冷凍機(jī)原理與操作教材

1、冷凍機(jī)的原理與操作編制：劉偉編制：劉偉2概述議程蒸汽壓縮式制冷循環(huán)冷凍機(jī)正常運(yùn)行過程中的檢查與維護(hù)冷凍機(jī)的安全運(yùn)行制冷系統(tǒng)的工藝流程與操作我車間冷凍機(jī)情況概述u 空分現(xiàn)有一臺(tái)C-1500-TWM半封閉式冷凍機(jī)，功率：10.5KW，采用R22或R12作為制冷劑，由沈陽谷輪壓縮機(jī)廠生產(chǎn)。正在安裝另一臺(tái)同樣型號(hào)冷凍機(jī)。 u 二空壓站1#、2#干燥器使用兩臺(tái)全封閉式冷凍機(jī)，采用R22或R12作為制冷劑，功率：15.6KW。概述制冷機(jī)在生產(chǎn)中的作用（一）u 通過制冷降低空氣溫度，不飽和狀態(tài)的壓縮空氣通過降溫達(dá)到過飽和狀態(tài)，過多的水分將被析出。通過排污閥排出，除去部分水分，降低了干燥器的負(fù)荷。 一定的狀態(tài)

2、（壓力、溫度恒定）下壓縮空氣，水蒸氣具有一定的蒸汽分壓P汽分壓，同時(shí)具有一定的飽和蒸汽壓P汽飽和，不飽和狀態(tài)空氣的飽和蒸汽壓 P汽飽和 P汽分壓，隨著空氣溫度降低，飽和蒸汽壓P汽飽和降低， 直到P汽飽和 P汽分壓，此時(shí)，空氣中的水蒸氣達(dá)到飽和狀態(tài)，繼續(xù)降溫，達(dá)到過飽和狀態(tài)，就會(huì)有水分析出。因此冷凍機(jī)具有預(yù)冷壓縮空氣，除去部分水分，降低干燥器負(fù)荷的作用。 概述制冷機(jī)在生產(chǎn)中的作用（二）u 降低溫度，提高干燥劑的吸附動(dòng)吸附容量。 概述溫度動(dòng)吸附容量%101525305075100125150分子篩2322191410300活性氧化鋁20191613.58100硅膠2221191510300 有以上

3、數(shù)據(jù)看出，隨著溫度的降低，干燥劑的動(dòng)吸附容量將增大；隨著溫度的升高，干燥劑的動(dòng)吸附容量將減少。因此降低溫度有利于吸附。蒸汽壓縮式制冷循環(huán) 1 2 3概念蒸汽壓縮式制冷循環(huán)系統(tǒng)組成蒸汽壓縮式制冷循環(huán)過程基本概念：u蒸汽壓縮式制冷循環(huán)是采用相變制冷的方法，依靠低溫低壓制冷劑液體大量的吸收氣化潛熱相變?yōu)闅怏w而制冷，以消耗電能來作為非自發(fā)過程能量轉(zhuǎn)換的補(bǔ)償，是一種技術(shù)非常成熟的一種制冷方法。目前這種方法應(yīng)用最廣泛，最成熟、最可靠的制冷方法。 蒸汽壓縮制冷循環(huán)概念 系統(tǒng)組成：l 壓縮機(jī)l 節(jié)流裝置l 蒸發(fā)器l 冷凝器蒸汽壓縮時(shí)制冷循環(huán)系統(tǒng)組成 壓縮機(jī)： 按照壓縮機(jī)的密封方式可分為：開啟式、半封閉式、全封

4、閉式。 1.開啟試壓縮機(jī)：壓縮機(jī)與電機(jī)分為兩體，通過傳動(dòng)裝置（聯(lián)軸器、齒輪、皮帶等）連接，主軸外伸，設(shè)置密封裝置。所以造成制冷劑外泄與外部空氣滲漏。 2.半封閉式壓縮機(jī)：機(jī)體與電機(jī)煮成一體。電機(jī)與壓縮機(jī)用同一根軸，無密封裝置，曲軸箱與電機(jī)在同一密封體內(nèi)。端蓋與機(jī)體之間以墊圈密封，螺栓連接，便于拆卸維修。減少制冷劑泄漏。 3.全封閉式制冷壓縮機(jī)：用同一根主軸的壓縮機(jī)與電機(jī)裝在裝載一個(gè)密閉的殼體內(nèi)，殼體結(jié)合處用焊接法焊封。所以，密封較好，要求壓縮機(jī)可靠性高，一般使用壽命1020年。 蒸汽壓縮時(shí)制冷循環(huán)系統(tǒng)組成 節(jié)流裝置：主要介紹熱力膨脹閥l 熱力膨脹閥 熱力膨脹閥安裝在蒸發(fā)器的進(jìn)液管上，用感溫包感

