氨制冷设备的构造及制冷工作原理

精心整理 页脚内容 浅谈氨制冷设备的构造及制冷工作原理浅谈氨制冷设备的构造及制冷工作原理 一 制冷系统的制冷工作原理 主要由压缩机 冷凝器 储氨器 油分离器 节流阀 氨液分离器 蒸发器 中间冷却器 紧急泄氨器 集油器 各种阀门 压力表和高低压管道组成 其中 制冷系统中的压缩机 冷凝 器 节流阀和蒸发器 冷库排管 是四个最基本部件 它们之间用管道依次连接 形成一个封闭 的系统 制冷剂氨在系统中不断循环流动 发生状态变化 与外界进行热量交换 其工作过程是 液态氨在蒸发器中吸收被冷却物的热量之后 汽化成低压低温的氨气 被压缩机吸入 压缩成高 压高温的氨气后排入冷凝器 在冷凝器中被冷却水降温放热冷凝为高压氨液 经节流阀节流为低 温低压的氨液 再次进入蒸发器吸热气化 达到循环制冷的目的 这样 氨在系统中经过蒸发 压缩 冷凝 节流四个基本过程完成一个制冷循环 在实际的制冷系统中 完成一次制冷循环 制冷剂需要通过上述四大件外 还通过许多辅助 设备 这些设备是为了提高运行的经济性 可靠性和安全性而设置的 以双级压缩机制冷系统为 例 完成一次制冷循环 氨必须依次通过低级氨压机 一级油分离器 中间冷却器 高级氨压机 二级油分离器 冷凝器 储氨器 节流阀 氨液分离器 调节站 蒸发器 再回到低级氨压缩机 这样才完成一次循环 实际制冷工艺流程是较为复杂的 制冷学原理是一个能量转化过程 即电能转化机械能 机械能转化为热能 热能又通过氨的 作用进行冷热交换 完成制冷的过程 二 活塞式压缩机的基本结构及其工作原理 活塞式压缩机是目前广泛应用于大中型冷库的制冷机型 我局安装的就是一台 6AW10 型单级 氨压缩机和一台 8ASJ10 型双级氨压缩机 均由大连冷冻机厂生产的 活塞式压缩机主要由机体 曲轴 连杆 活塞 进排气阀组 安全阀 能量调节机构 润滑系统和直连式电动机配装而成的 6AW10 型压缩机的总体结构是 6 表示压缩机有 6 个缸 3 个排气缸 3 个吸气缸 A 表 示以氨做制冷剂 W 表示汽缸排列的样式如同字母 W 型 10 表示汽缸直径为 10 厘米 该 机活塞行程为 100 毫米 转数 960 转 分 标准制冷量为 2900000 千焦 小时 电动机功率为 37 千 瓦 小时 该机能将库温降至 300C 8ASJ10 型压缩机的总体结构是 8 表示压缩机为 8 个缸 A 表示以氨做制冷剂 S 表示汽缸排列的样式如同字母 S 型 J 表示单机两极 即在一台机体上设有低压级 和高压级 两次压缩制冷 其中 6 个缸 3 个低压吸汽缸 3 个低压排汽缸 为低压级 2 个缸 1 个高压吸汽缸 1 个高压排汽缸 为高压级 该机分设高压腔和低压腔两次分别做工制冷的目 的是 分割高低压缸压力差 做梯级压缩制冷 以取得较低的温度 该机能将库温降至 450C 标 准制冷量为 1100000 千焦 小时 电动机功率为 31 千瓦 小时 精心整理 页脚内容 活塞式制冷压缩机的工作原理是靠电动机的转动 来传动直连式曲轴 带动连杆 活塞和汽 阀系统 在曲轴箱汽缸中作上下往复运动 来完成吸汽 压缩 排汽三个过程使低压氨气转化为 高压氨气 排至冷凝器中 强迫氨气体分子在高压作用下在容器内聚集 形成液态氨 第十一章冷冻设备第十一章冷冻设备 第二节活塞式压缩制冷设备的附属装置第二节活塞式压缩制冷设备的附属装置 一 油分离器一 油分离器 油分离器又称为油器 用于分高压缩后的氨气中所挟带的润滑油 以 防止润滑油进入冷凝器 使传热条件恶化 油分离器的工作原理是借油液和制冷剂蒸汽的比重不同 利用增大管 道直径降低流速 并改变制冷剂的流动方向 或靠离心力作用 使油滴沉 降而分离 对于蒸汽状态的润滑油 