制冷系统运行技术

1、宏山塑业 2014年01月15日,制冷系统运行技术,制冷系统安全管理 制冷系统的用途 制冷剂 制冷循环 制冷设备 制冷经济运行,内容,氨属有毒类介质，毒性2级，对人的危害主要表现在对上呼吸道的刺激和腐蚀作用，直接接触高浓度氨时，接触部位可引起碱性化学灼伤，氨还可以引起呼吸道深部及肺部的损伤。 1）氨液溅到皮肤上引起的冷灼伤； 2）氨液或氨气对眼睛的刺激或灼伤性伤害； 3）氨气被吸入后会刺激呼吸器官，重则导致昏迷甚至死亡。 4）车间空气中氨的最高容许浓度为30 mg/m3，当氨蒸汽在空气中容积浓度达到0.50.6%时人在其中停留半小时即可中毒。,氨系统的安全管理,安全操作要制定科学而合理的安全操

2、作规程，并严格遵守执行。所有操作工均须持证上岗，确保安全操作。 1、新安装的制冷系统，必须经过耐压试验、检漏、排污、抽真空，当确认系统无泄漏时，方可充灌制冷剂。 2、像容器内充灌制冷剂时，阀门开启操作应缓慢进行，以免引起容器的脆性破坏。 3、制冷系统中，存有液态制冷剂的管道设备，严禁同时将两端阀门关闭。 4、为避免氨与空气混合遇明火发生爆炸，在冻结站和辅助设备间不能有明火，冬季严禁用明火取暖。 5、检修设备和管道时，在制冷剂未抽空或未置换完全与大气接通的情况下，严禁拆卸设备进行焊接作业。,氨系统的安全管理,发生氨中毒的急救措施 1、当发生冷灼伤时，应立即把被氨液溅湿的衣服脱掉，用大量的水或2%

3、硼酸水冲洗皮肤，切忌干加热；解冻后，再涂凡士林、植物油或万花油。 2、呼吸道受氨气刺激引起严重咳嗽时，可用湿毛巾或用食醋弄湿毛巾捂住口鼻，可以显著减轻氨对呼吸道的刺激和中毒程度。 3、呼吸道受氨刺激较大而且中毒比较严重时，可用硼酸水滴鼻漱口，并给中毒者饮入柠檬水（汁）。,氨系统的安全管理,制冷系统安全管理 制冷系统的用途 制冷剂 制冷循环 制冷设备 制冷经济运行,内容,啤酒厂制冷系统流程图,制冷系统安全管理 制冷系统的用途 制冷剂 制冷循环 制冷设备 制冷经济运行,内容,制冷剂,在制冷装置内完成热力循环的工质,制冷剂的种类与编号,如水、氨、二氧化碳等,如R12、R22、R134a等,如丙烷、异

4、丁烷等,如R502等,如R407C等,制冷剂,按照制冷剂的标准蒸发温度，将其分为三类,高温（低压）制冷剂,中温（中压）制冷剂,低温（高压）制冷剂,ts0 Pc0.20.3MPa,0ts-60, 0.3MPaPc2.0MPa,ts-60,制冷剂,对制冷剂的要求 1.热力学方面的要求： 1)沸点要求低 2)临界温度要高、凝固温度要低 3) 具有适宜的工作压力， (Pk/Po)小 4) 汽化潜热大 5)对于大型制冷系统，单位容积制冷量尽可能地大 6) 绝热指数小些 7)对于离心式制冷压缩机应采用分子量大的制冷剂,制冷剂,2.物理化学方面的要求： 1）粘度尽可能小 2）热导率要求高 3）纯度高。 4）

5、热化学稳定性好， 5）良好的电绝缘性。 6）溶解于油的不同性质表现出不同的特点。 制冷剂在润滑油中的溶解性可分为完全溶解、微溶解和完全不溶解。一般可认为R717、R13、R14等是不溶于油的制冷剂；R22、R114等是微溶于油的；R11、R12、R21、R113等是完全溶于油的。,制冷剂,3.安全性方面的要求： 1）在工作温度范围内不燃烧、不爆炸。 2）无毒或低毒，相对安全性好 3）具有易检漏的特点 4）制冷剂无毒 4.经济性方面的要求 制冷剂的生产工艺简单，价廉、易得。,制冷剂,氨的特性（R717） 氨的压力适中，单位容积制冷量大，流动阻力小，热导率大，价格低廉，对大气臭氧层无破坏作用。 氨

