【導(dǎo)讀】的設(shè)計(jì)情況，其中制冷劑采用R134a。探討了食品冷藏陳列柜的分類(lèi)以及其發(fā)展前景。型，最后對(duì)本設(shè)計(jì)產(chǎn)品的節(jié)能性和環(huán)保性做了簡(jiǎn)單的討論。制冷系統(tǒng)選用蒸氣壓縮式制冷循環(huán)系統(tǒng)，文中涉及了壓縮機(jī)、冷凝器、毛細(xì)管。和蒸發(fā)器的設(shè)計(jì)計(jì)算。這種制冷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，在商用冷藏陳列柜中得到了廣泛的應(yīng)

　　

【正文】 ?? （ 454） LLHA 312 ????? ? （ 455） LAAAs ??? （ 456） 表面效率為 29 )( 1)(1 21 ?????? LLLAAA fsS ?? （ 457） (4) 由于 R134a 在管內(nèi)蒸發(fā)時(shí)的傳熱系數(shù)遠(yuǎn)大于空氣自然對(duì)流表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)，因此可以不計(jì)算管內(nèi)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)。 (5) 傳熱系數(shù) ?K 由于空氣側(cè)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)遠(yuǎn)小于管內(nèi)制冷劑側(cè)的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)，因此傳熱系數(shù)的計(jì)算可簡(jiǎn)化為 )/(0 4 3 1 2 kmWeK soo ?????? ?? （ 458） (6) 傳熱面積及翅片長(zhǎng)度 冷藏室蒸發(fā)器總的供熱量 ATTKQeaR ])100()100[( 4241 ??? ??? （ 459） 其中黑度 ? 為 ，輻射系數(shù) ? 為 )/( 42kmW ，發(fā)射體熱力學(xué)溫度 1T 為 K278 ，接受體熱力學(xué)溫度為 K267 ，傳熱溫度 Ce ????? 10)5(5? ，則傳熱面積為 22444241)(])100()100[(mmTTKQAeR????????????? （ 460） 除于冷藏室蒸發(fā)器中連接管和連接板的傳熱面積 m ，翅片盤(pán)管的傳熱面積 mA s ??? ，因?yàn)?LAAAs ??? ，則翅片長(zhǎng)度 mL ?? （ 461） 毛細(xì)管的選型及熱力計(jì)算 毛細(xì)管的結(jié)構(gòu)形式選擇 目前國(guó)內(nèi)外電冰箱的節(jié)流機(jī)構(gòu)一般都是采用毛細(xì)管，它是一根內(nèi)徑為 ~1mm、外徑為 2~3mm，長(zhǎng)度為 2~4m 的紫銅管．在制冷系統(tǒng)中的作用是控制制冷劑的流量和保持冷凝器與蒸發(fā)器的合理壓差。液態(tài)制冷劑進(jìn)入毛紉管后壓力逐漸降低，由開(kāi)始的過(guò)冷液體逐步轉(zhuǎn)變?yōu)轱柡鸵后w，此段稱(chēng)為液相段，壓力呈線(xiàn)性變化。在毛細(xì)曾中從 30 開(kāi)始?xì)饣撩?xì)管出口為氣液共存段，亦稱(chēng)兩相流動(dòng)段。在此段內(nèi)蒸氣的干度沿流動(dòng)方向逐步增加，而壓力降是非線(xiàn)性交化，越接近毛細(xì)管出口，其單位長(zhǎng)度內(nèi)的壓力降越大。在毛細(xì)管內(nèi)壓力降至低丁當(dāng)時(shí)溫度相應(yīng)的飽和壓力時(shí)，就要產(chǎn)生閃發(fā)現(xiàn)象，使液體降溫降壓。