氨制冷設(shè)備的構(gòu)造及制冷工作原理

1、淺談氨制冷設(shè)備的構(gòu)造及制冷工作原理一、制冷系統(tǒng)的制冷工作原理：主要由壓縮機(jī)、冷凝器、儲氨器、油分離器、節(jié)流閥、氨液分離器、蒸發(fā)器、中間冷 卻器、 緊急泄氨器、集油器、各種閥門、壓力表和高低壓管道組成 。其中，制冷系統(tǒng)中 的壓縮機(jī)、冷凝器、節(jié)流閥和蒸發(fā)器（冷庫排管）是四個最基本部件。它們之間用管道依 次連接，形成一個封閉的系統(tǒng)，制冷劑氨在系統(tǒng)中不斷循環(huán)流動，發(fā)生狀態(tài)變化，與外界 進(jìn)行熱量交換，其工作過程是： 液態(tài)氨在蒸發(fā)器中吸收被冷卻物的熱量之后，汽化成低壓 低溫的氨氣，被壓縮機(jī)吸入，壓縮成高壓高溫的氨氣后排入冷凝器，在冷凝器中被冷卻水 降溫放熱冷凝為高壓氨液，經(jīng)節(jié)流閥節(jié)流為低溫低壓的氨液，再次

2、進(jìn)入蒸發(fā)器吸熱氣化， 達(dá)到循環(huán)制冷的目的。這樣，氨在系統(tǒng)中經(jīng)過蒸發(fā)、壓縮、冷凝、節(jié)流四個基本過程完成 一個制冷循環(huán)。在實(shí)際的制冷系統(tǒng)中，完成一次制冷循環(huán)，制冷劑需要通過上述四大件外，還通過許 多輔助設(shè)備，這些設(shè)備是為了提高運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性、可靠性和安全性而設(shè)置的。以雙級壓縮 機(jī)制冷系統(tǒng)為例，完成一次制冷循環(huán)，氨必須依次通過低級氨壓機(jī)、一級油分離器、中間 冷卻器、高級氨壓機(jī)、二級油分離器、冷凝器、儲氨器、節(jié)流閥、氨液分離器、調(diào)節(jié)站、 蒸發(fā)器、再回到低級氨壓縮機(jī)，這樣才完成一次循環(huán)，實(shí)際制冷工藝流程是較為復(fù)雜的。制冷學(xué)原理是一個能量轉(zhuǎn)化過程。即電能轉(zhuǎn)化機(jī)械能，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為熱能，熱能又通 過氨的作用進(jìn)行

3、冷熱交換，完成制冷的過程。二、活塞式壓縮機(jī)的基本結(jié)構(gòu)及其工作原理：活塞式壓縮機(jī)是目前廣泛應(yīng)用于大中型冷庫的制冷機(jī)型。我局安裝的就是一臺 6AW10 型單級氨壓縮機(jī)和一臺8ASJ10型雙級氨壓縮機(jī)，均由大連冷凍機(jī)廠生產(chǎn)的?；钊綁嚎s機(jī) 主要由機(jī)體、曲軸、連桿、活塞、進(jìn)排氣閥組、安全閥、能量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、潤滑系統(tǒng)和直連 式電動機(jī)配裝而成的。6AW1（型壓縮機(jī)的總體結(jié)構(gòu)是：“ 6”表示壓縮機(jī)有6個缸（3個排 氣缸、3個吸氣缸），“ A”表示以氨做制冷劑，“ W”表示汽缸排列的樣式如同字母 W型， “10”表示汽缸直徑為 10厘米。該機(jī)活塞行程為 100毫米，轉(zhuǎn)數(shù) 960轉(zhuǎn)/分，標(biāo)準(zhǔn)制冷量 為 29000