则采用洗涤或冷却的方式降低蒸汽温度 使 之凝结为油滴而分离 有的则采用过滤等方法来增强分高效果 目前国内常用的油分离器 用于氨制冷的有洗涤式 填料式和离心式三 种 用氟利昂制冷的为过滤式油分离器 这种油分离器的分离率为 8O 85 二 集油器二 集油器 集油器是汇集从氨制冷系统的油分离器 冷凝器及其他装置中分离出来的氨 油混合物 使油在低压状态下与 混杂的氨再进行分离 然后分别放出 这样既保证放油安全 又减少制冷剂的损失 集油器的结构是金属立式圆筒形容器 筒体上有进油管 放油管 回气管及压力表等 较大的集油器装有玻璃管 液面指示器 三 贮液器三 贮液器 贮液器的功用是贮存和调节供给制冷系统内各部分的液体制冷剂 各种贮液器的结构大致相同 都是用钢板焊成的圆柱形容器 简体上装有进液 出波 放空气 放油 平衡管及 压力表等管接头 但各种贮液器的功用不同 精心整理 页脚内容 高压贮液器 高压贮液器 设在冷凝器之后 与冷凝器排液管直接联通 使冷凝器内的制冷剂液体能通畅地流入高压贮液器 这样可充分 利用冷凝器的冷却面积 提高其传热效果 另外当蒸发器热负荷变化时 制冷剂的需要量随之变化 贮液器能起调节 制冷剂循环量的作用 二 低压贮液器 二 低压贮液器 只在大型制冷设备中使用 其功用是收集蒸发器回气管路上氨液分离器中分离出来的低压氨液 以免液滴随回 气冲入压缩机 具有多种蒸发温度的制冷系统中 应分别设置低压贮液器 三 排液桶 三 排液桶 它的功用是当冷库中排管冲霜时 用来暂时贮存排管排出的氨液 排液桶的容积 应能容纳需要冲霜各库房中 最大房间的氨液量 四 循环贮液涌 四 循环贮液涌 循环贮液桶是用于氨泵供液制冷系统的重要装置 它既能稳定地保证氨泵循环所需的低压氨液 又能对库房的 回气进行汽液分离 四 氨液分离器四 氨液分离器 氨液分离器的作用 一种仅是分离来自蒸发器的氨液 防止氨液进 入压缩机发生敲缸 另一种是兼用来分离节流后的低压氨液中所带的无效 蒸汽 以提高蒸发器的传热效果 还能起到调剂分配氨液的作用 氨液分离器有立式 卧式和 T 型三种结构型式 图 11 14 所示是常用 的一种立式氨液分离器 它是一个圆筒壳体 其上有氨气进出口 氨液进 出口 安全阀 放油口及压力表等 氨液分离器的工作原理与油分离器类 同 第十一章冷冻设备第十一章冷冻设备 第二节活塞式压缩制冷设备的附属装置第二节活塞式压缩制冷设备的附属装置 一 油分离器一 油分离器 精心整理 页脚内容 油分离器又称为油器 用于分高压缩后的氨气中所挟带的润滑油 以 防止润滑油进入冷凝器 使传热条件恶化 油分离器的工作原理是借油液和制冷剂蒸汽的比重不同 利用增大管 道直径降低流速 并改变制冷剂的流动方向 或靠离心力作用 使油滴沉 降而分离 对于蒸汽状态的润滑油 则采用洗涤或冷却的方式降低蒸汽温度 使 之凝结为油滴而分离 有的则采用过滤等方法来增强分高效果 目前国内常用的油分离器 用于氨制冷的有洗涤式 填料式和离心式三 种 用氟利昂制冷的为过滤式油分离器 这种油分离器的分离率为 8O 85 二 集油器二 集油器 集油器是汇集从氨制冷系统的油分离器 冷凝器及其他装置中分离出来的氨 油混合物 使油在低压状态下与 混杂的氨再进行分离 然后分别放出 这样既保证放油安全 又减少制冷剂的损失 集油器的结构是金属立式圆筒形容器 筒体上有进油管 放油管 回气管及压力表等 较大的集油器装有玻璃管 液面指示器 三 贮液器三 贮液器 贮液器的功用是贮存和调节供给制冷系统内各部分的液体制冷剂 各种贮液器的结构大致相同 都是用钢板焊成的圆柱形容器 简体上装有进液 出波 放空气 放油 平衡管及 压力表等管接头 但各种贮液器的功用不同 高压贮液器 