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、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、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，再次進入蒸發(fā)器吸

2、熱氣化，達到循環(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)備是為了提高運行的經(jīng)濟性、可靠性和安全性而設(shè)置的。以雙級壓縮機制冷系統(tǒng)為例，完成一次制冷循環(huán)，氨必須依次通過低級氨壓機、一級油分離器、中間冷卻器、高級氨壓機、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，這樣才完成一次循環(huán)，實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)化機械能，機械能轉(zhuǎn)化為熱能，熱能又通過氨的作用進行冷熱交換，完成制冷的過程。

3、二、活塞式壓縮機的基本結(jié)構(gòu)及其工作原理：活塞式壓縮機是目前廣泛應(yīng)用于大中型冷庫的制冷機型。我局安裝的就是一臺6AW10型單級氨壓縮機和一臺8ASJ10型雙級氨壓縮機，均由大連冷凍機廠生產(chǎn)的?；钊綁嚎s機主要由機體、曲軸、連桿、活塞、進排氣閥組、安全閥、能量調(diào)節(jié)機構(gòu)、潤滑系統(tǒng)和直連式電動機配裝而成的。6AW10型壓縮機的總體結(jié)構(gòu)是：“6”表示壓縮機有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。該機活塞行程為100毫米，轉(zhuǎn)數(shù)960轉(zhuǎn)/分，標準制冷量為2900000千焦/小時，電動機功率為37千瓦/小時，該機能將庫溫

4、降至-300C。8ASJ10型壓縮機的總體結(jié)構(gòu)是：“8”表示壓縮機為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”表示單機兩極，即在一臺機體上設(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，該機能將庫溫降至-450C，標準制冷量為1100000千焦/小時，電動機功率為31千瓦/小時?；钊街评鋲嚎s機的工作原理是靠電動機的轉(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

5、箱汽缸中作上下往復(fù)運動，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)備的附屬裝置一、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。

6、有的則采用過濾等方法來增強分高效果。    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8O%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

7、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。另外當蒸發(fā)器熱負荷變化時，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。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

8、液桶它的功用是當冷庫中排管沖霜時，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行汽液分離。四、氨液分離器氨液分離器的作用，一種僅是分離來自蒸發(fā)器的氨液，防止氨液進入壓縮機發(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 1114所示是常用的一種立式氨液分離器。它是一個圓筒殼體，其上有氨氣進出口

9、、氨液進出口、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。第十一章 冷凍設(shè)備 第二節(jié) 活塞式壓縮制冷設(shè)備的附屬裝置一、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

10、利昂制冷的為過濾式油分離器。這種油分離器的分離率為8O%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，簡體上裝有進液、出波、放空氣、放油、平衡管及壓力

11、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。另外當蒸發(fā)器熱負荷變化時，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。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

12、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行汽液分離。四、氨液分離器氨液分離器的作用，一種僅是分離來自蒸發(fā)器的氨液，防止氨液進入壓縮機發(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 1114所示是常用的一種立式氨液分離器。它是一個圓筒殼體，其上有氨氣進出口、氨液進出口、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。七、涼水裝置制冷系統(tǒng)中的冷凝器、過冷器及制冷壓縮機的汽缸等，都需要不

13、斷地用大量水冷卻，而這些冷卻水吸熱后溫升只 34，通常是用涼水裝置將吸熱后的冷卻水降溫后重復(fù)使用。 涼水裝置的型式很多，常用的有點波填料涼水塔，如圖1117所示。它是依水-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，水滴沿點彼填料的表面成膜狀向下流動，空氣在頂部風(fēng)機作用下，從下部進入塔體，由下而上在塔內(nèi)與水流逆向運動進行熱交換。這種裝置結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小，冷卻效果好，耗水量低。BL-50型點波式冷卻塔的性能參數(shù)：冷卻水量 L 50m3h；當空氣干球溫度為31.5，濕球溫度為28，大氣壓力為100.4kPa，進水溫度 36，出水溫度32，

14、冷卻水溫降4時。循環(huán)水自身的蒸發(fā)量約為0.7；淋水密度為13m3(m2·h)。此種冷卻塔適用于配套627MJh的氨制冷機。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 主要建在消費中心。（3）

