冷库04

三 节流机构
• 节流是压缩式制冷循环不可缺少的四个主要过程 之一。节流机构的作用有两点：一是对从冷凝器 中出来的高压液体制冷剂进行节流降压为蒸发压 力；二是根据系统负荷变化，调整进入蒸发器的 制冷剂液体的数量。 常用的节流机构有手动膨胀阀、浮球式膨胀阀、 热力膨胀阀以及阻流式膨胀阀(毛细管)等。它们 的基本原理都是使高压液态制冷剂受迫流过一个 小过流截面，产生合适的局部阻力损失(或沿程损 失)，使制冷剂压力骤降，与此同时一部分液态制 冷剂汽化，吸收潜热，使节流后的制冷剂成为低 压低温状态。
卧 式 壳 管 式 冷 凝 器
(1)安全阀：冷剂压力过高打开，通 过管路将冷剂泄往外。
(2)放空气阀：装在壳体最高处，泄放不凝性气 体。注意：应在压缩机停车时进行放气。
1-水出口2-端盖3-垫片4-管板5-放空气阀接头6-气态制冷剂进口7-挡气板 8-管架９压力表接头10-安全阀接头11-水室放气旋塞12-水室放水旋塞 13-泄放阀接头14-冷却管15-液态制冷剂出口16-水入口
(二)、浮球节流阀
•
1、浮球节流阀的工作原理 浮球节流阀是一 种自动调节的节流阀。其工作原理是利用 一钢制浮球为启闭阀门的动力，靠浮球随 液面高低在浮球室中升降，控制一小阀门 开启度的大小变化而自动调节供液量，同 时起节流作用。 三、热力膨胀阀 热力膨胀阀是氟利昂制冷 装置中根据吸入
(三)、热力膨胀阀
(一)、手动节流阀
• 手动膨胀阀和普通的截止阀在结构上的不同之处主要是阀 芯的结构与阀杆的螺纹形式。通常截止阀的阀芯为一平头， 阀杆为普通螺纹，所以它只能控制管路的通断和粗略地调 节流量，难以调整在一个适当的过流截 面积上以产生恰 当的节流作用。而节流阀的阀芯为针型锥体或带缺口的锥 体，阀杆为细牙螺纹，所以当转动手轮时，阀芯移动的距 离不大，过流截面积可以较准确、方便地调整。 节流阀 的开启度的大小是根据蒸发器负荷的变化而调节，通常开 启度为手轮的1/8至1/4周，不能超过一周。否则，开启度 过大，会失去膨胀作用。因此它不能随蒸发器热负荷的变 动而灵敏地自动适应调节，几乎全凭经验结合系统中的反 应进行手工操作。 目前它只装设于氨制冷装置中，在氟利昂制冷装置中，广 泛使用热力膨胀阀进行自动调节。
§4.1 冷库制冷设备 §4.2 冷库自动调节控制
7、冷凝器、蒸发器的作用及种类 8、热力膨胀阀的作用及种类 9、7种辅助设备的作用 10、冷库自动调节控制的目的及自控元件分类
§4.1 冷库制冷设备
• 传热基本方式
– 换热设备的工作原理是热流体和冷流体同时在 换热器传热面两侧流动，热量通过壁面从热流 体传给冷流体 – 传热有三种基本方式，即热传导、热对流和热 辐射
– 影响冷凝传热的主要因素
• 1．制冷剂凝结方式 • 2．减少蒸汽中不凝气的含量
• 3．减少蒸汽中含油
冷凝器的种类及特点
• 冷凝器按其冷却介质不同，可分为水冷式、空气冷却 式、蒸发式三大类。
• （一）水冷式冷凝器 水冷式冷凝器是以水作为冷却介质，靠水的温 升带走冷凝热量。冷却水一般循环使用，但系 统中需设有冷却塔或凉水池。水冷式冷凝器按 其结构形式又可分为壳管式冷凝器和套管式冷 凝器两种，常见的是壳管式冷凝器。
讲课及设计实验内容安排