高压贮液器 设在冷凝器之后 与冷凝器排液管直接联通 使冷凝器内的制冷剂液体能通畅地流入高压贮液器 这样可充分 利用冷凝器的冷却面积 提高其传热效果 另外当蒸发器热负荷变化时 制冷剂的需要量随之变化 贮液器能起调节 制冷剂循环量的作用 二 低压贮液器 二 低压贮液器 只在大型制冷设备中使用 其功用是收集蒸发器回气管路上氨液分离器中分离出来的低压氨液 以免液滴随回 气冲入压缩机 具有多种蒸发温度的制冷系统中 应分别设置低压贮液器 精心整理 页脚内容 三 排液桶 三 排液桶 它的功用是当冷库中排管冲霜时 用来暂时贮存排管排出的氨液 排液桶的容积 应能容纳需要冲霜各库房中 最大房间的氨液量 四 循环贮液涌 四 循环贮液涌 循环贮液桶是用于氨泵供液制冷系统的重要装置 它既能稳定地保证氨泵循环所需的低压氨液 又能对库房的回气进 行汽液分离 四 氨液分离器四 氨液分离器 氨液分离器的作用 一种仅是分离来自蒸发器的氨液 防止氨液进入压 缩机发生敲缸 另一种是兼用来分离节流后的低压氨液中所带的无效蒸汽 以 提高蒸发器的传热效果 还能起到调剂分配氨液的作用 氨液分离器有立式 卧式和 T 型三种结构型式 图 11 14 所示是常用的一 种立式氨液分离器 它是一个圆筒壳体 其上有氨气进出口 氨液进出口 安 全阀 放油口及压力表等 氨液分离器的工作原理与油分离器类同 七 凉水装置七 凉水装置 制冷系统中的冷凝器 过冷器及制冷压缩机的汽缸等 都需要不断地用 大量水冷却 而 这些冷却水吸热 后温升只 3 4 通常是用凉水装置将吸热后的 冷却水降温后重复使用 凉水装置的型式很多 常用的有点波填料凉水塔 如图11 17 所示 它 是依水 空气对流换热和蒸发冷却原理使水降温的 高效冷却装置 冷凝器等设备的回水过自动旋转 的布水器从上向下喷淋 水滴沿点彼填料的表面 成膜状向下流动 空气在顶部风机作用下 从下 部进入塔体 由下而上在塔内与水流逆向运动进 行热交换 这种装置结构紧凑 占地面积小 冷 却效果好 耗水量低 BL 50 型点波式冷却塔的性能参数 冷却水量 L 50m3 h 当空气干球温度为 精心整理 页脚内容 31 5 湿球温度为 28 大气压力为 100 4kPa 进水温度 36 出水温度 32 冷却水温降 4 时 循环水自身 的蒸发量约为 0 7 淋水密度为 13m3 m2 h 此种冷却塔适用于配套 627MJ h 的氨制冷机 第十一章冷冻设备第十一章冷冻设备 第三节冷藏库第三节冷藏库 一 冷藏库的作用 分类和组成一 冷藏库的作用 分类和组成 一 作用 一 作用 使易腐产品能较长时间保存 为农产品 食品加工厂长时间均衡加工创造条件 供大型副食店 菜场和食堂短期或临时贮存食品之用 二 分类 二 分类 冷库按容量分为大型冷库 5000t 以上 中型冷库 1500 5000t 和小型冷库 1500t 以下 1 按使用性质分 按使用性质分 l 生产性冷库主要建在产地 2 分配性冷库主要建在消费中心 3 混合性冷库兼有生产性和分配性冷库的特点 2 按使用要求分按使用要求分 l 高温冷库主要冷藏果品 蔬菜 鲜蛋等食品 一般库温 4 2 2 低温冷库主要冷冻并冻藏肉类 水产品等 一般库温为 l8 30 3 空调库在常温条件下贮藏米 面 药材 酒等 一般库温在 10 15 三 冷库的组成 三 冷库的组成 精心整理 页脚内容 如机房 冷却间 速冻间 冷藏间 冻藏间 制冰间 产品分级清洗间 调节站 配电间 货物升降装置 氨 库和冷却塔等 有的还设有零配件间与卫生间 二 冷藏库的制冷系统及其设备选择二 冷藏库的制冷系统及其设备选择 一 机房系统一 机房系统 精心整理 页脚内容 1 压缩机 压缩机 l 一般选择原则 