【文章內(nèi)容簡介】 器中，熱量又被制冷劑吸收，如此循環(huán)而已。這種方法稱為間接膨脹式。 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、 CaCl MgCl2等調(diào)制鹽水。 鹽水濃度不同，其凍結(jié)溫度也不同。因此在選用冷凍鹽水及其濃度時，應先考慮所需冷卻到達的溫度。氯化鈣鹽水的最低凍結(jié)溫度為 55℃ ，而實際應用時不宜低于 45℃ ， NaCl鹽水的最低凍結(jié)溫度為 21℃ ，而實際上應用的溫度不宜低于 18℃ 。 ? 鹽作為載冷劑，其缺點是對金屬有強烈的腐蝕作用，造成鹽水系統(tǒng)的制備需要經(jīng)常更換。在鹽水中加抗腐劑或者減少鹽水與空氣的接觸，可以減弱鹽水的腐蝕作用。 ? 鹽水在工作過程中，會因吸收空氣中的水分而降低濃度。因此，須定期地進行加鹽。 ? 舉例：乳品廠冷卻牛乳的冷排（缸），一般用鹽水，以防 NH3滲漏使牛乳引入 NH3異味。制棒冰多用鹽水冷卻。 第四節(jié) 制冷系統(tǒng)的主要設備 ? 冷凍設備包括冷源制作（制冷）、物料的凍結(jié)，冷卻 3個組成部分。 ? 制冷機有活塞式、螺桿式、離心式制冷壓縮機組、吸收式制冷機組、蒸汽噴射式制冷機組，活塞壓縮式制冷機組是國內(nèi)主要的冷源制作裝置 。物料進行凍結(jié)式冷卻的有風冷式、浸漬式和制冷劑通過金屬管、壁和物料接觸傳熱降溫的裝置。 ? 現(xiàn)僅扼要地敘述活塞式壓縮制冷機工作原理結(jié)構(gòu)、選擇。 ? 制冷系統(tǒng)也稱制冷機，是由許多設備組成的，它包括了壓縮機、冷凝器、膨脹閥和蒸發(fā)器等主要而必要的設備，還包括油分離器、貯液桶、排液桶、氣液分離器、空氣分離器、中間冷卻器、涼水設備等附屬設備，這些附屬設備都是為了提高制冷效率，保證制冷機安全和穩(wěn)定設置的。 ? 一、活塞制冷機的主要設備 (一 )壓縮機 (二 )冷凝器 (三 )膨脹閥 (四 )蒸發(fā)器 一、活塞制冷機的主要設備 ? （一）制冷壓縮機 ? 壓縮機是制冷機的主要（設備）機器，它的 主要功用 是吸取蒸發(fā)器中的低壓低溫制冷劑蒸汽，將其壓縮成高壓高溫的過熱蒸氣。這樣便可推動制冷劑在制冷系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)流動，并能在冷凝器內(nèi)把蒸發(fā)器中吸收的熱量傳遞給環(huán)境介質(zhì)以達到制冷的目的。 ? 活塞式壓縮機按活塞的運動方式分為兩種： 往復式壓縮機 (其活塞在氣缸里作來回的直線運動 )； 回轉(zhuǎn)式壓縮機（是一個與氣缸中心線成不同軸心的偏心活塞，活塞在氣缸里作旋轉(zhuǎn)運動。）食品工廠和冷庫多采用前者，電冰箱采用后者。 ? 按氣缸布置方向壓縮機的分為： 臥式壓縮機 —— 氣缸中心線為水平的。 立式壓縮機 —— 氣缸中心線與軸中線相垂直。 V式、 W式及 S（扇）式壓縮機 —— 氣缸中心線相交，并與曲軸中心線成一角度。 臥式壓縮機 1）工作原理 ? 臥式壓縮機一般是雙用的其工作原理如圖。 ? 當活塞向左運動時，左邊氣缸氣體被壓縮，壓力增大，并將排氣閥打開，進行排氣；而右邊氣缸排氣。 ? 當活塞向右邊運動時，則右邊汽缸吸氣，而右邊汽缸排氣。 ? 壓縮機氣缸內(nèi)的活塞行至終點時，活塞與氣缸塞之間，保持有一定的空隙叫余隙。 2）臥式壓縮機的構(gòu)造 ? 構(gòu)造：機架、氣缸、吸氣閥、排氣閥、填料、活塞，活塞環(huán)、曲柄連桿機構(gòu)及潤滑裝置構(gòu)成。 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。 3）影響壓縮機吸氣系數(shù) λ q的主要因素。 ? 壓縮機吸氣系數(shù) λ q為吸入低壓蒸汽占氣缸容積的百分率，（即氣缸容積的利用率），入 q≤1,一般為 . ? (1)余隙容積的影響 ? 余隙容積大 ,吸氣系數(shù) λ q小 . ? 不同形式壓縮機的余隙大小是不同的，臥式壓縮機的余隙要比立式的大。