第十三章供水與制冷系統(tǒng)設備課件

第十三章供水與制冷系統(tǒng)設備第十三章供水與制冷系統(tǒng)設備課件1第一節(jié)用水質量分級與要求

一、用水質量分級1、普通水2、自來水3、脫鹽軟化水4、蒸餾水二、用水質量要求根據(jù)加工生產的產品不同，對水質量有不同的要求第一節(jié)用水質量分級與要求

一、用水質量分級二、用水質量要2第二節(jié)水處理系統(tǒng)及設備

生物工業(yè)用水處理的三個階段過濾沉淀軟化殺菌第二節(jié)水處理系統(tǒng)及設備3一、水的過濾

表面過濾：水中粒子大于過濾層孔徑時，粒子被阻擋在過濾層的表面的過濾。深層過濾：水中粒子小于過濾層孔徑時，粒子進入濾層深處，由于濾層彎曲且形狀變化使小粒子被截留的過濾。水過濾過程：過濾與沖洗對過濾介質的要求：化學性能穩(wěn)定，無害無毒；有足夠的強度；含污能力大，產水能力高；有適宜的粒度分布和孔隙率。一、水的過濾

表面過濾：水中粒子大于過濾層孔徑時，粒子被阻擋4砂濾棒過濾器

1、結構主要部件：砂濾棒：由硅藻土在高溫下熔制而成或由硬質玻璃燒結而成。過濾器外殼：鋁合金鑄成消毒鍋形的密閉容器2、操作過程操作時，水由泵打入容器內，在外力的作用下，水通過砂濾棒的微小孔隙進入棒筒體內，水中粒子則被截留在砂濾棒的表面。3、濾出水質量

基本無菌。砂濾棒過濾器

1、結構5活性炭過濾器1、結構主體為一密閉圓柱體，過濾器底部裝填0.2-0.3m厚石英砂層作為支撐層，石英砂上面裝1-2m厚的活性炭層筒體上有進出水管接口。2、操作過濾：水由頂部導入，順流自然下降過濾，由底部排出。反洗：1）水洗，水從底部進，反洗15-20min，

2）吹洗，再用蒸汽吹洗15-20min3）淋洗，用NaOH溶液從頂部通入洗滌

4）正洗，清水從頂部通入洗至出水達到要求?；钚蕴窟^濾器1、結構6二、水的軟化及脫鹽

軟化：除去水中鈣鎂離子的過程。脫鹽：除去水中所有陰、陽雜質離子的過程。軟化及脫鹽方法：離子交換法、電滲析法、反滲透法二、水的軟化及脫鹽

7（一）離子交換裝置1、離子交換樹脂是一種具有網(wǎng)狀結構、且不溶于酸、堿和有機溶劑的固體離分子化合物。單元結構分為兩部分：一是不可移動且具有立體結構的網(wǎng)絡骨架，二是可移動的活性離子。強酸性陽離子交換樹脂：離子本身帶有強酸性交換基團例：RSO3H+NaClRSO3Na+HCl弱酸性陽離子交換樹脂：離子本身帶有弱酸性交換基團如羧基—COOH，酚羥基—OH強堿性陰離子交換樹脂：離子本身帶有強堿性交換基團例：RN（CH3）3Cl+NaOHRN（CH3）3OH+NaCl弱堿性陰離子交換樹脂：離子本身帶有弱堿性交換基團如：伯胺基團—NH2等（一）離子交換裝置1、離子交換樹脂82、離子交換法是用離子交換劑和水中溶解的某些陰陽離子發(fā)生交換反應，來除去水中的有害物質。3、固定床離子交換裝置結構：將離子交換樹脂裝填于管柱式容器中，形成固定的樹脂層。可組合成單床、多床、復床、混合床、多層床等（P460）。操作：交換、反洗、再生、清洗4個過程全在一個裝置中分別進行。優(yōu)點：操作簡單、設備少、水質穩(wěn)定。缺點：樹脂用量多，利用率低，操作不連續(xù)。4、連續(xù)床離子交換裝置2、離子交換法9（二）電滲析裝置

1、工作原理通過具有選擇透過性和良好導電性的離子交換膜，在外加直流電場的作用下，使原水中的陰陽離子分別通過陰離子交換膜和陽離子交換膜遷移達到除鹽的目的。（二）電滲析裝置1、工作原理102、操作過程進入第1、3、5、7室的水中離子，在直流電場的作用下要作定向移動。陽離子要向陰極移動，透過陽膜進入極室以及2、4、6室；陰離子要向陽極移動，透過陰膜進入2、4、6、8室。因此，從第1、3、5、7室流出來的水中，陰陽離子數(shù)會減少，成為含鹽量降低的淡水。進入第2、4、6、8室的水中離子，在直流電場作用下也要做定向移動。陽離子要移向陰極，但受陰膜的阻擋而留在室內；陰離子要向陽極移動，受陽膜阻擋也留在室內。第2、4、6、8室內原來的陰陽離子均出不去，而第1、3、5、7室中的陰陽離子都要穿過膜進入其中，所以從第2、4、6、8室出來的水中陰陽離子數(shù)都會比原水中的多成為濃水。2、操作過程113、結構：電滲析器有立式和臥式兩種

基本部件：離子交換膜、隔板、電極、極框、壓緊裝置等離子交換膜：由具有離子交換性能的高分子材料制成的薄膜隔板：隔開陰陽兩膜，作為水流通道電極：通電后形成外電場，使水層中的離子定向遷移極框：保持電極與離子交換膜間的距離壓緊裝置：壓緊交替排列的膜堆和極區(qū)3、結構：電滲析器有立式和臥式兩種12三、水的殺菌常用的方法

氯殺菌、臭氧殺菌及紫外線殺菌原理氯殺菌氯進入水中可生成次氯酸（HOCl），次氯酸具有強烈的氧化作用，可以穿過細菌的細胞膜進入細胞內部，由于氧化作用而破壞細胞內酶和細菌的生理機能使細菌死亡。加氯量0.5-2mg/L，15min常用的氯殺菌試劑活性二氧化氯、漂白粉、次氯酸鈉三、水的殺菌常用的方法13（二）臭氧殺菌

水中：0.1~1g，10~15min

臭氧（O3）是一種強烈的氧化劑，能氧化水中的有機物，破壞微生物的原生質，殺死微生物。殺菌作用優(yōu)于氯。殺菌速度比氯快15~30倍。臭氧因在水中的溶解度小，所以在水中加臭氧的方法以噴射法加注，目的是增加與水的接觸時間（二）臭氧殺菌水中：0.1~1g，10~14（三）紫外線殺菌

原理微生物受紫外線照射后，微生物的蛋白質和核酸吸收紫外光譜的能量，使蛋白質和核酸的結構破壞，引起微生物死亡波長

200-295nm紫外線具有殺菌能力。水面上滅菌：用低壓汞燈水中滅菌：用高壓汞燈殺菌效果：水中>水面，殺菌率達97%以上。（三）紫外線殺菌

原理微生物受紫外線照射后，微生物的蛋白15第三節(jié)供水系統(tǒng)及設備供水系統(tǒng)：選擇水源、供水方式、水泵選用1、地下水無壓水（淺水）

地面以下，第一層不透水層構造以上所含的水承壓水（深井水）

地面以下兩個不透水層之間所含有的水，有一定的壓力2、自來水第三節(jié)供水系統(tǒng)及設備供水系統(tǒng)：1、地下水16一、水源的選擇1、地下水無壓水（淺水）