• 第1章 食品冷加工技术 • 第2章 食品的冷藏链 • 第3章 冷库总述 （冷库的分类特点及库房的管理） • 第4章 冷库制冷设备和自动调节控制系统 • 第5章 冷库制冷系统（氨氟） • 第6章 冷库设计 • 12课时 • 实验 4课时 • 设计 1周
第4章 冷库制冷设备和自动调 节控制系统
卧式蒸发器 （满液式）
• 其与卧式壳管式冷凝器的结构基本相似。按供液方式可分为 壳管式蒸发器和干式蒸发器两种。 • 1卧式壳管式蒸发器广泛使用于闭式盐水循环系统 • 其主要特点是：结构紧凑，液体与传热表面接触好，传热系 数高。但是它需要充入大量制冷剂，液柱对蒸发温度将会有 一定的影响。且当盐水浓度降低或盐水泵因故停机时，盐水 在管内有被冻结的可能。若制冷剂为氟利昂，则氟利昂内溶 解的润滑油很难返回压缩机。此外清洗时需停止工作。
• 1、立式壳管式冷凝器 • 立式冷凝器的主要特点是： 1°由于冷却流量大流速高，故传热系数较高，一 般K=600～700(kcal/m2· · h ℃)。 2°垂直安装占地面积小，且可以安装在室外。 3°冷却水直通流动且流速大，故对水质要求不高， 一般水源都可以作为冷却水。 • 4°管内水垢易清除，且不必停止制冷系统工作。 5°但因立式冷凝器中的冷却水温升一般只有2～ 4℃，对数平均温差一般在5～6℃左右，故耗水 量较大。且由于设备置于空气中，管子易被腐蚀， 泄漏时比易被发现。
• 热力膨胀阀是氟利昂制冷装置中根据吸入 蒸气的过热程度来调节进入蒸发器的液态 制冷剂量，同时将液体由冷凝压力节流降 压到蒸发压力的。 按膨胀阀中感应机构动 力室中传力零件的结构不同，可分为薄膜 式和波纹管式两种；按使用条件不同，又 可分为内平衡式和外平衡式两种。目前常 用的小型氟利昂热力膨胀阀多为薄膜式内 平衡热力膨胀阀。
冷却排管
• 冷却排管是用来冷却空气的一种蒸发器。广泛应用于低温 冷藏库中，制冷剂在冷却排管内流动并蒸发，管外作为传 热介质的被冷却空气作自然对流。 冷却排管最大的优点是 结构简单，便于制作，对库房内贮存的非包装食品造成的 干耗较少。但排管的传热系数较低，且融霜时操作困难， 焊制， 采用光管或绕制翅片管；对于氟利昂系统，大都采用绕片 或套片式铜管翅片管组。
– 影响蒸发器传热的主要因素
• 1.生产中应控制蒸发器在泡状沸腾下操作 • 2.控制润滑油进入蒸发器 • 3.蒸发器结构应有利于气液分离
• 根据被冷却介质的种类不同，蒸发器可分为 两大类： (1)冷却液体载冷剂的蒸发器。用于冷却液体 载冷剂——水、盐水或乙二醇水溶液等。这 类蒸发器常用的有卧式蒸发器、立管式蒸发 器和螺旋管式蒸发器等。 (2)冷却空气的蒸发器。和。 • A．自然对流式冷却空气的蒸发器 • 又称为排管 ,根据其安装的位置分为有墙排管、 顶排管、搁架式排管等多种形式；从构造形 式上可分为立式、卧式和盘管式等类型 • B．冷风机
3、套管式冷凝器
• 制冷剂的蒸气从上方进入内外管之间的空腔，在内管外表 面上冷凝，液体在外管底部依次下流，从下端流入贮液器 中。冷却水从冷凝器的下方进入，依次经过各排内管从上 部流出，与制冷剂呈逆流方式。这种冷凝器的优点是结构 简单，便于制造，且因系单管冷凝，介质流动方向相反， 故传热效果好，当水流速为1～2m/s时传热系数可达 800kcal/(m2?h?℃)。其缺点是金属消耗量大，而且当纵 向管数较多时，下部的管子充有较多的液体，使传热面积 不能充分利用。另外紧凑性差，清洗困难，并需大量连接 弯头。因此，这种冷凝器在氨制冷装置中已很少应用。 对于小型氟利昂空调机组仍广泛使用套管式冷凝器。