6、的主要缺点是毒性较大、可燃、可爆、有强烈的刺激性臭味、等熵指数较大，若系统中含有较多空气时，遇火会引起爆炸。 氨制冷系统中应设有空气分离器，及时排除系统内的空气及其它不凝性气体。 氨系统中不必设置干燥器，含水量仍限制在0.2的范围内。 氨制冷系统中往往设有油分离器 氨制冷系统中，不允许使用铜及其铜合金材料,制冷剂,R22对大气臭氧层有轻微破坏作用，并产生温室效应。它是第二批被列入限用与禁用的制冷剂之一。我国将在2040年1月1日起禁止生产和使用。 R22是最为广泛使用的中温制冷剂 R22属安全性制冷剂。 R22化学性质不如R12稳定。 R22 能部分地与润滑油互溶，R22对金属的作用、泄漏性与

7、R12相同。 R22广泛用于冷藏、空调、低温设备中。在活塞式、离心式、压缩机系统中均有采用。由于它对大气臭氧层仅有微弱的破坏作用，故可作为R12的近期、过渡性替代制冷剂。,制冷剂,载冷剂的选择要求和选择方法,载冷剂与载冷剂循环特点,载冷剂：在间接制冷系统中用以传递冷量的中间介质,在蒸发器中被制冷剂冷却并送到冷却设备中吸收被冷却系统的热量，然后返回蒸发器将吸收的热量传递给制冷剂，而载冷剂重新被冷却。如此循环不止，以达到连续制冷的目的。,载冷剂,载冷剂,16%水溶液冷媒剂,工业三级水,16%酒精水溶液,16%乙二醇水溶液,16%丙二醇水溶液,载冷剂,制冷系统安全管理 制冷系统的用途 制冷剂 制冷循

8、环 制冷设备 制冷经济运行,内容,压缩机的制冷量和轴功率等参数随工况条件变化，为了衡量、比较压缩机性能，制定公认的温度条件(名义工况)，作为压缩机制冷量选用和比较的标准。,铭牌上标示的制冷量和功率一般是在标准工况下的值，如为空调专用，则为空调工况。,制冷工况,名义工况(新),高温工况,中温工况,低温工况,最大压差工况：用来考核压缩机零件强度、 排气温度、油温、电机绕组温度。,最大轴功率工况：用来考核压缩机噪声、振动，并依此选配电动机。,制冷工况,制冷循环,理论制冷循环,1）制冷压缩机压缩过程,2）制冷压缩机冷凝过程,3）制冷压缩机膨胀过程,4）制冷压缩机蒸发过程,理论循环过程在压焓图上的表示,

9、1. 单位质量制冷量 q0=h1h4 2. 单位容积制冷量 qv=q0/v1 3. 制冷剂质量流量 qm=Q0/q0 4 理论比功 w0=h2h1 5 压缩机消耗的理论功率 P0=qmw0 6 制冷系数 0=q0/w0 7 冷凝器单位热负荷 qk=h2h3,实际制冷循环,1,1,2,(2),3,4,5,6,p,p,k,0,Lg p,h,实际循环可表示为图中的1-1-2-3-4-5-6-1,1-1表示蒸气的过热过程,1-2表示实际增熵压缩过程,2-3-4表示制冷剂在冷凝压力pk下的等压冷却、冷凝过程,4-5表示制冷剂在冷凝压力下的过冷过程,5-6表示制冷剂在等焓下的节流过程,6-1表示制冷剂在蒸

10、发压力p0下的等压汽化过程,制冷系统安全管理 制冷系统的用途 制冷剂 制冷循环 制冷设备 制冷经济运行,内 容,制冷系统设备,制冷四大部件： 1、压缩机； 2、冷凝器； 3、节流机构（膨胀阀）； 4、蒸发器,压缩机,压缩机,活塞式压缩机,螺杆式压缩机,压缩机：将低温低压气体压缩成高温高压气体,压缩机对比,冷凝器,冷凝器：将压缩机出口高温高压气体冷却，使之冷凝成液体（高压 ),蒸发式冷凝器,冷凝器对比,一、节水： 壳管式冷凝器用水量大，以卧式冷凝器50m2为例，每小时需用水60m3，如果用冷却塔循环还需用水20-30m3;用高效节能蒸发式冷凝器则只需3m3水循环即可，节水10-20倍。 二、节电