15、混合性冷庫兼有生產(chǎn)性和分配性冷庫的特點。2.按使用要求分（l）高溫冷庫 主要冷藏果品、蔬菜、鮮蛋等食品，。一般庫溫4-2。（2）低溫冷庫 主要冷凍并凍藏肉類、水產(chǎn)品等，一般庫溫為-l8-30。（3）空調(diào)庫 在常溫條件下貯藏米、面、藥材、酒等，一般庫溫在1015。（三）冷庫的組成如機房，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。二、 冷藏庫的制冷系統(tǒng)及其設(shè)備選擇(一）機房系統(tǒng)1壓縮機（l）一般選擇原則負荷 制冷壓縮機的總負荷，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的總負荷較大時，宜選用

16、大型壓縮機，以減少臺數(shù)，簡化系統(tǒng)，但整個冷庫中的壓縮機，不得少于兩臺，以防因壓縮機發(fā)生故障而停止供冷，且避免在淡季時壓縮機長期在小負荷下運轉(zhuǎn)。備件 不同蒸發(fā)系統(tǒng)的壓縮機，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 選用壓縮機應(yīng)按其制造廠規(guī)定的技術(shù)條件計算。如缺少資料可按前一機部部頒標準中小型活塞式單級制冷壓縮機型式與基本參數(shù)（JB95567）考慮。壓縮比 按氨制冷壓縮機的使用條件，高低壓的壓縮比小于8時，即-15蒸發(fā)溫度的制冷系統(tǒng)，采用單級壓縮機。若壓縮比大于8時，即-28-33蒸發(fā)溫度的制冷系統(tǒng)，則采用雙級壓縮機。 （2）單級壓縮機的選型計算根據(jù)壓縮機總負荷，有以下兩

17、種方法：按壓縮機的理論排氣量選型。用制冷量和需冷量的平衡關(guān)系，求得壓縮機的理論排氣量，再查得相近的理論排氣量，即可選定壓縮機的型號和臺數(shù)。壓縮機的理論排氣量Vp由下式求得：式中 Qj冷卻系統(tǒng)壓縮機總負荷（kJh);V2吸入氣體的比容（m3kg）；il蒸發(fā)器出口干飽和蒸汽的焓值（kJkg）；i5節(jié)流闊后液體制冷劑的焓值（kJkg）；i1、i5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；q 壓縮機吸氣系數(shù)，按制造廠給定值選用。按壓縮機的標準工況制冷量選型。即把所需的壓縮機負荷折算成標準工況下的制冷量，以選配壓縮機的型號和臺數(shù)。(3) 壓縮機的有關(guān)計算壓縮機

18、產(chǎn)冷量的計算(1) 壓焓圖(2) 理論排氣量： Vp15D2snz (m3/h)(3) 氨循環(huán)量： GVpq/V1(4) 產(chǎn)冷量(制冷能力)QVpqqr/3.6 或 QG(i1i4)/3.6不同工況下制冷量換算QgQbqg g/qbb壓縮機功耗的計算(1) 絕熱功率： NjG(i2i1)/3600(2) 指示功率： NINj/=Ts/Tlbts(3) 摩擦功率： NmPmVp/3600(4) 軸功率： NeNI+Nm(5) 電機軸功率： N=Ne/e=(NI+Nm)/e(6) 配用電機功率： N'd = (1.101.15)N2冷凝器冷凝器的選型主要按制冷設(shè)備的制冷量、機房布置、當?shù)氐?/p>

19、水溫、水質(zhì)、水量及氣象條件確定。（l）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)，一般布置在室內(nèi)與中小型制冷機組配套，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。    (l）直接膨脹供

20、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。   （2）重力供液系統(tǒng) 它是借低壓氨液本身的重力進行供液。 氨液在蒸發(fā)器被汽化后，再進入氨液分離器、將其中液滴分離出去，重新進入壓縮機。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0.52m。    重力供液制冷系統(tǒng)的優(yōu)點：    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，供液中有氨液分離器的緩沖作用，因而容易實現(xiàn)正常工況的操作調(diào)節(jié)。    缺點：    第一，氨液在較小壓差下流動，放熱系數(shù)小，蒸發(fā)器的換熱強度較低。    第二，用一個氨液分離器向多個同層庫房供液時，