4、00千焦/ 小時，電動機(jī)功率為 37千瓦/ 小時，該機(jī)能將庫溫降至 -300C。圖11-B袖分離菇8ASJ10型壓縮機(jī)的總體結(jié)構(gòu)是：“8”表示壓縮機(jī)為8個缸，“A”表示以氨做制冷劑,“S表示汽缸排列的樣式如同字母 S型，“J”表示單機(jī)兩極，即在一臺機(jī)體上設(shè)有 低壓級和高壓級，兩次壓縮制冷。其中 6個缸（3個低壓吸汽缸、3個低壓排汽缸）為低壓 級，2個缸（1個高壓吸汽缸、1個高壓排汽缸）為高壓級，該機(jī)分設(shè)高壓腔和低壓腔兩次 分別做工制冷的目的是：分割高低壓缸壓力差，做梯級壓縮制冷，以取得較低的溫度，該 機(jī)能將庫溫降至-450C，標(biāo)準(zhǔn)制冷量為1100000千焦/小時，電動機(jī)功率為31千瓦/小時?；?/p>

5、塞式制冷壓縮機(jī)的工作原理是靠電動機(jī)的轉(zhuǎn)動，來傳動直連式曲軸，帶動連桿、活 塞和汽閥系統(tǒng)，在曲軸箱汽缸中作上下往復(fù)運(yùn)動，來完成吸汽、壓縮、排汽三個過程使低 壓氨氣轉(zhuǎn)化為高壓氨氣，排至冷凝器中，強(qiáng)迫氨氣體分子在高壓作用下在容器內(nèi)聚集，形 成液態(tài)氨。？?？第十一章冷凍設(shè)備第二節(jié)活塞式壓縮制冷設(shè)備的附屬裝置、油分離器油分離器又稱為油器，用于分高壓縮后的氨氣中所 挾帶的潤滑油，以防止?jié)櫥瓦M(jìn)入冷凝器，使傳熱條件 惡化。油分離器的工作原理是借油液和制冷劑蒸汽的比 重不同；利用增大管道直徑降低流速，并改變制冷劑的 流動方向；或靠離心力作用，使油滴沉降而分離。對于蒸汽狀態(tài)的潤滑油，則采用洗滌或冷卻的方式 降低

6、蒸汽溫度，使之凝結(jié)為油滴而分離。有的則采用過 濾等方法來增強(qiáng)分高效果。?目前國內(nèi)常用的油分離器，用于氨制冷的有洗 滌式、填料式和離心式三種，用氟利昂制冷的為過濾式油分離器。這種油分離器的分離率為80滄85%二、集油器集油器是匯集從氨制冷系統(tǒng)的油分離器、冷凝器及其他裝置中分離出來的氨、油混合 物，使油在低壓狀態(tài)下與混雜的氨再進(jìn)行分離，然后分別放出，這樣既保證放油安全，又 減少制冷劑的損失。? 集油器的結(jié)構(gòu)是金屬立式圓筒形容器，筒體上有進(jìn)油管、放油管、回氣管及壓力 表等。較大的集油器裝有玻璃管液面指示器。三、貯液器貯液器的功用是貯存和調(diào)節(jié)供給制冷系統(tǒng)內(nèi)各部分的液體制冷劑。? 各種貯液器的結(jié)構(gòu)大致相

7、同，都是用鋼板焊成的圓柱形容器，簡體上裝有進(jìn)液、 出波、放空氣、放油、平衡管及壓力表等管接頭；但各種貯液器的功用不同。（）高壓貯液器設(shè)在冷凝器之后，與冷凝器排液管直接聯(lián)通，使冷凝器內(nèi)的制冷劑液體能通暢地流入 高壓貯液器，這樣可充分利用冷凝器的冷卻面積，提高其傳熱效果。另外當(dāng)蒸發(fā)器熱負(fù)荷 變化時，制冷劑的需要量隨之變化，貯液器能起調(diào)節(jié)制冷劑循環(huán)量的作用。（二）低壓貯液器只在大型制冷設(shè)備中使用。其功用是收集蒸發(fā)器回氣管路上氨液分離器中分離出來的 低壓氨液，以免液滴隨回氣沖入壓縮機(jī)。具有多種蒸發(fā)溫度的制冷系統(tǒng)中，應(yīng)分別設(shè)置低 壓貯液器。（三）排液桶它的功用是當(dāng)冷庫中排管沖霜時，用來暫時貯存排管排出的

