【正文】 式和淋水式等四種(二)貯液器的配置根據(jù)制冷劑通過(guò)貯液器的形式不同，貯液器有“通過(guò)式”和“波動(dòng)式”兩種配置方案(三)油分離器的配置油分離器上一般設(shè)有進(jìn)氣、出氣和放袖管的管接口。 雙級(jí)壓縮制冷系統(tǒng)，可采用單級(jí)壓紹饑配組式，也可選用單機(jī)雙級(jí)壓縮機(jī)。1．單級(jí)壓縮 單級(jí)壓縮機(jī)的吸排氣的配置方式十分簡(jiǎn)單．如圖1—3—1所示。2．半自動(dòng)式(1)制冷系統(tǒng)的安全保護(hù) (2)局部回路自控(液泵、凍結(jié)間、冷藏間回路)：3．全自動(dòng)式在半自動(dòng)的基礎(chǔ)上，加：(1)壓縮機(jī)自動(dòng)開(kāi)停機(jī)和能量調(diào)節(jié)(2)輔助設(shè)備自控(3)采用電腦進(jìn)行最佳工況調(diào)節(jié)(4)冷加工工藝流程自控(5)庫(kù)房管理自控第三節(jié) 制冷機(jī)器、設(shè)備的配置方案一、壓縮機(jī)部分范圍：從壓縮機(jī)入口處至油分離器入口處。以下介紹冷庫(kù)設(shè)計(jì)中常用的一些蒸發(fā)溫度回路的劃分方案。因此在設(shè)計(jì)制冷裝置時(shí)，如何進(jìn)行綜合經(jīng)濟(jì)比較，定出合理的蒸發(fā)溫度回路數(shù)是制冷裝置設(shè)計(jì)的重要課題之一。如果把制冷劑在循環(huán)時(shí)所經(jīng)歷的路徑叫做“回路”，那么某種蒸發(fā)溫度的制冷劑所對(duì)應(yīng)的“回路”就稱做這種蒸發(fā)溫度的回路，如一15℃回路、一28℃回路、一33℃回路等。凍結(jié)問(wèn)和低溫冷藏間，這個(gè) 溫差值一般為10℃。六、制冷系統(tǒng)蒸發(fā)溫度回路的方案確定1．蒸發(fā)溫度的確定庫(kù)房的功能決定了庫(kù)房的溫度。目前我國(guó)冷庫(kù)一般均采用這種供冷方式。五、制冷系統(tǒng)供冷方式的確定1．集中供冷式 把制冷裝置的主要機(jī)器和設(shè)備，在現(xiàn)場(chǎng)安裝于特定的機(jī)房?jī)?nèi)。1．直接冷卻方式直接利用制冷刑在冷間內(nèi)的蒸發(fā)器中蒸發(fā)吸收熱量而達(dá)到降溫的目的。大中型冷庫(kù)最多采用的還是氨泵供液。(二)方案選擇 小型氨制冷裝置，可采用直接節(jié)流供液以簡(jiǎn)化系統(tǒng)。在該系統(tǒng)中以低壓循環(huán)桶代替了重力供液的汽液分離器，高壓液體經(jīng)節(jié)流后進(jìn)入低壓循環(huán)桶，在桶內(nèi)分離掉閃發(fā)汽體后經(jīng)液泵送入蒸發(fā)器吸熱蒸發(fā)，汽化生成的蒸汽和沒(méi)有汽化的液體一起經(jīng)回汽管返回到低壓捅再次被分離，汽體連同節(jié)流生成的閃汽進(jìn)入吸入管回到壓縮機(jī)，而液體匯同新補(bǔ)充來(lái)的液體供液泵再循環(huán)。3．液泵供液系統(tǒng)(1)工作原理液泵供液是借助液泵的機(jī)械作用來(lái)克服管道阻力及靜壓力向蒸發(fā)器輸送制冷劑液體。(2)特點(diǎn)由于供液和回汽都經(jīng)過(guò)汽液分離器，因此，供液管內(nèi)的制冷劑是液相，易實(shí)現(xiàn)配液均勻，回汽經(jīng)分離后被壓縮機(jī)吸入，亦可保證壓縮機(jī)安全運(yùn)行。這樣，分離器和蒸發(fā)器之間便產(chǎn)生了不同程度的再循環(huán)，氨重力供液系統(tǒng)的原理見(jiàn)圖l一2—6。