制冷装置(与金文版配套)168页

制冷装置一、制冷装置在专业课程体系中的定位制冷原理制冷机器设备空调制冷机房应用冷库制冷装置→冷库建筑……造价施工运行二、制冷装置研究内容制冷设备1、含意：制冷装置是将组合在一起的装置耗冷设备2、组成：主机（四大件）辅机（各种分离器、贮液器等）连接管道及阀门、仪表3、研究：①如何供冷：通过制冷设备产生冷量②如何用冷：使已有的冷量满足用户需要三、制冷方案的设计制冷方案设计是设计单位依据设计任务书提出的初步设想。1．压缩机选型（型式和级数）2．冷凝器选型（水冷、风冷）3．蒸发器选型（直冷、间冷）——课程主体是冷库：冷间的冷却方式为直冷冷风机冷却排管直接膨胀供液4．蒸发器供液方式：重力供液液泵供液5．自动控制系统型式的确定四、制冷装置分类及应用1、冷藏制冷装置：用于食品保鲜贮存（冷藏链）冰箱―――――家用冷藏库――――大型冷藏冷藏运输―――运输冷藏陈列―――商用四、制冷装置分类及应用2、空调制冷装置：用于室内空气调节四、制冷装置分类及应用3、工业冷却装置：满足工艺生产要求4、真空冷冻干燥装置：干燥食品、冷冻血液、冷藏种子等5、液氮制取装置：低温制取液氮6、工程冷冻装置：在建筑中，混凝土浇灌冷冻处理7、试验制冷装置：科学试验条件要求的特殊制冷装置五、发展趋势制冷剂：CFC、CHFC、HFC，制冷剂更新对制冷装置调整节能：变频、改变能源形式自动化：PLC程序控制制冷装置绪论~~~金文~~~一、制冷装置在专业课程体系中的定位制冷原理制冷机器设备空调制冷机房应用冷库制冷装置→冷库建筑……造价施工运行二、制冷装置研究内容制冷设备1、含意：制冷装置是将组合在一起的装置耗冷设备2、组成：主机（四大件）辅机（各种分离器、贮液器等）连接管道及阀门、仪表3、研究：①如何供冷：通过制冷设备产生冷量②如何用冷：使已有的冷量满足用户需要三、制冷方案的设计制冷方案设计是设计单位依据设计任务书提出的初步设想。1．压缩机选型（型式和级数）2．冷凝器选型（水冷、风冷）3．蒸发器选型（直冷、间冷）——课程主体是冷库：冷间的冷却方式为直冷冷风机冷却排管直接膨胀供液4．蒸发器供液方式：重力供液液泵供液5．自动控制系统型式的确定四、制冷装置分类及应用1、冷藏制冷装置：用于食品保鲜贮存（冷藏链）冰箱―――――家用冷藏库――――大型冷藏冷藏运输―――运输冷藏陈列―――商用四、制冷装置分类及应用2、空调制冷装置：用于室内空气调节四、制冷装置分类及应用3、工业冷却装置：满足工艺生产要求4、真空冷冻干燥装置：干燥食品、冷冻血液、冷藏种子等5、液氮制取装置：低温制取液氮6、工程冷冻装置：在建筑中，混凝土浇灌冷冻处理7、试验制冷装置：科学试验条件要求的特殊制冷装置五、发展趋势制冷剂：CFC、CHFC、HFC，制冷剂更新对制冷装置调整节能：变频、改变能源形式自动化：PLC程序控制六、冷库基础制冷装置氨制冷系统—高压系统~~~金文~~~制冷系统类型氨系统按工质分氟利昂系统混合制冷剂系统活塞式制冷系统分类螺杆式压缩式涡旋式转子式按原理分离心式吸收式制冷系统组成压缩部分高压系统冷凝部分基本四大件调节部分辅助设备低压系统—供液方式制冷剂循环系统管道及阀门仪表及控制器制冷装置润滑油循环系统融霜系统（仅限热氨融霜系统）冷却水循环系统（仅限水冷式系统）冷媒水循环系统（仅限间冷式系统）一、压缩部分1、压缩类型：（考虑制冷剂）单级单机①单级压缩：蒸发温度较高的制冷系统单级双机②双级压缩：蒸发温度较低的制冷系统单机双级配组式③复叠式压缩：用于更低的蒸发温度制冷系统④单双级混合压缩：用于蒸发温度不同的制冷系统一、压缩部分2、单级压缩：吸气口+吸气管+仪表阀门压缩机排气口+排气管+仪表阀门①组成结构高压控制器：安全保护控制器高低压控制器低压控制器：节能压差控制器：安装于压缩机油泵上一、压缩部分2、单级压缩：更换压缩机安全方便双排阀——保护排气管上的单向阀保证反向工作阀正常工作单级单机单向阀——防止停机后排气管中氨气冷凝为氨液回流进入压缩机。