一般选择原则 负荷制冷压缩机的总负荷 按库房各冷间的耗冷量加以汇总修正确定 台数冷库所需制冷压缩机的总负荷较大时 宜选用大型压缩机 以减少台数 简化系统 但整个冷库中的压缩机 不得少于两台 以防因压缩机发生故障而停止供冷 且避免在淡季时压缩机长期在小负荷下运转 备件不同蒸发系统的压缩机 应考虑到各系统之间相互代替的可能性 以便各零件的互换使用 技术条件选用压缩机应按其制造厂规定的技术条件计算 如缺少资料可按前一机部部颁标准 中小型活塞式单级制 冷压缩机型式与基本参数 JB955 67 考虑 压缩比按氨制冷压缩机的使用条件 高低压的压缩比小于 8 时 即 15 蒸发温度的制冷系统 采用单级压缩机 若压缩比大于 8 时 即 28 33 蒸发温度的制冷系统 则采用双级压缩机 2 单级压缩机的选型计算 单级压缩机的选型计算 根据压缩机总负荷 有以下两种方法 按压缩机的理论排气量选型 用制冷量和需冷量的平衡关系 求得压缩机的理论排气量 再查得相近的理论排气量 即可选定压缩机的型号和台数 压缩机的理论排气量 Vp 由下式求得 式中 Qj 冷却系统压缩机总负荷 kJ h V2 吸入气体的比容 m3 kg il 蒸发器出口干饱和蒸汽的焓值 kJ kg i5 节流阔后液体制冷剂的焓值 kJ kg i1 i5 由已知的制冷工作参数 蒸发温度 冷凝温度 吸气温度 过冷温度 绘制制冷剂的压焓图确定 q 压缩机吸气系数 按制造厂给定值选用 按压缩机的标准工况制冷量选型 即把所需的压缩机负荷折算成标准工况下的制冷量 以选配压缩机的型号和台数 3 压缩机的有关计算压缩机的有关计算 压缩机产冷量的计算 1 压焓图 精心整理 页脚内容 2 理论排气量 Vp 15 D2snz m3 h 3 氨循环量 G Vp q V1 4 产冷量 制冷能力 Q Vp qqr 3 6 或 Q G i1 i4 3 6 不同工况下制冷量换算 Qg Qbqg g qb b 压缩机功耗的计算 1 绝热功率 Nj G i2 i1 3600 2 指示功率 NI Nj Ts Tl bts 3 摩擦功率 Nm PmVp 3600 4 轴功率 Ne NI Nm 5 电机轴功率 N Ne e NI Nm e 6 配用电机功率 N d 1 10 1 15 N 2 冷凝器 冷凝器 冷凝器的选型主要按制冷设备的制冷量 机房布置 当地的水温 水质 水量及气象条件确定 l 立式冷凝器适用于水质较差 水源丰富的地区 一般布置在冷库机房外面 常用于大 中型冷库 精心整理 页脚内容 2 卧式冷凝器适用于水温较低 水质较好的地区 一般布置在室内与中小型制冷机组配套 亦用于船舶制冷装置 3 淋水式冷凝器适用于空气干燥 水源不足和水质较差的地区 布置在室外通风良好的地方 一般与氨制冷设备 配套 4 蒸发式冷凝器适用于水源困难的地区 一般布置于厂房的顶部或通风良好的地方 5 空气冷却式冷凝器 主要适用于小型氟利昂制冷装置 1 供液方式 供液方式 在直接冷却系统中 供液方式分为直接膨胀供液 重力供液和氨泵供液三种 l 直接膨胀供液系统它是借冷凝压力 与蒸发压力差经节流阀 直接向冷分配装 置供液 其特点是系统简单 但因无分离 装置 节流后的制冷剂是两相流 影响传 热效能 2 重力供液 系统它是 借低压氨 液本身的 重力进行供液 氨液在蒸 发器被汽化后 再进入氨 液分离器 将其中液滴分 离出去 重新进入压缩机 为满足供液所需的静液柱 氨液分离器液面需高于冷 分配设备最高点0 5 2m 重力供液制冷系统 的优点 第一 利用氨液分离器将节流生成的闪发气体分离出来 有利于提高冷分配设备的传热效能 第二 同一蒸发温度的冷分配设备可使用一个膨胀阀和氨液分离器 节省膨胀阀 精心整理