8、氨液。排液桶的容積，應(yīng) 能容納需要沖霜各庫房中最大房間的氨液量。（四）循環(huán)貯液涌循環(huán)貯液桶是用于氨泵供液制冷系統(tǒng)的重要裝置，它既能穩(wěn)定地保證氨泵循環(huán)所需的 低壓氨液，又能對庫房的回氣進(jìn)行汽液分離。四、氨液分離器ftl出圖11-14就嵌分離髀氨液分離器的作用，一種僅是分離來自蒸發(fā)器的氨 液，防止氨液進(jìn)入壓縮機(jī)發(fā)生敲缸。另一種是兼用來分 離節(jié)流后的低壓氨液中所帶的無效蒸汽，以提高蒸發(fā)器 的傳熱效果，還能起到調(diào)劑分配氨液的作用。?氨液分離器有立式、臥式和T型三種結(jié)構(gòu)型 式。圖11 - 14所示是常用的一種立式氨液分離器。它 是一個圓筒殼體，其上有氨氣進(jìn)出口、氨液進(jìn)出口、安 全閥、放油口及壓力表等。氨

9、液分離器的工作原理與油 分離器類同。章冷凍設(shè)備第二節(jié)活塞式壓縮制冷設(shè)備的附屬裝置、油分離器油分離器又稱為油器，用于分咼壓縮后的氨氣中所 挾帶的潤滑油，以防止?jié)櫥瓦M(jìn)入冷凝器，使傳熱條件 惡化。油分離器的工作原理是借油液和制冷劑蒸汽的比 重不同；利用增大管道直徑降低流速，并改變制冷劑的 流動方向；或靠離心力作用，使油滴沉降而分離。對于蒸汽狀態(tài)的潤滑油，則采用洗滌或冷卻的方式降低蒸汽溫度，使之凝結(jié)為油滴而 分離。有的則采用過濾等方法來增強(qiáng)分高效果。? 目前國內(nèi)常用的油分離器，用于氨制冷的有洗滌式、填料式和離心式三種，用氟 利昂制冷的為過濾式油分離器。這種油分離器的分離率為80滄85%二、集油器集油

10、器是匯集從氨制冷系統(tǒng)的油分離器、冷凝器及其他裝置中分離出來的氨、油混合 物，使油在低壓狀態(tài)下與混雜的氨再進(jìn)行分離，然后分別放出，這樣既保證放油安全，又 減少制冷劑的損失。? 集油器的結(jié)構(gòu)是金屬立式圓筒形容器，筒體上有進(jìn)油管、放油管、回氣管及壓力 表等。較大的集油器裝有玻璃管液面指示器。三、貯液器貯液器的功用是貯存和調(diào)節(jié)供給制冷系統(tǒng)內(nèi)各部分的液體制冷劑。? 各種貯液器的結(jié)構(gòu)大致相同，都是用鋼板焊成的圓柱形容器，簡體上裝有進(jìn)液、 出波、放空氣、放油、平衡管及壓力表等管接頭；但各種貯液器的功用不同。（）高壓貯液器設(shè)在冷凝器之后，與冷凝器排液管直接聯(lián)通，使冷凝器內(nèi)的制冷劑液體能通暢地流入 高壓貯液器，

