氨制冷设备的构造及制冷工作原理文档格式.docx
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型压缩机的总体
结构是:
“6”表示压缩机有
6
个缸(3
个排气缸、3
个吸气缸),“A”表示以
氨做制冷剂,“W”表示汽缸排列的样式如同字母
W
型,“10”表示汽缸直径为
10
厘米。
该机活塞行程为
100
毫米,转数
960
转/分,标准制冷量为
2900000
千焦/小时,电动机功率为
37
千瓦/小时,该机能将库温降至-300C。
型压缩机的总体结构是:
“8”表示压缩机为
8
个缸,“A”表示以
氨做制冷剂,
“S”表示汽缸排列的样式如同字母
S
型,“J”表示单机两极,即在一台
机体上设有低压级和高压级,两次压缩制冷。
其中
个低压吸汽缸、3
个低压排汽缸)为低压级,2
个缸(1
个高压吸汽缸、1
个高压排汽缸)为高压
级,该机分设高压腔和低压腔两次分别做工制冷的目的是:
分割高低压缸压力
差,做梯级压缩制冷,以取得较低的温度,该机能将库温降至-450C,标准制冷
量为
1100000
31
千瓦/小时。
活塞式制冷压缩机的工作原理是靠电动机的转动,来传动直连式曲轴,带
动连杆、活塞和汽阀系统,在曲轴箱汽缸中作上下往复运动,来完成吸汽、压
缩、排汽三个过程使低压氨气转化为高压氨气,排至冷凝器中,强迫氨气体分
子在高压作用下在容器内聚集,形成液态氨。
第十一章
冷冻设备
第二节
活塞式压缩制冷设备的附属装置
一、油分离器
油分离器又称为油器,用于分高压缩后的氨气
中所挟带的润滑油,以防止润滑油进入冷凝器,使传
热条件恶化。
油分离器的工作原理是借油液和制冷剂蒸汽的
比重不同;
利用增大管道直径降低流速,并改变制冷
剂的流动方向;
或靠离心力作用,使油滴沉降而分离。
对于蒸汽状态的润滑油,则采用洗涤或冷却的
方式降低蒸汽温度,使之凝结为油滴而分离。
有的则
采用过滤等方法来增强分高效果。
目前国内常用的油分离器,用于氨制冷的有洗涤
式、填料式和离心式三种,用氟利昂制冷的为过滤式
油分离器。
这种油分离器的分离率为
8O%~85%。
二、集油器
集油器是汇集从氨制冷系统的油分离器、冷凝器及其他装置中分离出来的氨、油混合物,
使油在低压状态下与混杂的氨再进行分离,然后分别放出,这样既保证放油安全,又减少制冷
剂的损失。
集油器的结构是金属立式圆筒形容器,筒体上有进油管、放油管、回气管及压力表等。
较大
的集油器装有玻璃管液面指示器。
三、贮液器
贮液器的功用是贮存和调节供给制冷系统内各部分的液体制冷剂。
各种贮液器的结构大致相同,都是用钢板焊成的圆柱形容器,简体上装有进液、出波、放空
气、放油、平衡管及压力表等管接头;
但各种贮液器的功用不同。
(-)高压贮液器
设在冷凝器之后,与冷凝器排液管直接联通,使冷凝器内的制冷剂液体能通畅地流入高压
贮液器,这样可充分利用冷凝器的冷却面积,提高其传热效果。
另外当蒸发器热负荷变化时,
制冷剂的需要量随之变化,贮液器能起调节制冷剂循环量的作用。
(二)低压贮液器
只在大型制冷设备中使用。
其功用是收集蒸发器回气管路上氨液分离器中分离出来的低压
氨液,以免液滴随回气冲入压缩机。
具有多种蒸发温度的制冷系统中,应分别设置低压贮液器。
(三)排液桶
它的功用是当冷库中排管冲霜时,用来暂时贮存排管排出的氨液。
排液桶的容积,应能容
纳需要冲霜各库房中最大房间的氨液量。
(四)循环贮液涌
循环贮液桶是用于氨泵供液制冷系统的重要装置,它既能稳定地保证氨泵循环所需的低压
氨液,又能对库房的回气进行汽液分离。
四、氨液分离器
氨液分离器的作用,一种仅是分离来自蒸发器
的氨液,防止氨液进入压缩机发生敲缸。
另一种是
兼用来分离节流后的低压氨液中所带的无效蒸汽,
以提高蒸发器的传热效果,还能起到调剂分配氨液
的作用。
氨液分离器有立式、卧式和
T
型三种结构型式。
图
11-14
所示是常用的一种立式氨液分离器。
它
是一个圆筒壳体,其上有氨气进出口、氨液进出口、
安全阀、放油口及压力表等。
氨液分离器的工作原
理与油分离器类同。