2．重力供液系統(tǒng) (1)工作原理重力供液系統(tǒng)也是在蒸發(fā)器的回汽管上增設(shè)一汽液分離器，但它同時(shí)起著汽液分離和向蒸發(fā)器供液的作用。因此，必須經(jīng)常調(diào)節(jié)其開(kāi)啟度來(lái)維持一定的制冷量。 ②要將節(jié)流后的兩相流體按設(shè)計(jì)要求均勻分配至多組并聯(lián)的蒸發(fā)器中去很困難*若蒸發(fā)器供液量較少則不能充分發(fā)揮其傳熱效能，且壓縮機(jī)吸入氣體過(guò)熱度增大；芳藥發(fā)器供液?jiǎn)T過(guò)多，又會(huì)因氨液不能全部蒸發(fā)而可能引起壓縮機(jī)液擊事故。(2)缺點(diǎn) 直流供液系統(tǒng)簡(jiǎn)單，不需較多設(shè)備，但存在許多缺點(diǎn)。（一)幾種供液方式原理及特點(diǎn)1．直流供液(1)工作原理直流供液就是將高壓制冷別液體經(jīng)節(jié)流閥節(jié)流后直接供到冷間蒸發(fā)器。5．制冷裝置的緊急泄液6．設(shè)備液面的控制和顯示三、制冷系統(tǒng)供液方式的確定根據(jù)供液的動(dòng)力不同，供液方式有多種，如：直流供液方式、重力供液方式、液泵供液方式、氣泵供液方式等等。3．設(shè)貯液器 受液器不僅有調(diào)節(jié)和平衡制冷刑的供需作用，還有對(duì)制冷裝置的正常運(yùn)行起安全保護(hù)的功能。只有經(jīng)常處在正壓下工作的制冷裝置，才可以不設(shè)置空氣分離器，但仍需設(shè)置放空氣閥，必要時(shí)從冷凝器或貯液器的頂部直接排放掉系統(tǒng)中的不凝性氣體。而且，混合氣體中的水份相對(duì)會(huì)加劇對(duì)金屬材料的腐蝕和加速潤(rùn)滑油的氧化。2．不凝性氣體的分離在制冷裝置中，由于金屬材料的腐蝕，潤(rùn)滑油的分解，制冷劑不純及接觸污物后的分解，負(fù)壓運(yùn)行時(shí)由于制冷裝置不密閉或手動(dòng)加油時(shí)把空氣吸入系統(tǒng)，投產(chǎn)前和維修后對(duì)系統(tǒng)的空氣抽除不干凈等原因，使系統(tǒng)內(nèi)含有O2：、N：、HC1z、水汽和其他碳?xì)浠衔锏幕旌蠚怏w。通過(guò)這兩道分離后，仍有少量的潤(rùn)滑抽混同在制冷劑液體中而進(jìn)入其他設(shè)備，所以在貯液器、中冷器、低壓循環(huán)桶、排液桶、汽液分離器以及蒸發(fā)器等設(shè)備的底部，都會(huì)沉積潤(rùn)滑油，因此還應(yīng)在這些設(shè)備的底部設(shè)置放油管道。首先，應(yīng)在壓縮機(jī)和冷起器之間的排氣管上設(shè)置油分離器，利用降低流速、改變流向、液態(tài)制冷刑洗滌和冷卻，或利用重力和離心力的作用，使絕大部分的油在進(jìn)入冷踞器之前就被分離出來(lái)。當(dāng)其積累在截面較小的管道或閥門(mén)中時(shí)，易造成堵塞，使系統(tǒng)不能正常運(yùn)行； (3)油的導(dǎo)熱系數(shù)遠(yuǎn)比金屑小，當(dāng)時(shí)在熱交換器壁面時(shí)，將使傳熱惡化，引起冷凝溫度升高和蒸發(fā)壓力下降，并使排氣溫度上升，從而使制冷裝置的工作效率降低； (4)若淘滑油無(wú)法及時(shí)返回壓縮機(jī)曲軸箱時(shí)，可能導(dǎo)致壓縮機(jī)失油而發(fā)生事故。