第九章-实用制冷装置

第九章实用制冷装置第一节食品冷冻、冷藏装置1.冷库的制冷系统二、运输式冷藏装置特点：1.隔热结构要求高;2.应有良好的防潮措施;3.制冷装置应适应运输工具的特点;4.负荷变化大，设计时应考虑制冷机的余量;5.运输式冷藏装置在重量、体积、安全性及自动化方面的要求比陆用冷藏装置要求高。1.铁路冷藏车(1)集中供冷的铁路冷藏车:设有装有发电机组的动力车厢和装有制冷机的车厢，其冷量通过盐水输送到各冷藏车厢。这类列车不能任意编组，机动性差，不适合小宗货物运输。(2)分散供冷的铁路冷藏车:通常由五节车厢组成，其中一个车厢为发电乘务车，另外四节车厢均为带有独立制冷设备的冷藏车厢，各冷藏车可任意换位。压缩冷凝机组通常装在车厢端部的机器间，空气冷却器装于车厢端部上方，采用直接冷却方式，冷空气在风机的作用下在车厢内循环。2.冷藏汽车冷藏汽车有两种形式，一种是不带制冷装置，采用冰或干冰来冷却，近年来也有采用液化气体冷却方式，常用是液氮喷淋冷却，但液氮价格贵，因而使用受到限制；另一种采用机械制冷以前用R22小型氟利昂制冷机，目前则用R134a或R22及混合工质制冷剂。车厢壁常用泡沫塑料隔热，厚度一般为150mm，相应的热导率约。3.冷藏船由于船舶的特殊环境，制冷装置除了体积应小以外，特别要求可靠性高，在船体摇摆情况下仍能正常工作。螺杆式制冷机在这些方面具有一定优点，因而目前的应用越来越广泛。船舶制冷装置一般采用氟利昂制冷机，且自动化程度高。若选用氨制冷机，则应将其安置在单独的机房内，并采用盐水间接冷却。KmW2/5.04.冷藏集装箱冷风由箱顶的风道吹出，通过侧壁和箱门内侧的凸条，再经由箱底的回风道返回。为了提高冷藏集装箱的保温效果，在四壁加有隔热材料。冷藏集装箱在运输不需冷冻的新鲜水果蔬菜时，由于要使箱内的二氧化碳保持较低的标准，故在箱壁或箱门上装有通风口，以供应新鲜空气。冷藏集装箱大都采用柴油发电机组作动力，采用制冷机制冷。此外尚有冰盐冷却、干冰冷却及液氮喷淋冷却。目前还应用冷冻板方式，即在运输前利用制冷机，先将冷冻板冻结，在运输过程中就靠该冻结的冷冻板融化吸热，使箱内温度保持在调定值。三、电冰箱4.开放式商品陈列柜冷藏陈列柜的结构：对于图9-9a，在风机1的作用下，通过蒸发器2的冷空气，沿着气流分配槽4吹向格栅，形成冷风幕，这样就取消了前面的密封门，以方便顾客。对于图9－9b的冷冻陈列柜，气流分配槽4处有两股气流，其中一股是通过蒸发器的低温气流，通过配风格栅6之后作为冷风幕内侧，另一股旁通气流通过配风格栅6后，在上部形成保护冷风幕以减少低温风幕的冷损。四、食品冻结装置1.搁架式排管冻结装置:这种冻结装置是用光滑排管组装成的搁架，冻结货物直接放置在搁架上。搁架式排管一般设置于冻库中，对鱼类、家禽和小水产，以及冰棒、冰淇淋等食品进行冻结与硬化。2.吹风冻结装置:通过冷风机的强烈吹风，可以提高冷空气与需冻结货物之间的传热系数，缩短冻结时间，提高冻结质量。3.螺旋带式冻结装置:这种装置是把食品放置在金属传送带上，进行螺旋输送冻结，因而占地面积小，仅有一般水平输送带面积的25%。这种装置由蒸发器、风机、转筒及其驱动装置、特制的弹性传送带、清洗装置、控制屏等组成。4.平板冻结器:平板冻结器是在中空的金属板内通以制冷剂，金属板间放置食品，并在金属板上加压，使食品与之紧密接触而冻结。5.流化床式冻结设备对于冻结单个速冻物品，如炸肉丸、去皮熟虾、炸土豆、水果、莓类等可采用流化床式冻结设备。