11、這樣可充分利用冷凝器的冷卻面積，提高其傳熱效果。另外當(dāng)蒸發(fā)器熱負(fù)荷 變化時，制冷劑的需要量隨之變化，貯液器能起調(diào)節(jié)制冷劑循環(huán)量的作用。（二）低壓貯液器只在大型制冷設(shè)備中使用。其功用是收集蒸發(fā)器回氣管路上氨液分離器中分離出來的 低壓氨液，以免液滴隨回氣沖入壓縮機(jī)。具有多種蒸發(fā)溫度的制冷系統(tǒng)中，應(yīng)分別設(shè)置低 壓貯液器。（三）排液桶它的功用是當(dāng)冷庫中排管沖霜時，用來暫時貯存排管排出的氨液。排液桶的容積，應(yīng) 能容納需要沖霜各庫房中最大房間的氨液量。（四）循環(huán)貯液涌 循環(huán)貯液桶是用于氨泵供液制冷系統(tǒng)的重要裝置，它既能穩(wěn)定地保證氨泵循環(huán)所需的低壓 氨液，又能對庫房的回氣進(jìn)行汽液分離。四、氨液分離器L 3

12、&氨液分離器的作用，一種僅是分離來自蒸發(fā)器的氨液, 防止氨液進(jìn)入壓縮機(jī)發(fā)生敲缸。另一種是兼用來分離節(jié)流后的低壓氨液中所帶的無效蒸汽，以提高蒸發(fā)器的傳熱效 果，還能起到調(diào)劑分配氨液的作用。?氨液分離器有立式、臥式和 T型三種結(jié)構(gòu)型式。 圖11 14所示是常用的一種立式氨液分離器。它是一個圓筒殼體，其上有氨氣進(jìn)出口、氨液進(jìn)出口、安全閥、放 油口及壓力表等。氨液分離器的工作原理與油分離器類同。 依水- 空氣對流換熱和蒸發(fā)冷卻原理使水降溫的高效冷卻裝置。 冷凝器等設(shè)備的回水過自動 旋轉(zhuǎn)的布水器從上向下噴淋，水滴沿點(diǎn)彼填料的表面成膜狀向下流動，空氣在頂部風(fēng)機(jī)作 用下，從下部進(jìn)入塔體，由下而上在塔內(nèi)與水流

13、逆向運(yùn)動進(jìn)行熱交換。這種裝置結(jié)構(gòu)緊湊， 占地面積小，冷卻效果好，耗水量低。圖11-14氨液分離器卻水降溫后重復(fù)使用。涼水 的型式很多，常用的有點(diǎn)波 涼水塔，如圖11 17所示。七、涼空水裝這些4C,的冷過冷都需制冷系統(tǒng)中的冷凝器、 器及制冷壓縮機(jī)的汽缸等， 要不斷地用大量水冷卻，而 冷卻水吸熱后溫升只3 通常是用涼水裝置將吸熱后rr,縛對7點(diǎn)波填料涼水塔冬_m働機(jī):備轉(zhuǎn)布水器）5.填料層 反水泵7*浮球閥 義水池裝置填料它是BL-50 型點(diǎn)波式冷卻塔的性能參數(shù)：冷卻水量L = 50m3/h;當(dāng)空氣干球溫度為31.5 C,濕球溫度為28C，大氣壓力為 100.4kPa，進(jìn)水溫度36 C,出水溫度

14、32C，冷卻水溫降4C時。循環(huán)水自身的蒸發(fā)量約為 0.7 %;淋水密度為13吊/（m2 h）。此種冷卻塔適用于配套627MJ/h的氨制冷機(jī)。第十一章 冷凍設(shè)備第三節(jié) 冷藏庫一、冷藏庫的作用、分類和組成（一）作用 使易腐產(chǎn)品能較長時間保存;?為農(nóng)產(chǎn)品、食品加工廠長時間均衡加工創(chuàng)造條件；?供大型副食店、菜場和食堂短期或臨時貯存食品之用。（二）分類冷庫按容量分為大型冷庫（5000t以上）、中型冷庫（15005000t）和小型冷庫（1500t 以下）。1 按使用性質(zhì)分（ l ）生產(chǎn)性冷庫 主要建在產(chǎn)地。（2）分配性冷庫 主要建在消費(fèi)中心。3）混合性冷庫兼有生產(chǎn)性和分配性冷庫的特點(diǎn)2.按使用要求分(I

