(30)R22及氨制冷系统图
两级压缩
1.1.3.3 多级蒸汽压缩制冷循环在单级蒸气压缩式制冷循环中，当制冷剂选定后，其冷凝压力，蒸发压力由冷凝温度和蒸发温度决定。
冷凝温度受环境介质(水或空气)温度的限制，蒸发温度由制冷装臵的用途确定的，当冷凝温度升高或蒸发温度降低时，压缩机的压力增大，排气温度上升，在常温冷却条件下能够获得低温程度是有限的，即制冷温差是有限的。
当要求的制冷温差使循环的压力比超过单级压力比的上述限制时，一种解决办法是采用分级压缩，中间冷却，就是分两极或多级达到循环所要求的总压力比，并且在低压即完成压缩后，现将其排气冷却降温后再到高压级继续压缩，从而每一级的压力比和排气温度均不超限。
由于考虑到超过两级后系统设计的复杂性及其他许多因素，故两级以上的循环在实际中很少使用，通常采用两级压缩循环，所以一下重点讨论两级压缩制冷循环。
1.1.3.3.1 两级压缩制冷循环概述在蒸气压缩式制冷循环中，当制冷剂选定后，其冷凝压力、蒸发压力由冷凝温度和蒸发温度决定。
冷凝温度受环境介质（水或空气）温度的限制，蒸发温度由制冷装臵的用途确定。
当冷凝温度升高或蒸发温度降低时，压缩机的压力比将增大。
由于压缩机余隙容积的存在，压力比提高到一定数值后，压缩机的容积系数变为零，压缩机不再吸气，制冷机虽然在不断运行，制冷量却变为零。
例1 有一台制冷压缩机，工质为R22，相对余隙容积，膨胀过程指数，冷凝温度℃，求允许最低蒸发温度。
解容积系数的计算公式为当达到最低蒸发温度时，，上式可变为代入具体数值，即冷凝温度℃时，R22的冷凝压力，因此最低蒸发压力为与相对应的蒸发温度℃，这就是蒸发温度的极限值。
单级压缩的最低蒸发温度不仅受到容积系数为零的限制，随着压力比的增大，除了引起制冷量下降，功耗增加、制冷系数下降、经济性降低外，排气温度的限制也是选择压缩机级数的另一个重要原因。
排气温度过高，它将使润滑油变稀，润滑条件恶化，甚至会引起润滑油的碳化和出现拉缸等现象。
当冷凝温度为40℃，蒸发温度为-30℃时，单级氨压缩机即使在等熵压缩的情况下，排气温度已高达160℃，显然它已超过了规的最高排气温度为150℃的限制。
氨系统简介
一、氨制冷系统的历史沿革在工业制冷中，氨系统已被应用了70多年，技术已相当成熟，因而多年来技术上无大进步，由于控制阀门和元器件价格昂贵，实现自动化成本很高，故国内应用中一直未能实现全自动化，虽然如此，但因为其冷量大、单机功率大的特点。
在大型制冷系统中还是被广泛应用，很多情况下都是因为设计院的工程师熟悉氨系统的原因，设计时习惯采用该制冷系统。
二、氨制冷系统的优、缺点A、优点1、在蒸发温度较高、冷凝温度较低时，氨的热工性能较之氟性能好，单位容积制冷量略高。
从这个意义上讲氨系统较为省电。
2、氨机造价低。
由于单个氨机制冷量可达到250 kW甚至更大，而氟机（低温工况）最大为100kW，若要用于大冷量工况，就必须多机并联，因此，在大功率（100kW以上）的情况下，氨机明显较氟并联机组价格低。
3、制冷剂价格低，如1吨液态氨为4～5千元，1吨常用的R22制冷剂为2万多元。
4、氨系统若发生泄漏易被发现。
B、缺点1、氨有毒且易燃易爆，国内氨系统不时有事故发生。
2、少量氨泄漏就可导致储藏品受到污染，大量泄漏则危及人身安全。
3、氨系统不能布置在有人操作的场所，特别在对食品安全要求较高的场所，须采用乙二醇进行二次换热，从而造成系统能量损失。
4、氨液充注量需求大，造成总成本上升。
5、氨系统除机组外，还有许多诸如储液罐、循环桶等辅机（俗称瓶瓶罐罐），这些设备对空间要求高（一般机房高度为7M以上），机房占地面积（大约为氟机的4～5倍）。
6、因单个氨机的功率大，当用于多温度的工艺环境下，调节不易、能耗高。
7、需人工值守机房,难于实现全自动控制（目前国内没有全自动运行的成功案例）。
8、需定期检修和更换轴封。
三、两种制冷系统的适用场所综上所述，氨机适用于温度恒定，波动小，冷量大，空间大的场所。
如大型冷库、啤酒厂工艺制冷间等，这些场所基本上是无人作业。
温度要求是单一的、压缩机工作状态稳定。
此时氨的热工性能好、氨机造价低等优势凸显。
四、安全和环保问题由于氨易燃、易爆、有毒的特性。
制冷系统各部件 及原理
制冷系统调节站1)液体调节站的作用是起到向各冷间调节供液量，或进行冷间融霜排液操作。
液体调节站有各冷间的供液阀，和融霜排液阀及排液总阀。