这种设备是利用形状与大小都比较均匀的颗粒，在冷气流上吹时这些颗粒就会出现流态化，悬浮在气流中，彼此是分离的并为气流所包围，但是可以自由移动。第二节真空冷冻干燥装置1.真空冷冻干燥箱：它的主要功能是放置被冻干的物质，并在冻干过程中提供冷量冻结制品和提供升华热量升华水气。2.水气凝结器：水气凝结器用来捕集真空箱内制品升华时的水气。3.制冷系统:制冷系统是用来提供干燥箱和水气凝结器的冷量，两者可共用一套制冷系统亦可采用各自独立的系统。4.真空系统:在真空冷冻干燥装置中，水气的升华压力主要取决于水气凝结器的温度。5.加热系统:是用来提供冰晶的升华热。直接加热是在搁板下设置电热丝加热。间接加热大多用电热或蒸气加热载热剂，再将载热剂泵入搁板进行加热。6.液压系统:液压系统通常装在干燥箱顶部。7.自控和测量装置。第三节制冰及干冰装置一、盐水制冰设备二、桶式快速制冰三、其他型式制冰机四、干冰的制造第四节空调用制冷装置一、空调装置的组成及分类按空气处理设备的设置，空调装置可分为：(1)集中式系统：(2)半集中式系统：(3)全分散式系统：二、中央空调系统1.集中式系统：按处理空气的来源情况，又分为直流、闭式和再循环系统三种。（1）直流系统：经空调器处理而送入室内的空气全部来自室外的新鲜空气，空气在空调室内吸收室内余热、余湿后全部排出室外。因其全部处理新鲜空气，故能量消耗大，经济性差，只适用于某些高速诱导或单纯通风系统。（2）闭式循环系统：经空调器处理的空气全部来自室内，而无室外新鲜空气。为满足人体健康需要必须使空气净化、再生，并不断补充氧气，故除某些特殊场合（如舰艇）之外，一般不采用闭式系统。（3）再循环系统：为直流、闭式循环的综合型式，经空调器处理，送入室内的空气，一部分是来自室外的新鲜空气，另一部分是利用室内的回风。这两部分空气按一定比例混合。通常把前一部分空气称为新鲜空气将后一部分空气称为再循环空气。这种空调系统既能满足卫生要求，又可减少空调装置冷、热能量消耗，经济性好。因此，该系统为目前空调中广泛采用的形式。一次回风的再循环空调系统2.空气诱导器诱导器是一个末端装置，它由静压箱、喷嘴、冷热盘管组成。经过集中处理的一次风首先进入诱导器的静压箱，然后以很高速度自喷嘴喷出。由于喷出气流的引射作用，在诱导器内形成负压，室内回风（称为二次风）就被吸入，然后一次风与二次风混合构成了房间的送风。盘管可以加热空气也可以冷却空气。上面介绍的这种诱导器叫冷热诱导器或称“空气水”诱导器。在工程上还存在一种不带盘管的诱导器叫简易诱导器，又称“全空气”诱导器。简易诱导器不能对二次风进行冷热处理，但可以减少送风温差，加大房间的换气次数，常常在轮船或客机等空间较小的地方使用。3、风机盘管三、空调用冷水（热泵）机组1.往复活塞式机组3.螺杆式机组3.离心式机组四、蓄冷空调系统1.水蓄冷系统:以空调用的冷水机组作为制冷设备，以保温槽作为蓄冷设备。空调主机在用电低谷时间将水温降至5~7℃并蓄存起来，空调时将蓄存的冷水抽出使用。2.冰蓄冷系统(1)冰盘管式蓄冰装置：冰盘管式蓄冰装置是由沉浸在水槽中的盘管构成换热表面的一种蓄冰设备。(2)冰球密封件式蓄冰装置：该装置是将装有水或有机盐溶液的塑料球放入蓄冰槽中，利用制冷机的载冷剂通过装满冰球的容器，使冰球内的溶液结冰，结冰所需的时间决定于溶液的温度、流量、冰球的数量及冰球在容器内的分布状况。(3)片冰滑落式蓄冰装置：片冰滑落式蓄冰装置是在制冷机的板式蒸发器表面上不断冻结薄片冰。当冰层厚度达3~6mm时，通过制冷系统中四通换向阀，将高温制冷剂气体通人蒸发器，使与蒸发器表面接触的冰融化，则片冰靠自重滑落至蓄冰水槽内，进行蓄冰。