如果隨著制冷劑的壓力降能從外界得到充分的冷卻 (如與 回氣管進(jìn)行熱交換 )，保持一定的過(guò)冷度，則可延遲 “閃發(fā) ”現(xiàn)象，減少蒸氣含量，從而提高制冷劑的流量。實(shí)踐證明，對(duì)于 R12 制冷劑，制冷劑在毛細(xì)管人口的過(guò)冷度每增加 l℃ ，制冷量約提高 ％ 。 毛細(xì)管的選型計(jì)算 毛細(xì)管節(jié)流具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，無(wú)運(yùn)動(dòng)部件，不易產(chǎn)生故陳等優(yōu)點(diǎn)；停機(jī)后高低壓力逐漸起于平衡狀態(tài)，故易于壓縮機(jī)啟動(dòng)，可選用啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩較小的驅(qū)動(dòng)電機(jī)。但是，毛細(xì)管的流量調(diào)節(jié)范圍小，因此不適用于熱負(fù)荷變化較大的制冷裝置，只能用于熱負(fù)荷比較穩(wěn)定的家用 冰箱、空調(diào)器、除濕機(jī)等小型全封閉型制冷系統(tǒng)。 毛細(xì)管計(jì)算的經(jīng)驗(yàn)公式如下 ??2 Re dPL ?? （ 462） 式中 P? 壓力差 ok pp? ， ap Re 雷諾數(shù) L 毛細(xì)管長(zhǎng)度， m ? 制冷劑流速， sm/ ? 制冷劑密度， 3/mkg d 毛細(xì)管內(nèi)徑， m 制冷劑 R134a的壓力差 K P appP ok 6 5 12 3 58 8 6 ?????? 查制冷劑 R134a飽和狀態(tài)下的熱力性質(zhì)圖表，發(fā)現(xiàn)溫度對(duì)液體比體積的影響不大，本設(shè)計(jì)所取溫度為冷凝溫度和蒸發(fā)溫度的 平均值， Ct ?? ，查得液體比體積 kgm /108 1 6 39。 33???? ，蒸氣比體積 kgm / 3?? 憑經(jīng)驗(yàn)取干度 ?x ， 則 平 均 比 體 積kgmkgm /107 3 4 5 ])(108 1 6 [ 3333 ?? ????????? ，其密度 31 333 /???? ?? ， C? 下 液 體 粘 度sPa ??? ?3102 3 39。? ，而氣體粘度 sPa ??? ?? 則平 均粘度sPa ??? ?3102 1 ? ，已知制冷工質(zhì)循環(huán)量 hkgGa /? ，選用內(nèi)徑 管，則制冷劑的流速可按下式計(jì)算 smsmdGaW /3 6 0 00 0 0 6 107 3 4 5 4 232 ??????? ?? ? （ 463） 雷諾數(shù) 3 8 0 4 9102 1 6 70 0 0 6 3 ?? ???? ?? ?? d （ 464） 則毛細(xì)管長(zhǎng)度 mmL 6 5 8 0 0 0 6 8 0 4 9106 5 12 ??? ???? 制冷劑充注量計(jì)算 根據(jù)給定工況查 R134a 所需參數(shù) 冷藏陳列柜設(shè)計(jì)制造中，制冷劑加入量過(guò)多或過(guò)少，對(duì)于陳列柜的運(yùn)行都是不利的。制冷劑量不足時(shí)，蒸發(fā)器未完全充滿(mǎn)，蒸發(fā)壓力降低，壓縮機(jī)吸氣過(guò)熱度增加，因此蒸發(fā)器的傳熱系數(shù)和陳列柜制冷量減小。另一方面制冷劑量過(guò)多時(shí)，將導(dǎo)致冷凝器參與換熱的有效表面減少，結(jié)果引起冷凝溫度和壓力增加，陳列柜制冷量下降，能耗也增加，而且充注量 ]20[ 過(guò)多時(shí)，傳熱系數(shù) K 值的下降速度比充注量不足 時(shí)更快。 根據(jù)給定工況在 R134a 制冷劑壓 焓圖和熱力性質(zhì)表中查所需參數(shù)。 