低噪音制冷系统的设计与研究

　　0 引言

　　在实验室、超市等许多室内场合需要设置一些较大的制冷压缩机组，为冷库、冷柜等负载提供冷量。在使用中，由于压缩机排气是不连续的，特别是活塞式压缩机和旋转式压缩机。压缩机排气时排气管存在着一定的压力脉动，压力脉动不仅容易使管路系统发生泄漏，而且容易激发管路系统的容积共振产生高频的噪声，这些噪声造成了许多不利因素，所以往往将其放置在远离现场的地方，但是这样造成了材料的浪费，特别是昂贵的铜管、保温材料和制冷剂，此外，安装维修的工作量也会增大[1,2]。

　　本文主要针对现在的制冷系统中存在的问题，设计了一种新型的低噪音制冷系统。它包括压缩机组、冷凝器、减压装置和蒸发器，还有一密封机箱，压缩机和水冷冷凝器设置在密封机箱内，在密封机箱内还设置有一用于降低机箱内温度的换热器。这种低噪音制冷系统采用了有效的隔音机箱和降温装置，可以把噪音降低到正常范围以内，适合用于实验室、大中型超市和其他需要在室内放置压缩机组的场合。

　　1 制冷系统设计原理

　　制冷是从低于环境的物体中吸取热量，并将其转移给环境介质的过程。由于热量只能自动地从高温物体传给低温物体，因此要实现制冷必须包括消耗能量的补偿过程。制冷系统的基本原理就是利用某种工质的状态变化，从较低温度的热源吸取一定的热量 Q0，通过一个消耗功 W 的补偿过程，向较高温度的热源放出热量 QK，在这一过程中，由能量守恒得 QK=Q0+W。为了实现能量转移，首先必须有使制冷剂能达到比低温环境介质更低温度的过程，并连续不断地从被冷却物体吸取热量[3-6]。

　　蒸气压缩式制冷机是目前应用最广泛的一种制冷机，有单机、多级和复叠之分。单机压缩蒸气制冷机是最简单的。如图1所示，一个单级制冷压缩系统由压缩机，冷凝器，节流元件(毛细管)，蒸发器和制冷剂等组成。

　　压缩机是制冷系统的关键制冷部件。它的作用是将蒸发器吸热气化后的低温低压制冷剂气体吸入，压缩成高温高压的过热蒸气，然后从排气管送出，到冷凝器进行热交换，以实现制冷循环。冷凝器是制冷系统的热交换部件，它将压缩机送来的高温高压的过热蒸气进行冷却，通过将热量传给周围空气的方法，将高温高压的过热蒸气变成中温高压的制冷剂液体，以实现热交换。冷凝器正常工作时，手接触冷凝器是有温度的，进口温度高，出口温度低。毛细管是主要的节流元件，是一种减压装置。毛细管的管径很小，只有0.5～1mm，但是长度很长，有3m左右。因此，液态高温制冷剂液体流经毛细管时，会受到较大的阻力，在毛细管中产生压力降。于是，毛细管中制冷剂在入口处压力高，在出口处压低。液体降压后，压力大大降低，这个降低后的压力值决定了蒸发器中制冷剂的蒸发温度。压力大，蒸发温度高，蒸发时吸热多，系统中温度低。反之，压力小，蒸发温度低，蒸发时吸热少，系统中温度高。蒸发器也是制冷系统的热交换部件，它通过制冷剂在蒸发器中蒸发沸腾吸热，将系统周围空气的热量吸收传递给制冷剂，实现制冷系统的循[7,8]。