此外，當(dāng)排氣溫度達(dá)90℃一140℃時(shí)，部分潤(rùn)滑油也會(huì)氣化為油氣(宜徑為5—50Pm的油較)，隨著制冷劑蒸汽進(jìn)入排氣管(見(jiàn)表1—2—1)，所以，壓縮機(jī)在運(yùn)行時(shí)總是把潤(rùn)滑油源源不斷地排入系統(tǒng)的高壓部分。第二節(jié) 制冷系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)一、提高制冷效率的基本措施1．潤(rùn)滑油的分離與回收潤(rùn)滑油對(duì)于壓縮機(jī)來(lái)說(shuō)不僅起著潤(rùn)滑、降低摩擦力的作用，還起著密封、帶走潛屑和熱量以及作能量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的動(dòng)力的作用，尤其是對(duì)螺桿壓縮機(jī)的正常運(yùn)行更顯得重要。在弄值了這些循環(huán)和流程之后，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)就有了初步的印象，再深究下去就是搞清各種閥門(mén)及儀表在系統(tǒng)中所起的作用。 主循環(huán)摘清楚之后，接下來(lái)應(yīng)探究各壓縮機(jī)互相切換的可能性，把起多種作用的壓縮機(jī)的吸、排氣接管捐清楚。實(shí)際系統(tǒng)中往往有些并聯(lián)管道或切換閥，所以制冷劑的流向有時(shí)并不是單一的*查聞回路時(shí)要先找主要循環(huán)?？磮D時(shí)，應(yīng)首先了解——下圖例，冷庫(kù)制冷裝置原理圖常見(jiàn)的圖例見(jiàn)表1—1—1。因此查問(wèn)系統(tǒng)原理圖是了解制冷裝置的重要手段，在學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)制冷系統(tǒng)之前，應(yīng)先學(xué)會(huì)閱讀制冷系統(tǒng)原理圖。這些設(shè)備和基本部件的關(guān)系見(jiàn)圖1—1—4制冷流程方框圖。 從理論上來(lái)講，一個(gè)系統(tǒng)只要有上述的基本部件就可以工作了。來(lái)自蒸發(fā)器的制冷劑先經(jīng)低壓級(jí)壓縮機(jī)(缸)壓縮至中間壓力，低壓級(jí)排出的過(guò)熱氣體在冷凝器中被等壓冷卻至飽和蒸汽，然后再入高壓級(jí)壓縮機(jī)被壓縮至系統(tǒng)的冷授壓力，最后經(jīng)節(jié)流閥進(jìn)入蒸發(fā)器去執(zhí)行制冷任務(wù)。這些設(shè)備之間用管道依次連接形成一個(gè)封閉系統(tǒng)，制冷劑在系統(tǒng)中經(jīng)過(guò)壓縮、冷凝、節(jié)流、汽化這樣四個(gè)過(guò)程，完成了一個(gè)循環(huán)?？梢哉f(shuō)蒸汽制冷系統(tǒng)是目前使用得最為廣泛的制冷系統(tǒng)*特別是冷庫(kù)中的制冷裝置，絕大部分是采用蒸汽壓縮式制冷系統(tǒng)，因此本教材所述及的范圍也只限于蒸汽壓縮式制冷系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。其中蒸汽制冷系統(tǒng)又可分為：(1)蒸汽壓縮式；(2)蒸汽噴射式；(3)蒸汽吸收式。制冷系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案第一章 制冷系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)第一節(jié) 制冷系統(tǒng)慨述一、制冷系統(tǒng)的定義及分類1．