Ct ??? 60 時(shí) 液體密度 lkg/39。?? 蒸汽密度 lkg/?? Ctk ??35 、 CtG ??25 時(shí) 液體密度 3/39。 mkg?? 蒸汽密度 3/ mkg?? 32 蒸發(fā)器入口干度 ?x ，出口干度 ?x ，平均干度 ?x 。因此蒸發(fā)器內(nèi)飽和液體平均值占容積的 30%，干蒸汽占 70%。冷凝器內(nèi)液體按經(jīng)驗(yàn)取 15%，干蒸汽占 85%。 求制冷劑最佳充注量 蒸發(fā)器內(nèi)液體量： kgkgVm n 39。 ????? ? （ 465) 蒸發(fā)器內(nèi)干蒸汽量： kgkgVm n ????? ? (466) 冷凝器內(nèi)液體量： kgkgVm k 1 0 8 4 0 39。 ????? ? (467) 冷凝器內(nèi)干蒸汽量： kgVm k 0 1 7 8 4 0 3 5 ????? ? (468) 總計(jì) : kgkgmmmmm 4 6 4 )0 1 7 0 2 2 (4321 ????????? (469) 第五章 輔助設(shè)備的選型 干燥過(guò)濾器的選擇 干燥過(guò)濾器位于毛細(xì)管 (或膨脹閥 )和冷凝器之間。 干燥過(guò)濾器的作用是過(guò)濾和干燥通過(guò)毛細(xì)管進(jìn)入蒸發(fā)器的制冷劑。在制冷劑管路中如果混有雜質(zhì)和水分，就很容易使毛細(xì)管堵塞。雜質(zhì)造成的堵塞對(duì)制冷系統(tǒng)的循環(huán)十分不利，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使壓縮機(jī)停止運(yùn)行，使壓縮機(jī)軸承和滑動(dòng)部分劃傷。 過(guò)濾干燥器作用是用于清除系統(tǒng)內(nèi)的機(jī)械雜質(zhì)、金屬屑、氧化皮以及制冷劑液體中的水分。氟利昂用的過(guò)濾干燥器一般采用無(wú)縫鋼 管作為殼體，內(nèi)裝 ～ 孔的黃銅絲或不繡鋼絲網(wǎng)，再裝些干燥劑，干燥劑一般采用無(wú)水氯化鈣、硅膠、活性氧化鋁和分子篩等，然后兩端蓋用螺紋與筒體連接并用錫焊焊牢。 33 本設(shè)計(jì)產(chǎn)品所用 過(guò)濾干燥器決定采用 AKG 系列干燥過(guò)濾器。該系列干燥過(guò)濾器采用優(yōu)質(zhì)銅管、優(yōu)質(zhì)銅絲擋網(wǎng)和高檔分子篩精制而成。適用 R1 R134a、 R2 R502和用毛細(xì)管節(jié)流的冰箱，冷柜和中小型全封閉制冷系統(tǒng)中，用作吸附系統(tǒng)內(nèi)的殘余水分和濾除系統(tǒng)中的殘留雜質(zhì)、異物、避免系統(tǒng)產(chǎn)生 “冰堵 ”和 “臟堵 ”。 該系列的結(jié)構(gòu)圖如 圖 51 所示 。 圖 51 干燥過(guò)濾器結(jié)構(gòu)圖 氣液分離器選擇 本設(shè)計(jì)產(chǎn)品所用氣液分離器采用 KFR型 氣液分離器 ,該 氣液分離器采用內(nèi)部彎管設(shè)計(jì)，防止內(nèi)部噴濺，有助于分離器底部 液體 的聚集 。 圖 52 氣液分離器結(jié)構(gòu)圖 其型號(hào)為： RA204 壓力控制器選擇 壓力控制器是一種受壓力信號(hào)控制的電開(kāi)關(guān)。用于制冷機(jī)組上，當(dāng)壓縮機(jī)的吸排 34 氣壓力發(fā)生劇烈變化并超出其正常工作壓力范圍時(shí)，高低 壓控制器的電觸頭分別切斷電源，使壓縮機(jī)停機(jī)以起到保護(hù)和自動(dòng)控制的作用。 壓力控制器的用途和性能： 該 KD型壓力控制器的主要用途是控制壓力范圍的裝置。 在高壓端壓力超過(guò)調(diào)定值或低壓力低于調(diào)定值時(shí)（ 帶 S型按下復(fù)位鈕）控制器就能切斷電路。