地面以下，第一層不透水層構造以上所含的水承壓水（深井水）

地面以下兩個不透水層之間所含有的水，有一定的壓力2、自來水一、水源的選擇1、地下水17二、地下水取水方式取無壓水：大口井Φ1000以上，井深<20m取承壓水：大口井Φ150~500，井深<30~150m或更深二、地下水取水方式18三、供水系統(tǒng)裝置（一）供水方式1、直流供水：生產與非生產用水直接由水源得到2、循環(huán)用水：用過的水經處理后再循環(huán)使用3、連續(xù)供水：污染不嚴重時，不經處理直接供給其他車間再次使用三、供水系統(tǒng)裝置19（二）自來水供水自來水已進行過簡單的沉淀和消毒處理但水壓水量不穩(wěn)定，應設置加壓和貯存裝置（三）地下水供應系統(tǒng)

地下水→井泵抽→曝氣除鐵錳→清水→水泵→水塔→車間↑加氯或↓沉砂抽出后加氯（二）自來水供水20第四節(jié)制冷系統(tǒng)設備通常溫度高于-100℃時為一般冷凍，低于-100℃時為深度冷凍。發(fā)酵工業(yè)所用的冷凍溫度多在—15℃左右，多采用壓縮式單級制冷系統(tǒng)。第四節(jié)制冷系統(tǒng)設備通常溫度高于-100℃時為211．制冷過程

壓縮式制冷四個過程：壓縮、冷凝、膨脹、蒸發(fā)制冷過程簡圖

制冷過程：系統(tǒng)中的制冷劑飽和蒸汽被壓縮機吸入壓縮，在冷凝器內被冷凝為液體而放出熱量。液體制冷劑經過膨脹閥后，壓力降低，低壓液體吸收周圍介質的熱量而汽化為氣體，氣體又被壓縮，壓力升高，氣體的熱量傳遞給冷卻水而冷凝為液體，形成一個反復循環(huán)過程，使周圍介質的溫度降低。1．制冷過程

壓縮式制冷四個過程：壓縮、冷凝、膨脹、蒸發(fā)22制冷機工作原理被冷卻的物質為供熱體，溫度為T0，較周圍介質的溫度T低，制冷機從被冷卻的物體中取出的熱量為Q0，完成循環(huán)所消耗的功為L，傳遞給周圍介質的熱量為Q

T周圍介質

Q

制冷劑機械功L

Q0

T0

被冷卻物體制冷機工作原理圖制冷機工作原理被冷卻的物質為供熱體，溫度為T0，較周圍介質的23逆向卡諾循環(huán)的溫熵圖

T

Th32L

Tc

41

T-S圖SbSa逆向卡諾循環(huán)的溫熵圖24制冷機的制冷量

Q0=Gq0式中

G——制冷劑在制冷機中的循環(huán)量，kg/hq0——每1kg制冷劑的制冷量，kJ/kg3、制冷量與制冷系數(shù)制冷機的制冷量3、制冷量與制冷系數(shù)252、提高效率的方法降低冷凝溫度T，用較低溫度的水；把冷凝后的制冷劑進行再冷卻

氣體→冷凝→高溫液體→冷卻→低溫液體

維持干沖程，即氣體狀態(tài)入壓縮機，增加氣液分離器系統(tǒng)要排油，增加排油裝置系統(tǒng)要排不凝性氣體，增加空氣分離器設保溫層，減少冷量損失。2、提高效率的方法26實際制冷循環(huán)氨T-S

T等壓線2

液相線氣相線冷凝溫

321

過冷線31

L

等溫線4141

Q0

等焓線

567

1-2壓縮2—21等壓冷卻21—3等溫冷凝3—31

過冷4—1蒸發(fā)消耗功L：1-2-21-3-31-41-1制冷量Q0：1-4-41-5-6-7-1設過冷膨脹從3-4時，冷量減少4-1-7-6-4，實際制冷循環(huán)氨T-ST27二、一般制冷方法常用的有以下方法：

1．空氣壓縮制冷

這種制冷方法是利用大氣中的空氣作制冷劑

二、一般制冷方法常用的有以下方法：28

1．空氣壓縮制冷

1．空氣壓縮制冷29空氣首先在壓縮機中絕熱壓縮至0．5～0．6MPa，然后在等壓下以冷水冷卻至可能的溫度；冷卻后的空氣于膨脹問中絕熱膨脹，空氣溫度繼續(xù)降低；然后溫度降低的空氣再通過制冷器，在等壓下吸取熱量，使之回升至原來的溫度，再回到壓縮機中，進行另一循環(huán)。制冷循環(huán)是以兩等壓過程代替逆卡諾循環(huán)中的兩等溫過程。

空氣首先在壓縮機中絕熱壓縮至0．5～0．6MPa，然后在等30特點:

制冷系數(shù)較小，故經濟性較差；由于在制冷過程中物質不發(fā)生集態(tài)變化，無潛熱可利用，故單位制冷量也較??；為了獲得足夠的制冷量，則需要比較龐大的設備，必造成動力消耗大、成本高；同時當冷卻溫度降到0℃時，由于冰霜生成，致使操作困難。

特點:312．蒸汽壓縮式制冷

是用常溫及普通低溫下可以液化的物質作為工質，工質在循環(huán)過程中將不斷發(fā)生集態(tài)改變。

2．蒸汽壓縮式制冷

32在蒸發(fā)器中產生的低壓制冷劑蒸汽（狀態(tài)1），在壓縮機中被壓縮到冷凝壓力pc，消耗了機械功L，此時為絕熱壓縮，同時溫度不斷升高；然后壓縮后的蒸汽在過飽和狀態(tài)下（點2）進人冷凝器中，因受到冷卻介質（水或空氣）的冷卻而凝結成飽和液體（點3），并放出熱量，其冷凝過程為一等溫等壓過程；由冷凝器出來的制冷劑液體，經膨脹閥（又稱節(jié)流閥）進行絕熱膨脹到蒸發(fā)壓力PO，溫度降到與之相對應的飽和溫度TO（狀態(tài)點4），此時已成為兩相狀態(tài)的汽液混合物；然后進人蒸發(fā)器A，進行等溫等壓的蒸發(fā)過程，以制取冷量Q0。在蒸發(fā)器中產生的低壓制冷劑蒸汽（狀態(tài)1），在壓縮機中被壓縮到33特點蒸汽壓縮式制冷循環(huán)的蒸發(fā)過程和冷凝過程是在等溫情況下進行的，不可逆性小，故循環(huán)的制冷系數(shù)大。它是利用液體的蒸發(fā)過程來制冷，故單位制冷量大.在蒸發(fā)器和冷凝器中都是有集態(tài)改變的傳熱過程，傳熱系數(shù)較大，因而設備不是很龐大。理想的蒸汽壓縮式制冷循環(huán)是一個與逆卡諾循環(huán)相同的矩形封閉體。

特點蒸汽壓縮式制冷循環(huán)的蒸發(fā)過程和冷凝過程是在等溫情況下進行343．吸收式制冷吸收式制冷循環(huán)由消耗熱能（蒸汽、熱水等）來工作在吸收式制冷機中，使用兩種工質：制冷劑與吸收劑3．吸收式制冷35