2)气体调节站的作用是调节制冷压缩机的吸气量或控制进入冷间制冷剂的过热量。
气体调节站有各冷间的的回气阀和制冷剂热气阀及热气总阀供液方式1)直接膨胀式供液制冷系统高压液体通过膨胀阀直接向蒸发器供液制冷，吸热气化后直接由制冷压缩机吸入，称为直接膨胀式供液制冷系统。
其流程：高压液体制冷剂~膨胀阀~蒸发器~制冷压缩机吸入。
优点：简单，不需要设置气液分离器，节省投资：缺点：不能均匀供液，且难以控制供液，因无效气体，影响蒸发器传热效率和制冷压缩机的制冷效率。
只适用于负荷小的小型冷库和小型自动化制冷装置。
在氟利昂系统中多采用直接膨胀式供液制冷系统。
为避免供液难以控制，使用了热力膨胀阀供液，这样可以使制冷剂有一定的过热度，不会造成制冷压缩机的湿运行。
2）重力供液制冷系统利用位置较高的氨液分离器里的液体高度作为液柱静压力，使液体依靠重力作用流入蒸发器供液制冷，称为重力供液制冷系统。
其流程：高压液体制冷剂~浮球阀或手动膨胀阀~氨液分离器~低压液体制冷剂借助重力由高向低处流进~蒸发器制冷~氨液分离器~制冷压缩机吸入。
优点：节省阀门，操作简单，因减少无效气体的影响，提高蒸发器传热效率，并保证压缩机干压行程：缺点；氨液分离器必须紧靠冷库冷间，并在蒸发器上方要求氨液分离器液位至蒸发器最高一层排管间距为1.5米以上具有一定的压力。
3）氨泵供液a)下进上出式优点：供液均匀、蒸发器传热效果好，降温快。
缺点：要求循环桶容量应大些，一般直径为1.2米或1.4米，液柱静压力对蒸发温度有一定的影响，蒸发器油垢不易排出。
氨系统多用于此方式。
b)上进下出式优点：低压循环桶的容量可小些，无液柱压力对蒸发温度的影响，蒸发器的油垢容易排出。
缺点供液不均匀，蒸发器传热效果较差，降温慢。
氟系统一般采用此方法以便于回油。
氨制冷系统与氟制冷系统比较
氨制冷系统与氟制冷系统比较㈠制冷剂氨和氟（针对R22）都是中温制冷剂，在常温下的冷凝压力和单位容积制冷量相差不大，但为提高制冷量，制冷剂在节流以前一般均需要过冷，实验表明，当冷凝温度tk =30℃, 蒸发温度to=-15℃时，每过冷1℃制冷系数R22增加0.85%，而R717为0.46%.氨对人体有毒，氨蒸气无色，具有强烈的刺激性臭味。
一旦泄漏将污染空气、食品，并刺激人的眼睛、呼吸器官。
氨液接触皮肤会引起“冻伤”。
如果空气中氨的容积浓度达到0.5～0.6%时，人在其中停留半个小时即可中毒，浓度达到11～14%时即可点燃，当浓度达到16～25%会引起爆炸（系统中氨所分离的游离氢积累到一定的程度，遇空气引起强烈爆炸），江浙和福建等地曾多次发生氨压缩机或制冷系统爆炸事故，导致设备毁坏和人员伤亡的惨重损失。
而且，我国已明确规定在人口稠密的场合，不能使用易燃、易爆的有毒制冷剂。
氨在润滑油中的溶解度很小，因此氨制冷剂管道及换热器的表面会积有油膜，影响传热效果。
氨液的比重比润滑油小，在贮液器和蒸发器中，油会沉积在下部，需要定期放出。
因氨压力在0公斤时，蒸发压力为-33.4℃，为避免制冷系统在负压下工作，目前氨主要用于蒸发温度在-34.4℃以上的大型或中型制冷系统中。
因此，从安全、方便、卫生等方面考虑，特别是对空调、贮藏、-34℃以下制冷系统氨机不理想。
氟里昂是一种常用的高、中、低温制冷剂。
它无色，无味，不燃烧，不爆炸，化学性能稳定。
基本无毒（我国国家标准GB7778-87综合考虑制冷剂的燃烧性、爆炸性、对人体的直接侵害三个方面的因素，对制冷剂进行安全分类，R22被列为第一安全类，而R717被列为第二安全类），又可适用于高温、中温、和低温制冷机，以适应不同制冷温度的要求，能制取的最低蒸发温度为-120℃氟里昂能不同程度的溶解润滑油，不易在系统中形成油膜，对传热影响很小。
同时，氟里昂制冷机组在设计时还考虑到了工质的替代问题,即在使用新工质时,无须对系统进行改动。
制冷原理及设备-第六章 氨水吸收式制冷机
称作放气范围。
5、吸收器单位热负荷qa(kJ／kg) 根据吸收器热平衡关系可得
qa h8 ( f 1)h3 fh4 h8 h3 f (h3 h4 )
6、溶液热交换器热负荷
由浓溶液侧计算有 qTw1 f (h1a h4a )
由稀溶液侧计算有 qTw2 ( f 1)(h2 h2a )