循环贮液桶是用于氨泵供液制冷系统的重要装置,它既能稳定地保证氨泵循环所需的低压氨液,
又能对库房的回气进行汽液分离。
氨液分离器的作用,一种仅是分离来自蒸发器的氨
液,防止氨液进入压缩机发生敲缸。
另一种是兼用来分
离节流后的低压氨液中所带的无效蒸汽,以提高蒸发器
的传热效果,还能起到调剂分配
氨液的作用。
T
所
示是常用的一种立式氨液分离器。
它是一个圆筒壳体,其上有氨气进出口、氨液进出口、安全阀、放油口及压力表等。
氨液分离
器的工作原理与油分离器类同。
七、凉水装置
制冷系统中的冷凝器、过冷器及制冷压缩机的汽缸等,都需要不断地用大量水冷却,而这
些冷却水吸热后温升只
3~4℃,通常是用凉水装置将吸热后的冷却水降温后重复使用。
凉水
装置的型式很多,常用的有点波填料凉水塔,如图
11-17
所示。
它是依水-空气对流换热和蒸
发冷却原理使水降温的高效冷却装置。
冷凝器等设备的回水过自动旋转的布水器从上向下喷淋,
水滴沿点彼填料的表面成膜状向下流动,空气在顶部风机作用下,从下部进入塔体,由下而上
在塔内与水流逆向运动进行热交换。
这种装置结构紧凑,占地面积小,冷却效果好,耗水量低。
BL-50
型点波式冷却塔的性能参数:
冷却水量
L=
50m3/h;
当空气干球温度为
31.5℃,湿球温度为
28℃,大气压力为
100.4kPa,
进水温度
36℃,出水温度
32℃,冷却水温降
4℃时。
循环水自身的蒸发量约为
0.7%;
淋水密
度为
13m3/(m2·
h)。
此种冷却塔适用于配套
627MJ/h
的氨制冷机。
第三节
冷藏库
一、冷藏库的作用、分类和组成
(一)作用
①使易腐产品能较长时间保存;
②为农产品、食品加工厂长时间均衡加工创造条件;
③供大型副食店、菜场和食堂短期或临时贮存食品之用。
(二)分类
冷库按容量分为大型冷库(5000t
以上)、中型冷库(1500~5000t)和小型冷库(1500t
以
下)。
1.按使用性质分
(l)生产性冷库
主要建在产地。
(2)分配性冷库
主要建在消费中心。
(3)混合性冷库兼有生产性和分配性冷库的特点。
2.按使用要求分
(l)高温冷库
主要冷藏果品、蔬菜、鲜蛋等食品,。
一般库温
4~-2℃。
(2)低温冷库
主要冷冻并冻藏肉类、水产品等,一般库温为-l8~-30℃。
(3)空调库
在常温条件下贮藏米、面、药材、酒等,一般库温在
10~15℃。
(三)冷库的组成
如机房,冷却间、速冻间、冷藏间、冻藏间、制冰间、产品分级清洗间、调节站、配电间、
货物升降装置、氨库和冷却塔等,有的还设有零配件间与卫生间。
二、
冷藏库的制冷系统及其设备选择
(一)机房系统
1.压缩机
(l)一般选择原则
①负荷
制冷压缩机的总负荷,按库房各冷间的耗冷量加以汇总修正确定。
②台数
冷库所需制冷压缩机的总负荷较大时,宜选用大型压缩机,以减少台数,简化系统,但
整个冷库中的压缩机,不得少于两台,以防因压缩机发生故障而停止供冷,且避免在淡季时压
缩机长期在小负荷下运转。
③备件
不同蒸发系统的压缩机,应考虑到各系统之间相互代替的可能性。
以便各零件的互换使
用。
④技术条件
选用压缩机应按其制造厂规定的技术条件计算。
如缺少资料可按前一机部部颁标准
《中小型活塞式单级制冷压缩机型式与基本参数》(JB955—67)考虑。
⑤压缩比
按氨制冷压缩机的使用条件,高低压的压缩比小于
时,即-15℃蒸发温度的制冷系
统,采用单级压缩机。
若压缩比大于
时,即-28~-33℃蒸发温度的制冷系统,则采用双级压
缩机。
(2)单级压缩机的选型计算
根据压缩机总负荷,有以下两种方法:
①按压缩机的理论排气量选型。
用制冷量和需冷量的平衡关系,求得压缩机的理论排气量,再
查得相近的理论排气量,即可选定压缩机的型号和台数。
压缩机的理论排气量
Vp
由下式求得:
式中
Qj——冷却系统压缩机总负荷(kJ/h);
V2——吸入气体的比容(m3/kg);
il——蒸发器出口干饱和蒸汽的焓值(kJ/kg);
i5——节流阔后液体制冷剂的焓值(kJ/kg);
i1、i5——由已知的制冷工作参数(蒸发温度、冷凝温度、吸气温度、过冷温度)绘制制冷剂的
压焓图确定;
λq――
