセスを実現して、機器の効率的で安定した動作を保証します。
01コンプレッサー:動力源
コンプレッサーはチラー冷凍システム全体の動力源であり、システムの動作に十分な電力を供給します。コンプレッサーは動作原理により、往復動型(ピストン型、膜型)と回転型(ベーン型、スクリュー型、ローター型)の2種類に分類されます。小型チラーでは通常、ロータリー コンプレッサーが使用されます。ロータリー コンプレッサーには、高い安定性、低騒音、小型、高効率 (ロータリー コンプレッサーよりも高い COP 値) などの利点があります。

▲コンプレッサー
02コンデンサー:排熱ステーション
コンデンサーはチラー冷凍システム内の熱放出ステーションであり、冷媒の熱を周囲の環境に放散する役割を果たします。冷却方式によって、コンデンサーは、空冷コンデンサー、水冷コンデンサー(シェルアンドチューブコンデンサー、スリーブコンデンサー、シェルコイルコンデンサー、スパイラルプレートコンデンサー、浸漬コンデンサーなど)、蒸発コンデンサー、スプレーコンデンサーの 4 つのカテゴリに分類されます。小型チラー装置では、通常、空冷式コンデンサーと水冷式コンデンサーが使用されます。空冷式コンデンサは設置が簡単で外部機器を必要としませんが、騒音が大きく、放熱効果が周囲温度の影響を受けます。それに比べて、水冷式コンデンサーは放熱性に優れ、騒音も少ないですが、外部の冷却水回路が必要となり、設置も複雑になります。

▲コンデンサーの動作原理
03蒸発器:熱吸収マスター
蒸発器はチラー冷凍システムにおける熱吸収器です。その機能は、周囲の空気から熱を吸収し、冷媒が液体から気体へと変化できるようにすることです。一般的な蒸発器は、プレート型、チューブ型、フィン型の 3 つのカテゴリに分けられ、それぞれに利点と制限があります。プレート式蒸発器は熱伝達効率が高く、サイズも小さいですが、圧力と温度の適応範囲が狭いです。チューブ式蒸発器は熱交換効率が高く、密閉性も良く、用途も広いですが、構造が複雑で清掃が難しいです。フィン蒸発器は放熱効果が良く、小型で軽量ですが、耐腐食性が悪く、詰まりやすく、周囲温度の影響を受けやすいです。上記の 3 種類の蒸発器は、小型冷却装置で非常に一般的に使用されています。

▲蒸発器の動作原理
04絞り要素:流量を制御する
スロットル要素はチラー冷凍システムにおいて非常に重要なコンポーネントです。主な機能は2つあり、1つは高圧冷媒の圧力を下げること、もう1つは負荷の変化に応じて冷媒の流量を調整することです。一般的な絞り要素には、熱膨張弁、電子膨張弁、毛細管、絞り短管、フロート弁などがあります。実際の用途では、多くの小型チラーは毛細管の使用を好みます。比較すると、価格が安く、構造が簡単で、壊れにくいなどの利点があるからです。

▲ 絞り要素の動作原理
本日の科学普及講座を通じて、コンプレッサーチラーのコアコンポーネントと動作原理について、皆様に明確にご理解いただけたのではないかと思います。次号では、Xiaocool はコンプレッサーチラーのコアコンポーネント (ファン、高圧・低圧スイッチ、ドライフィルターなど) 以外のコンポーネントの紹介に焦点を当てます。どうぞお楽しみに!