机械学院能动教研室4分凝器热负荷1151hhhhqrddrr????????????????????????ar????????5吸收器单位热负荷qakjkg根据吸收器热平衡关系可得14338438hhfhhfhhfhqa????????6溶液热交换器热负荷由浓溶液侧计算有411aatwhhfq??由稀溶液侧计算有1222atwhhfq???式中h2a通过t2a和a在h图上查到其中t2at458而t4twl48
2—2a为发生段底部引出液在溶液热交换 器中的降温过程。
2a—3为降温后的引出液的节流过程(因前 述原因点3与点2a重合)。
机械学院能动教研室
3—4与8—4为稀溶液进入吸收器后的吸收 过程。3点状态的饱和液体吸收的蒸气(温度 为点8状态的蒸气)，最后形成点4状态的浓 溶液。
点4状态的浓溶液经溶液泵提升到pk压 力，达到点4a状态。升压过程其含量和焓 值均不变，点4a与点4重合。经溶液热交换 器后达到点1a，再回到精馏塔的发生段， 重新投入循环。
氟里昂溶液
硫酸水溶液
制冷剂
氨 水 甲醇 氨 氨 R12、 R22、R21 水
吸收剂
水 溴化锂 溴化锂 硫氰酸钠 氯化钙 矿物质油 二甲替甲酰胺 硫酸
机械学院能动教研室
6.2 氨水溶液的性质
6.2.1 氨在水中的溶解
氨在水中的浓度用质量分数ξ表示，等于溶液中氨的质量与溶液总
制冷剂与压焓图
(CH3CH2CH2CH33)--R600 ；
异丁烷
(CH(CH3)3)--R600a 。从经济观点来看，它们
是出色的制冷剂，但易燃，安全性很差。
3.不饱和碳氢化合物类
• 它们的命名是在R后面先写“1”主要有： 乙烯: R1150， 丙烯: R1270。
4.氟里昂类(饱和碳氢化合物)
• 它是饱和碳氢化合物的卤族元素的衍生物总称，
• 制冷剂在制冷系统中状态只发生物理变化，没 有化学变化。如果系统不泄漏，制冷可以长期 循环使用。
二、常用制冷剂分类和命名
⑴ 1.无机物化合物 按 2.饱和碳氢化合物
⑵ 按
1.高温低压类
化 3.不饱和碳氢化合物 工
学 4.氟里昂
作
组 5.共沸溶液
成 分
6.非共沸溶液
温 2.中温中压类 度 压
类 7.有机化合物 8.环状有机化合物
4.2 制冷剂类别与环境保护
• 科学家的研究证实R11、R12、R13等氯氟烃化合物 （CFCs）制冷剂，当它们泄漏或排放后扩散到地球 的平流层中，会破坏臭氧层，结果使地球上生物遭 到紫外线的损害；另一方面，氯氟烃化合物的排放 会加剧地球的温室效应，会像二氧化碳那样使地球 温度升高。
• CFCs中含氯元素，对臭氧层具有最大的破坏作用， 是禁用制冷剂；而HCFCs中由于氢元素的存在，大大 减弱了对臭氧层的破坏作用，目前还可以继续使用， 属过渡制冷剂；至于无氯的HFCs，则不会对臭氧层 破坏，受到国际社会的重视，成为替代制冷剂。
3.5 中国正式加入《蒙特利尔议定书》
• 联合国环保组织1987年在加拿大蒙特利尔市召开会议， 36个国家和10个国际组织共同签署了《关于消耗大气臭 氧层物质的蒙特利尔议定书》，我国1992年正式宣布加 入修订后的《蒙特利尔议定书》。
《冷库及制冷系统》课件
冷库的分类与特点
要点一
总结词
冷库可根据储存物品、温度范围、规模等不同标准进行分 类，不同类型的冷库具有不同的特点和应用场景。
要点二
详细描述
根据储存物品的不同，冷库可分为食品冷库、药品冷库、 化工原料冷库等；根据温度范围的不同，冷库可分为高温 冷库、中温冷库、低温冷库和超低温冷库；根据规模的不 同，冷库可分为大型冷库、中型冷库和小型冷库。不同类 型的冷库具有不同的特点和应用场景，例如食品冷库要求 严格控制温度和湿度，药品冷库要求具备洁净度和无菌环 境等。
《冷库及制冷系统 》PPT课件
contents
目录
• 冷库概述 • 制冷系统原理 • 冷库设计与建造 • 制冷系统维护与管理 • 冷库应用案例分析
01
冷库概述
冷库的定义与作用
总结词
冷库是用于储存和保鲜食品、药品等物品的低温设施，具有保持恒温、减缓食 品变质速度等作用。
详细描述
冷库是一种特殊的仓库，通过制冷系统使内部温度维持在低温状态，以保持物 品的新鲜度和品质。冷库广泛应用于食品加工、储存、运输和销售等环节，对 于保障食品安全和促进经济发展具有重要作用。
VS
详细描述
在医药冷链中，冷库主要用于储存和运输 疫苗、血液制品、生物制品等需要低温保 存的药品。这些药品需要在特定的温度范 围内储存和运输，以确保其有效性和安全 性。因此，医药冷链对温度控制的要求非 常高，需要专业的冷库设备和运营管理。
其他领域中的应用
总结词
