【正文】 冷劑 ? 空氣作載冷劑 雖然有較多優(yōu)點(diǎn)，但由于它的比熱容小，而且作為氣態(tài)使用它的對(duì)流換熱效果差，所以在食品冷藏中或冷凍加工中，是以直接與食品接觸形式使用的。 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 —— 第十三章 冷凍機(jī)械設(shè)備 一、 制冷基本概念 （一）機(jī)械壓縮制冷 6. 間接制冷與載冷劑 ? 如果要制取低于 0℃ 的冷量，則可采用鹽水或有機(jī)溶液作為載冷劑。食品業(yè)中最廣泛使用的冷凍鹽水是 氯化鈉 水溶液。 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 —— 第十三章 冷凍機(jī)械設(shè)備 一、 制冷基本概念 （二）非機(jī)械壓縮制冷 除冷凍機(jī)進(jìn)行制冷外，尚可利用以下吸熱效應(yīng)進(jìn)行制冷的作業(yè) : 1. 固體升華 2. 固體融解與鹽溶解 3. 液化氣體氣化 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 —— 第十三章 冷凍機(jī)械設(shè)備 一、 制冷基本概念 （二）非機(jī)械壓縮制冷 1. 融解和溶化制冷 ? 固體融解和溶解都可以利用來制造冷量。 ? 冰鹽混合物稱為起寒劑。如果需要更低溫度，可使用其它鹽類，如氯化鈣、氯化氨、硝酸鈉等與食鹽混合成復(fù)式混合物。 ? “干冰” (固態(tài) CO2)在 ℃ ，升華潛熱 : 。 （二）非機(jī)械壓縮制冷 一、 制冷基本概念 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 —— 第十三章 冷凍機(jī)械設(shè)備 一、 制冷基本概念 3. 液化氣體制冷 ? 利用低沸點(diǎn)液化氣體物質(zhì)直接與食品接觸，吸取食品熱量使其凍結(jié)，而自身氣化成氣體。氮?dú)獾谋葻崛轂? kJ/（ kg ? 每千克液氮蒸發(fā)后溫度升到 0℃ ，共可吸收 396kJ/kg的熱量，可使約 1kg 水分凍結(jié)成冰。 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 —— 第十三章 冷凍機(jī)械設(shè)備 二、 制冷系統(tǒng)構(gòu)成及主要設(shè)備 （一）壓縮機(jī) 是制冷裝置中的核心設(shè)備，通常稱為制冷主機(jī)。 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 —— 第十三章 冷凍機(jī)械設(shè)備 二、 制冷系統(tǒng)構(gòu)成及主要設(shè)備 （一）壓縮機(jī) ?分類 ? 按氣缸數(shù)分類有 :單缸 、 雙缸和多缸壓縮機(jī) 。 ? 按壓縮級(jí)數(shù) 又可分為 單級(jí) （ 可制取 40℃ 以上溫度 ） 、 雙級(jí) （ 可制取 70℃ 以上溫度 ） 和 三級(jí) 壓縮機(jī) （ 可制取 110℃ 以上溫度 ） 。 ?圖 13. 7所示 為一種半封閉活塞式壓縮機(jī)。 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 —— 第十三章 冷凍機(jī)械設(shè)備 二、 制冷系統(tǒng)構(gòu)成及主要設(shè)備 （一）壓縮機(jī) 開啟 式 (圖 ) ?壓縮部分與電機(jī)分開，各自成一獨(dú)立體，兩者靠聯(lián)軸器或皮帶連接。 ?制取冷量范圍廣，多用于大型冷庫和食品廠等。 ?原理 :由陰、陽轉(zhuǎn)子螺桿的嚙合旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生容積變化，完成制冷劑蒸氣的吸入、壓縮、排出，進(jìn)行氣體的壓縮。