(4)冰晶式蓄冰装置：通过冰晶制冷和将低浓度的乙二醇水溶液冷却至低于，然后，将此状态的过冷水溶液送入蓄冰水槽，溶液中即可分解出的冰晶。如果过冷温度为，即可产生2.5%的直径约的冰晶。由于单颗粒冰晶十分细小，冰晶在蓄冰水槽中十分均匀，水槽含冰率约为50%。结晶化的溶液可用泵直接输送。3.共晶盐蓄冷系统采用除冰以外的其他相变材料——共晶盐（即是由水、无机盐及添加剂配调而成的混合物）实现蓄冷。相变温度为。共晶盐蓄冷系统的基本组成与水蓄冷相同，采用常规空调用冷水机组作为制冷设备，但是蓄冷槽内用共晶盐作为蓄冷介质，利用封闭在塑料容器内的共晶盐相变潜热进行蓄冷。C8~5（二）全部蓄冷设计模式和部分蓄冷设计模式全部蓄冷模式:其蓄冷时间与空调时间完全错开，在夜间非用电高峰期，起动制冷机进行蓄冷，当所蓄冷量达到空调所需全部冷量时，制冷机停机。此时蓄冷量B+C等于A。这样全部蓄冷模式的蓄冷系统需设置较大的制冷机和蓄冷装置，故一般不宜采用。部分蓄冷模式：图中面积B+C等于,为蓄冷量，而全天所需的冷量为等于A。部分蓄冷比全负荷蓄冷时制冷机利用率高，蓄冷设备容量小、制冷机容量最小，蓄冷系统比较经济合理。2A21AA（三）冰蓄冷系统1.并联系统:整个系统由两部分组成，一部分为空调用冷水系统，另一部分为乙二醇水溶液系统，可进行蓄冷和供冷。2.串联系统:为冰蓄冷串联系统图，由乙二醇水溶液制冷机组、蓄冰槽、板式换热器以及泵、阀门等组成。五、小型空调（热泵）机组1.窗式空调器2.分体式空调器3.热泵型空调器六、车辆空调装置1.轿车空调2.客车空调3.列车空调七、冷冻除湿机冷冻除湿机的流程：需除湿的空气经空气过滤器被风机吸入，首先经蒸发器冷却，随着温度降到空气露点温度以下时，其中所含水蒸气将被凝结下来，由蒸发器下部滴水盘排出，已除湿的冷空气经冷凝器使空气升温，这样可以防止室内温度降低，同时还可以使制冷机的冷凝压力下降，提高制冷系数。第五节试验用制冷装置1.低温试验装置这类装置中只要保证较低的试验温度，通常是用来研究生产过程中某些工艺过程的进行条件和方式，或者研究产品在低温下的性能（如石油产品在低温下的粘性、引燃性及润滑性等）。装置中需保持的温度与试验对象的要求有关，如钢材的冷处理需保持-80~-120℃的低温。这类装置一般尺寸比较小，所采用的制冷装置的容量也不很大。2.环境试验装置这类试验装置是模拟地面上的气候条件用来进行室外条件下工作的各种机电产品、建筑材料及构件、汽车、车辆等性能试验，或者进行与室外气候条件有关的科学试验，如土壤学、植物学等方面的科学试验等。3.高空试验装置这类装置是用来模拟高空中的气象条件，要求能保持高温、低温和低压（真空），故亦称为高低温低压试验装置。一般的高空试验装置要能保持-60~-70℃的低温，其压力则依所要求的飞行高度而定。二、低温箱（室）及低温低压箱1.低温箱亦称低温冰箱或低温试验箱，它的总体结构与一般冰箱相似，具有一个整体的外壳，从外形看有立式和卧式两种。2.低温低压箱这种试验箱与低温箱的主要不同点是箱内要保持较高的真空度，因而其壳体要承受外压，因此这种试验箱均采用金属结构，且制作成卧式或立式圆筒状，两端具有凸形封头。第九章思考题1、按空气处理设备的设置，空调装置可分为哪几类？按处理空气的来源情况，中央空调系统又可分为哪几种？何为一次回风再循环系统？它由哪几个部分所组成？2、何为诱导器，它分为哪两种？简述其工作原理。3、蓄冷空调系统分哪几类？分别简述其蓄冷原理。4、简述冷冻除湿机的工作原理。