除了食品冷链物流和医药冷链，冷库在许多 其他领域也有广泛的应用。
详细描述
冷库在食品冷链物流中发挥着至关重要的作用。通过低温储存和运输，可以延长 食品的保质期，减少损耗，确保食品安全。冷库的建设和运营需要考虑到温度控 制、湿度调节、空气流通等因素，以确保食品品质和食品安全。
大型氟利昂(R22)集中制冷 系统工程设计实例及其技术探讨
大型氟利昂（R22）集中制冷系统工程设计实例及其技术探讨摘要：本文通过一工程实例介绍了大型氟利昂集中制冷系统的设计、安装、调试，并就相关技术问题进行分析探讨，为今后大型氟利昂集中制冷系统的设计及研究提供很好的参考。
关键词：大型氟利昂集中制冷系统，设备的选型及配置，系统中的净化措施，系统中油的处理措施1 引言通常我们称以氨为制冷剂进行制冷的系统为氨制冷系统，而以氟利昂作为制冷剂的系统则称为氟利昂制冷系统。
我国大中型冷库及水产品冷冻加工配套制冷系统绝大部分采用氨集中制冷系统，极少采用氟利昂制冷系统，而在小型系统中应用较多。
作为大型氟利昂制冷系统，因系统回油等诸多因素较少被采用。
最近我司负责一个大型氟利昂集中制冷系统的设计、安装、调试，现已投入正常运行。
现就本工程的设计做一介绍，并就相关技术问题进行分析探讨。
附：本工程现场实景图1：厂房一角实景图2：氟集中制冷机房实景2 工程设计简介及分析本项目为水产品综合加工厂配套制冷工程，包括五间低温冷藏库、三间急冻间、六台平板机及两条单体速冻装置（即IQF单冻线）的配套制冷工程设计，五间低温冷藏库总库容3500m3，三间急冻间的每间冻结能力为3吨/6小时，六台平板机有3台的冻结能力每台为600Kg/次，另外3台的冻结能力每台为1500Kg/次，两条单体速冻装置其中1条冻结能力为550Kg/h，另一条的冻结能力为800Kg/h。
（机房及库房设备平面布置图见图3）2.1 设计参数夏季室外设计温度： +30℃夏季通风室外计算温度： +31℃夏季室外计算湿球温度： +28℃冷凝温度： +38℃冷藏库设计温度： -25±2℃平板机、急冻间、单体速冻装置设计温度：-38±3℃2.2 集中制冷系统的低压系统区域划分根据本项目的特点及其生产的实际情况，并结合建设方的具体要求，本项目采用集中制冷系统。
依据各用冷末端设备的性能、特点，以不同的冻结用冷末端设备各为一个系统为准则，保证冻结设备生产的稳定性，确定将集中制冷系统的低压系统划分为三个独立低压供冷系统，即平板机、急冻间、单体速冻装置各为一个独立低压供冷系统，并将低温冷藏库划入平板机的低压供冷系统。
制冷剂载冷剂冷冻机油及压焓图
第2讲：制冷剂、载冷剂、冷冻机油§2-1 制冷剂制冷剂又称制冷工质，用英文单词（Refrigcrant）的首位字母“R”作为代号。
它是一种在制冷循环过程中利用液体气化吸收热量，又在外功的作用下，把气体液化放出的热量传给周围介质的物质。
它易于气化，又易于液化。
在制冷装置中，没有制冷剂就无法实现制冷。
高压制冷剂。
按可燃性和毒性分类，分为不可燃、可燃、易燃、低毒、高毒等组别。
●制冷剂的选用原则制冷剂应具备一些基本要求，可以从热力学、物理化学、安全和经济等方面来考虑。
（1）热力学的要求①在大气压下，制冷工质的蒸发温度（沸点）t0要低。
这样不仅可以获取比较低的温度，而且还可以在一定的蒸发温度t0下，使其蒸发压力P0高于大气压力，以避免空气进入制冷系统影响换热设备的换热效果和设备的使用寿命。
同时，在一定的蒸发温度下，蒸发压力高于大气压力，系统一旦发生泄漏时容易发现。
②要求制冷剂在常温条件下，要有比较低的冷凝压力P k，以免对处于高压下工作的压缩机、冷凝器及排出管道等设备的强度要求过高。
通常按正常蒸发温度t0和常温下的冷凝压力P k将制冷工质分为以下三种：a.高温制冷工质（或称低压制冷工质）：t0>0℃,P k<2～3kg/cm2。
如R11、R113、R114等，这些制冷剂适用高温环境下空调系统用的离心式压缩机。
b.中温制冷工质（或称中压制冷工质）：0℃>t0>-70℃，P k<15～20 kg/cm2。
如氨（R717）、氟利昂12（R12）、氟利昂22（R22）、氟利昂500（R500）、氟利昂502（R502）等，这类制冷剂使用范围比较广，适用于活塞式制冷压缩机制电冰箱、食堂小冷库、空调用制冷系统、大型冷藏库等制冷装置中。