在大冷量領(lǐng)域中已經(jīng)顯示出其優(yōu)越性，有取代活塞式制冷壓縮機(jī)的趨勢(shì)。 ?壓縮機(jī)共享吸排氣集管、冷凝器及貯液器等部件。 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 —— 第十三章 冷凍機(jī)械設(shè)備 二、 制冷系統(tǒng)構(gòu)成及主要設(shè)備 （一）壓縮機(jī) 3. 并聯(lián)壓縮機(jī)制冷機(jī)組 ?一種并聯(lián)壓縮機(jī)組(圖 ). 圖 13. 10并聯(lián)螺桿壓縮機(jī)組 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 —— 第十三章 冷凍機(jī)械設(shè)備 二、 制冷系統(tǒng)構(gòu)成及主要設(shè)備 （一）壓縮機(jī) 3. 并聯(lián)壓縮機(jī)制冷機(jī)組 ?特點(diǎn) : （ 1）靈活調(diào)節(jié)供冷量。 （ 2）自動(dòng)化程度高，基本上可以作到無人操作或遠(yuǎn)程操作。 （ 4）降低設(shè)備成本和安裝工程量，縮短工期，減小機(jī)房面積，綜合初投資可以降低 20%左右。 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 —— 第十三章 冷凍機(jī)械設(shè)備 二、 制冷系統(tǒng)構(gòu)成及主要設(shè)備 （二）膨脹閥 1. 手動(dòng)閥 ?是一種針閥（圖 13. 11）。 ?目前主要用于氨制冷系統(tǒng)。隨著熱制冷氣體在冷凝器中冷凝成液體，室內(nèi)的制冷劑液位上升。 高壓制冷液 低壓制冷液至冷凝器 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 —— 第十三章 冷凍機(jī)械設(shè)備 二、 制冷系統(tǒng)構(gòu)成及主要設(shè)備 （二）膨脹閥 2. 自動(dòng)浮球閥 ?自動(dòng)低壓浮球閥 (圖 )，用于滿溢式蒸發(fā)器。隨著較多制冷劑的蒸發(fā)，浮球會(huì)下降從而打開節(jié)流孔，讓更多的制冷液由高壓側(cè)進(jìn)入低壓側(cè)。這種膨脹閥簡(jiǎn)單、運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定、有很好的控制性能。 ?原理：當(dāng)蒸發(fā)器壓強(qiáng)升高使得薄膜克服彈簧壓力而上升，從而將閥關(guān)閉；當(dāng)蒸發(fā)器的壓強(qiáng)下降時(shí)，閥打開。 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 —— 第十三章 冷凍機(jī)械設(shè)備 二、 制冷系統(tǒng)構(gòu)成及主要設(shè)備 （二）膨脹閥 4. 熱力膨脹閥 (圖 ) ? 可自動(dòng)調(diào)節(jié)液體流量。 ? 感溫包用于感測(cè)離開蒸發(fā)器的過熱氣體溫度。 ? 這種閥是制冷工業(yè)中使用最普遍的一種節(jié)流裝置。 ? 提供給電子膨脹閥的電信號(hào)的大小，一般通過壓力或溫度傳感器的反饋信號(hào)通過適當(dāng)方式轉(zhuǎn)換而成。 電動(dòng)式：通過電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)使閥桿發(fā)生位移。 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 —— 第十三章 冷凍機(jī)械設(shè)備 二、 制冷系統(tǒng)構(gòu)成及主要設(shè)備 （二）膨脹閥 5. 電子膨脹閥 此閥通過步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的閥桿升降，帶動(dòng)陶瓷閥芯塊的上下滑動(dòng)而改變閥芯孔與密封圈圓孔相交面積大小，從而對(duì)通過此閥的制冷劑產(chǎn)生調(diào)節(jié)作用。 ?按被冷卻介質(zhì)類型分兩大類： 1. 冷卻液體蒸發(fā)器 2. 冷卻空氣蒸發(fā)器 （ 1）自然對(duì)流蒸發(fā)器 （ 2）強(qiáng)制對(duì)流蒸發(fā)器 （三）蒸發(fā)器 二、 制冷系統(tǒng)構(gòu)成及主要設(shè)備 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 —— 第十三章 冷凍機(jī)械設(shè)備 1. 冷卻液體 (水或鹽水 )的蒸發(fā)器 — (1)立管式 結(jié)構(gòu) （三）蒸發(fā)器 二、 制冷系統(tǒng)構(gòu)成及主要設(shè)備 圖 立管式蒸發(fā)器 (水箱 ) 氨氣 氨液 上總管 下總管 攪拌器 直立短管 木板蓋 氨液分離器 集油器 放油 軟木 上總管 液面 直立短管 導(dǎo)液管 直立粗管 下總管 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 —— 第十三章 冷凍機(jī)械設(shè)備 1. 冷卻液體 (水或鹽水 )的蒸發(fā)器 — (1)立管式 （三）蒸發(fā)器 二、 制冷系統(tǒng)構(gòu)成及主要設(shè)備 ?優(yōu)點(diǎn)：便于觀察、運(yùn)行和檢修。 ?立管式蒸發(fā)器屬于敞開式設(shè)備，適用于冷藏庫制冰等。 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 —— 第十三章 冷凍機(jī)械設(shè)備 1. 冷卻空氣的蒸發(fā)器 2. (1).自然對(duì)流蒸發(fā)式 （三）蒸發(fā)器 二、 制冷系統(tǒng)構(gòu)成及主要設(shè)備 ?庫房冷 (卻 )排管 一般指裝在冷庫的自然對(duì)流蒸發(fā)器 . 安裝在近墻處，稱 墻排管 ； 安裝在頂棚處，稱 頂棚排管 ； 用架子平放者，稱 擱架排管 。 ?按冷卻表面形式，分為 光滑管 及 翅片管 兩大類。 ?結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制作容易、充氨量小 。 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 —— 第十三章 冷凍機(jī)械設(shè)備 1. 冷卻空氣的蒸發(fā)器 2. (1).自然對(duì)流式 — ? 立管式 (圖 (2)) （三）蒸發(fā)器 二、 制冷系統(tǒng)構(gòu)成及主要設(shè)備 ? 常見于氨制冷系統(tǒng)，氨液從下橫管中部進(jìn)入，均勻地分布到每根蒸發(fā)立管中。 制冷劑汽化后，氣體易于排出，從而保證了蒸發(fā)器有效傳熱效果，減少了過熱區(qū)。 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 —— 第十三章 冷凍機(jī)械設(shè)備 1. 冷卻空氣的蒸發(fā)器 2. (2).強(qiáng)制對(duì)流式 （三）蒸發(fā)器 二、 制冷系統(tǒng)構(gòu)成及主要設(shè)備 ?用于冷庫和速凍設(shè)備時(shí)，這類蒸發(fā)器通常稱為 冷風(fēng)機(jī) (圖), ?有的冷風(fēng)機(jī)也用載冷劑作間接冷源 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 —— 第十三章 冷凍機(jī)械設(shè)備 1. 冷卻空氣的蒸發(fā)器 2. (2).強(qiáng)制對(duì)流式 （三）蒸發(fā)器 二、 制冷系統(tǒng)構(gòu)成及主要設(shè)備 ?結(jié)構(gòu)原理 (圖 ):空氣在風(fēng)機(jī)的作用下流過蒸發(fā)器，與盤管內(nèi)的制冷劑進(jìn)行熱換。 ?氨、氟制冷系統(tǒng)均可采用這種蒸發(fā)器。根據(jù)冷卻介質(zhì)和冷卻方式，可分為 水冷式、風(fēng)冷式 和 蒸發(fā)式 三類。結(jié)構(gòu)型式主要有： ? 立式殼管冷凝器 —— 結(jié)構(gòu)原理 ； 特點(diǎn)與應(yīng)用 ? 臥式殼管冷凝器 —— 結(jié)構(gòu)原理 ； 特點(diǎn)與應(yīng)用 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 —— 第十三章 冷凍機(jī)械設(shè)備 （四）冷凝器 －－ 二、 制冷系統(tǒng)構(gòu)成及主要設(shè)備 ? 利用常溫空氣作為冷卻介質(zhì)。結(jié)構(gòu)與冷風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)類似，主要由翅片式換熱器與風(fēng)機(jī)組合而成。 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 —— 第十三章 冷凍機(jī)械設(shè)備 ? 結(jié)構(gòu) ： 見圖 13. 26。兩種冷卻介質(zhì)同時(shí)使用，水冷卻以噴淋方式進(jìn)行，而空氣流動(dòng)有助于水在冷卻管表面汽化，并將汽化后的蒸汽帶走，對(duì)關(guān)鍵的冷凝壁外側(cè)，形成了一種伴有相變對(duì)流換熱機(jī)制的強(qiáng)化作用，故名之為蒸發(fā)式冷凝器。 二、 制冷系統(tǒng)構(gòu)成及主要設(shè)備 （四）冷凝器 －－ 式 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 —— 第十三章 冷凍機(jī)械設(shè)備 ?立式殼管冷凝器特點(diǎn)與應(yīng)用 ? 優(yōu)點(diǎn) ：傳熱系數(shù)高，冷卻水耗用量較少，反復(fù)流動(dòng)的水路長(zhǎng)，進(jìn)出水溫差大（一般為 4~6℃ ）。 ? 應(yīng)用 ：適用于水溫較低，水質(zhì)較好的條件。 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 —— 第十三章 冷凍機(jī)械設(shè)備 高溫高壓制冷劑氣體由管殼頂部進(jìn)氣管進(jìn)入殼體內(nèi)的冷卻水管的空隙間，遇冷后的制冷蒸氣便結(jié)成液滴下落到殼體的底部，由殼體底部的出液管流出。通過端蓋內(nèi)的分水槽，使冷卻水在筒內(nèi)分成數(shù)個(gè)流程，自下而上在冷卻水管內(nèi)按順序反復(fù)流動(dòng)，最后由端蓋上部的出水管流出。下部的放水閥用于冷凝器在冬季停止使用時(shí)積水的放出，以防冷卻水管凍裂。 ? 缺點(diǎn) ：冷卻水用量大，體型較笨重。 ? 應(yīng)用 ：目前大中型氨制冷系統(tǒng)采用這種冷凝器較多。 ? 原理：制冷劑蒸氣從上部的進(jìn)氣管進(jìn)入冷凝器的殼體內(nèi)，在換熱管表面凝結(jié)成液體。 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 —— 第十三章 冷凍機(jī)械設(shè)備 圖 蒸發(fā)式冷凝器 飽和熱濕空氣 干空氣 1 2 3 4 5 6 制冷劑氣體進(jìn) 制冷劑液體出 風(fēng)機(jī) 檔水板 噴淋裝置 冷凝盤管 接水槽 水泵 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 —— 第十三章 冷凍機(jī)械設(shè)備 三、 制冷系統(tǒng)的附屬設(shè)備 （一） 油分離器 （二） 高壓貯液桶 （三） 氣液分離器 （四） 空氣分離器 （五） 中間冷卻器 （六） 冷卻水系統(tǒng) （七） 除霜系統(tǒng) 在制冷循環(huán)過程中 ， 制冷劑要經(jīng)過物態(tài)的變化 ，還要經(jīng)過壓力 、 速度 、 密度 、 溫度等物理參數(shù)的變化 。 