冷冻设备简介(PPT 54页).ppt

冷冻设备包括冷源生产(制冷)、物料冷冻和冷却三个部分。冰箱包括活塞式、螺旋式、离心式制冷压缩机组、吸收式制冷机组、蒸汽喷射式制冷机组、液氮、液态二氧化碳、盐液等制冷剂。目前，活塞式压缩制冷机组是世界上主要的冷源制造设备。材料被空气冷却、浸没和冷却装置冻结，在这些装置中，冷却剂通过金属管、壁和热传递与材料接触。冷冻设备在农产品和食品加工和储存中的应用如下：(1)食品的冷冻、冷冻和运输。它主要是冷冻和储存畜产品和水产品。有冷冻蔬菜、冷冻面条、冰、冰淇淋等产品的冷冻和冷冻储藏。(二)农产品和食品的冷却、冷藏、气调贮藏和冷却运输。它主要用于冷却和冷藏水果，蔬菜，鸡蛋，油脂，冷饮和其他产品。(3)食品加工。如冷冻干燥、冷冻浓缩和物料冷却。(4)食品加工厂的空调。制冷设备有很多内容。本章仅简要介绍活塞式压缩制冷机和冷库制冷系统以及速冻和空调设备的分类、工作原理、结构和选择。(1)往复式压缩机，其活塞在气缸中线性往复运动，广泛用于食品加工厂和冷藏制冷。(2)旋转式压缩机的活塞在气缸中旋转。冰箱采用了这种压缩机。2.根据蒸汽在压缩机中压缩的次数，分为单级和双级。3.根据蒸汽在汽缸中的流向，分为顺流型和逆流型。4.根据气缸中心线的位置，分为垂直型、V型、W(角度)型和S型等。5.根据压缩机单元的密封度(L)，开式压缩机的动力输入轴伸出曲轴箱，电机通过联轴器或皮带轮与压缩机轴的输入端连接，油封安装在曲轴的伸出端。(2)半封闭式压缩机与电机外壳为一体，形成无油封的密封外壳。(3)全封闭压缩机和电机密封在一个容器内形成一个整体。从机器外部看，只有压缩机吸入和排出管以及电机引线可用。6.根据压缩机的制冷量(1)，制冷量小于209 mJ/h；(2)中型制冷量209 1672 mj/h；(3)大型设备制冷量在1672兆焦耳/小时7以上。根据压缩方式，分为单动作和双动作。单级压缩制冷循环，1，单级压缩制冷系统1，主要设备：压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器。2.辅助设备：油分离器、空气分离器、氨收集器和汽液分离器。(3)工作原理、结构及特点图11-2为立式单作用直流氨压缩机的工作原理图，主要由气缸体、气缸、活塞、连杆、曲轴、曲轴箱、进排气阀、假盖等组成。图11-3示出了高速多缸制冷压缩机的结构。气缸配有V型、W型和S型；曲轴转速为700 2000转/分。功率为10 150千瓦。吸气管在缸套的法兰上。在运行过程中，蒸汽室通过阀板前后压差自动开启和关闭，达到吸排的目的。气缸套的外部测量装置上安装有负荷控制装置，当压缩机启动时，负荷控制装置可以关闭吸气阀，空载运转，然后推动吸气阀打开，压缩机进入正常工作状态；当负荷变化时，可与配油室或电磁室配合使用，达到分段装卸和调节制冷量的目的。此外，压缩机还有润滑、冷却和传动系统。活塞式(往复式)制冷压缩机具有结构简单、制造容易、适应性强、运行稳定、使用方便等特点钢制圆柱形壳体两端焊接有端盖，壳体内设有一组水平直管簇。当冷凝器中冷却水流量一般为0.8-1.2m/s时，传热系数k=2.5l-3.34 mj/(m2h)，单位面积热负荷qf-12.54-14.63 mj/(m2h)。这种冷凝器的优点是结构紧凑，占用空间小，传热系数高。缺点是很难去除水垢。2.蒸发式冷凝器蒸发式冷凝器如图11-5所示。它由换热管组、供水喷淋装置和风机等组成。制冷剂蒸汽通过管组上部的集气管。在被分配到每个蛇形管之后，它与冷却水进行热交换，并且在冷凝之后，它通过波出口集管被引导到贮液器。冷却水喷洒在管道外壁上，一部分冷却水被加热蒸发成水蒸气，水蒸气在风扇的作用下被空气带走，另一部分冷却水沿着管道外壁上的成膜层向下流动，落入池中，由水泵泵送到喷水器，循环使用。池子里的水量需要补充。所需水量由水调节阀控制。这种冷凝器的特点是，由于部分冷却水蒸发并吸收大量蒸发潜热，耗水量很小，仅为管壳式冷凝器的1/25 1/50，但设备和运行费用相对较大。