c.低温制冷工质（或称高压制冷工质）：t0<-70℃，P k>20kg/cm2.如氟利昂13(R13)、氟利昂14(R14)、氟利昂23（R23）、氟利昂503（R503）等，这类制冷剂只适用于复叠式制冷装置中的低温部分或在-70℃以下的低温制冷设备。
冻干机的组成课件
制冷系统的组成—辅助装置
能量调节器（CPCE）是在压缩机处于极限工况 时，压缩机负载很小的情况下，通过引入热的氟里昂 气体，给压缩机进行压缩，确保压缩机工作的稳定性。 引入氟里昂气体的多少是可以通过压力来调节。
选用DANFOSS品牌的能量调节器。 安全阀安装在水冷凝器上，当水冷凝器内压力超过 25kgf/cm2,安全阀自动释放压力，起到安全保护作用。
- (-)
-70
- (-)
- (-)
注)数值为制冷量Kcal/h( )内为动力Kw
冻干机的组成
制冷系统的组成—制冷剂
一种物质能从一种物质（或物体）吸收热量，然后传递给另一种物 质（物体），在传递热量的过程中只发生物理变化，这种物质称为制冷剂。 不同类型的制冷机使用不同种类的制冷剂。
几种常用的制冷剂：
1、氨制冷剂（R717），为中温制冷剂，有毒，在一定条件下有易燃性和可 爆性，生产方便，价格便宜。
2、氟里昂11（R11），分子式为CCl3F,高温制冷剂，没有腐蚀性、不燃烧、 毒性小。
3、氟里昂12（R12），分子式为CCl2F2，中温制冷剂。 4、氟里昂13（R13），分子式为CClF3，低温制冷剂。 5、氟里昂22（R22），分子式为CHClF2，中温制冷剂。运用广泛。最低蒸
超温报警继电器循环压力继电器循环压力表冷媒排出阀超温报警继电器感温保感应到的温度超过设定的温度超温报警继电器动作报警切断电加热压力小于循环压力继电器设定的压力继电器动作报警来回切换循环泵1用来指示循环压力的作用打开用于排出冷媒导热油tofflon液压系统的组成液压系统主要用于板层升降制品压塞蘑菇阀开启和关闭的时候液压系统主要由液压泵站大油缸小油缸油管等组成
冻干机的组成
冻干机的组成
冻干工艺培训教材(东富龙)-第三章、冻干机的结构和配置
第三章 冻干机的结构与配置第一节 冻干机在冻干药品生产过程中的关系冻干机在冻干药品生产过程中的关系如下：主要灭菌。
将药品主药和辅料溶解在适当的溶剂中（注射用水）。
用不同孔径的滤器对药液分级过滤，最后用0.22μm 的过滤器除菌过滤。
将已除去的药液灌注到容器中，并在容器端口半上胶塞。
在无菌环境中把半上胶塞的药液或开口托盘（冻干原粉）移至冻干机的干燥箱内搁板上，有的工艺的这一步也可能采用另一腔室先进行预冻结。
通过冻干机的运行，对搁板冻结、抽真空和对搁板加热供能，使药品在固态下，通过升华除去大部分的水分。
然后加热蒸发解吸附去除残余水分。
通过安装在干燥腔室内的液压或螺杆式升降装置全压塞（小瓶冻干）。
对托盘中块状粉进行粉碎、过筛、装桶、加内塞（托盘冻干）。
由此可见，冻干机是冻干生产过程中的主要工艺装备，制品中的水分由它来去除。
制品在冻干腔室内的无菌状态下完成干燥、解吸附除去水分和全压塞等操作。
后 处 理药液配置第二节冻干设备的系统组成产品的冷冻干燥需要在一定装置中进行，这个装置叫做真空冷冻干燥机，简称冻干机。
冻干机主要由制冷系统、真空系统、循环系统、液压系统、控制系统、CIP/SIP 系统及箱体等组成。
一、制冷系统制冷系统在冻干设备中最为重要，被称为“冻干机的心脏”。
制冷系统由制冷压缩机、冷凝器、蒸发器和热力膨胀阀所构成，主要是为干燥箱内制品前期预冻供给冷量；以及为后期冷阱盘管捕集升华水汽供给冷量。
冷冻干燥过程中常常要求温度达到-50℃以下，因此在中、大型冷冻干燥机中常采用两级压缩进行制冷。
主机选用活塞式单机双级图3-1制冷系统压缩机，每套压缩机都有独立的制冷循环系统，通过板式交换器或冷凝盘管，分别服务于板层和冷凝器。
根据控制系统的运行逻辑，压缩机可以独立制冷板层或制冷冷凝器。
制冷机组应有足够大的制冷量储备，能应付绝大多数制冷异常的情况，即使满负荷工作时，也不至于达到系统极限。
在制冷系统中，除装有显示的高、中、低压、油压力表外，还装有各种压力控制器。
低温冷库制冷循环设计-冷库CO2-NH3复叠制冷系统设计
课程设计课程名称制冷与低温课程设计题目名称冷库CO2/NH3复叠制冷系统设计学生学院能源与动力工程学院专业班级能动B11组员朱家伟李科白清川指导教师晏刚2014年9月2日设计总说明本课程设计是设计一个10^3 m3低温冷冻库制冷循环系统,要求选用CO2/NH3复叠制冷循环系统。