15、)高溫冷庫 主要冷藏果品、蔬菜、鮮蛋等食品，。一般庫溫4-2 C。(2) 低溫冷庫 主要冷凍并凍藏肉類、水產(chǎn)品等，一般庫溫為 -I8-30 C。(3) 空調(diào)庫 在常溫條件下貯藏米、面、藥材、酒等，一般庫溫在1015C(三) 冷庫的組成如機(jī)房，冷卻間、速凍間、冷藏間、凍藏間、制冰間、產(chǎn)品分級清洗間、調(diào)節(jié)站、配 電間、貨物升降裝置、氨庫和冷卻塔等，有的還設(shè)有零配件間與衛(wèi)生間。如 wJAM壓81過逼SIT11L 22 50口小型衿藏鄧甲面國騒羸冷何1斶m*-冷藏庫的制冷系統(tǒng)及其設(shè)備選擇-鮭 MT 裁第.* 襖安盤-04節(jié)澹調(diào)節(jié)止網(wǎng)卑匝力我isss凰料莽b-cp-*St*LtWHII-23單毀壓第制冷

16、殺藐底現(xiàn)BSJ. svm 2.h低壓徹穌捅 3 7.總片配蛙 扛搏証捕9.IQ. Mfl(一)機(jī)房系統(tǒng) 1 壓縮機(jī)(I ) 一般選擇原則負(fù)荷 制冷壓縮機(jī)的總負(fù)荷，按庫房各冷間的耗冷量加以匯總修正確定 臺數(shù) 冷庫所需制冷壓縮機(jī)的總負(fù)荷較大時，宜選用大型壓縮機(jī)，以減少臺數(shù)，簡化 系統(tǒng)，但整個冷庫中的壓縮機(jī)，不得少于兩臺，以防因壓縮機(jī)發(fā)生故障而停止供冷，且避 免在淡季時壓縮機(jī)長期在小負(fù)荷下運(yùn)轉(zhuǎn)。 備件不同蒸發(fā)系統(tǒng)的壓縮機(jī)，應(yīng)考慮到各系統(tǒng)之間相互代替的可能性。以便各零件 的互換使用。 技術(shù)條件選用壓縮機(jī)應(yīng)按其制造廠規(guī)定的技術(shù)條件計(jì)算。如缺少資料可按前一機(jī)部 部頒標(biāo)準(zhǔn)中小型活塞式單級制冷壓縮機(jī)型式與基本

17、參數(shù)(JB955-67)考慮。 壓縮比 按氨制冷壓縮機(jī)的使用條件，高低壓的壓縮比小于8時，即-15 C蒸發(fā)溫度的制冷系統(tǒng)，采用單級壓縮機(jī)。若壓縮比大于 8時，即-28-33 C蒸發(fā)溫度的制冷系統(tǒng)， 則采用雙級壓縮機(jī)。（2）單級壓縮機(jī)的選型計(jì)算根據(jù)壓縮機(jī)總負(fù)荷，有以下兩種方法： 按壓縮機(jī)的理論排氣量選型。用制冷量和需冷量的平衡關(guān)系，求得壓縮機(jī)的理論排 氣量，再查得相近的理論排氣量，即可選定壓縮機(jī)的型號和臺數(shù)。壓縮機(jī)的理論排氣量 Vp 由下式求得：式中 Qj 冷卻系統(tǒng)壓縮機(jī)總負(fù)荷（ kJh）;V2吸入氣體的比容（m3/kg）；i i 蒸發(fā)器出口干飽和蒸汽的焓值（kJ/kg）;i 5節(jié)流闊后液體制冷

