冷庫制冷工藝

1、一、機(jī)械冷庫的制冷原理：所謂機(jī)械冷庫，簡單地講就是以機(jī)械方法進(jìn)行制冷的冷庫。目前我國多數(shù)機(jī)械冷庫主要是采用蒸汽壓縮式制冷方式調(diào)節(jié)庫溫。制冷原理可簡述為：利用汽化溫度較低的液態(tài)制冷劑的蒸發(fā)，吸收貯藏環(huán)境中的熱量，從而使庫溫下降。通過壓縮機(jī)將汽化后的制冷劑吸回并加壓，在冷凝器中制冷劑將吸收的熱量傳遞給冷卻介質(zhì)，使自身溫度得以降低、冷凝成液體，然后再進(jìn)行蒸發(fā)吸熱，如此循環(huán)即可實(shí)現(xiàn)連續(xù)制冷。制冷系統(tǒng)包括 4 4 個(gè)主要部分：壓縮機(jī)、冷凝器、膨脹閥(節(jié)流閥)、蒸發(fā)器。整個(gè)制冷系統(tǒng)由循環(huán)管路連接，構(gòu)成一個(gè)密閉的回路。管路內(nèi)充注制冷劑。壓縮機(jī)在制冷系統(tǒng)中起著壓縮和輸送制冷劑氣體的作用，即把蒸發(fā)器內(nèi)產(chǎn)生的低壓

2、低溫氣體吸回，再次壓縮成為高溫高壓氣體并送入冷凝器。冷凝器用來對(duì)壓縮機(jī)壓入的高溫高壓氣體進(jìn)行冷卻和冷凝，在一定的壓力和溫度下，把高溫高壓的氣體液化成為常溫高壓液體。膨脹閥安裝在貯液器和蒸發(fā)器之間，是系統(tǒng)內(nèi)高壓區(qū)和低壓區(qū)的一個(gè)分界點(diǎn)，其作用是將高壓液體節(jié)流膨脹，變?yōu)榈蛪阂后w，它也是調(diào)節(jié)和控制制冷劑流量的關(guān)卡。在蒸發(fā)器中，節(jié)流膨脹后的低壓制冷劑從庫房吸收熱量并蒸發(fā)為氣體，使庫溫降低，達(dá)到制冷的目的。在整個(gè)制冷系統(tǒng)中，有高壓區(qū)和低壓區(qū)兩部分，自壓縮機(jī)的排氣端直至膨脹閥前的工作段為高壓區(qū)；自膨脹閥后至壓縮機(jī)吸氣端的工作段為低壓區(qū)；由排氣壓力表和吸氣壓力表分別近似表示這兩部分的壓力。壓縮機(jī)在整個(gè)制冷系統(tǒng)

3、中起著心臟的作用，是提供能量補(bǔ)償?shù)倪^程。冷凝器和蒸發(fā)器是兩個(gè)熱交換器，前者使高壓制冷劑的氣體放熱，并轉(zhuǎn)化為液體；后者使低壓制冷劑的液體吸熱，并轉(zhuǎn)化為氣體。制冷劑在循環(huán)往復(fù)過程中成為熱能的運(yùn)載工具。二、制冷機(jī)組制冷機(jī)組是將制冷系統(tǒng)中的部分設(shè)備或全部設(shè)備，配套組裝在一起成為一個(gè)整體。制冷機(jī)組結(jié)構(gòu)緊湊，占地小，使用靈活，管理方便，安裝簡單，其中有些機(jī)組只需連接水源和電源即可使用。常用的制冷機(jī)組有壓縮冷凝機(jī)組和冷水機(jī)組。1 1、壓縮冷凝機(jī)組。壓縮冷凝機(jī)組是將壓縮機(jī)，冷凝器等組裝成一個(gè)整體，可為各種類型的蒸發(fā)器連續(xù)供應(yīng)液態(tài)制冷劑，主要適合小型制冷裝置用。2 2、冷水機(jī)組。冷水機(jī)組是將壓縮機(jī)、冷凝器、冷水