②阀门安装特点反向工作阀——促使压缩机反向工作，使高压系统内部真空。吸气管并联，并设吸气互换阀——作用：灵活单级多机控制蒸发器工作系统排气管串联一、压缩部分2、单级压缩：③阀门类型：一、压缩部分3、双级压缩：①原因：②判断：③类型：④工作原理：氨机：Pk/Po8时，采用双级压缩蒸发温度取决于用户要求→To→Po冷凝温度取决于环境条件→Tk→Pk↔压缩比Pk/Po过大→制冷系数↘氨系统使用一次节流中间完全冷却的双级压缩12345678PhPKPOPm12345678一、压缩部分3、双级压缩：⑤组成：单机双级压缩机+中冷器：1节省机房面积及管道2操作方便3压缩机高低压容积比固定（0.33、0.5）配组式双级压缩机+中冷器：1系统庞大2组成灵活，能满足各种需要一、压缩部分3、双级压缩：⑥辅助设备－中间冷却器降低低压级压缩机排气温度作用保证高压级压缩机供气分离润滑油高压液体节流前过冷结构特点：大容积：保证中冷效果，减少液面波动两种：氨用、氟利昂用管道连接：二、冷凝部分油分离器冷凝部分冷凝器高压贮液器空气分离器二、冷凝部分1、油分离器①作用：分离制冷剂中携带的润滑油②位置：压缩机后、冷凝器前洗涤式离心式③油分离器类型填料式过滤式干式为什么制冷系统中有油？制冷压缩机工作需要润滑油。润滑油作用：1、润滑机械运动部件2、冷却压缩机气缸3、密封活塞与气缸等间隙4、控制能量调节机构为什么制冷系统中要分离润滑油？润滑油随制冷剂进入制冷系统会造成：1、润滑油进入换热设备，会在换热表面形成油垢，影响传热效果。2、润滑油粘性大，增加制冷剂流动阻力。3、混合杂物阻塞管道二、冷凝部分2、冷凝器立式：用水量多，水质可差壳管式卧式：水质要好，水温低水冷式套管式：小型水冷系统淋水式：用水少，水质可差，空气干燥类型风冷式自然对流式：负荷小强制对流式：负荷较大蒸发式：用水少，空气干燥二、冷凝部分3、高压贮液器①作用：贮存高压制冷剂液体（避免冷凝器积液，保证冷凝面积）；稳定/调节供液量（根据负荷变化调节蒸发器供液）；系统液封（液封高低压两部分压差）分离润滑油②位置：冷凝器之后③结构：④管道连接：直通式、波动式二、冷凝部分4、不凝性气体分离器①作用：分离制冷剂中混杂不凝性气体，并回收净化后的制冷剂。②位置：冷凝器和高压贮液器的旁边③原理：降温冷凝④类型：（1）立式（2）卧式⑤注意：（1）氟里昂制冷系统没有专用的放空气装置，因空气积存于冷凝器的上部，停机时打开冷凝器顶部的放空气阀即可。（2）氟里昂制冷系统放空气最好停机进行。（3）氨制冷系统放空气则应在开机时进行。在制冷系统冷凝温度冷凝压力下不能冷凝的气体制冷系统中不凝性气体从何而来？①在第一次充灌制冷剂前系统中有残留空气；②补充润滑油、制冷剂或检修机器设备时，空气混入系统中；③当蒸发压力低于大气压力时，空气从不严密处渗入系统中；④制冷剂和润滑油分解时产生的不凝性气体。制冷系统中不凝性气体有何危害？①不凝性气体占据换热空间，使换热设备的传热效果变差②空气绝热指数高，导致压缩机的排气压力、温度升高，压缩机耗功增加③空气加剧氨腐蚀作用二、冷凝部分5、冷凝部分管道设计三、调节部分总调节站调节站分调节站加氨站热氨站三、调节部分1、总调节站①作用：分配高压系统来的液氨。单阀门组式：适用于单级压缩、双级压缩②类型双阀门组式：适用于单双级混合压缩三、调节部分2、分调节站①作用：用于重力供液or氨泵供液时,分配低压氨液及氨气。氨液分离器→液体分调节站（分）→蒸发器；单排阀组：蒸发器→气体分调节站（集）→氨液分离器双排阀组：不仅分配氨液分离器－蒸发器之间；②类型而且分配热氨融霜系统集中式：靠近氨液分离器分散式：靠近蒸发器三、调节部分3、加氨站①作用：向系统充注氨。②要求：必备压力表，设于室外。方法：钢瓶倒置→耐压橡胶管连接→抽气管→称重确定加氨量氨瓶加氨加氨位置总调节站③类型低压系统＝氨液分离器/低压循环桶/蒸发器适用于：大型制冷系统氨槽车加氨给氨槽车加压－接高压系统（用油分离器排出的热氨气）方法：氨槽车排液――接低压系统or总调节站三、调节部分4、热氨站①作用：分配融霜用的热氨到各个蒸发器融霜。