吸收式制冷

吸收式制冷36特點:吸收式制冷循環(huán)是由消耗熱能（蒸汽、熱水等）來工作的。在吸收式制冷機中，使用兩種工質：制冷劑與吸收劑。與壓縮式制冷的區(qū)別:

由熱能代替機械能,工質由二種組成

特點:37工作原理：

濃度高的制冷劑送人發(fā)生器1內吸熱蒸發(fā)成蒸汽氣體發(fā)生器中出來的蒸汽進人冷凝器2，使蒸汽冷凝成液體。冷凝后的制冷劑經過節(jié)流閥3減壓進人蒸發(fā)器4吸熱。制冷劑的蒸汽從蒸發(fā)器出來后，進人吸收器5，被經過節(jié)流閥7而來的稀制冷劑吸收，吸收時放出熱量傳給冷卻水。稀制冷劑又變成濃的制冷劑，經過溶液泵送人發(fā)生器，形成了制冷循環(huán)。

工作原理：38

4．蒸汽噴射式制冷

蒸發(fā)噴射式制冷：以熱能來代替機械能。制冷劑（工質）：水噴射泵：由噴嘴、混合室、擴壓器組成，起著壓縮機的作用。4．蒸汽噴射式制冷

蒸發(fā)噴射式制冷：以熱能來代替機械能。39

蒸汽噴射式制冷

蒸汽噴射式制冷40工作原理:鍋爐的高壓蒸汽進人噴射器中，工作蒸汽在噴嘴中膨脹，獲得很大的汽流速度（800～1000m／s或更高些）。由于這時位能變?yōu)閯幽?，產生真空，使蒸發(fā)器中的水蒸發(fā)成蒸汽，當蒸發(fā)器中的水蒸發(fā)時，就從周圍的水中吸取熱量，使其成為低溫水，供降溫使用。工作蒸汽與低溫低壓蒸汽在噴射器的混合室內混合后即進人擴壓器，在擴壓器中速度下降，動能又變?yōu)槲荒?，壓力升高。然后混合蒸汽就進人冷凝器中冷凝成水，一部分送回鍋爐，另一部分送人蒸發(fā)器，提供所須的冷量?？赡嫜h(huán):高壓蒸汽經噴射器后，溫度由點1位置降至點2位置，使蒸發(fā)器壓力降低，溫度降低，2～3為等溫過程，3～4’熱熔增加，4’至4～5為降溫等溫過程，5～7～8為升溫過程，8－1為等溫過程，6～9為等溫過程。

工作原理:鍋爐的高壓蒸汽進人噴射器中，工作蒸汽在噴嘴中膨脹，41三、制冷劑和載冷劑

制冷劑（常用的有10種左右）1）分類：無機類：NH3、SO2、CO2氟里昂：F-12、F-11、F-22…等C-H化合物：甲烷、乙烷、丙烷……等三、制冷劑和載冷劑

制冷劑（常用的有10種左右）422）制冷劑性質比較（選NH3和F-12）2）制冷劑性質比較（選NH3和F-12）432、載冷劑（冷媒）在間接蒸發(fā)式制冷系統(tǒng)中傳遞冷效應的介質載冷劑在蒸發(fā)器中被制冷劑冷卻然后再去冷卻物料2、載冷劑（冷媒）44

45（1）對載冷劑的要求冰點低；熱容量大；腐蝕性小；便宜。（1）對載冷劑的要求46（2）常用的載冷劑

空氣，缺點熱容量小水，熱容量大，用于0℃以上鹽水（常用），CaCl2鹽水，

（2）常用的載冷劑47四、制冷工藝流程1、單級壓縮制冷循環(huán)壓縮式制冷循環(huán)：是一種逆向卡諾制冷過程：壓縮、冷凝、膨脹、蒸發(fā)。理論循環(huán)的假設條件是：壓縮機吸入的汽體是飽和汽體，在節(jié)流閥前是飽和液體。蒸發(fā)和冷凝的壓力和溫度穩(wěn)定；制冷壓縮機氣缸沒有摩擦、節(jié)流等損耗；氣缸閥與外界沒有熱交換，也沒有余隙容積；管道中沒有任何損失，壓力降低僅在膨脹閥中進行。四、制冷工藝流程48制冷流程：氨的低壓飽和蒸氣，在壓縮機氣缸內壓縮成高壓的過熱蒸氣（1-2等熵過程），經過油水分離器后，進入冷凝器冷卻、冷凝成氨液，把熱量傳給水（2-3等壓過程），高壓氨液從貯氨器經調節(jié)站，通過膨脹閥節(jié)流降壓（3-4等焓過程），在氨液分離器分離后，氨液進入冷排（蒸發(fā)器），發(fā)生冷效應（4-1等壓等溫過程），使被冷物料降溫。從蒸發(fā)器來的低溫低壓蒸氣，經過氨液分離器分離后，再進入壓縮機壓縮。制冷流程：氨的低壓飽和蒸氣，在壓縮機氣缸內壓縮成高壓的過熱蒸49

制冷機理論功率的計算：應根據(jù)冷凍劑循環(huán)時各過程的各參數(shù)來確定，如壓力P。溫度T、比體積V、焓h1、熵S等，計算時常用的圖表是溫熵（T—S）圖或壓焓lgp—h圖

制冷機理論功率的計算：50

3（1）單級壓縮制冷循環(huán)（1）單級壓縮制冷循環(huán)511-2壓縮：工質首先沿等熵線作絕熱壓縮壓力由P1升至P2，溫度T上升，S不變2-2‘：在冷凝器中冷卻（等壓過程）2‘-3等溫等壓冷凝絕熱壓縮后的工質，再沿等溫線2～3作等溫壓縮。

3-4膨脹，等溫壓縮后的工質再沿等熵線3～4作絕熱膨脹。高壓液體膨脹低壓液體，等焓過程，此時壓力下降，溫度降至Tc；

4-1等溫蒸發(fā)，沿等溫線4～1作等溫膨脹低壓液體蒸發(fā)吸收熱量Q0

低壓氣體，壓力不變、T不變1-2壓縮：工質首先沿等熵線作絕熱壓縮壓力由P1升52

雙級壓縮制冷循環(huán)圖

53（1）工作過程：①在蒸發(fā)器中所形成的低壓低溫制冷劑蒸氣（1點），被低壓壓縮機吸入，經壓縮到中間壓力的過熱蒸氣（點2），進入同一壓力的中間冷卻器，被冷卻到干飽和蒸氣（點3）。②高壓壓縮機吸入的干飽和蒸氣有：來自低壓壓縮機的已被冷卻的干飽和蒸氣（點3）；經膨脹閥2節(jié)流降壓的制冷劑，在降壓降溫和吸熱過程中所形成的干飽和蒸氣（點3）③中壓干飽和蒸氣在高壓壓縮機中被壓縮到冷凝壓力的過熱蒸氣（點4）在冷凝器中冷卻到干飽和蒸氣（點5），進一步冷凝成制冷劑液體（點6）④然后分兩路：流經中間冷卻器盤管（6-7）過冷，過冷后的制冷劑（點7），再經過（7-8）膨脹閥1節(jié)流降壓（點8），進入蒸發(fā)器；經膨脹閥2節(jié)流到中間壓力（點9），進入中間冷卻器（1）工作過程：54（2）與其他系統(tǒng)的區(qū)別：在于制冷劑液體的節(jié)流及冷卻方式。冷凝后的制冷劑液體分為兩路：主要的一路流經中間冷卻器盤管，為容器內的制冷劑液體所冷卻，然后經膨脹閥2進入蒸發(fā)器；另一路經膨脹閥1節(jié)流到中間壓力P中，進入中間冷卻器，這一路液體蒸發(fā)吸熱，使低壓機的排汽和盤管中高壓制冷劑液體冷卻。（2）與其他系統(tǒng)的區(qū)別：在于制冷劑液體的節(jié)流及冷卻方式。55（3）雙級壓縮制冷循環(huán)的特點：壓縮過程分兩個階段進行，在高級與低級之間裝設中間冷卻器。由于節(jié)流級數(shù)和中間冷卻的程度不同，制冷循環(huán)也有不同，分完全中間冷卻及不完全中間冷卻雙級壓縮制冷循環(huán)。通常多使用一級節(jié)流的完全中間冷卻的雙級壓縮制冷循環(huán)。（3）雙級壓縮制冷循環(huán)的特點：壓縮過程分兩個階段進行，在高級56（4）優(yōu)點壓縮機氣缸容積效率提高壓縮機的功耗減少