很难清除管排之间的水垢，水需要软化处理。3。淋水冷凝器。如图11-6所示。它由氨储存装置、冷却营和配水箱组成。在运行过程中，冷却水从顶部进入配水箱，通过配水箱流到蛇形管的顶面，然后沿每层营地的外表面形成层流。一些水蒸发了，而其余的落入水箱，冷却后循环使用。氨气从管束底部进入管道。当它遇到冷的时候，它会凝结，因为它会沿着管道上升并流入氨池。这种冷凝器的优点是结构简单，操作安全。水质要求不高，容易清洗。缺点是金属消耗量大和占地面积大。膨胀阀手动膨胀室的结构，(-)手动膨胀阀如图11-7所示。阀芯有针形和V形缺口。当手轮旋转时，阀门开度可以改变。开度根据蒸发器热负荷的变化而调整，通常为手轮的1/8 1/4，不能超过1周，否则开度过大，膨胀效果丧失。这种膨胀阀结构简单，但不能随热负荷的变化而自动调节。热力膨胀阀已用于氟利昂制冷机组的自动调节。(2)热力膨胀阀利用蒸发器出口蒸汽的过热来调节制冷剂。如图11-8所示，它由传感元件(感温球)、隔膜、阀体、阀座等组成。在制冷机组正常运行条件下，传感元件的填充剂压力等于膜片下的气体压力和弹簧压力之和，处于平衡状态。如果制冷剂供应不足，将导致蒸发器出口处的返回蒸汽，过热度将增加，感温包的温度将增加，隔膜将向下移动，阀口的开度将增加，直到液体供应等于蒸发量，然后将获得平衡。因此，热膨胀宽度可自动调节房间的开度，供液量可随负荷自动增减，可保证蒸发器的传热面积得到充分利用，压缩机能正常安全运行。蒸发器的功能是制冷剂吸收冷却介质的热量。(-)根据待冷却介质的性质，分类蒸发器可分为三类：1。冷却液体冷却剂的蒸发器通常被称为液体冷却器。如水冷却器、盐水冷却器等。在这种蒸发器中，制冷剂吸收热量水平管壳式蒸发器的结构如图11-9所示，类似于管壳式冷凝器。钢制圆柱壳的两端焊接有管板，两端之间设有管束。一般来说，形成多程序，即冷却剂在蒸发器的管中来回流动，并与制冷剂进行多次热交换。冷却剂(盐水或水)在泵的作用下从下面流入，从上面流出。氨水从壳体的下部进入沸腾，吸收热量并在管束之间蒸发，蒸汽从上部排出。该蒸发器传热效果好，结构简单，占地面积小，冷却剂循环系统密封，对设备腐蚀性小。缺点是，当盐水泵由于故障而停止运行时，可能会发生冻结，导致管箱破裂。2。冷却排气管冷却排气管的类型，根据管道组在仓库中的安装位置分为穿墙管、顶管和架子三种。根据结构，它分为三种类型：垂直管，盘管和水平管。根据管道的表面形状，分为光管和翅片管。氨直接冷却系统采用无缝钢管焊接，盐水间接冷却采用镀锌焊管。冷却管的结构相对简单，但钢材消耗量大。这种冷却装置常用于家庭冷藏肉类仓库。(1)立式冷却排管由多根立管和上下集管组成，氨水从下集管进入并充满管组，氨气从上集管引出，排管的容量是排管的80%。这种管道布置的优点是制冷剂汽化后易于排出，传热效果好。然而，当管道布置较高时，由于液柱的静压，下部制冷剂的蒸发温度较高。(2)单排盘管式壁排气管图11-10显示了单排盘管式冷却排气管。管道总长度一般不超过120米，管道间距为110-220毫米。制冷剂在同一侧进出。在重力供液系统中，氨水从下部进入，氨气从上部排出。这种管的优点是注入的氨量小，约为管体积的50%，但制冷剂在蒸发后不会很快从管中排出，从而降低了传热效果。(3)将顶排管子吊装到冷库的顶板下，每排管子分别设有上集箱和下集箱，上集箱和下集箱之间焊接有一排U形管子；供液管连接到下集管的底部，蒸汽出口管连接到上集管的顶部，因此当热氨用于除霜时，润滑油方便地从排气管排出，并且可以缩短除霜时间。这种排气管中充入的氮气量为排气管体积的50%，并且排气管上的霜相对均匀。(4)翻板管翻板管是一种光滑的无缝钢管，其外表面嵌有酸洗或镀锌铁皮，以扩大散热面积。其结构有套筒式和卷钢板式。缠绕在钢板上的翻板管经常被用作空气冷却风扇的蒸发器。空气冷却器干式空气冷却器通常用于食品工业。它依靠空气通过空气冷却器中的蒸发排气冷却冷却管外的强制气流。