食品機械與設備 第10章制冷機械與設備課件

1、工作過程：溫、低壓的氨蒸汽，從蒸發(fā)器出來后進入吸收器。在吸收 器中，氨蒸汽被低壓的稀溶液吸收，吸收所產(chǎn)生的吸收熱由冷卻水帶走。吸收后的氨溶液由泵升壓經(jīng)換熱器加熱后進入發(fā)生器。 根據(jù)熱力第一定律：U=Q-W，U-物系狀態(tài)變化時內(nèi)能的差值U，Q-物系吸熱，W物體對環(huán)境作的功 因為工質(zhì)經(jīng)過一個循環(huán)后，回復到原來的狀態(tài)，所以對一個熱力循環(huán)來說，工質(zhì)的內(nèi)能沒有變化，經(jīng)過一個循環(huán)，體系對外的熱交換和功交換的關系是：WdWdwduq)(WdWdwduq)(體系完成一個循環(huán)對外界的熱交換是，從熱源吸收的熱量q1和對冷源放出的熱量q2 代數(shù)和，稱為“凈熱”。所以 q= q1+q2。同理，功交換也是“凈功”，也是

2、體系對外界和外界對體系所作功的代數(shù)和。所以可以說體系循環(huán)的凈熱等于凈功。 體系從外界吸收的熱量q1并沒有完全變成功，而是一部變成功，其余部分又放給外界。工質(zhì)從溫度較高的熱源吸熱，并向溫度 較低的冷源放熱q2（冷源損失）。對于熱機來說，總希望它所吸 收之熱q1變成功的部分愈多愈好，冷源損失愈少愈好，衡量這種 熱能利用效果的指標叫循環(huán)熱效率，定義為 1212111qqqqqqW卡諾循環(huán)由兩個定溫過程和兩個絕熱過程所組成。1-2線為定溫吸熱過程2-3線為絕熱膨脹過程3-4線為定溫放熱過程4-1線為絕熱壓縮過程（PV、TS為一種順時針進行的熱力循環(huán)）121211TTqq)()(41320ssTcssT

3、qC)()(41320ssTcssTqCwq 對于逆卡諾循環(huán)的理想制冷系數(shù)i應有： 可見，逆諾循環(huán)的制冷系數(shù)僅取決于熱源溫度Th和冷源溫度下Tc，而與工質(zhì)（制冷劑）的性質(zhì)無關。而熱源溫度Th愈多，冷源溫度Tc愈低，則制冷系數(shù)愈小。這個結(jié)論在制冷技術上有著十分重要的指導意義。 chcchchiTTTSSTSSTssTqqqwq)()()(414141000（1）因為膨脹機的構造復雜，且收效不大，實際中以構造簡單，操作方便的節(jié)流閥代替。工質(zhì)經(jīng)過節(jié)流閥是一個等焓變化，所以制冷量相應地減小。n（2）為了增加制冷量，提高制冷系數(shù)，制冷劑在冷凝器中冷凝成飽和液體后，再經(jīng)過冷器冷卻而冷凝成飽和液體后，再經(jīng)過

4、冷器冷卻成過冷液體。圖中3-3表示。于是節(jié)流膨脹過程即轉(zhuǎn)化為3-4線所代表的過程。由圖可顯然看出，制冷量因此增加了4-4以下的一塊矩形面積。n實際制冷循環(huán)冷凝溫度影響制冷量,T低,制冷量大. 有些制冷機循環(huán)還對蒸發(fā)器之后進入壓縮機之前的制冷劑蒸汽進行過熱，這樣壓縮機吸入就是過熱蒸汽，實現(xiàn)干法壓縮。 可以看出，制冷機綜合了壓縮機、冷凝器、膨脹閥、蒸發(fā)器等機件。為了提高制冷機效率及保證制冷系統(tǒng)安全穩(wěn)定，在實際制冷系統(tǒng)中，還加裝油分離器、貯液桶、空氣分離器等附屬設備。下面介紹。低壓高壓ppchcTTT低壓高壓pp對制冷劑有以下幾方面的要求： 1.熱力學上的要求：在大氣壓力下，制冷劑的沸點要低，即易蒸

5、發(fā)。制冷劑的臨界溫度要高，至少要高于一般冷卻水的溫度，即就可以在冷凝器內(nèi)液化。制冷劑在蒸發(fā)器內(nèi)的壓力最好能與大氣壓力相近或稍高于大氣壓，在冷凝內(nèi)壓力不應過高，這樣空氣就不會滲入系統(tǒng)，制冷劑也不會自系統(tǒng)滲出。（避免空氣竄入制冷機系統(tǒng)中，降低傳熱系數(shù)以及增加壓縮機的功率消耗。）工業(yè)上已采用的制冷劑很多，目前常用有以下幾種，氨，氟利昂-12，氟利昂-22，氯甲烷，二氧化碳。1.氨具有良好的熱力學性質(zhì)，在工業(yè)上被廣泛采用。氨在1標準大氣壓下的蒸發(fā)溫度-33.4，液體密度681.8kg/m。是一種易于購得，價格低廉得制冷劑。載冷劑必須具備的條件： 冰點低、熱容量大、對設備的腐蝕性小， 價格低廉。 空氣或

6、者水是最容易獲得的冷媒，空氣的缺點是熱容量太小。水的熱容量大，但水的凝固點（冰點）高，只能在0以上使用。 在0以下的冷凍系統(tǒng)，都采用鹽水為載冷劑，工業(yè)上常用的載冷劑一般為NaCl、CaCl2、MgCl2等調(diào)制鹽水。 當活塞返回時，也就是說當它開始離開汽缸蓋時，起初那些殘留在余隙中的已被壓縮至排氣壓力的制冷劑蒸汽膨脹，在膨脹過程中，蒸汽壓力逐漸降低。當其壓力降低至低于吸氣壓力后，吸氣閥門才開啟，并把蒸汽中的制冷劑蒸汽吸入汽缸。 由于余隙的存在，余隙中殘留有一定數(shù)量的制冷劑高壓蒸汽，推遲了吸氣閥門的開啟時間，減少了壓縮機從蒸發(fā)器吸入的制冷劑蒸汽量，也應是說減少氣缸的有效容積，減少了壓縮機制冷能力。 21PP蒸發(fā)壓力冷凝壓力)/(60432hmznsDVp1VVGqp)(6 . 3)()(6 . 341wiiGQwqVQrpp)(.)()(wiiGQgwqqQQgbgbgb6341)(3600)(12KwiiGPj)(KwPPsjss)(12KwtzbTTs)(361036001035KwVPVPPpmpmme)(KwPPPPemsee特點：1.結(jié)構簡單，工作安全，對水質(zhì)要求不嚴， 容易清洗。2.金屬消耗量大，占地面積較大。優(yōu)點：傳熱系數(shù)較高，氨氣自底部進入，水自上部淋下，對流及時排除已冷