使被控制系統(tǒng)停止工作以起保護(hù)和自動(dòng)控制作用。 第六章 陳列柜的節(jié)能性與環(huán)保性討論 節(jié)能性討論 中國(guó)的節(jié)能減排未來(lái)將依靠三大途徑來(lái)完成： 一是通過(guò)技術(shù)進(jìn)步來(lái)完成節(jié)能，目前初步估算，技術(shù)節(jié)能對(duì)“十一五”節(jié)能減排目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的貢獻(xiàn)率在 40%左右；二是結(jié)構(gòu)節(jié)能，換句話(huà)說(shuō)就是依靠產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，貢獻(xiàn)率在 50～ 60%；三是制度節(jié)能，依靠政府出臺(tái)節(jié)能降耗的相關(guān)措施、能源價(jià)格的政策標(biāo)準(zhǔn)等來(lái)實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗?？偟膩?lái)說(shuō)，要實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目標(biāo)還需要政府實(shí)施更有效的措施，加強(qiáng)管理和監(jiān)督，出臺(tái)更高的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)以及系統(tǒng)性政策。當(dāng)然包括陳列柜的節(jié)能。而通過(guò)改進(jìn)技術(shù)來(lái)提高能源利用的效率一直是陳列柜節(jié)能研究的重中之重。敞開(kāi)式陳列柜的技術(shù)改進(jìn)主要可以從結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)和系統(tǒng)設(shè)計(jì)兩方面來(lái)進(jìn)行考 慮。 結(jié)合國(guó)內(nèi)外對(duì)低溫敞開(kāi)式陳列柜的研究以及能耗現(xiàn)狀 ,對(duì)低溫敞開(kāi)式陳列柜提出了一些節(jié)能優(yōu)化設(shè)計(jì)。分析了陳列柜的熱負(fù)荷組成 ,并從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和制冷系統(tǒng)兩方面著手 ,對(duì)陳列柜的風(fēng)幕和蒸發(fā)器提出了優(yōu)化設(shè)計(jì)方案 ,并且研究了融霜方式、壓縮冷凝機(jī)組和制冷劑過(guò)冷對(duì)陳列柜能耗的影響。 敞開(kāi)式陳列柜與外界接觸面積大，對(duì)流強(qiáng)烈，為了保證柜內(nèi)溫度恒定，必須采用冷風(fēng)幕來(lái)阻止外界的熱濕空氣滲入柜內(nèi)。采用高效蜂巢式出風(fēng)口能減弱出風(fēng)口射流擾動(dòng)的強(qiáng)度，出風(fēng)速度均為均勻，整流效果也較好 ，因而減弱了冷空氣同環(huán)境空氣的換熱。理論上可用偏離數(shù)表示冷風(fēng)幕對(duì)敞口的封閉能力，其值為風(fēng)幕出風(fēng)口處的空氣動(dòng)量于風(fēng)幕兩側(cè)空氣壓力差之比，為了保證風(fēng)幕的，即需要保證最小偏離數(shù)。偏離數(shù)受 35 到風(fēng)幕的送風(fēng)速度和溫度的影響較大，若送風(fēng)速度過(guò)小，澤豐木齊不到很好的封閉作用。