11、： 壳管式冷凝器用电量大，以立式冷凝器50m2为例，水泵电机需5KW，冷却塔电机1.5KW，共需6.5KW；而蒸发式冷凝器只需4.1KW，节电40%。 三、蒸发冷初期投资费用较高，特别适宜气候干燥和缺水地区，设计温度是湿球温度26 或者28 四、运行费用低： 壳管式冷凝器运行费用，电费、水费、维修费用高；高效节能蒸发式冷凝器电费、水费、维修费用比壳管式低40%，但是水处理费用高。,蒸发器的作用,制冷剂蒸气吸热气化，制取冷量 产生干蒸气，保证干压缩,蒸 发 器,冷却空气的蒸发器,啤酒厂常用的蒸发器,冷却液体的蒸发器,板式,发酵罐氨冷带,蒸发器,蒸发器,满液式壳管蒸发器,优点：采用闭式循环，冷媒不

12、易腐蚀 缺点：排管易发生冻结，易积油,优点：结构紧凑，体积小，传热性能好，充液量少 缺点：易发生冻结，易堵塞，造价高,板式蒸发器,一、节流机构的作用,节流降压 调节供液量 节流原理,节 流 机 构,二、节流机构类型,1. 手动节流阀 2. 浮球节流阀 3. 热力膨胀阀 4. 毛细管,节 流 机 构,膨胀阀,手动调节阀,浮球膨胀阀,电子膨胀阀,热力膨胀阀,油分离器,集油器,放空器,1、作用：分离制冷剂中混杂 不凝性气体，并回 收净化后的制冷剂。 2、原理：降温冷凝 3、工作过程： 混合气体进入壳体后被蒸发管冷却，其中的制冷剂蒸汽凝结成液体留在壳体的底部，不凝性气体经放空气口排出系统。积存在底部的

13、高压液通过膨胀阀降压后进入蒸发管，蒸发管中产生的蒸汽返回压缩机。,放空器,制冷系统安全管理 制冷系统的用途 制冷剂 制冷循环 制冷设备 制冷经济运行,内容,制冷循环性能影响,制冷循环性能影响,冷凝温度对制冷循环的影响,冷凝压力每降低0.7bar,系统降低能耗6，效率提升3,影响冷凝温度的主要因素,系统不定期排油 系统没有定期排空 冷却水系统有问题 吸气温度过热 冷凝器面积不够 环境温度，主要是湿球温度 冷凝器没有定期保养 制冷机故障,循环冷却水,制冷量（冷吨）：300 制冷效率（千瓦/冷吨） 0.55 电费（元）： 1 循环量（吨/小时） 200 作业时间（小时/天）： 24 年作业日： 36

14、5 垢厚度 增加能耗 增加 费用（元/年） 0.01英寸/0.25毫米 10% 144,540.00 0.02英寸/0.5毫米 20% 289,080.00 0.03英寸/0.75毫米 30% 433,620.00 0.04英寸/1毫米 40% 578,160.00,蒸发冷循环水管理,试验前：,新技术推广应用（蒸发冷除垢）,试验后：,制冷循环性能影响,蒸发温度对制冷循环的影响,蒸发压力每降低0.7bar,系统增加能耗6，效率下降3,影响蒸发温度的主要因素,系统不定期排油 蒸发器脏结垢 蒸发面积小 节流阀故障 系统中有节流现象,提高蒸发器传热效率,1.氨制冷系统，应定期排油； 2.适当提高载冷剂流速； 3.及时清除载冷剂侧水垢； 4.冷库中应定期除霜； 5.防止蒸发温度过低，避免结冰。,蒸发器积油,危害： （1）、降低换热效果，影响系统冷却； （2） 、降低蒸发压力和温度，增加制冷电耗； （3）、降低系统制冷能力； 导致因素： （1）、冷冻机跑油； （2）、高压缺少氨油分离器； （3）、高压排油不及时； (4)、蒸发器没有定期排油；,氨排空系统,利用那些措施可降低制冷电耗,（1）、优化系统设计，采用氨直接冷却和高效的薄板