（5）缺點：設備投資大，操作復雜（4）優(yōu)點57四、制冷設備

1、制冷壓縮機的類型1）容積型用機械方法使密閉容器的容積縮小，容器內單位容積的氣體分子數(shù)增加，撞擊器壁的次數(shù)和強度增加，氣體壓力增加。這種提高氣體壓力的機械稱為容積式壓縮機。以活塞式制冷壓縮機為多。2）速度型用機械方法使氣體獲得高流速，然后再急劇減速，在減速過程中氣體分子彼此靠近，壓力得以增高。這種型式的有離心式制冷壓縮機

活塞壓縮式制冷機組是國內外主要的冷源制作裝置。四、制冷設備

1、制冷壓縮機的類型58（一）活塞制冷機的主要設備

1．主要分類方式（1）按活塞的運動方式①往復式壓縮機：其活塞在氣缸里作往復的直線運動，②回轉式壓縮機：其活塞在氣缸內作旋轉運動（2）按一臺壓縮機中蒸汽被壓縮的次數(shù)分為單級和雙級。（3）按蒸汽在氣缸內的流向分為順流式與逆流式。（4）按壓縮機的冷量可分為小型、中型和大型①小型：②中型：③大型：（一）活塞制冷機的主要設備

1．主要分類方式592．立式壓縮機

（l）工作原理

吸氣閥門5裝在活塞7頂部，當活塞向下運動時，吸氣閥門5被打開，氣缸進行吸氣。當活塞向上運動時，氣缸內蒸氣壓力逐漸增大，吸氣閥門5自行關閉，隨著活塞上移，氣體壓力大于冷凝壓力時，即頂開樣蓋3（安全板）上的排氣閥門2，并將氣體壓高壓管路中。2．立式壓縮機

（l）工作原理60(2)立式壓縮機的構造①曲軸箱：裝曲軸用，是立式（V式）壓縮機的機架，承受機件所產生的力，用鑄鐵制成。②氣缸：在這里進行制冷劑的吸人，壓縮與排出等過程。注意：如果氣缸內吸人氨液，產生較大的壓力,樣蓋就能向上升起，將氨液放人排氣腔內，壓縮機發(fā)出響聲，稱為敲缸。③活塞與氣閥：活塞：吸氣閥：，排氣閥：④活塞環(huán)：裝在活塞表面上的槽內。上活塞環(huán)：為封環(huán)下活塞環(huán)：為油環(huán)⑤水套：氣缸上部周圍有夾套為水套(2)立式壓縮機的構造61⑥曲軸連桿機構：由曲軸、連桿、活塞組成的傳動機構使曲軸的旋轉運動改變?yōu)榛钊纳舷峦鶑瓦\動。第十三章供水與制冷系統(tǒng)設備課件62⑦潤滑裝置：

壓縮機的潤滑油循環(huán)是依靠齒輪油泵進行的。齒輪油泵的作用是將曲軸箱內的潤滑油輸送到壓縮機的各運動部件。齒輪油泵吸排油壓力差，應在0．06～O．15MPa范圍內。（3）特點

立式壓縮機的特點是機器靈巧、輕便、轉速快。占地面積小、磨損小。直流式氣缸受熱情況良好。

⑦潤滑裝置：（3）特點63

2、臥式壓縮機

工作原理

當活塞向左運動時，左邊氣缸氣體被壓縮，壓力增大，排氣閥打開排氣，右邊氣缸吸氣；

當活塞向左運動時，右邊氣缸氣體被壓縮，右邊氣缸排氣，左邊氣缸吸氣

2、臥式壓縮機

工作原理

當活塞向左運動時，左邊氣缸644、壓縮機吸氣系數(shù)λλ=實際吸氣體積/理論吸氣體積即氣缸容積的利用率，吸入低壓蒸氣占氣缸容積的百分率4、壓縮機吸氣系數(shù)λ65

影響壓縮機吸氣系數(shù)λ的主要因素氣缸內有余隙壓縮比吸氣和排氣閥中有阻力和泄露吸排氣閥的阻力擴大了氣缸內吸排氣壓力的差距，而且由于余隙的存在，使吸氣量有所減少。小量高壓氣體會從活塞環(huán)與氣缸壁之間不密封處泄漏，吸排氣閥關閉不嚴和關閉滯后，也會造成泄漏，使壓縮機吸氣量減少。氣缸壁與制冷劑之間有熱交換運動部件產生摩擦所以，壓縮機有吸氣系數(shù)對于大型立式氨壓縮機λ=0.81-0.92，冷凝溫度越低，λ越大，蒸發(fā)溫度越低，λ越小。吸入氣體被加熱的影響

影響壓縮機吸氣系數(shù)λ的主要因素66

2、冷凝器冷凝器的作用：是使高溫高壓過熱氣體冷卻，冷凝成高壓氨液，并將熱量傳遞給周圍介質。分類：有立式（列管）、臥式（列管）、套管式、和外噴啉蛇管式等2、冷凝器冷凝器的作用：是使高溫高壓過熱氣體冷卻67第十三章供水與制冷系統(tǒng)設備課件68

淋水式冷凝器

淋水式冷凝器696、膨脹閥

膨脹閥:又稱為節(jié)流閥，高壓液氨通過膨脹閥節(jié)流而降壓，使液氨由冷凝壓力降低到所要求的蒸發(fā)壓力，液氨氣化吸熱，使其本身的溫度降低到需要的溫度，再送到蒸發(fā)器。膨脹閥作用：節(jié)流膨脹閥分類：手動、自動6、膨脹閥