一般為了保證風(fēng)幕對(duì)敞口的封閉能力，陳列柜的送風(fēng)速度會(huì)設(shè)計(jì)的偏大，則會(huì)導(dǎo)致風(fēng)幕外側(cè)與環(huán)境空氣的相接處速度梯度較大，卷吸到柜內(nèi)的熱濕空氣和外衣的冷空氣量因此會(huì)大大增加，從而增加陳列柜的制冷負(fù)荷及融霜次數(shù)和融霜時(shí)間。 敞開(kāi)式陳列柜一般采用雙層風(fēng)幕的設(shè)計(jì)，這 樣的可以適當(dāng)?shù)靥岣邇?nèi)層風(fēng)幕的風(fēng)俗，而適當(dāng)?shù)慕档屯鈱语L(fēng)幕的風(fēng)速，同時(shí)風(fēng)幕厚度也可增加一倍，風(fēng)幕從內(nèi)到外逐步遞減，使得風(fēng)幕效率大大地提高。如果還在蜂巢式出風(fēng)口之前安裝合理的整流板，調(diào)整出風(fēng)口的風(fēng)速場(chǎng)，是出風(fēng)口的送風(fēng)速度從柜內(nèi)到柜外遞減，降低出風(fēng)口外側(cè)的速度梯度，使外側(cè)的空氣擾動(dòng)盡可能減小，那么卷入柜內(nèi)的熱濕空氣和在陳列柜外溢的冷空氣就會(huì)相應(yīng)地減小，從而降低陳列柜的能耗，從而節(jié)能。 3 .蒸發(fā)器優(yōu)化設(shè)計(jì) 國(guó)內(nèi)的蒸發(fā)器一般會(huì)做成一個(gè)整體的形式，在融霜時(shí)制冷系統(tǒng)會(huì)停止工作，融霜加熱器啟動(dòng)，融霜的時(shí)間會(huì) 較長(zhǎng)，柜內(nèi)溫度波動(dòng)比較大，能耗也隨著增大。如果使用模塊化蒸發(fā)器采用不間斷制冷的熱蒸汽融霜方式，可以明顯降低能耗，柜內(nèi)溫度波動(dòng)也比較小，即可保證食品質(zhì)量，又可延長(zhǎng)食品儲(chǔ)存的時(shí)間。這種陳列柜一般做兩個(gè)或三個(gè)蒸發(fā)器模塊，融霜時(shí)各模塊采用依次融霜，及總有蒸發(fā)器處于制冷狀態(tài)。為保證制冷中蒸發(fā)器冷風(fēng)機(jī)循環(huán)于風(fēng)道之中，要設(shè)置切換風(fēng)門(mén)，在風(fēng)道中需要設(shè)置自動(dòng)控制線(xiàn)路和電磁閥等裝置，融霜結(jié)束后，幾個(gè)模塊的蒸發(fā)器又同時(shí)開(kāi)始制冷。 陳列柜在制冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面的節(jié)能主要有合理的融霜方式以及融霜控制方式 ，液體制冷劑過(guò)冷河并聯(lián)機(jī)組等。 敞開(kāi)式陳列柜主要有的融霜方式，適用于中低溫的陳列柜，熱量散耗在陳列柜的內(nèi)部，增大了制冷負(fù)荷。由于在加熱融霜時(shí)，空氣跟真發(fā)器盤(pán)管上面的霜層進(jìn)行的換熱是對(duì)流換熱，從外到內(nèi)，換熱較慢，融霜時(shí)間比較長(zhǎng)，柜內(nèi)空氣溫升快，影響到食品的品質(zhì)。電加熱融霜簡(jiǎn)單可行，融霜可靠，控制回路也相對(duì)簡(jiǎn)單，但是需要額外的熱量，且熱量的利用效率低。熱氣融霜多應(yīng)用在兩臺(tái)以上陳列柜的集中供冷系統(tǒng)中，融霜時(shí)，把一部分的高溫壓縮機(jī)排氣引到需要融霜的蒸發(fā)器。于電加熱 融霜方式不同的是，熱氣融霜不用引入額外的熱量，利用壓縮機(jī)的高溫排氣來(lái)融霜，高溫氣體和蒸發(fā)器盤(pán)管進(jìn)行的換熱為對(duì)流換熱，蒸發(fā)器盤(pán)管在和管外霜層進(jìn)行傳導(dǎo)換熱，從內(nèi)到外，換熱效果好、融霜時(shí)間縮短、柜內(nèi)溫升較小、能耗也相對(duì)較小。但是該系統(tǒng)的融霜控 36 制復(fù)雜，同時(shí)高壓蒸汽流經(jīng)蒸發(fā)器，又對(duì)方式有電加熱融霜和熱氣