5、受蒸發(fā)器出口蒸汽過熱度的大小，自動(dòng)調(diào)節(jié)閥芯的開啟度，起到節(jié)流與控制制冷劑的供液量的大小。蒸汽壓縮時(shí)制冷循環(huán)系統(tǒng)組成l 蒸發(fā)器 蒸發(fā)器是制冷設(shè)備中主要交換設(shè)備之一，低壓制冷劑通過傳熱面吸收周圍熱量，在蒸發(fā)器內(nèi)沸騰，同時(shí)吸收大量的汽化潛熱，使蒸發(fā)器傳熱面周圍介質(zhì)(空氣、水或鹽水）獲得并保持低溫。蒸發(fā)器是制冷系統(tǒng)中產(chǎn)生與輸出冷量的低壓設(shè)備。蒸汽壓縮時(shí)制冷循環(huán)系統(tǒng)組成l 冷凝器：通常分為水冷與風(fēng)冷式冷凝器 冷凝器是制冷系統(tǒng)中主要換熱設(shè)備，高壓過熱制冷劑蒸汽的熱量通過冷凝器的傳熱表面?zhèn)鹘o周圍介質(zhì)（水或空氣），制冷劑在放出熱量同時(shí)凝結(jié)為液體。蒸汽壓縮時(shí)制冷循環(huán)系統(tǒng)組成 圖示蒸汽壓縮式制冷循環(huán)系統(tǒng)組成示意圖

6、 蒸汽壓縮式制冷循環(huán)可分為四過程：蒸汽壓縮式制冷循環(huán)可分為四過程：u 蒸發(fā)過程：低溫低壓的液體制冷劑從蒸發(fā)器內(nèi)中以氣化潛熱的方式吸收被冷卻物熱量后，變?yōu)榈蜏氐蛪旱闹评鋭┱羝?。u 壓縮過程：為了維持一定的蒸發(fā)溫度，制冷劑蒸汽必須不斷的從蒸發(fā)器引出，從蒸發(fā)器出來的制冷劑蒸汽被壓縮機(jī)吸入并被壓縮成高壓氣體，且由于在壓縮過程中，壓縮機(jī)要消耗一定的機(jī)械功，機(jī)械能在此過程中轉(zhuǎn)變成了熱能，所以制冷劑蒸汽的溫度升高，制冷劑蒸汽成過熱狀態(tài)。u 冷凝過程：從制冷壓縮機(jī)排出的高溫高壓過熱制冷劑蒸汽，進(jìn)入冷凝器后受到冷卻物（空氣或水）的冷卻而變?yōu)橐后w。u 節(jié)流過程：從冷凝器出來的制冷劑液體經(jīng)過降壓設(shè)備（節(jié)流閥、膨脹閥

7、等）減壓到蒸發(fā)壓力。節(jié)流后的制冷劑溫度也下降到蒸發(fā)溫度，并產(chǎn)生部分閃蒸汽體。節(jié)流后的汽液混合物再進(jìn)入蒸發(fā)器進(jìn)行蒸發(fā)過程。 上述個(gè)四過程依次不斷的進(jìn)行循環(huán)（逆卡諾循環(huán)過程），從而達(dá)到連續(xù)制冷的目的。 蒸汽壓縮制冷循環(huán)過程 二空壓站冷凍系統(tǒng)流程圖 蒸汽壓縮式制冷循環(huán)系統(tǒng)流程與操作 空分冷凍系統(tǒng)流程圖 冷蒸汽壓縮式制冷循環(huán)系統(tǒng)流程與操作 冷凍系統(tǒng)操作u 膨脹閥的調(diào)節(jié)： 制冷機(jī)在出廠時(shí)熱力膨脹閥通過量已根據(jù)制冷量的大小調(diào)節(jié)到蒸發(fā)溫度范圍內(nèi)，在正常運(yùn)行過程中會(huì)根據(jù)熱負(fù)荷的大小而自動(dòng)調(diào)節(jié)其流量，如果因?yàn)閴嚎s機(jī)排氣量、冷凝溫度、制冷劑循環(huán)量的變化等原因都會(huì)引起膨脹閥的流量超出其自動(dòng)調(diào)節(jié)范圍，這時(shí)，就需要進(jìn)行

8、人工調(diào)節(jié)。 調(diào)節(jié)膨脹閥時(shí)每次旋轉(zhuǎn)閥桿1/4-1/2圈，順時(shí)針將關(guān)小膨脹、閥，減少制冷劑通過量，增加過熱度；逆時(shí)針將開大膨脹閥，增加制冷劑通過量，減少過熱度，每旋轉(zhuǎn)一圈將增加或減少0.28。運(yùn)轉(zhuǎn)20min左右，觀察吸氣排氣壓力的變化情況。若吸氣壓力仍無變化或變化不太顯著，可在調(diào)節(jié)閥桿。 蒸汽壓縮式制冷循環(huán)系統(tǒng)流程與操作 冷凍系統(tǒng)操作u 冷卻水閥的調(diào)節(jié)： 冷凝壓力一般控制在1.2-1.6MPa范圍之內(nèi)，若低于此范圍，關(guān)小循環(huán)水閥（逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)水量調(diào)節(jié)閥）會(huì)使冷凝壓力升高；若高于此范圍，開大循環(huán)水閥（順時(shí)針旋轉(zhuǎn)水量調(diào)節(jié)閥）會(huì)使冷凝壓力降低。 u 熱氣旁通閥的調(diào)節(jié)： 蒸發(fā)壓力一般控制在0.4-0.5MP