整个设计过程主要包括系统制冷量计算、系统高低温级循环理论设计、复叠制冷系统设备的计算和选配，同时结合整体设备运行原理，对该CO2/NH3复叠制冷循环系统进行校正。
本次设计先从冷库制冷量计算着手，先根据CO2的制冷范围，初设循环的温度范围，计算出中间温度；再由各级冷凝蒸发温度结合循环p-h图确定系统设备的工况，最后根据工况和要求选取最佳的制冷设备。
经过设计计算，可以根据两级压缩机的排气量选取合适的压缩机，根据换热器负荷，利用专业换热器软件计算换热器的技术参数，在选取合适的换热器。
通过本次的设计，得到了一个较合理的可适用于低温冷冻库的CO2/NH3复叠系统成套设备。
关键词：低温冷库 CO2/NH3复叠螺杆压缩机蒸发冷凝器课程设计目录一、CO2/HN3复叠制冷系统制冷量计算 (2)1.110^3M³冷库耗冷量的计算 (2)1.2冷库机组计算 (3)二、CO2/NH3复叠制冷系统理论循环计算 (4)2.1C02／NH3复叠制冷系统的特点 (4)2.2CO2/NH3复叠制冷系统的组成 (5)2.3复叠系统温度的确定 (6)2.4低温级（CO2）设计参数 (6)2.5高温级（NH3）设计参数 (6)2.6低温级（CO2）循环理论计算 (6)2.7高温级（NH3）循环理论计算 (8)三、CO2/NH3复叠制冷系统设备的选择 (9)3.1压缩机的选择 (9)3.2换热器的计算和选择 (10)3.3油冷却器的选择 (10)3.4电子膨胀阀的选择 (11)3.5CO2安全阀的设计 (12)3.6润滑油的选择 (13)3.7密封材料 (14)四、主要参考文献 (16)五、心得体会 (17)一、co2/hn3复叠制冷系统制冷量计算1.1 10^3m³冷库耗冷量的计算Q=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6+Q71、传导热量Q1:Q1=K×F×（T0 –T1）= 84 kw式中：K——库体材料传热系数W/ °C.m2。
热氨融霜控制系统(20P)
压差修正因子 △P (f△P)
△P (bar)
修正因子
0.01
2.24
0.03
1.29
0.05
1.00
0.08
0.79
0.10
0.71
0.14
0.60
循环倍率的修正因子 (fcirc)
循环倍率
修正因子
2
0.77
3
0.90
4
1.00
6
1.13
8
1.20
10
1.25
R717
10°C 64 84 137 231 488 695 1106
如果您需要精确的阻力计算，请在 网站下载DIRcalc1.19选型软件，进行阻力计算，如果 需要进一步的协助请联系丹佛斯当地办事处。
型号
PMLX 32 PMLX 40 PMLX 50 PMLX 65 PMLX 80 PMLX 100 PMLX 125
kv m3/h 22.4 29.4 47.8 80.3 170 242 385
ICF能够在同一个阀体容纳多达六个不同的模块，从 而提供了一个紧凑且易于安装的控制解决方案。
制冷循环 液体管路上ICF 1 中的电磁阀ICFE保持开启状态。
吸气管上的电磁阀GPLX/PMLX 3 保持开启状态， ICF 5 中的除霜电磁阀ICFE则保持关闭状态。
除霜循环 进入除霜程序之后，ICF的供液电磁阀功能模块 ICFE 1 将被关闭。风扇会持续运转120-600秒(取决 于蒸发器大小)，以抽空蒸发器中的制冷剂。
MAKING MODERN LIVING POSSIBLE
REFRIGERATION & AIR CONDITIONING DIVISION
制冷与空调作业实操考核标准
制冷与空调作业实操考试标准说明：制冷与空调设备运行操作作业、制冷与空调设备安装修理作业实操考核各含22道题，分值40分为否决题，分值30分的为非否决题。
每人抽取3道题，其中抽取1道40分的题目，抽取2道30分的题目。
一. 制冷与空调设备运行操作作业实际操作考核试题（22）项目一万用表、钳型电流表、绝缘电阻表的正确操作1.准备工作1.1场地准备：不少于5个工位操作空间，要有操作平台，操作空间不少于10平方米。
1.2工具准备：万用表、钳型电流表、绝缘电流表若干等。
1.3个人安全防护用品。
2.操作步骤2.1正确选用测量挡位（电压、电流、电阻、电容测量）和量程；测量前两只表笔碰头表针摆动并回零；测量电容前应先将电容放电。
2.2被侧导线不得与钳型电流表表钳有接触。