膨脹閥:又稱為節(jié)流閥，高壓液氨通過膨脹閥節(jié)流70第十三章供水與制冷系統(tǒng)設備課件71

熱力膨脹閥由感應元件（感溫包）、膜片、閥體、閥座等組成。在制冷機組正常運轉條件下，感應元件灌注劑壓力等于膜片下氣體壓力與彈簧壓力之和，處于平衡狀態(tài)。如供制冷劑不足，引起蒸發(fā)器出口處回汽；過熱度增大，感溫包溫度升高，使膜片下移，閥口的開啟度增大，直至供液量與蒸發(fā)量相當時，再得到平衡。故熱力膨脹間能自動調節(jié)閥的開啟度，供液量隨負荷大小自動增減，可保證蒸發(fā)器的傳熱面積得到充分利用，使壓縮機正常安全地運行。熱力膨脹閥727、蒸發(fā)器（1）蒸發(fā)器作用：制冷劑在蒸發(fā)器內吸收大量熱量，使被冷卻介質冷卻。（2）蒸發(fā)器分類：冷卻水或鹽水或酒精液的蒸發(fā)器（3）立式蒸發(fā)器結構由2-8個單位蒸發(fā)器組成，每個單位蒸發(fā)器由上下兩支水平總管和中間焊有許多直立短管組成，整個蒸發(fā)器上有輸液總管、回氣總管、氨液分離器、集油器等。蒸發(fā)器內裝有攪拌器以維持流速，使載冷劑在箱內循環(huán)7、蒸發(fā)器（1）蒸發(fā)器作用：制冷劑在蒸發(fā)器內吸收大量熱量，使73（4）立管中氨的循環(huán)路線氨液自上部通過導液管（4）進入蒸發(fā)器，導液管插入立粗管（5）中，保證氨液先由下總管（6）再進入直立細管（3）中，由于細管中的蒸發(fā)面積大，汽化劇烈，保證了制冷劑的循環(huán)，從而提高了蒸發(fā)器的傳熱效果（4）立管中氨的循環(huán)路線氨液自上部通過導液管（4）進入蒸74

8、油氨分離器

工作時筒內必須保持一定高度的氨液，自壓縮器來的帶油的混合氣體進人分離器中，由氨液進行洗滌降溫，油滴被分離出來，因其相對密度比氨液大，逐漸降沉于筒底；筒內的氨液在洗滌時與氨油混合氣體產生熱交換而被汽化，隨同被洗滌的氨氣經傘形擋板由出氣口排出。

8、油氨分離器75

洗滌式油氨分離器分離原理

利用油和氨的密度不同，利用增大管道直徑降低流速，并改變制冷劑的流動方向；由于油的密度較氨的密度大，使油滴沉降到底部而分離。

洗滌式油氨分離器分離原理76

9、貯氨罐

貯氨罐的作用是貯存和供應制冷系統(tǒng)的液氨，使系統(tǒng)各設備內有均衡的氨液量，以保證壓縮機的正常運轉。容量V=1/3~1/2小時循環(huán)量9、貯氨罐77

10、氣液分離器

作用一是維持壓縮機的干沖程，分離來自蒸發(fā)器的氨液

作用二將送入蒸發(fā)器內的氣體分出，以提高制冷效率10、氣液分離器78第十三章供水與制冷系統(tǒng)設備課件79

10．中間冷卻器在氨制冷系統(tǒng)中，中間冷卻器均采用氨液冷卻的方法。來自低壓級缸的過熱蒸汽進人器內，并伸人氨液液面以下，經氨液的洗滌而迅速被冷卻，氨氣上升遇器內傘形擋板，將其中夾帶的潤滑油分離出來以后進人高壓級壓縮機。用于洗滌的氨液從器頂部輸人。高壓貯液器的氨液，從器下部進人蛇管；由于蛇管浸于低溫中，使蛇形管內的高壓氨液過冷。

10．中間冷卻器807．涼水裝置

制冷系統(tǒng)中的冷凝器、過冷器及制冷壓縮機的氣缸等，都需要不斷地用大量水冷卻，而這些冷卻水吸熱后溫升只3～4℃，通常是用涼水裝置將吸熱后的冷卻水降溫后重復使用。常用的有點波填料涼水塔，如圖所示。它是依靠水一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。

7．涼水裝置81思考題

逆向卡諾循環(huán)的四個基本過程，T-S圖，制冷系數(shù)單級與雙級氨壓縮制冷流程主要制冷設備立式壓縮機、蒸發(fā)器、中間冷卻器、油氨分離器等的原理和構造思考題

逆向卡諾循環(huán)的四個基本過程，T-S圖，制冷系數(shù)82

第十三章供水與制冷系統(tǒng)設備第十三章供水與制冷系統(tǒng)設備課件83第一節(jié)用水質量分級與要求

一、用水質量分級1、普通水2、自來水3、脫鹽軟化水4、蒸餾水二、用水質量要求根據(jù)加工生產的產品不同，對水質量有不同的要求第一節(jié)用水質量分級與要求

一、用水質量分級二、用水質量要84第二節(jié)水處理系統(tǒng)及設備

生物工業(yè)用水處理的三個階段過濾沉淀軟化殺菌第二節(jié)水處理系統(tǒng)及設備85一、水的過濾

表面過濾：水中粒子大于過濾層孔徑時，粒子被阻擋在過濾層的表面的過濾。深層過濾：水中粒子小于過濾層孔徑時，粒子進入濾層深處，由于濾層彎曲且形狀變化使小粒子被截留的過濾。水過濾過程：過濾與沖洗對過濾介質的要求：化學性能穩(wěn)定，無害無毒；有足夠的強度；含污能力大，產水能力高；有適宜的粒度分布和孔隙率。一、水的過濾

表面過濾：水中粒子大于過濾層孔徑時，粒子被阻擋86砂濾棒過濾器

1、結構主要部件：砂濾棒：由硅藻土在高溫下熔制而成或由硬質玻璃燒結而成。過濾器外殼：鋁合金鑄成消毒鍋形的密閉容器2、操作過程操作時，水由泵打入容器內，在外力的作用下，水通過砂濾棒的微小孔隙進入棒筒體內，水中粒子則被截留在砂濾棒的表面。3、濾出水質量

基本無菌。砂濾棒過濾器

1、結構87活性炭過濾器1、結構主體為一密閉圓柱體，過濾器底部裝填0.2-0.3m厚石英砂層作為支撐層，石英砂上面裝1-2m厚的活性炭層筒體上有進出水管接口。2、操作過濾：水由頂部導入，順流自然下降過濾，由底部排出。反洗：1）水洗，水從底部進，反洗15-20min，

2）吹洗，再用蒸汽吹洗15-20min3）淋洗，用NaOH溶液從頂部通入洗滌

4）正洗，清水從頂部通入洗至出水達到要求?；钚蕴窟^濾器1、結構88二、水的軟化及脫鹽

軟化：除去水中鈣鎂離子的過程。脫鹽：除去水中所有陰、陽雜質離子的過程。軟化及脫鹽方法：離子交換法、電滲析法、反滲透法二、水的軟化及脫鹽

89（一）離子交換裝置1、離子交換樹脂是一種具有網(wǎng)狀結構、且不溶于酸、堿和有機溶劑的固體離分子化合物。單元結構分為兩部分：一是不可移動且具有立體結構的網(wǎng)絡骨架，二是可移動的活性離子。強酸性陽離子交換樹脂：離子本身帶有強酸性交換基團例：RSO3H+NaClRSO3Na+HCl弱酸性陽離子交換樹脂：離子本身帶有弱酸性交換基團如羧基—COOH，酚羥基—OH強堿性陰離子交換樹脂：離子本身帶有強堿性交換基團例：RN（CH3）3Cl+NaOHRN（CH3）3OH+NaCl弱堿性陰離子交換樹脂：離子本身帶有弱堿性交換基團如：伯胺基團—NH2等（一）離子交換裝置1、離子交換樹脂902、離子交換法是用離子交換劑和水中溶解的某些陰陽離子發(fā)生交換反應，來除去水中的有害物質。3、固定床離子交換裝置結構：將離子交換樹脂裝填于管柱式容器中，形成固定的樹脂層?？山M合成單床、多床、復床、混合床、多層床等（P460）。操作：交換、反洗、再生、清洗4個過程全在一個裝置中分別進行。優(yōu)點：操作簡單、設備少、水質穩(wěn)定。缺點：樹脂用量多，利用率低，操作不連續(xù)。4、連續(xù)床離子交換裝置2、離子交換法91（二）電滲析裝置