②要求：管道保温；安装压力表（控制压力0.6～0.9MPa）③过程：油分离器→热氨气→热氨站→分调节站→蒸发器蒸发器制冷装置氨制冷系统—低压系统~~~金文~~~系统简单优点氨与被冷物只有一次传热温差冷场均匀，冷却速度快氨泄漏直接污染冷藏食品直冷系统缺点机房－库房距离远不适合直接膨胀供液供液方式重力供液氨泵供液气泵供液有利于远距离分散式输送冷量制冷系统集中优点载冷剂蓄冷能力大，输冷温度波动小，停送载冷剂立即停止供冷载冷剂无毒，不会污染冷藏食品间冷系统存在二次传热温差缺点增加载冷系统，投资和运行费用↗部分载冷剂对管道有腐蚀作用冷媒水系统类型封闭式同程式敞开式异程式直接冷却系统：主要用于冷藏低压系统间接冷却系统：主要用于空调、制冰、工业冷却制冷剂－载冷剂载冷剂－低温系统一、直接膨胀供液1、原理：利用Pk与Po的压差作为动力，高压氨液经节流直接进入蒸发器。2、结构：调节站+蒸发器3、优点：减少功耗（功耗设备只有压缩机）系统简单闪发蒸气进入蒸发器负荷变化→供液量与蒸发量平衡失调缺点：(Pk-Po)决定供液量热力膨胀阀调节能力↘手动阀工作量↗高度不同的蒸发器，高位蒸发器因含闪发蒸气而供液量↘下部蒸发器供液量↗4、适用于：负荷稳定的小型装置or备用二、重力供液1、原理：利用氨液自身重力，从较高位的氨液分离器流入较低位的蒸发器。2、结构：氨液分离器+调节站+蒸发器3、氨液分离器与蒸发器高差确定：·分析：高差过小→供液不足高差过大→Po↗→To↗→不能满足用户要求两器最大液面差＝1～2米·取值：氨液分离器出液管面积＝2×进液管面积蒸发排管每一回路管长不宜过长：如管径D38mm→管长120m二、重力供液4、问题处理：①蒸发器高度位置不同：问题：制冷剂蒸气影响供液平衡处理方法：采用液包借位重力供液②负荷波动大/机房库房距离远：问题：回气中易存在冷凝氨液→造成湿压缩处理方法：机房的压缩机前加氨液分离器机房氨液分离器类型简易型：定期加压排液完善型：连续工作二、重力供液避免湿压缩5、优点阻止闪发蒸气进入蒸发器供液较均匀（∵有均压管和气液调节站的作用）两器液面高度差影响蒸发温度To缺点设备间相对位置受限制工质流速较慢→总换热强度↘系统复杂，一次投资大6、适用于：小型制冷装置三、氨泵供液1、原理：依靠氨泵为氨液提供动力，将高压氨液送入蒸发器工作。2、结构：低压循环桶+氨泵+调节站+蒸发器①低压循环桶：氨液分离器+排液桶②氨泵：扬程：低压系统总阻力流量理论：供液量=蒸发量实际：供液量=循环倍率*蒸发量·安装于低压循环桶下：保证氨液进入，防止气蚀·泵体前后设抽气管：低压条件下流动易气化装安装·设自动旁通阀：部分蒸发器停机→蒸发量↘(氨泵供液量一定)→n↗→不利制冷→开启旁通阀，过多氨液回循环桶·出口安止回阀：防止停机氨液倒流·进出口安断液保护器：方便氨泵检修更换定义：确定：n↗→K↗权衡取值：自然风冷：n＝3～4n↘→流动阻力↘强制风冷：n＝5～6ZFbGGn循环倍率与传热系数的关系（光滑管冷风机，内径32mm，管长521m，分段供液）三、氨泵供液3、系统工作过程一桶一泵：高压液→节流→循环桶→截止阀→过滤器→氨泵→单向阀→↖__蒸发器←液体分调节站←截止阀←一桶二泵：过程同上，结构二泵并联，可单独工作也可同时工作图1-31氨泵供液系统原理图三、氨泵供液4、蒸发器供液方向的影响停机后，氨液全部回流到循环桶而立即停止制冷优点停机即可融霜·上进下出蒸发器内氨液自重下流，易冲出润滑油及杂质设备安装有要求：自上而下为蒸发器－循环桶－氨泵缺点循环桶容积要足够大：足够盛放停机后蒸发器回流的全部氨液蒸发器多组时，需设调节阀均匀供液于各个支路优点氨液靠压力供液，供液均匀·下进上出停机后，蒸发器残余氨液继续制冷缺点融霜需先排液多组蒸发器安装高差大时，会有液柱静压影响下部蒸发器Po↗三、氨泵供液5、氨泵供液优缺点优点：①n＝3～6→氨