2.3绝缘电阻表也叫兆欧表，是用来测量绝缘电阻的专用仪表。
使用时将两侧两头一头卡接在电机接线柱上，另一头接外壳，摇90～150转。
2.4验收内容：（1）万用表的正确使用（电压、电流、电阻、电容测量）。
（2）钳型电流表正确使用。
（3）绝缘电阻表的正确使用（500伏）。
3.安全技术要求3.1 使用万用表前要正确选档，测直流时要判明极性，不可测试时换挡，测量时人体不得接触被测端及万用表上裸露的带电部分。
3.2 使用钳形电流表时不可测量裸导线上的电流，测量时要与附近带电体保持距离，使用后将挡位置于电流最高档。
3.3 使用绝缘电阻表前要将表放平稳，电缆放电，接地以保证安全。
4.考核评分标准4.1考核时间：10min，具体可根据实际考核情况调整。
4.2配分标准：30分，各项目所扣分数总和不得超过该项应得分值。
项目二制冷设备超压保护装置认知1.准备工作1.1场地准备：不少于5个工位操作空间，要有操作平台，操作空间不少于10平方米。
1.2 零部件准备：安全阀，高、低压力控制器，油压差控制器若干。
1.3个人安全防护用品。
2.操作步骤2.1释压装置的作用及安装（包括安全阀）2.2爆破膜的作用及安装2.3易熔塞的作用及安装2.4高压限制装置的要求和调整（压力继电器）3.安全技术要求3.1防止超压是发生设备和人身安全事故，安全阀安装在冷凝器和储液器上部，阀头采用耐制冷剂腐蚀的聚四氟乙烯材料制成，阀头上侧有调节弹簧紧，阀头紧贴在阀口上，当冷凝压力超压时便顶开阀头，自动将冷剂高压气体排出，以保安全。
空调制冷原理
压 - 焓图
压 - 焓图 压力
此图针对单位质量制冷剂
热容量 (kJ/kg)
焓
压 - 焓图 压力
焓
压 - 焓图 压力
临界点:无气液分层现象
汽液混合
焓
压 - 焓图 压力
100% 液体
焓
压 - 焓图 压力
100% 气体
焓
压 - 焓图( R22 )
等温线：液体区几乎为垂直线，两相区为水平线，过 热区为向右下方弯曲的倾斜曲线 等熵线：向右上方倾斜的曲线 等密度（比容）线：向右上方倾斜的曲线，斜率比等 熵线平坦
蒸发温度 ：
4℃
冷凝温度：
40℃
压缩机吸气过热度：5℃
冷凝器出口过冷度：5℃
系统组件
压缩机 冷凝器 节流装置
贮液器 蒸发器
压缩机
功能：把制冷剂蒸气从低压状态压缩至高 压状态，创造了制冷剂在冷凝器中常温液 化的条件。被称为整个装置的“心脏”。
压缩机分类
往复式
压缩机
容积型 速度型
回转式 离心式
蒸发器（满液式）
冷凝器
离心式压缩机
冷凝器
功能： 使压缩机排出的制冷剂 过热蒸气冷却，并凝结为制冷 剂液体，在冷凝器内制冷剂的热量排放给冷却介质。
分类： •水冷式冷凝器 •风冷式冷凝器 •蒸发式冷凝器
水冷式冷凝器—壳管式
均气板：
•防止高速制冷剂 气体直接撞击到 管束上，造成额 外的振动及管子 的破坏
压 - 焓图（R22）
压 - 焓图 压力 汽化潜热
焓
压 - 焓图 压力
20% 液体, 80% 气体
试作R22在两相区内 4℃等温线（假设4℃ 饱和压力为p0）
焓
压 - 焓图
第七章制冷系统
制冷压缩机的选型原则：
① 根据制冷量选配压缩机，一般不应设备用机。 ② 如需选用2台或2台以上的制冷压缩机时，应尽可能选择同一系 列的压缩机。 ③ 制冷量大小不同的压缩机互相搭配，以保证高、低负荷时既能满 足需要，又经济合理。 ④ 不同制冷系统的压缩机应考虑到各系统之间相互替代的可能性。
• 常用无缝钢管及紫铜管的规格见《制冷技术与应用》陈汝东， p151，表7.3、表7.4。
管道连接：
• 在氟利昂制冷系统中 应尽量减少连接管件以避免泄露，制冷 管道一般采用焊接连接。在管道与设备或阀件之间可用法兰 连接，但注意不得使用天然橡胶垫料，也不能涂矿物油，必 要时可涂甘油。管径在20mm以下的紫铜管需拆卸部位采用 带螺纹和喇叭口的接头丝扣连接。
当然，无分液器接头的制冷系统液管仅是③+④，
无储液器的液管只有④。
闪蒸就是高压的饱和液体进入比较低压的容器中后由于压力的 突然降低使这些饱和液体变成一部分的容器压力下的饱和蒸汽 和饱和液。
当水在大气压力下被加热时，100℃是该压力下液体水所能允 许的最高温度。再加热也不能提高水的温度，而只能将水转化 成蒸气。水在升温至沸点前的过程中吸收的热叫“显热”，或 者叫饱和水显热。在同样大气压力下将饱和水转化成蒸气所需 要的热叫“潜热”。如果在一定压力下加热水，那么水的沸点 就要比100℃高，所以就要求有更多的显热。压力越高，水的 沸点就高，热含量亦越高。压力降低，部分显热释放出来，这 部分超量热就会以潜热的形式被吸收，引起部分水被“闪蒸” 成蒸气。