定義 任何使用外部能量不斷把溫度低的物質(zhì)的熱量檔蛤溫度較高的物質(zhì)的系統(tǒng)稱制冷系統(tǒng)。2．分類 按上述定義，制冷系統(tǒng)可分為蒸汽制冷系統(tǒng)，空氣制冷系統(tǒng)和熱電制冷系統(tǒng)。 蒸汽制冷系統(tǒng)是利用液體汽化成蒸汽時(shí)要吸收熱量的原理來(lái)實(shí)現(xiàn)制冷的。二、蒸汽壓縮式制冷系統(tǒng)基本構(gòu)成 1．單級(jí)壓縮系統(tǒng)的基本構(gòu)成⑦蒸發(fā)器，②壓縮機(jī)，②冷凝器，④節(jié)流閥 這是單級(jí)莊縮系統(tǒng)必不可少的四大部件，如圖1—1一I所示。 2．雙級(jí)壓縮系統(tǒng)的基本構(gòu)成①蒸發(fā)鉗，②低壓級(jí)壓縮機(jī)(缸＞，⑧中間冷卻器，④高壓級(jí)壓縮機(jī)＜缸)、⑤待凝器，⑥節(jié)流閥，這是雙級(jí)壓縮系統(tǒng)必不可少的六部件，把它們依次用管道連接起來(lái)，就構(gòu)成了一個(gè)最基本的雙級(jí)壓縮系統(tǒng)，如圖1—1—2所示。 3．單、雙級(jí)綜合系統(tǒng)的基本構(gòu)成 冷庫(kù)中，蒸汽壓縮制冷裝置并不總是純粹的單級(jí)或純粹的雙級(jí)系統(tǒng)，更多的情況是兩者并存的綜合系統(tǒng)，如圖I—I一3所示，由圖可見(jiàn)：綜合系統(tǒng)實(shí)際上是單級(jí)系統(tǒng)和雙級(jí)系統(tǒng)共同并聯(lián)到一個(gè)冷凝器上的綜合體。但在實(shí)際的制冷裝置中，為了提高運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和保證操作管理的安全可芹．除T這些部件外，還增設(shè)f許多其它的輔助設(shè)備，這些輔助設(shè)備有：油分離器、高壓貯液器、汽液分離設(shè)施、排液捅、柴油器、空氣分離器、加氨站和各種高、低慶調(diào)節(jié)站。三、蒸汽活塞壓縮式制冷裝置原理圖制冷系統(tǒng)原理圖是表達(dá)整個(gè)系統(tǒng)全貌的關(guān)鍵圖紙，從原理圖上可以看出：①系統(tǒng)的規(guī)模相特性；②設(shè)備的容量、數(shù)量、規(guī)格型號(hào)，②系統(tǒng)是否先進(jìn)、合理等。圖1—1—5是個(gè)典型食品冷庫(kù)的制冷系統(tǒng)原理圖．正規(guī)的設(shè)計(jì)圖紙，除了有圖l一1—5的內(nèi)容外，一般還應(yīng)有國(guó)標(biāo)、圖例、設(shè)備項(xiàng)表、備注等內(nèi)容。在圖例清楚之后，就開(kāi)始尋找制冷劑的整個(gè)循環(huán)過(guò)程?？磮D時(shí)，循環(huán)的始參往往是從蒸發(fā)器的出口處出發(fā)。最后才是尋找各種輔助流程，如空氣流程、放油流程、緊急泄氨和充注制冷劑流向等。結(jié)合一覽表，還可了解備設(shè)備的尺寸、容量等。但是，壓縮機(jī)在運(yùn)行時(shí)，當(dāng)誹氣速度達(dá)到24—30順／5時(shí)，就會(huì)把部分潤(rùn)滑油帶出氣缸。 潤(rùn)滑油進(jìn)入系統(tǒng)的循環(huán)回路將造成下述不良后果： (1)油積存在設(shè)備和管道內(nèi)，使其工作容積減少； (2)油的粘度大，遇到活物和機(jī)械雜質(zhì)后易混合成為膠狀物質(zhì)。 