1、工作原理通過具有選擇透過性和良好導電性的離子交換膜，在外加直流電場的作用下，使原水中的陰陽離子分別通過陰離子交換膜和陽離子交換膜遷移達到除鹽的目的。（二）電滲析裝置1、工作原理922、操作過程進入第1、3、5、7室的水中離子，在直流電場的作用下要作定向移動。陽離子要向陰極移動，透過陽膜進入極室以及2、4、6室；陰離子要向陽極移動，透過陰膜進入2、4、6、8室。因此，從第1、3、5、7室流出來的水中，陰陽離子數(shù)會減少，成為含鹽量降低的淡水。進入第2、4、6、8室的水中離子，在直流電場作用下也要做定向移動。陽離子要移向陰極，但受陰膜的阻擋而留在室內；陰離子要向陽極移動，受陽膜阻擋也留在室內。第2、4、6、8室內原來的陰陽離子均出不去，而第1、3、5、7室中的陰陽離子都要穿過膜進入其中，所以從第2、4、6、8室出來的水中陰陽離子數(shù)都會比原水中的多成為濃水。2、操作過程933、結構：電滲析器有立式和臥式兩種

基本部件：離子交換膜、隔板、電極、極框、壓緊裝置等離子交換膜：由具有離子交換性能的高分子材料制成的薄膜隔板：隔開陰陽兩膜，作為水流通道電極：通電后形成外電場，使水層中的離子定向遷移極框：保持電極與離子交換膜間的距離壓緊裝置：壓緊交替排列的膜堆和極區(qū)3、結構：電滲析器有立式和臥式兩種94三、水的殺菌常用的方法

氯殺菌、臭氧殺菌及紫外線殺菌原理氯殺菌氯進入水中可生成次氯酸（HOCl），次氯酸具有強烈的氧化作用，可以穿過細菌的細胞膜進入細胞內部，由于氧化作用而破壞細胞內酶和細菌的生理機能使細菌死亡。加氯量0.5-2mg/L，15min常用的氯殺菌試劑活性二氧化氯、漂白粉、次氯酸鈉三、水的殺菌常用的方法95（二）臭氧殺菌

水中：0.1~1g，10~15min

臭氧（O3）是一種強烈的氧化劑，能氧化水中的有機物，破壞微生物的原生質，殺死微生物。殺菌作用優(yōu)于氯。殺菌速度比氯快15~30倍。臭氧因在水中的溶解度小，所以在水中加臭氧的方法以噴射法加注，目的是增加與水的接觸時間（二）臭氧殺菌水中：0.1~1g，10~96（三）紫外線殺菌

原理微生物受紫外線照射后，微生物的蛋白質和核酸吸收紫外光譜的能量，使蛋白質和核酸的結構破壞，引起微生物死亡波長

200-295nm紫外線具有殺菌能力。水面上滅菌：用低壓汞燈水中滅菌：用高壓汞燈殺菌效果：水中>水面，殺菌率達97%以上。（三）紫外線殺菌

原理微生物受紫外線照射后，微生物的蛋白97第三節(jié)供水系統(tǒng)及設備供水系統(tǒng)：選擇水源、供水方式、水泵選用1、地下水無壓水（淺水）

地面以下，第一層不透水層構造以上所含的水承壓水（深井水）

地面以下兩個不透水層之間所含有的水，有一定的壓力2、自來水第三節(jié)供水系統(tǒng)及設備供水系統(tǒng)：1、地下水98一、水源的選擇1、地下水無壓水（淺水）

地面以下，第一層不透水層構造以上所含的水承壓水（深井水）

地面以下兩個不透水層之間所含有的水，有一定的壓力2、自來水一、水源的選擇1、地下水99二、地下水取水方式取無壓水：大口井Φ1000以上，井深<20m取承壓水：大口井Φ150~500，井深<30~150m或更深二、地下水取水方式100三、供水系統(tǒng)裝置（一）供水方式1、直流供水：生產與非生產用水直接由水源得到2、循環(huán)用水：用過的水經處理后再循環(huán)使用3、連續(xù)供水：污染不嚴重時，不經處理直接供給其他車間再次使用三、供水系統(tǒng)裝置101（二）自來水供水自來水已進行過簡單的沉淀和消毒處理但水壓水量不穩(wěn)定，應設置加壓和貯存裝置（三）地下水供應系統(tǒng)

地下水→井泵抽→曝氣除鐵錳→清水→水泵→水塔→車間↑加氯或↓沉砂抽出后加氯（二）自來水供水102第四節(jié)制冷系統(tǒng)設備通常溫度高于-100℃時為一般冷凍，低于-100℃時為深度冷凍。發(fā)酵工業(yè)所用的冷凍溫度多在—15℃左右，多采用壓縮式單級制冷系統(tǒng)。第四節(jié)制冷系統(tǒng)設備通常溫度高于-100℃時為1031．制冷過程

壓縮式制冷四個過程：壓縮、冷凝、膨脹、蒸發(fā)制冷過程簡圖

制冷過程：系統(tǒng)中的制冷劑飽和蒸汽被壓縮機吸入壓縮，在冷凝器內被冷凝為液體而放出熱量。液體制冷劑經過膨脹閥后，壓力降低，低壓液體吸收周圍介質的熱量而汽化為氣體，氣體又被壓縮，壓力升高，氣體的熱量傳遞給冷卻水而冷凝為液體，形成一個反復循環(huán)過程，使周圍介質的溫度降低。1．制冷過程

壓縮式制冷四個過程：壓縮、冷凝、膨脹、蒸發(fā)104制冷機工作原理被冷卻的物質為供熱體，溫度為T0，較周圍介質的溫度T低，制冷機從被冷卻的物體中取出的熱量為Q0，完成循環(huán)所消耗的功為L，傳遞給周圍介質的熱量為Q

T周圍介質

Q

制冷劑機械功L

Q0

T0

被冷卻物體制冷機工作原理圖制冷機工作原理被冷卻的物質為供熱體，溫度為T0，較周圍介質的105逆向卡諾循環(huán)的溫熵圖

T

Th32L

Tc

41

T-S圖SbSa逆向卡諾循環(huán)的溫熵圖106制冷機的制冷量

Q0=Gq0式中

G——制冷劑在制冷機中的循環(huán)量，kg/hq0——每1kg制冷劑的制冷量，kJ/kg3、制冷量與制冷系數(shù)制冷機的制冷量3、制冷量與制冷系數(shù)1072、提高效率的方法降低冷凝溫度T，用較低溫度的水；把冷凝后的制冷劑進行再冷卻

氣體→冷凝→高溫液體→冷卻→低溫液體

維持干沖程，即氣體狀態(tài)入壓縮機，增加氣液分離器系統(tǒng)要排油，增加排油裝置系統(tǒng)要排不凝性氣體，增加空氣分離器設保溫層，減少冷量損失。2、提高效率的方法108實際制冷循環(huán)氨T-S