第七章 制冷系统
7.1 制冷设备的选择和制冷机房的布置 7.2 制冷装置的管道 7.3 冷却水系统及冷量输系统 7.4 制冷机组
制冷原理
五，制热原理
• 1, 电加热，就是发热丝，室外机不启动。 • 2，热泵制热 • 四通阀:是热泵型空调的一个重要部件，是空调器 进行制冷和制热工作转换的换向阀，起改变制冷 剂流向的作用。 • 热泵制热是利用制冷系统的压缩冷凝器来加热室 内空气，空调器在制冷工作时低压制冷剂液体在 蒸发器内蒸发吸热而高温高压制冷剂在冷凝器内 放热冷凝。热泵制热是通过电磁四通阀换向，将 制冷系统的吸排气管位置对换。原来制冷工作蒸 发器的室内盘管变成制热时的冷凝器，这样制冷 系统在室外吸热向室内放热。实现制热的目的。
二，人工制冷的方法
• 常见的有以下几种： • 1，利用液化气化的吸热效应制冷（蒸气制冷）； • 2，利用气体膨胀产生的冷效应实现制冷（气体膨 胀制冷）； • 3，利用半导体的热电效应制冷；（热电制冷）； • 目前，在制冷与空气调节技术中，蒸气制冷方法 占绝对优势。
三，制冷系统的四大件
• 压缩机、冷凝器、节流装置、蒸发器（制冷系统 四大件） • 1，压缩机：空调器制冷系统的动力核心，将蒸发 器中低温低压的制冷剂蒸气吸入并压缩到高温高 压的过热蒸气，然后排到冷凝器。 • 常用压缩机有活塞式、转子式、涡旋式、螺杆式 和离心式等。 • 2，冷凝器：将来自压缩机的高温高压制冷蒸气冷 凝成过冷的液体。在冷凝过程中，制冷剂蒸发放 出热量，故用水或空气来冷却。
• R410A：主流中高温环保制冷剂，主要用于家用 空调，中小型商用空调（中小型单元式空调、户 式中央空调、多联机）、移动空调（汽车空调）、 除湿机、冷冻式干燥器、船用制冷设备、工业制 冷等制冷设备。 • R22：对臭氧层有破坏、并且存在温室效应，是 当今使用最广的中低温制冷剂，主要用于家用空 调、商用空调、中央空调、移动空调、热泵热水 器、除湿机、冷冻式干燥器、冷库、食品冷冻设 备、船用冷冻设备、工业制冷、商业制冷、冷冻 冷凝机组、超市陈列展示柜等制冷设备。
双级压缩式制冷循环
* 一级节流：冷凝压力固节流到蒸发压力回，容易调节，实际生产中常用一级节流。
*两级压缩采用中间冷却的目的是降低高压级的排气温度，降低压缩机功耗。
①中间完全冷却一一低压级排气温度（过热蒸汽）被冷却成固中间压力下的干饱和蒸汽温度。
（氨压缩机）②中间不完全冷却一一低压级排气温度（过热蒸汽）被冷却降低了温度，來达到固中间压力下的干饱和蒸汽温度。
（氟压缩机）2.一级节流中间完全冷却循环这种循环形式被大多数的两级压缩氨制冷系统所釆用。
如图所示：从压缩机高压级排出的高压高温过热蒸汽4,进入冷凝器后被冷却成饱和液体5；从冷凝器出來的液体分为两路，一路经膨胀阀A进行节流，节流后降温为6,然后进入中间冷却器吸热，使中间冷却器中來自低压级的排气2充分冷却，6与2混合后的气体3为中间压力回下的饱和温度回，3作为高压级的吸气经高压级压缩后变成过热蒸汽4,至此构成一个高压级的循环回路；另一路饱和液体5经中间冷却器过冷后变成过冷液7,经膨胀阀B进行节流后变成低压液体8,进入蒸发器汽化制冷，然后变成饱和蒸汽1,在低压级压缩后变成过热蒸汽2,在中间冷却器冷却并与在中间冷却器汽化的蒸汽混合，变成饱和蒸汽了，作为高压级的吸气经压缩后变成高压级排气4,形成另一个循环，这是实现低温制冷的主循环。
如果高压液体不要过冷时，可经过旁通阀直接进入膨胀阀Bo从图（b）可看到，循环3—4一5—6—3在中间冷却器里产生冷量，供另一个循环中饱和液体的过冷（过程5—7）和低压级过热蒸汽的完全冷却（过程2—3）之用。
另一个循环1一2—3一4一5—7—8—1是制取低温冷量用，其制冷剂蒸汽经过高低压级两次压缩、一级节流、中间完 全冷却。
整个制冷系统有三个压力：4-5-7为冷凝压力阿段，也称高压段；8-1为蒸发压力回 段，也称低压段；6-3为中间压力画段，它既是低压级的排气压力，乂是高压级的吸气压力。
（对照P40图2-33两级压缩氨制冷装置） 双级压缩制冷循环分析与计算理想的中间压力应当选择使高压级和低压级所消耗的压缩功的总和为最小值，而制冷系数 达到最大值。