4、用蒸發(fā)器以及自控元件等組裝成一個(gè)整體，主要適合工藝中選用冷水的地方。三、制冷壓縮機(jī)壓縮機(jī)是蒸汽壓縮式制冷裝置中的重要組件，通常稱作制冷主機(jī)。其功能是輸送和壓縮制冷劑蒸汽，它由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)進(jìn)行工作。壓縮機(jī)的工作好壞直接影響到制冷循環(huán)的完成程度。蒸汽壓縮式制冷裝置常用的壓縮機(jī)有活塞式、螺桿式、離心透平式及回轉(zhuǎn)式等。冷庫中廣泛使用的是容積式壓縮機(jī)。這類壓縮機(jī)是利用活塞、汽缸結(jié)構(gòu)或轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)，使汽缸的工作容積發(fā)生變化，將氣體壓縮和輸出，其中就有活塞式制冷壓縮機(jī)和螺桿式制冷壓縮機(jī)。1 1、活塞式制冷壓縮機(jī)活塞式制冷壓縮機(jī)是聞世最早的一種機(jī)型，至今發(fā)展已相當(dāng)完善。其工作壓力范圍廣，能適應(yīng)較寬的能量范圍和不同

5、場合?；钊綁嚎s機(jī)具有高速、多缸、能量可調(diào)、熱效率高、適于多種制冷劑等優(yōu)點(diǎn)；其缺點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)較復(fù)雜、易損件多，需檢修周期短，對(duì)濕行程敏感，有脈沖振動(dòng)及運(yùn)行平衡性差。活塞式制冷壓縮機(jī)的分類方式有多種，按封閉方式通常分為 3 3 類：(1)(1)開啟式制冷壓縮機(jī)；(2)(2)半封閉式制冷壓縮機(jī)；(3)(3)全封閉式制冷壓縮機(jī)。2 2、螺桿式制冷壓縮機(jī)螺桿式制冷壓縮機(jī)是一種新型的高轉(zhuǎn)速制冷壓縮機(jī)，它與活塞式壓縮機(jī)同屬于容積式壓縮機(jī)。從壓縮氣體的原理來看，它們的共同點(diǎn)都是靠容積的變化而使氣體被壓縮的；不同點(diǎn)是這兩類壓縮機(jī)實(shí)現(xiàn)工作容積變化的方式不同?；钊綁嚎s機(jī)是借助曲軸連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)，而使汽缸的工作容積

6、發(fā)生變化；螺桿式壓縮機(jī)則是借助與軸直接連接的轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)而使工作容積發(fā)生變化。螺桿式壓縮機(jī)沒有活塞式壓縮機(jī)所需的氣缸，活塞、活塞環(huán)、汽缸套等易損部件，機(jī)器結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，重量輕，沒有余隙容積，少量液體進(jìn)入機(jī)內(nèi)時(shí)無液擊危險(xiǎn)。可利用活閥進(jìn)行 10%10%100%100%的無級(jí)能量調(diào)節(jié)，適用范圍廣，運(yùn)行平穩(wěn)可靠，需檢修周期長，無故障運(yùn)行時(shí)間可達(dá)（2 25 5）X X104ho104ho 由于使用潤滑油使機(jī)器的冷卻使用和密封性能得到改善，排氣溫度降低，即使蒸發(fā)溫度較低（-40C-40C）和壓縮比較高（2525 左右），仍然可以單級(jí)運(yùn)行，即在一定范圍內(nèi)可以代替兩級(jí)壓縮循環(huán)。但是，螺桿式制冷壓縮機(jī)的加

7、工和裝配要求精度較高，不適宜于變工況運(yùn)行，有較大的噪音，在一般情況下，需裝置消音和隔音設(shè)備，在制冷壓縮時(shí)，需要噴加潤滑油，因而需要油泵、油冷卻器和油回收器等較多輔助設(shè)備。近年來，開發(fā)了內(nèi)容積比可調(diào)螺桿壓縮機(jī)，可調(diào)節(jié)范圍為 2.62.65,5,使螺桿壓縮機(jī)的性能有了進(jìn)一步改善。最近國內(nèi)開發(fā)了新型半封閉螺桿機(jī)，采用 5:65:6 不對(duì)稱新齒形，使容積效率大為提高。新型螺桿制冷壓縮機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)經(jīng)濟(jì)性、可靠性和使用壽命，已經(jīng)超過了活塞式制冷壓縮機(jī)。因此，在制冷裝置設(shè)計(jì)選用時(shí)應(yīng)予以充分的重視。四、冷凝器冷凝器屬于制冷系統(tǒng)中的熱交換設(shè)備，是制冷劑向外放熱的熱交換器。來自壓縮機(jī)的制冷劑蒸汽進(jìn)入冷凝器后，將熱量傳