T等壓線2

液相線氣相線冷凝溫

321

過冷線31

L

等溫線4141

Q0

等焓線

567

1-2壓縮2—21等壓冷卻21—3等溫冷凝3—31

過冷4—1蒸發(fā)消耗功L：1-2-21-3-31-41-1制冷量Q0：1-4-41-5-6-7-1設過冷膨脹從3-4時，冷量減少4-1-7-6-4，實際制冷循環(huán)氨T-ST109二、一般制冷方法常用的有以下方法：

1．空氣壓縮制冷

這種制冷方法是利用大氣中的空氣作制冷劑

二、一般制冷方法常用的有以下方法：110

1．空氣壓縮制冷

1．空氣壓縮制冷111空氣首先在壓縮機中絕熱壓縮至0．5～0．6MPa，然后在等壓下以冷水冷卻至可能的溫度；冷卻后的空氣于膨脹問中絕熱膨脹，空氣溫度繼續(xù)降低；然后溫度降低的空氣再通過制冷器，在等壓下吸取熱量，使之回升至原來的溫度，再回到壓縮機中，進行另一循環(huán)。制冷循環(huán)是以兩等壓過程代替逆卡諾循環(huán)中的兩等溫過程。

空氣首先在壓縮機中絕熱壓縮至0．5～0．6MPa，然后在等112特點:

制冷系數(shù)較小，故經濟性較差；由于在制冷過程中物質不發(fā)生集態(tài)變化，無潛熱可利用，故單位制冷量也較??；為了獲得足夠的制冷量，則需要比較龐大的設備，必造成動力消耗大、成本高；同時當冷卻溫度降到0℃時，由于冰霜生成，致使操作困難。

特點:1132．蒸汽壓縮式制冷

是用常溫及普通低溫下可以液化的物質作為工質，工質在循環(huán)過程中將不斷發(fā)生集態(tài)改變。

2．蒸汽壓縮式制冷

114在蒸發(fā)器中產生的低壓制冷劑蒸汽（狀態(tài)1），在壓縮機中被壓縮到冷凝壓力pc，消耗了機械功L，此時為絕熱壓縮，同時溫度不斷升高；然后壓縮后的蒸汽在過飽和狀態(tài)下（點2）進人冷凝器中，因受到冷卻介質（水或空氣）的冷卻而凝結成飽和液體（點3），并放出熱量，其冷凝過程為一等溫等壓過程；由冷凝器出來的制冷劑液體，經膨脹閥（又稱節(jié)流閥）進行絕熱膨脹到蒸發(fā)壓力PO，溫度降到與之相對應的飽和溫度TO（狀態(tài)點4），此時已成為兩相狀態(tài)的汽液混合物；然后進人蒸發(fā)器A，進行等溫等壓的蒸發(fā)過程，以制取冷量Q0。在蒸發(fā)器中產生的低壓制冷劑蒸汽（狀態(tài)1），在壓縮機中被壓縮到115特點蒸汽壓縮式制冷循環(huán)的蒸發(fā)過程和冷凝過程是在等溫情況下進行的，不可逆性小，故循環(huán)的制冷系數(shù)大。它是利用液體的蒸發(fā)過程來制冷，故單位制冷量大.在蒸發(fā)器和冷凝器中都是有集態(tài)改變的傳熱過程，傳熱系數(shù)較大，因而設備不是很龐大。理想的蒸汽壓縮式制冷循環(huán)是一個與逆卡諾循環(huán)相同的矩形封閉體。

特點蒸汽壓縮式制冷循環(huán)的蒸發(fā)過程和冷凝過程是在等溫情況下進行1163．吸收式制冷吸收式制冷循環(huán)由消耗熱能（蒸汽、熱水等）來工作在吸收式制冷機中，使用兩種工質：制冷劑與吸收劑3．吸收式制冷117

吸收式制冷

吸收式制冷118特點:吸收式制冷循環(huán)是由消耗熱能（蒸汽、熱水等）來工作的。在吸收式制冷機中，使用兩種工質：制冷劑與吸收劑。與壓縮式制冷的區(qū)別:

由熱能代替機械能,工質由二種組成

特點:119工作原理：

濃度高的制冷劑送人發(fā)生器1內吸熱蒸發(fā)成蒸汽氣體發(fā)生器中出來的蒸汽進人冷凝器2，使蒸汽冷凝成液體。冷凝后的制冷劑經過節(jié)流閥3減壓進人蒸發(fā)器4吸熱。制冷劑的蒸汽從蒸發(fā)器出來后，進人吸收器5，被經過節(jié)流閥7而來的稀制冷劑吸收，吸收時放出熱量傳給冷卻水。稀制冷劑又變成濃的制冷劑，經過溶液泵送人發(fā)生器，形成了制冷循環(huán)。

工作原理：120

4．蒸汽噴射式制冷

蒸發(fā)噴射式制冷：以熱能來代替機械能。制冷劑（工質）：水噴射泵：由噴嘴、混合室、擴壓器組成，起著壓縮機的作用。4．蒸汽噴射式制冷

蒸發(fā)噴射式制冷：以熱能來代替機械能。121

蒸汽噴射式制冷

蒸汽噴射式制冷122工作原理:鍋爐的高壓蒸汽進人噴射器中，工作蒸汽在噴嘴中膨脹，獲得很大的汽流速度（800～1000m／s或更高些）。由于這時位能變?yōu)閯幽?，產生真空，使蒸發(fā)器中的水蒸發(fā)成蒸汽，當蒸發(fā)器中的水蒸發(fā)時，就從周圍的水中吸取熱量，使其成為低溫水，供降溫使用。工作蒸汽與低溫低壓蒸汽在噴射器的混合室內混合后即進人擴壓器，在擴壓器中速度下降，動能又變?yōu)槲荒?，壓力升高。然后混合蒸汽就進人冷凝器中冷凝成水，一部分送回鍋爐，另一部分送人蒸發(fā)器，提供所須的冷量?？赡嫜h(huán):高壓蒸汽經噴射器后，溫度由點1位置降至點2位置，使蒸發(fā)器壓力降低，溫度降低，2～3為等溫過程，3～4’熱熔增加，4’至4～5為降溫等溫過程，5～7～8為升溫過程，8－1為等溫過程，6～9為等溫過程。

工作原理:鍋爐的高壓蒸汽進人噴射器中，工作蒸汽在噴嘴中膨脹，123三、制冷劑和載冷劑

制冷劑（常用的有10種左右）1）分類：無機類：NH3、SO2、CO2氟里昂：F-12、F-11、F-22…等C-H化合物：甲烷、乙烷、丙烷……等三、制冷劑和載冷劑

制冷劑（常用的有10種左右）1242）制冷劑性質比較（選NH3和F-12）2）制冷劑性質比較（選NH3和F-12）1252、載冷劑（冷媒）在間接蒸發(fā)式制冷系統(tǒng)中傳遞冷效應的介質載冷劑在蒸發(fā)器中被制冷劑冷卻然后再去冷卻物料2、載冷劑（冷媒）126