它安装在冷库的地板上，被称为落地式空气冷却器。它安装在仓库的顶部，叫做天花板空气冷却器。这两种结构相似。落地式空气冷却器，如图11-12所示。翅片蒸发排水管安装在箱体内，空气从下部进入，氨气从上部排出，部分在管组上设有冲霜淋管，底部设有集水箱。第二部分是活塞式压缩制冷设备的附属装置。首先，油分离器也称为油分离器，用于分离压缩氨气中的润滑油，以防止润滑油进入冷凝器并破坏传热集油器的结构为金属立式圆柱形容器，具有进油管、排油管、回气管、压力表等。较大的集油器配有玻璃管液位指示器。第三，储液器的功能是储存和调节供应到制冷系统每个部分的液态制冷剂。各种液体储存容器的结构基本相同。它们是用钢板焊接的圆柱形容器。气缸上安装有进液、出波、排气、排油、平衡管和压力表等管接头。然而，各种液体容器的功能是不同的。(-)高压储液器设置在冷凝器的后面，与冷凝器的排液管直接连通，使冷凝器中的制冷剂液体能够顺利流入高压储液器，从而充分利用冷凝器的冷却面积，提高冷凝器的传热效果。此外，当蒸发器的热负荷改变时，所需的制冷剂量相应地改变，并且储液器可以调节制冷剂的循环量。(2)低压储液罐仅用于大型制冷设备。其功能是将从氨液分离器中分离出来的低压氨液收集在蒸发器的回流管上，以防止液滴随回流气体冲入压缩机。在具有不同蒸发温度的制冷系统中，低压储液器应单独设置。(3)排水筒用于在冷库排水管冲刷结霜时，临时储存排水管排出的氨水。排水桶的容积应能容纳每个仓库中最大房间内需要用霜冲洗的氨液容积。(4)循环储液缓冲循环储液桶是氨泵供液制冷系统的重要设备。它不仅能稳定地保证氨泵循环所需的低压氨液，而且能将蒸汽和液体从仓库返回的气体中分离出来。4、氨液分离器的作用氨液分离器，一是仅将氨液从蒸发器中分离出来，防止氨液进入压缩机气缸内爆震。另一种也用于分离节流低压氨液中的无效蒸汽，以提高蒸发器的传热效果，也用于调节和分配氨液。氨液分离器有三种结构类型：立式、卧式和T型。图11-14显示了一个普通的立式氨液分离器。它是一个带有氨气进出口、氨水进出口、安全阀、出油口和压力表等的圆柱形壳体。氨液分离器的工作原理与油分离器相似。5.空气分离器，空气分离器功能：从冷凝器中分离和排放非液化气体。不凝气的来源：(1)第一次加氨时系统中剩余的气体。(2)低压管道泄漏。(3)润滑油或氨的分解。不凝性气体的危害：聚集在冷凝器、高压氨储存装置等设备中，降低了冷凝器的传热系数，导致冷凝器压力升高，增加了压缩机的功耗和功耗。空气分离原理：冷凝法。空气分离器，1。双管(套管)空气分离器：类型：立式和卧式。安装：在冷凝器旁边。2.四管空气分离器结构：由四个同心套管焊接而成。有混合气体入口、氨水入口、氨气出口和空气出口等接口。特点：分离效果好，体积小。尽管空气分离器制冷循环系统是密封的，但在第一次添加氨之前，不可能将整个系统泵入绝对真空。当润滑油和制冷剂被补充时，空气也进入系统。润滑油和制冷剂在非常高的排气温度下会分解产生不凝性气体。工作时，低压管道压力过低，系统不够严密，空气会渗透进来。气体积聚在设备中。从而降低冷凝器的传热系数，导致冷凝温度上升，增加压缩机的功耗。空气分离器用于分离排气系统中的不凝性气体，以确保制冷系统的正常运行。空气净化器有多种类型来自冷凝器和高压贮液器的混合气体进入第二和第四管道，在第二和第四管道中，氨气被冷凝成液体，并从第四管道的下部通过节流阀再循环到第一管道用于蒸发。分离出的不凝性气体(包括空气)通过第二管道引入储水容器中进行释放。水中气泡的数量和大小可以决定系统中的空气是否已经排出。当系统中的空气几乎耗尽时，水中没有大气泡。当水温升高时，意味着氨气释放，放气操作应停止。中间冷却器安装在两级(或多级)压缩制冷系统中，以冷却从低压级压缩机排出的过热气体，用于级间冷却，以确保高压级压缩机的正常运行。此外，它具有分离低压级废气中夹带的润滑油和冷却制冷剂的功能，使得制冷剂获得更大程度的过冷。如图11-16所示。在氨制冷系统中，中间冷却器都采用液氨冷却方式。来自低压级汽缸的过