8、遞給周圍介質(zhì)水或空氣，自身則受冷卻、凝結(jié)為液體。冷凝器按其冷卻介質(zhì)和冷卻方式，可分為水冷式、空氣冷卻式（也稱風(fēng)冷式）和蒸發(fā)式 3 3 種類型。1 1、水冷式冷凝器在氨制冷系統(tǒng)中，冷凝器絕大多數(shù)以水作為冷卻介質(zhì)，也就是水冷式冷凝器。根據(jù)其安裝和結(jié)構(gòu)不同，水冷式冷凝器又可分為立式殼管式冷凝器和臥式殼管式冷凝器兩種。制冷量較大的氟利昂制冷系統(tǒng)，也多采用水冷式冷凝器。2 2、空氣冷卻式冷凝器空氣冷卻式冷凝器是利用空氣對(duì)制冷劑蒸汽進(jìn)行冷卻和冷凝，在冷卻和冷凝過程中放出的熱量被空氣帶走。為了使冷凝器的結(jié)構(gòu)緊湊，通常由幾根蛇形管并聯(lián)在一起，做成長方形或正方形的外形。制冷劑蒸汽從上部的分配集管進(jìn)入每根蛇管中，

9、冷凝后的液體沿蛇管下流，匯于液體集管中，然后流入貯液器內(nèi)。空氣在風(fēng)機(jī)的作用下，從管外吹過。目前國外生產(chǎn)廠家已采用先進(jìn)的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)加工工藝，制造出內(nèi)螺紋銅管和百葉式翅片制式高效冷凝器，可大大縮小制冷機(jī)組的尺寸，提高整機(jī)效率。國內(nèi)生產(chǎn)的冷凝器絕大部分仍采用普通銅管外套翅片制作的冷凝器，效果相對(duì)較低。3 3、蒸發(fā)式冷凝器這是以水和空氣協(xié)同冷卻的一類冷凝器，在發(fā)達(dá)國家已廣泛應(yīng)用。其特點(diǎn)是耗水少，僅為其它類型水冷式冷凝器耗水量的 7%7%10%,10%,特別適用于缺水地區(qū)，尤其是在天氣干燥時(shí)蒸發(fā)式冷凝器更加有效。在發(fā)達(dá)國家所使用的蒸發(fā)式冷凝器上，通常配備有變頻高速裝置，以滿足不同負(fù)荷時(shí)制冷要求。蒸發(fā)式冷

10、凝器基本上由冷卻塔和冷凝器組成。由于它省去了冷卻水在冷凝器中的濕熱傳遞階段，使冷凝溫度可能更接近空氣的濕球溫度，從而降低壓縮機(jī)能耗。蒸發(fā)式冷凝器本身起到冷卻塔的作用，因此不必如水冷式冷凝器另需配備冷卻塔。五、蒸發(fā)器蒸發(fā)器又稱冷分配設(shè)備。在蒸發(fā)器中，制冷劑液體在較低的溫度下沸騰，轉(zhuǎn)變?yōu)檎羝?，并吸收被冷卻物體熱量或介質(zhì)的熱量，所以蒸發(fā)器是制冷系統(tǒng)中吸收熱量（也可看作輸出冷量）的設(shè)備。蒸發(fā)器按被冷卻介質(zhì)的特性，可分為冷卻液體載冷劑的蒸發(fā)器和直接冷卻空氣的蒸發(fā)器兩大類。冷卻空氣的蒸發(fā)器又可分為冷風(fēng)機(jī)和冷卻排管。在果蔬保鮮機(jī)械冷庫中普遍應(yīng)用的是冷風(fēng)機(jī)，在土窖洞中加裝的蒸發(fā)器也有采用冷卻排管的。1 1、冷