127（1）對載冷劑的要求冰點低；熱容量大；腐蝕性??；便宜。（1）對載冷劑的要求128（2）常用的載冷劑

空氣，缺點熱容量小水，熱容量大，用于0℃以上鹽水（常用），CaCl2鹽水，

（2）常用的載冷劑129四、制冷工藝流程1、單級壓縮制冷循環(huán)壓縮式制冷循環(huán)：是一種逆向卡諾制冷過程：壓縮、冷凝、膨脹、蒸發(fā)。理論循環(huán)的假設條件是：壓縮機吸入的汽體是飽和汽體，在節(jié)流閥前是飽和液體。蒸發(fā)和冷凝的壓力和溫度穩(wěn)定；制冷壓縮機氣缸沒有摩擦、節(jié)流等損耗；氣缸閥與外界沒有熱交換，也沒有余隙容積；管道中沒有任何損失，壓力降低僅在膨脹閥中進行。四、制冷工藝流程130制冷流程：氨的低壓飽和蒸氣，在壓縮機氣缸內壓縮成高壓的過熱蒸氣（1-2等熵過程），經過油水分離器后，進入冷凝器冷卻、冷凝成氨液，把熱量傳給水（2-3等壓過程），高壓氨液從貯氨器經調節(jié)站，通過膨脹閥節(jié)流降壓（3-4等焓過程），在氨液分離器分離后，氨液進入冷排（蒸發(fā)器），發(fā)生冷效應（4-1等壓等溫過程），使被冷物料降溫。從蒸發(fā)器來的低溫低壓蒸氣，經過氨液分離器分離后，再進入壓縮機壓縮。制冷流程：氨的低壓飽和蒸氣，在壓縮機氣缸內壓縮成高壓的過熱蒸131

制冷機理論功率的計算：應根據(jù)冷凍劑循環(huán)時各過程的各參數(shù)來確定，如壓力P。溫度T、比體積V、焓h1、熵S等，計算時常用的圖表是溫熵（T—S）圖或壓焓lgp—h圖

制冷機理論功率的計算：132

3（1）單級壓縮制冷循環(huán)（1）單級壓縮制冷循環(huán)1331-2壓縮：工質首先沿等熵線作絕熱壓縮壓力由P1升至P2，溫度T上升，S不變2-2‘：在冷凝器中冷卻（等壓過程）2‘-3等溫等壓冷凝絕熱壓縮后的工質，再沿等溫線2～3作等溫壓縮。

3-4膨脹，等溫壓縮后的工質再沿等熵線3～4作絕熱膨脹。高壓液體膨脹低壓液體，等焓過程，此時壓力下降，溫度降至Tc；

4-1等溫蒸發(fā)，沿等溫線4～1作等溫膨脹低壓液體蒸發(fā)吸收熱量Q0

低壓氣體，壓力不變、T不變1-2壓縮：工質首先沿等熵線作絕熱壓縮壓力由P1升134

雙級壓縮制冷循環(huán)圖

135（1）工作過程：①在蒸發(fā)器中所形成的低壓低溫制冷劑蒸氣（1點），被低壓壓縮機吸入，經壓縮到中間壓力的過熱蒸氣（點2），進入同一壓力的中間冷卻器，被冷卻到干飽和蒸氣（點3）。②高壓壓縮機吸入的干飽和蒸氣有：來自低壓壓縮機的已被冷卻的干飽和蒸氣（點3）；經膨脹閥2節(jié)流降壓的制冷劑，在降壓降溫和吸熱過程中所形成的干飽和蒸氣（點3）③中壓干飽和蒸氣在高壓壓縮機中被壓縮到冷凝壓力的過熱蒸氣（點4）在冷凝器中冷卻到干飽和蒸氣（點5），進一步冷凝成制冷劑液體（點6）④然后分兩路：流經中間冷卻器盤管（6-7）過冷，過冷后的制冷劑（點7），再經過（7-8）膨脹閥1節(jié)流降壓（點8），進入蒸發(fā)器；經膨脹閥2節(jié)流到中間壓力（點9），進入中間冷卻器（1）工作過程：136（2）與其他系統(tǒng)的區(qū)別：在于制冷劑液體的節(jié)流及冷卻方式。冷凝后的制冷劑液體分為兩路：主要的一路流經中間冷卻器盤管，為容器內的制冷劑液體所冷卻，然后經膨脹閥2進入蒸發(fā)器；另一路經膨脹閥1節(jié)流到中間壓力P中，進入中間冷卻器，這一路液體蒸發(fā)吸熱，使低壓機的排汽和盤管中高壓制冷劑液體冷卻。（2）與其他系統(tǒng)的區(qū)別：在于制冷劑液體的節(jié)流及冷卻方式。137（3）雙級壓縮制冷循環(huán)的特點：壓縮過程分兩個階段進行，在高級與低級之間裝設中間冷卻器。由于節(jié)流級數(shù)和中間冷卻的程度不同，制冷循環(huán)也有不同，分完全中間冷卻及不完全中間冷卻雙級壓縮制冷循環(huán)。通常多使用一級節(jié)流的完全中間冷卻的雙級壓縮制冷循環(huán)。（3）雙級壓縮制冷循環(huán)的特點：壓縮過程分兩個階段進行，在高級138（4）優(yōu)點壓縮機氣缸容積效率提高壓縮機的功耗減少

（5）缺點：設備投資大，操作復雜（4）優(yōu)點139四、制冷設備

1、制冷壓縮機的類型1）容積型用機械方法使密閉容器的容積縮小，容器內單位容積的氣體分子數(shù)增加，撞擊器壁的次數(shù)和強度增加，氣體壓力增加。這種提高氣體壓力的機械稱為容積式壓縮機。以活塞式制冷壓縮機為多。2）速度型用機械方法使氣體獲得高流速，然后再急劇減速，在減速過程中氣體分子彼此靠近，壓力得以增高。這種型式的有離心式制冷壓縮機

活塞壓縮式制冷機組是國內外主要的冷源制作裝置。四、制冷設備

1、制冷壓縮機的類型140（一）活塞制冷機的主要設備

1．主要分類方式（1）按活塞的運動方式①往復式壓縮機：其活塞在氣缸里作往復的直線運動，②回轉式壓縮機：其活塞在氣缸內作旋轉運動（2）按一臺壓縮機中蒸汽被壓縮的次數(shù)分為單級和雙級。（3）按蒸汽在氣缸內的流向分為順流式與逆流式。（4）按壓縮機的冷量可分為小型、中型和大型①小型：②中型：③大型：（一）活塞制冷機的主要設備

1．主要分類方式1412．立式壓縮機

（l）工作原理

吸氣閥門5裝在活塞7頂部，當活塞向下運動時，吸氣閥門5被打開，氣缸進行吸氣。當活塞向上運動時，氣缸內蒸氣壓力逐漸增大，吸氣閥門5自行關閉，隨著活塞上移，氣體壓力大于冷凝壓力時，即頂開樣蓋3（安全板）上的排氣閥門2，并將氣體壓高壓管路中。2．立式壓縮機

（l）工作原理142(2)立式壓縮機的構造①曲軸箱：裝曲軸用，是立式（V式）壓縮機的機架，承受機件所產生的力，用鑄鐵制成。②氣缸：在這里進行制冷劑的吸人，壓縮與排出等過程。注意：如果氣缸內吸人氨液，產生較大的壓力,樣蓋就能向上升起，將氨液放人排氣腔內，壓縮機發(fā)出響聲，稱為敲缸。③活塞與氣閥：活塞：吸氣閥：，排氣閥：④活塞環(huán)