18、劑的焓值（kJ / kg）；ii、is由已知的制冷工作參數(shù)（蒸發(fā)溫度、冷凝溫度、吸氣溫度、過冷溫度）繪制 制冷劑的壓焓圖確定；入q 壓縮機(jī)吸氣系數(shù)，按制造廠給定值選用。 按壓縮機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)工況制冷量選型。即把所需的壓縮機(jī)負(fù)荷折算成標(biāo)準(zhǔn)工況下的制冷 量，以選配壓縮機(jī)的型號和臺數(shù)。（3）壓縮機(jī)的有關(guān)計(jì)算壓縮機(jī)產(chǎn)冷量的計(jì)算（1） 壓焓圖h (右胡yf)尊:年flu蜀僉*弄、Rj9-3;制靛ft坯EP-h 圄和 一& 田(2)理論排氣量：Vp= 15nD2snz (m 3/h) 氨循環(huán)量：G = V入c/V i(4)產(chǎn)冷量(制冷能力)0= 乂入 qqr/3.6 或 Q= G(i i i 4)/3.6不同工

19、況下制冷量換算Q= Qbqg 入 g/q b 入 b 壓縮機(jī)功耗的計(jì)算(1)絕熱功率：Nj = G(i 2 i i)/3600指示功率：Ni =叩nn =Ts/T l + bts(3)摩擦功率：N m= Pm/p/3600軸功率：Ne= N+Nn(5)電機(jī)軸功率：N=Ne/ ne=(Nl +Nr)/ n e配用電機(jī)功率:N d =(1.10 1.15)N2 冷凝器冷凝器的選型主要按制冷設(shè)備的制冷量、機(jī)房布置、當(dāng)?shù)氐乃疁?、水質(zhì)、水量及氣象 條件確定。(I )立式冷凝器適用于水質(zhì)較差、水源豐富的地區(qū)，一般布置在冷庫機(jī)房外面；常用 于大、中型冷庫。(2)臥式冷凝器適用于水溫較低、水質(zhì)較好的地區(qū)，一般

20、布置在室內(nèi)與中小型制冷機(jī) 組配套，亦用于船舶制冷裝置。(3) 淋水式冷凝器適用于空氣干燥、水源不足和水質(zhì)較差的地區(qū)，布置在室外通風(fēng)良 好的地方，一般與氨制冷設(shè)備配套。(4) 蒸發(fā)式冷凝器適用于水源困難的地區(qū)，一般布置于廠房的頂部或通風(fēng)良好的地方。(5) 空氣冷卻式冷凝器，主要適用于小型氟利昂制冷裝置。1 供液方式在直接冷卻系統(tǒng)中，供液方式分為直接膨脹供液、重力供液和氨泵供液三種。? (I )直接膨脹供液 系統(tǒng)它是借冷凝壓力與蒸發(fā)壓力差經(jīng)節(jié)流閥，直接向冷分配裝置供液。其特點(diǎn)是系統(tǒng)簡單；但因無分離裝置，節(jié)流 后的制冷劑是兩相流，影響傳熱效能。 口口口 口：口： 口 ： 口 ： 口出 J-Dg 1-a n - WB-一 CM-IP-3寺=s海翡彌:M: 瞪 ,%w:口 ：口口 口 ：? (2)重力供液系統(tǒng) 它是借低壓氨液本身的重力 進(jìn)行供液。氨液在蒸發(fā)器被 汽化后，再進(jìn)入氨液分離器、 將其中液滴分離出去，重新 進(jìn)入壓縮機(jī)。為滿足供液所 需的靜液柱，氨液分離器液 面需高于冷分配設(shè)備最高點(diǎn)0.5 2m?重力供液制冷系 統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)：?第一，利用氨液分離器將節(jié)流生成的閃發(fā)氣體分離出來，有利于提高冷分配設(shè)備 的傳熱效能。?第二，同一蒸發(fā)溫度的冷分配設(shè)備可使用一個膨脹閥和氨液分離器，節(jié)省膨脹閥?第三，供液中有