11、風(fēng)機(jī)冷風(fēng)機(jī)又可分為氨冷風(fēng)機(jī)和氟利昂冷風(fēng)機(jī)。它們都是使用風(fēng)機(jī)使空氣強(qiáng)制流動(dòng)的熱交換器。根據(jù)設(shè)計(jì)或使用的要求，冷風(fēng)機(jī)需配套裝設(shè)熱氣沖霜或水沖霜等沖霜系統(tǒng)。2 2、冷庫排管冷庫排管是一種用無縫鋼管制作的排管式蒸發(fā)器。它通常裝置在低溫庫（溫度-18C-18C）和速凍間內(nèi)（溫度低于-23C-23C）。在低溫庫內(nèi)常設(shè)置頂排管（有盤管式、上下管式多種）和墻排管（有立式和盤管式兩種） ；在速凍間內(nèi)除設(shè)置頂排管和墻排管外，為加強(qiáng)熱量交換，還應(yīng)配置冷風(fēng)機(jī)。1 1 .單級(jí)制冷循環(huán)系統(tǒng)單級(jí)制冷機(jī)是應(yīng)用比較廣泛的一類制冷機(jī)，它可以應(yīng)用于制冰、空調(diào)、食品冷藏及工業(yè)生產(chǎn)過程等方面。單級(jí)制冷循環(huán)是指制冷劑在制冷系統(tǒng)內(nèi)相繼經(jīng)過

12、壓縮、冷凝、節(jié)流、蒸發(fā)四個(gè)過程，便完成了單級(jí)制冷機(jī)的循環(huán)，即達(dá)到了制冷的目的。制冷系統(tǒng)由蒸發(fā)器、單級(jí)壓縮機(jī)、油分離器、冷凝器、貯氨器、氨液分離器、節(jié)流閥及其它附屬設(shè)備等組成，相互間通過管子聯(lián)接成一個(gè)封閉系統(tǒng)。其中，蒸發(fā)器是輸送冷量的設(shè)備，液態(tài)制冷劑蒸發(fā)后吸收被冷卻物體的熱量實(shí)現(xiàn)制冷；壓縮機(jī)是系統(tǒng)的心臟，起著吸入、壓縮、輸送制冷劑蒸汽的作用；油分離器用于沉降分離壓縮后的制冷劑蒸汽中的油；冷凝器將壓縮機(jī)排出的高溫制冷劑蒸汽冷凝成為飽和液體；貯氨器用來貯存冷凝器里冷凝的制冷劑氨液，調(diào)節(jié)冷凝器和蒸發(fā)器之間制冷劑氨液的供需關(guān)系；氨液分離器是氨重力供液系統(tǒng)中的重要附屬設(shè)備；節(jié)流閥對(duì)制冷劑起節(jié)流降壓作用同時(shí)

13、控制和調(diào)節(jié)流入蒸發(fā)器中制冷劑液體的流量，并將系統(tǒng)分為高壓側(cè)和低壓側(cè)兩部分。單級(jí)流程示意圖2 2 .雙級(jí)制冷循環(huán)系統(tǒng)雙級(jí)制冷循環(huán)是在單級(jí)制冷循環(huán)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，其壓縮過程分兩個(gè)階段進(jìn)行，來自蒸發(fā)器的制冷劑蒸汽先進(jìn)入低壓級(jí)汽缸壓縮到中間壓力，經(jīng)過中間冷卻后再進(jìn)入高壓級(jí)汽缸，壓縮到冷凝壓力進(jìn)入冷凝器中。一般蒸發(fā)溫度在-25C-50C-25C-50C 時(shí)，應(yīng)采用雙級(jí)壓縮機(jī)進(jìn)行制冷。制冷系統(tǒng)由蒸發(fā)器、雙級(jí)壓縮機(jī)、油分離器、冷凝器、中間冷卻器、貯氨器、氨液分離器、節(jié)流閥及其它附屬設(shè)備等組成，相互間通過管子聯(lián)接成一個(gè)封閉系統(tǒng)。其中，中間冷卻器利用少量液態(tài)制冷工質(zhì)在中間壓力下汽化吸熱，使低壓級(jí)排出的過熱蒸汽得到冷卻，降低高壓級(jí)的吸氣溫度，同時(shí)還使高壓液態(tài)制冷工質(zhì)得到冷卻。雙級(jí)流程示意圖3 3 .蒸發(fā)式冷凝器運(yùn)行原理進(jìn)入冷凝盤管的高溫氣態(tài)制冷劑通過盤管壁與盤管外側(cè)噴淋水和空氣進(jìn)行熱交換， 制冷劑氣體的溫度隨著在