立式壓縮機有“ 樣蓋 ” ，余隙可設計的小些。 ? (2)壓縮比（冷凝壓力 P?與蒸汽壓力 P?之比值）的影響 ? 壓縮比大 ,吸氣系數(shù) λq小 . ? 壓縮比 ε＝ 有人計算過，當余隙容積 10﹪ ，氣體膨脹多變指數(shù) m＝ ， ε＝P?/P?＝ ，則吸氣系數(shù) λq＝ 0。這時活塞雖然往復運動，但沒有氣體吸入氣缸。 ? 故在過高的壓縮比時，采用單級壓縮制冷循環(huán)，不僅是不經(jīng)濟，而且是不可能的。 21PP蒸發(fā)壓力冷凝壓力? (3)吸排氣閥阻力的影響 ? 吸排氣閥阻力擴大氣缸內(nèi)吸排氣的壓力差距，而且由于余隙的存在，使吸氣量有所減少 (吸氣系數(shù) λ q 小 )。 ? (4)吸入氣體被加熱的影響 ? 氣體在氣缸里壓縮時要升溫，活塞在汽缸內(nèi)運動，磨擦產(chǎn)生熱量，低壓氣體吸熱升溫。氣體因溫度升高，體積膨脹，使吸氣量相應減少 (吸氣系數(shù) λ q 小 ) 。 ? (5)泄漏的影響 ? 少量高壓氣體會從活塞環(huán)與氣缸壁之間不密封處泄漏，吸排氣閥門關(guān)閉不嚴或關(guān)閉滯后，也會造成泄漏，使壓縮機吸氣量相應減少。 4）特點 ? 產(chǎn)冷量大，操作穩(wěn)定，機身笨重、占地面積大、轉(zhuǎn)速慢、操作穩(wěn)定、氣缸（因受活塞重量作用）單面磨擦大。 立式壓縮機 ? 1)工作原理 ? 吸氣閥門裝在活塞頂部，當活塞向下運動時，吸氣閥門被打開，汽缸進行吸氣。當活塞向上運動時，氣缸內(nèi)蒸汽壓力逐漸增大，吸氣閥門自行關(guān)閉，隨著活塞上移，氣體壓力大于冷凝壓力時，即頂開樣蓋（安全板）上的排氣閥門，并將氣體壓入高壓管路中。 ? 2）構(gòu)造 ? 常用的為雙缸、單作用、直流式的立式壓縮機。 ? 其主要構(gòu)件有：曲軸箱、氣缸、活塞、氣閥、活塞環(huán)、水套、曲柄連桿機構(gòu)，潤滑裝置等。 ? ① 曲軸箱：是立式和 V式等壓縮機的機架，承受機件所產(chǎn)生的力。用鑄鐵制成。 ? ②氣缸：在這里進行制冷劑的吸入，壓縮與排出等過程。汽缸兩端有低壓氣體入口和高壓氣體出口。上部有上蓋，下部與曲軸箱連通。里面有樣蓋（安全板），用緩沖彈簧壓緊。 ? 如果氣缸內(nèi)吸入氨液，產(chǎn)生較大的壓力（液體是不可壓縮的），樣蓋就能向上升起，將氨液放入排氣腔內(nèi)，壓縮機發(fā)出響聲，稱為敲缸，發(fā)現(xiàn)敲缸，應及時糾正。 ? ③ 活塞與氣閥 ? 活塞是由鑄鐵或鋁合金制成。 ? 吸氣閥裝在活塞上部，排氣閥裝在樣蓋上。 ? 制冷劑在氣缸內(nèi)運動路線，由吸氣閥至排氣閥排出止，是同一方向，故稱為直流式。而臥式壓縮機為非直流式。 ? ④ 活塞環(huán) ? 又稱漲圈，裝在活塞表面上的槽內(nèi)。有上下活塞環(huán)。 ? 上活塞環(huán)為 封環(huán) ，使活塞與氣缸壁之間形成密封。避免制冷劑蒸汽從高壓側(cè)竄入低壓側(cè)，以保證所需壓縮性能。同時能防止活塞與氣缸壁的直接磨擦，有保護活塞的作用。活塞磨損后修理困難，活塞環(huán)損壞可更換新的。 ? 下活塞環(huán)為 油環(huán) （刮油環(huán)），用途是刮去氣缸上多余的油量。 ? 大多數(shù)立式等壓壓縮機，每個活塞上有 3— 4個封環(huán)。 1個油環(huán)。 ? ⑤ 水套 ? 汽缸上部周圍有水套，因汽缸摩擦發(fā)熱，以及高壓高溫氣體的影響，水套起冷卻作用，將氣缸上部工作腔的溫度降低。 ? ⑥ 曲軸連桿機構(gòu) ? 由曲軸，連桿、活塞組成的傳動機構(gòu)見圖 1113。曲軸的旋轉(zhuǎn)運動改變?yōu)榛钊纳舷峦鶑椭本€運動。 ? 曲軸在單位時間內(nèi)旋轉(zhuǎn)的圈數(shù)，即為壓縮機的轉(zhuǎn)速數(shù)，曲軸轉(zhuǎn)動時，帶動連桿作上下左右的擺動，使與連桿小頭相連接的活塞在氣缸中作上下的直線運動。當活塞上移至最高位置（活塞離曲軸中心線最遠點時），稱活塞上止點。