板式蒸发器
• 板式换热器具有如下特点：
– 1）体积小，结构紧凑，比同样传热面积的壳 管式换热器体积小60%； – 2）总传热系数高，约为2000～3000W/ （㎡· K）； – 3）流速小，流动阻力损失小； – 4）能适应流体间的小温差传热，可降低冷凝 温度，提高制冷压缩机性能； – 5）制冷剂充注量少； – （6）质量轻，热损失小。
蒸发盘管 ：主要用于冷库
绕片式蛇行管
套片式蛇行管
冷风机(空气冷却器)
• 冷风机多是由轴流式风机与冷却排管等组成的一台成套设 备。它依靠风机强制库房内的空气流经箱体内的冷却排管 进行热交换，使空气冷却，从而达到降低库温的目的。 冷风机按冷却空气所采用的方式可分为干式、湿式和干湿 混合式三种。其中，制冷剂或载冷剂在排管内流动，通过 管壁冷却管外空气的称为干式冷风机；以喷淋的载冷剂液 体直接和空气进行热交换的，称为湿式冷风机；混合式冷 风机除冷却排管外，还有载冷剂的喷淋装置。下面介绍目 前冷库广泛使用的干式冷风机。 冷库常用的干式冷风机按其安装的位置又可分为吊顶式和 落地式两种类型。它们都由空气冷却排管，通风机及除霜 装置组成，且冷风机内的冷却排管都是套片式的。大型干 式冷风机常为落地式。
其工作原理：
2、外平衡式热力膨胀阀：
• 外平衡热力膨胀阀与内平衡热力 膨胀阀在结构上略有不同，其不 同处是感应薄膜下部空间与膨胀 阀出口互不相通，而且通过一根 小口径的平衡管与蒸发器出口相 连。换句话说，外平衡热力膨胀 阀膜片下部的制冷剂压力不是阀 门节流后的蒸发压力，而是蒸发 器出口处的制冷剂压力。这样可 以避免蒸发器阻力损失较大时的 影响， 把过热度控制在一定的范 围内，使蒸发器传热面积充分利 用。所以在实际应用中，蒸发器 压力损失较小时，一般使用内平 衡式热力膨胀阀，而压力损失较 大时(当膨胀阀出口至蒸发器出口 制冷剂的压力降相应的蒸发温度 降低超过2～3℃时)，应采用外平 衡式热力膨胀阀
干式氟利昂蒸发器
• 主要区别在于：制冷剂在管内流动 ，而载冷剂在管外流动。 节流后的氟利昂液体从一侧端盖的下部进入蒸发器，经过 几个流程后从端盖的上部引出，制冷剂在管内随着流动而 不断蒸发，所以壁面有一部分为蒸气所占有，因此，它的 传热效果不如满液式。但是它无液柱对蒸发温度的影响， 且由于氟利昂流速较高(≥4m/s)，则回油较好。此外，由于 管外充入的是大量的载冷剂，从而减缓了冻结的危险。 这种蒸发器内制冷剂的充注量只需满液式的1/2～l/3或更 少，故称之为“干式蒸发器”。
1、内平衡式热力膨胀阀：
• 内平衡式热力膨胀阀一般都由 阀体、阀座、阀针、调节杆座、 调节杆、弹簧、过滤器、传动 杆、感温包、毛细管、气箱盖 和感应薄膜等组成，如图。 感 温包里灌注氟利昂或其它易挥 发的液体，把它紧固在蒸发器 出口的回气管上，用以感受回 气的温度变化；毛细管是用直 径很细的铜管制成，其作用是 将 感温包内由于温度的变化而 造成的压力变化传递到动力室 的波纹薄膜上去。
空气冷却式 冷凝器是以 空气作为冷 却介质，靠 空气的温升 带走冷凝热 量的。这种 冷凝器适用 于极度缺水 或无法供水 的场合，常 见于小型氟 利昂制冷机 组。根据空 气流动方式 不同，可分 为自然对流 式和强迫对 流式两种。