压缩机吸气系数,按制造厂给定值选用。
②按压缩机的标准工况制冷量选型。
即把所需的压缩机负荷折算成标准工况下的制冷量,以选
配压缩机的型号和台数。
(3)
压缩机的有关计算
压缩机产冷量的计算
(1)
压焓图
(2)
理论排气量:
Vp=15πD2snz
(m3/h)
氨循环量:
G=Vpλq/V1
(4)
产冷量(制冷能力)
Q=Vpλqqr/3.6
或
Q=G(i1-i4)/3.6
不同工况下制冷量换算
Qg=Qbqg
λg/qbλb
压缩机功耗的计算
(1)
绝热功率:
Nj=G(i2-i1)/3600
指示功率:
NI=Nj/η
η=Ts/Tl+bts
摩擦功率:
Nm=PmVp/3600
轴功率:
Ne=NI+Nm
(5)
电机轴功率:
N=Ne/ηe=(NI+Nm)/ηe
(6)
配用电机功率:
N'
d
=
(1.10~1.15)N
2.冷凝器
冷凝器的选型主要按制冷设备的制冷量、机房布置、当地的水温、水质、水量及气象条件
确定。
(l)立式冷凝器适用于水质较差、水源丰富的地区,一般布置在冷库机房外面;
常用于大、中
型冷库。
(2)卧式冷凝器适用于水温较低、水质较好的地区,一般布置在室内与中小型制冷机组配套,
亦用于船舶制冷装置。
(3)淋水式冷凝器适用于空气干燥、水源不足和水质较差的地区,布置在室外通风良好的地方,
一般与氨制冷设备配套。
(4)蒸发式冷凝器适用于水源困难的地区,一般布置于厂房的顶部或通风良好的地方。
(5)空气冷却式冷凝器,主要适用于小型氟利昂制冷装置。
1.供液方式
在直接冷却系统中,供液方式分为直接膨胀供液、重力供液和氨泵供液三种。
(l)直接膨胀供液
系统
它是借冷凝压
力与蒸发压力差经
节流阀,直接向冷
分配装置供液。
其
特点是系统简单;
但因无分离装置,
节流后的制冷剂是
两相流,影响传热
效能。
(2)重力供液系统
是借低压氨液本身的重力
进行供液。
氨液在蒸发器
被汽化后,再进入氨液分
离器、将其中液滴分离出
去,重新进入压缩机。
为
满足供液所需的静液柱,
氨液分离器液面需高于冷
分配设备最高点
0.5—2m。
①重力供液制冷系统的
优点:
第一,利用氨液分离器
将节流生成的闪发气体分
离出来,有利于提高冷分
配设备的传热效能。
第二,同一蒸发温度的冷分配设备可使用一个膨胀阀和氨液分离器,节省膨胀阀。
第三,供液中有氨液分离器的缓冲作用,因而容易实现正常工况的操作调节。
②缺点:
第一,氨液在较小压差下流动,放热系数小,蒸发器的换热强度较低。
第二,用一个氨液分离器向多个同层库房供液时,因冷却设备阻力较大,制冷剂有再汽化的
可能。
如供液路长短不一,供液不均。
第三,在热负荷变化较大或供液距离较长时,还需在机房内设氨液分离器。
目前我国不少中小型冷藏库仍采用这种供液方式
(3)氨泵供液方式
这种供
液系统是利用氨泵向蒸发器
输送低温(低压)氨液。
组成与工作过程与重力式供
液方式基本相同。
高压氨液
经节流进入低压循环器,在
器内将闪发气体和液体分离,
其液体被氨泵吸入后送入蒸
发器,蒸发器中产生的蒸汽
和未蒸发的氨液一起回到低
压循环贮液器再次被分离。
这种氨泵供液的优点是:
①依靠氨泵的机械作用输液,进液压力较高,即使管路配液不均,仍保证结霜均匀。
②氨液在蒸发排管内被迫流动,且循环量大,传热效果好,不易积油,不产生过热,蒸发温
度稳定,不易击缸。
③操作简单,便于集中控制实现系统的自动化。
其缺点是设备费用动力消耗较高,大中型冷藏库采用这种供液方式。
2.冷分配装置(蒸发器)的选择
(1)冷却排管
卧式壳管蒸发器,常用船舶或陆上的小型制冷机组。
立式、盘管式墙排管适用冷藏间、冻藏间。
顶排管常用于低温冷藏间、冰库和小型冻结间。
一
般均按排管的特性、冷间的要求、建筑尺寸和冷间所处的位置等因素,先选出排管类型,求得
冷却面积,再确定排管的尺寸和排数。
(2)冷风机
它多用于冻结间、冷却间和冷藏间的强制通风。
一般亦按冷间特点、建筑尺寸
和所需冷却面积,选配冷风机的型号和台数。
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