當活塞下移至最低位置，稱為活塞下止點。上止點和下止點之間的距離稱為活塞行程。 ? ⑦ 潤滑裝置 ? 壓縮機的潤滑油循環(huán)是依靠齒輪油泵進行的，齒輪油泵的作用是將曲軸箱內(nèi)的潤滑油輸送到壓縮機的各運動部件。齒輪油泵吸排油壓力差，應在 ～ 。 3）特點 ? 機器靈活、輕便、轉(zhuǎn)速快、占地面積小、摩損小，氣缸受熱情況良好。 ? 生產(chǎn)能力 12022～ 35000w，適合一般工廠制冷應用。 V式、 W式及 S式壓縮機 ? 該型式壓縮機的氣缸中心線相交，并與曲軸中心線成一角度，其字母表示氣缸不同布置的形式，圖 1114是高速、多缸、現(xiàn)代型壓縮機。結(jié)構(gòu)見圖 特點： 1)高速 指壓縮機轉(zhuǎn)速高，一般ｎ =960～ 1440rpm。轉(zhuǎn)速高，能提高壓縮機的產(chǎn)冷量，減少機器的尺寸及重量，節(jié)省材料。采用了輕合金材料及制造工藝進步，為提高轉(zhuǎn)速提供了有利條件。 ? 2）多缸 ? 指一臺壓縮機的氣缸數(shù)目多。常用 2， 4， 6，8，四個氣缸數(shù)目。多缸壓縮機的結(jié)構(gòu)合理，布置緊湊，達到良好的動平衡性能。以不同壓縮機的結(jié)構(gòu)合理，布置緊湊，達到良好的動平衡性能。以不同氣缸數(shù)目，組成不同產(chǎn)冷量的壓縮機，提高了產(chǎn)品的三化，便于制造，使用和維修。 ? 3）減負荷起動與能量調(diào)節(jié) 對于多缸壓縮機，通過一套能量調(diào)節(jié)和卸載機構(gòu)，使一部分氣缸空載運轉(zhuǎn)，達到調(diào)節(jié)產(chǎn)冷量的目的。另外，壓縮機能在空載或減載情況下啟動。因此，即使是大型壓縮機也可用一般鼠籠式電動機啟動，便于實現(xiàn)制冷機自動控制。 ? 單組活塞式制冷機參數(shù)與計算 ? 1）制冷機的系數(shù) ? 國家系列產(chǎn)品，按氣缸直徑分為 5cm ， 7cm，10cm。 ， 17cm。 5種基本系數(shù)。其中 5cm， 7cm系列的為全密封形式，半密封形式， 1017cm系列的為全密封形式，半封密形式， 1017cm系列的多層開啟式。中小型活塞式制冷壓縮機系列的氣缸布置與參數(shù)見表 . ? 機型的表示方法：每一臺壓縮機的基本形式都用一定符號表示，它包括氣缸數(shù)。所用制冷劑的種類，氣缸排列形式，汽缸直徑等。 ? 開啟式 :電機通過聯(lián)軸器與壓縮機軸連接 ? 半封閉式 :電機與壓縮機外殼為一體 ,構(gòu)成一個密封機殼 ? 全封閉式 :電機與壓縮機密封在一個容器中 ,形成一個整體 2）壓縮機的計算 ? 壓縮機理論排氣量（活塞工作體積） ? 式中： D—— 氣缸直徑（ m） ? S—— 活塞行程（ m） ? N—— 壓縮機轉(zhuǎn)速（ rpm） ? Z—— 氣缸數(shù)目。 )/(604 32hmznsDV p ????? ?（ 2）通過壓縮機的氨循環(huán)量 （ kg/h） 式中： λq吸氣系數(shù)，可查表 122 V?－在吸氣溫度下 (點 1)氨氣的比容（ m179。 /kg） 1VVG qp??（ 3）壓縮機的產(chǎn)冷量 ? 定義：單位時間內(nèi)冷卻物體被冷卻工質(zhì)（制冷劑）所帶走的熱量。 ? 壓縮機的產(chǎn)冷量，因蒸發(fā)溫度，冷凝溫度不同而異。同一臺壓縮機壓縮體積不變（汽缸直徑不變、轉(zhuǎn)速不變），產(chǎn)冷量隨蒸發(fā)溫度、冷凝溫度不同而變化。當蒸發(fā)溫度下降或冷凝溫度上升，產(chǎn)冷量則急劇減少。 ? 壓縮機產(chǎn)冷量： ? 式中 : qγ—— 氨的單位容積產(chǎn)冷量（ KJ/m179。 ）， 與蒸發(fā)溫度及過冷溫度有關(guān)，可查表 123。 i?， i4－在 Lg ph 圖中點 1，點 4處氨的熱焓 （ KJ/kg）。 )()()(41 wiiGQwqVQrpp????? 由上式可見，對于一定的制冷機，其制冷量取決于壓縮機氣缸的尺寸和單位容積制冷量