因此，在設(shè)時(shí)必須采取措施使油從系統(tǒng)的積油設(shè)備中分離出來(lái)，然后通過(guò)手動(dòng)或自動(dòng)使之返回壓縮計(jì)機(jī)曲袖箱循環(huán)使用。為了進(jìn)一步分離少量混入冷凝器、又隨冷劑液體流出的潤(rùn)滑油，還可以在冷凝器的出液管上設(shè)置液油分離器，利用離心力的作用使油從液體中分離出來(lái)。從集泊器中放出的油應(yīng)經(jīng)過(guò)油處理設(shè)備的再生處理，經(jīng)抽除氨氣，過(guò)濾油污，蒸發(fā)水份后再注入壓縮機(jī)循環(huán)使用。這些混合氣體混同制冷劑在制冷裝置中循環(huán)，由于不能被液化，使冷凝器內(nèi)增加這部分不凝性氣體的分壓力造成冷凝壓力升高，冷凝器的傳熱效果下降。由于不凝性氣體總是和制冷劑氣體混合存在，采用直接排放的方法勢(shì)必同時(shí)放掉一部分制冷劑，這樣既不安全又造成浪費(fèi)，所以應(yīng)設(shè)置空氣分離器，通過(guò)它來(lái)冷凝回收不凝性氣體中的制冷劑。3．高壓制冷劑液體的過(guò)冷4．蒸發(fā)器的除霜和排液二、制冷系統(tǒng)的安全保護(hù)措施1．壓縮機(jī)的安全保護(hù)〔1)安全保護(hù)裝置：壓縮機(jī)的安全保護(hù)裝置主要有商低壓保護(hù)、油壓和油溫保護(hù)、誹氣溫度保護(hù)和水套斷水保護(hù)等．(2)防止?jié)駴_程的措施：防止?jié)駴_程的措施主要是對(duì)蒸發(fā)器的回汽進(jìn)行充分的汽液分離．(3)壓縮機(jī)的安全啟動(dòng)2．液泵的安全保護(hù) 液泵的安全保護(hù)措施包括：低壓循環(huán)捅正常液依控制及設(shè)置加壓管，液泵上裝沒(méi)抽氣管和壓差控制器，泵出口設(shè)置自動(dòng)旁通閥和止回閥。4．壓力容器的安全裝置除了油分離器和集油器外，其余的壓力容器一般均需要設(shè)置安全閥。其共同特點(diǎn)是：必須使供到蒸發(fā)器的制冷劑是經(jīng)過(guò)節(jié)流后的低溫低壓液體，并要求制冷劑液體中所臺(tái)的閃氣越少越好，這些供液方式各有其優(yōu)缺點(diǎn)。它是以冷凝壓力和蒸發(fā)壓力之差為動(dòng)力。 ①節(jié)流過(guò)程中產(chǎn)生的閃發(fā)氣體將隨液體進(jìn)入蒸發(fā)器而影響傳熱效果。 ③當(dāng)節(jié)流閥開(kāi)度一定時(shí)，節(jié)流閥的制冷量主要取決于閥前后的壓差而冷凝壓力隨冷卻介質(zhì)溫度變化而變化，美發(fā)壓力也隨庫(kù)溫而波動(dòng)，也就是說(shuō)，閥前后壓力差不是一個(gè)恒定值。所以，這種供液方式只適合負(fù)荷較穩(wěn)定的小型制冷裝置。從機(jī)房來(lái)的高壓液體經(jīng)節(jié)流后進(jìn)入汽液分離器，低壓制冷劑液體借助靜液柱的作用流入蒸發(fā)器吸熱蒸發(fā)，蒸發(fā)形成的蒸汽同夾帶的液滴回到汽液分離器，分離出來(lái)的汽體連同節(jié)流時(shí)產(chǎn)生的閃汽一起從吸入管返回壓縮機(jī)。向蒸發(fā)器的供液是以汽液分離器內(nèi)的液體與蒸發(fā)器之間的靜壓差為動(dòng)力。但由于向蒸發(fā)器供液的動(dòng)力是靜液柱差A(yù)H，故必須保證氣液分離器的安裝高度，因此一般單層冷庫(kù)需加建閣樓，增加了一次投資。其工作原理如圖1—2—7所示。 (2)特點(diǎn) 液泵供液方式問(wèn)重力供液方式比較，具有如下持點(diǎn)： ①由于制冷劑的供液?jiǎn)T大，在徘管內(nèi)循環(huán)速度高，使蒸發(fā)器內(nèi)表面得以充分的潤(rùn)濕，并能沖刷排管內(nèi)的泊膜，提高了蒸發(fā)器的傳熱系數(shù)； ②由于液泵的供液量為數(shù)倍的蒸發(fā)量，可充分利用冷卻面積，同時(shí)回汽管為兩相流體管，壓縮機(jī)的吸氣過(guò)熱度較小，從而提高了整個(gè)制冷循環(huán)的制冷系數(shù)； ③融霜裝置和除霜操作比較簡(jiǎn)單，裝置可集中布在機(jī)房?jī)?nèi)，便于監(jiān)視、操作、維修，也便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化；④由于設(shè)置液泵，設(shè)備費(fèi)和維修費(fèi)要相應(yīng)增加，但同重力供液相比，不需另建閣樓或占用庫(kù)房使用面積以及另設(shè)排液桶等，基建投資仍有所下降，但日常運(yùn)行電耗要增加。 鹽水制冰多采用重力供液。四、冷間冷卻方式的確定根據(jù)產(chǎn)生冷效應(yīng)途徑的不同，冷間的冷卻方式可分為直接冷卻和間接冷卻兩種方式。2．間接冷卻方式即先用制冷劑冷卻載冷劑，再由載冷劑在冷間的冷卻設(shè)備內(nèi)產(chǎn)生冷效應(yīng)。用供液、回氣管道和各庫(kù)房的冷卻設(shè)備連接起來(lái)，這種方式稱集中供冷方式。 2．分散供冷式把制冷機(jī)器和設(shè)備在制造廠組裝成為一套緊湊高效的具有全自動(dòng)性能的制冷機(jī)組。溫差值的大小取決于冷卻設(shè)備的一次投資與壓縮機(jī)常年運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，另外與貯藏的食品對(duì)相對(duì)濕度的要求也有關(guān)。2．蒸發(fā)溫度回路的概念一個(gè)制冷系統(tǒng)中，常常存在著幾種不同的蒸發(fā)溫度。 蒸發(fā)溫度回路的劃分方案蒸發(fā)溫度回路的合并可簡(jiǎn)化系統(tǒng)、節(jié)省投資和管理費(fèi)用，但同時(shí)會(huì)增加壓縮機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)電耗。在考慮制冷系統(tǒng)蒸發(fā)溫度回路的劃分時(shí)，應(yīng)當(dāng)遵循的主要原則是首先保證食品冷加工相冷貯藏的質(zhì)量．在此前提下兼顧系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)合理性。七、制冷系統(tǒng)自控程度的確定手動(dòng)式機(jī)器、設(shè)備及工藝沉程的控制全部采用手動(dòng)控制。壓縮機(jī)部分主要由壓縮機(jī)、吸排氣管道和中冷器(雙級(jí)壓縮機(jī))等組成。 2．雙級(jí)壓縮 雙級(jí)壓縮循環(huán)制冷系統(tǒng)，是把兩臺(tái)壓線機(jī)(或一臺(tái)壓線機(jī)的高、低壓缸)串聯(lián)運(yùn)行，制冷劑在其中依次經(jīng)過(guò)兩次壓縮后獲得較高的壓縮比。二、高壓部分的配置方案范圍：從油分離器入口處至節(jié)流閥進(jìn)口處。有的油分離器上還沒(méi)有供液管管接口或自動(dòng)回油裝置。(1)離心式油分離器(2)填料式油分離器(3)洗滌式油分離器(四)總調(diào)節(jié)站的配置方案總調(diào)節(jié)縮的作用，是向低壓制冷設(shè)備，如低壓循環(huán)捅、氨液分離器等分配制冷