9、a的范圍內(nèi)，若低于此范圍，順針旋轉(zhuǎn)熱氣旁通閥的調(diào)節(jié)螺桿，會(huì)使制冷劑通過量增加（通過的是經(jīng)過壓縮，沒有經(jīng)過冷凝，過熱度很高的制冷劑），蒸發(fā)壓力與蒸發(fā)溫度上升；若高于此范圍，逆針針旋轉(zhuǎn)熱氣旁通閥的調(diào)節(jié)螺桿，會(huì)使制冷機(jī)通過量減少，蒸發(fā)壓力與蒸發(fā)溫度下降。 蒸汽壓縮式制冷循環(huán)系統(tǒng)流程與操作 制冷機(jī)在正常運(yùn)行過程中應(yīng)注意的事項(xiàng)u 壓縮機(jī)的排氣溫度不因超過135（R12制冷劑不應(yīng)超過125）u 壓縮機(jī)的吸氣溫度必須維持在5-15的范圍之內(nèi)不得超過15，一般在開機(jī)過程中，由于一開始熱負(fù)荷大，吸氣溫度可能偏高，但運(yùn)行一段時(shí)間后就會(huì)保持在控制范圍內(nèi)。u 使用R12時(shí)冷凝壓力在7-10MPa范圍內(nèi)，使用R22時(shí)冷

10、凝壓力控制在12-16MPa的范圍內(nèi)。冷卻水的進(jìn)水溫度一般不超30。u 油箱內(nèi)的油溫任何時(shí)候不應(yīng)超過70，否則將使粘度降低，影響潤滑。油位在油窗中線上下10mm處。u 壓縮機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，只有閥片上下起落時(shí)發(fā)出清脆、均勻的“嗒嗒”聲，而無其它任何敲擊聲。u 壓縮機(jī)曲軸箱內(nèi)無敲擊聲。u 壓縮機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，從示油鏡觀察油面時(shí)，油面稍有波動(dòng)，但無泡沫形成。若出現(xiàn)泡沫，是因?yàn)橹评鋭┘拥倪^量，大量溶解在油中，蒸發(fā)時(shí)產(chǎn)生泡沫，會(huì)使?jié)櫥拖♂?，同時(shí)又使油溫下降，影響潤滑。冷凍機(jī)運(yùn)行過程中的檢查與維護(hù)u 設(shè)備運(yùn)行平穩(wěn)，無劇烈振動(dòng)。u 壓縮機(jī)的換熱設(shè)備、管件連接處與焊接處、閥門不得有制冷劑泄漏。u 制冷機(jī)的缸體不得有

11、結(jié)霜現(xiàn)象，缸體結(jié)霜是因?yàn)閴嚎s機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生了濕沖程，即液體制冷機(jī)沖入汽缸并在氣缸內(nèi)蒸發(fā)所致，在蒸發(fā)時(shí)吸熱，使壓縮機(jī)吸氣溫度下降，壓縮機(jī)缸壁溫度下降，甚至缸體嚴(yán)重結(jié)霜，壓縮機(jī)運(yùn)行過程中出現(xiàn)濕沖程后果是相當(dāng)嚴(yán)重。u 電磁閥與過濾干燥器應(yīng)該有微熱的感覺，兩端溫度應(yīng)保持一致，否則就是該部分堵塞。u 冷凝器出液端至熱力膨脹閥前的高壓區(qū)，所有管路溫度應(yīng)保持一致，不應(yīng)有結(jié)霜現(xiàn)象。u 停機(jī)后高低壓力不應(yīng)在短時(shí)間內(nèi)達(dá)到平衡。停機(jī)后高低壓力很快達(dá)到平衡是因?yàn)閴嚎s機(jī)吸排氣閥片破裂或密封不嚴(yán)所、密封墊擊穿所致，但常時(shí)間吸氣與排氣壓力不平衡，應(yīng)該是壓力表損壞。冷凍機(jī)運(yùn)行過程中的檢查與維護(hù)u 防止液壓縮。液壓縮會(huì)使閥片損壞，導(dǎo)致活塞卡死。u 絕對不允許超壓運(yùn)行，壓力過高會(huì)造成壓縮機(jī)排氣溫度過高；壓力過低因制冷循環(huán)量過少，會(huì)使電機(jī)發(fā)熱，燒毀電機(jī)。u 防止空氣、水份進(jìn)入制冷系統(tǒng)，水份會(huì)使制冷系統(tǒng)內(nèi)發(fā)生冰堵，同時(shí)會(huì)使制冷機(jī)部件腐蝕?？諝膺M(jìn)入會(huì)使制冷機(jī)發(fā)熱，