同時(shí) ， 在壓縮后 ，高壓制冷劑蒸氣又不可避免地要從壓縮機(jī)中帶出一些潤(rùn)滑油 。 制冷劑及潤(rùn)滑油在高壓高溫下 ， 也會(huì)有少量的分解 。 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 —— 第十三章 冷凍機(jī)械設(shè)備 ? 也稱為 分油器 。 ? 形式：洗滌式、填料式、離心式和過濾式等。氨氣中潤(rùn)滑油的分離，是依靠降低氣流速度和改變運(yùn)動(dòng)方向以及降低溫度來達(dá)到的。這種油分離器能將氨氣中 95 ％以上的潤(rùn)滑油分離出來。 ? 作用 :貯存和供應(yīng)制冷系統(tǒng)內(nèi)的液體制冷劑，以便工況變化時(shí)能補(bǔ)償和調(diào)劑液體制冷劑的量，是保證壓縮機(jī)和制冷系統(tǒng)正常運(yùn)行的必需設(shè)備；在檢修制冷系統(tǒng)時(shí)，可將系統(tǒng)中的制冷劑收集在貯液器中，以避免將制冷劑排入大氣造成浪費(fèi)和環(huán)境污染。 （二） 高壓貯液器 三、 制冷系統(tǒng)的附屬設(shè)備 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 —— 第十三章 冷凍機(jī)械設(shè)備 ? 小型制冷系統(tǒng)往往不裝貯液器，而利用冷凝器調(diào)節(jié)和貯存制冷劑。其上有氨液進(jìn)出口、均壓管、安全閥、放空氣、放油等接頭及液位計(jì)等。 （二） 高壓貯液器 三、 制冷系統(tǒng)的附屬設(shè)備 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 —— 第十三章 冷凍機(jī)械設(shè)備 ? 是低壓容器，因此有時(shí)也稱為 低壓貯液器 。 ? 作用： （ 1）分離蒸發(fā)器出來制冷劑蒸氣，保證壓縮機(jī)工作是干沖程，即進(jìn)入壓縮機(jī)的是干飽和蒸氣，防止制冷劑液進(jìn)入壓縮機(jī)產(chǎn)生液壓沖擊造成事故； （ 2）分離自膨脹閥進(jìn)入蒸發(fā)器的制冷劑中的氣體，使進(jìn)入蒸發(fā)器的液體中無氣體存在，提高蒸發(fā)器的傳熱效果。 ? 空氣來源 ：首次加制冷劑前少量空氣留在設(shè)備中；由于操作不慎，使低壓管路壓力過低，系統(tǒng)不夠嚴(yán)密等。 ? 空氣對(duì)系統(tǒng)的危害 ：往往聚集在冷凝器、高壓貯液器等設(shè)備內(nèi)的不凝氣，會(huì)降低冷凝器的傳熱系數(shù)，引起冷凝壓力升高，增加壓縮機(jī)工作的耗電量。 ? 結(jié)構(gòu) 如圖 . ? 來自低壓壓縮機(jī)的中壓氨過熱蒸氣，經(jīng)過氨液的洗滌而迅速被冷卻。過冷氨液節(jié)流后的液體成分增大，蒸氣成分減少，使循環(huán)中氨的單位制冷量增大。 ?工業(yè)規(guī)模的氨制冷系統(tǒng)冷卻水用量相當(dāng)大，例如，一臺(tái) 500kW 的制冷機(jī)組，每小時(shí)至少要消耗100t的冷卻水。 ? 水溫 :取決于水源的溫度和當(dāng)?shù)氐臍庀髼l件。為保證制冷系統(tǒng)冷凝壓力不超過制冷壓縮機(jī)的允許工作條件， 冷卻水溫一般不宜超過 32 ℃ 。 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 —— 第十三章 冷凍機(jī)械設(shè)備 （六）冷卻水系統(tǒng) 三、 制冷系統(tǒng)的附屬設(shè)備 ? 直流式供水 ? 一般用于小型制冷系統(tǒng)，或水源相當(dāng)充裕的地方，如靠近海邊或江河旁。 ? 混合式供水 ? 部分采用水源供水，部分采用循環(huán)水，混