氨制冷系统四大部件及其制冷工作原理

氨制冷系统四大部件及其制冷工作原理

制冷是指用机械方法，从一个有限的空间取出热量，使该处的温度降低到所要求的程度，这个过程是靠热传递来完成的。制冷技术是一项工艺极其复杂，具有一定危险性的工作，尤其是系统中的氨气，是一种易燃易爆，有毒，使人窒息的气体，对人体健康和安全生产都有潜在的较大的危害性。所以要求制冷操作人员必须熟悉所属冷库设备的构造、结构、性能、特点、分布情况、工艺流程、运行原理，掌握安全操作技术，并具备查患排险能力，这样才能胜任制冷运行和管理工作。下面就围绕察尔森水库管理局冷库氨制冷设备四大主要部件及其制冷工作原理谈谈自己粗浅的理解和看法。

一、制冷工作原理

察尔森水库冷库属蒸汽压缩制冷系统。它主要由压缩机、冷凝器、贮氨罐、油分离器、节流阀、氨液分离器、蒸发器、中间冷却器、紧急泄氨器、空气分离器、集油器，水冷却装置，各种阀门、压力表、测温仪和高低压管道组成。其中，压缩机、冷凝器、节流阀和蒸发器是制冷系统中最基本的部件。它们之间用管道依次连接，形成一个密闭的系统。制冷剂氨在系统中不断循环流动，发生状态变化，与外界进行热量交换，其工作过程是：液态氨在蒸发器中吸收被冷却物的热量之后，汽化成低压低温的氨气，被压缩机吸入，压缩成高压高温的氨气后排入冷凝器。在冷凝器中被冷却水降温放热冷凝为高压氨液，经节流阀节流为低压低温的氨液，再次进入蒸发器吸热汽化，达到循环制冷的目的。这样，氨在系统中经过蒸发、压缩、冷凝、节流四个基本过程完成一个制冷循环。

在实际的制冷系统中，完成一次制冷循环，制冷剂需要通过上述四大件之外，还通过许多辅助设备，这些设备是为了提高运行的经济性，可靠性和安全性而设置的，实际制冷工艺流程是较为复杂的。制冷学原理是一个能量转化过程，即电能转化为机械能，机械能转化为热能，热能又通过氨液在系统内不断地发生形态变化，进行冷热变换完成制冷。

二、活塞式压缩机的基本结构及其工作原理

活塞式压缩机是目前广泛用于大中型冷库的制冷机型。察尔森水库安装了一台6AW10型单级氨压缩机和一台8ASJ10型双极氨压缩机，均是大连冷冻机厂生产的。活塞式压缩机主要由机体、曲轴、连杆、活塞、进排气阀组、安全阀、能量调节机构，润滑系统和直联式电动机配装而成。

6AW10型压缩机的总体结构是：“6”表示压缩机有6缸（3个排气缸，3个吸气缸），“A”表示以氨制冷剂，“W”表示气缸排列的样式如果字母W型，“10”表示汽缸直径为10厘米。该机活塞行程为200毫米，转速为960转/分，标准制冷量为2900000千焦/小时,电动机功率为37千瓦/小时,该机能将库温降至-30℃。

8ASJ10型压缩机的总体结构是:“8”表示压缩机为8个汽缸，“A”表示氨制冷剂，“S”表示汽缸排列样式像扇子型，“J”表示单机两级，即在一台机体上没有低压级和高压级，两次压缩制冷。其中6个缸（3个低压吸气缸，3个低压排气缸）为低压级，2个缸（1个高压吸气缸，1个高压排气缸）为高压级，该机分设高压腔和低气腔两次分别做工制冷的目的是：分割高低压缸压力差，做梯级压缩制冷，以取得较低的温度，该机能将库温降至

-45℃，标准制冷量为4100000千焦/小时,电动机功率为31千瓦/小时.

活塞式制冷压缩机的工作原理是靠电动机的转动，来传动直连式曲轴，带动连杆、活塞和气阀系统，在曲轴箱、汽缸作上下往复运动，来完成吸气、压缩、排气三个过程，使低压氨气转化为高压氨气，排至冷凝器中，强迫氨气体分子在高压作用下，在容器内聚集，形成液态氨。

在制冷系统中，压缩机是系统的心脏，它不断地吸回和输出制冷剂，起着主导和中枢的作用。一旦压缩机在运转中发生故障而停止工作，则整个制冷系统工作就会随之而中断。

三、水冷式冷凝器的结构和作用

水冷式冷凝器按其形状可分为立式、卧式、套管式三种。其作用和工作原理大致相同。察尔森水库管理局冷库安装了一台中型卧式冷凝器，它是水平吊装安置在机房的，他的筒体是由8-16㎜的钢板卷焊而成的圆筒，筒内两端各焊接一块多孔管板，两块管板之间焊接或胀接有无缝细管数十根，形成了几束管簇，两端管板的外面用端盖封闭，端盖上铸有分水隔板，从而把全部管束分隔成几个管组，冷却水从一端端盖进入后，将按顺序通过每个管组，最后从同一端上部流出。高温的制冷剂从冷凝器上部的进气管进入筒内管束之间，与管内冷却水进行热交换，冷凝液从下部出液管道流入贮液器。此外，卧式冷凝器筒体上部还安装了安全阀、放空气阀、压力表和均压管接头，以确保设备运行安全。

四、节流阀的结构和作用

节流设备分为手动膨胀阀（调节阀）、浮球式膨胀阀、热力膨胀阀以及毛细管等几种。其中最常见的属手动膨胀阀，它由阀体、阀针、调节杆、过滤器、传动杆、感温包、弹簧、填料等组成。手动膨胀阀与普通截止阀的构造相似，只是手动膨胀阀的阀杆采用细牙螺纹，阀芯成针形或具有V型缺口的锥体，使其开启度缓慢地增大或减小，可保证良好的供氨调节作用。

节流阀的作用是：1、保证冷凝器与蒸发器之间的压力差，使氨液从冷凝器的高压状态节流膨胀为蒸发器的低压状态，然后进入蒸发器吸热汽化。

2、根据系统冷负荷的变化，调整进入蒸发器的氨液的数量。

冷库节流阀的开启大小，需要人工操作，要求制冷工具备娴熟的操作技能和经验，适时调节好节流阀，以确保设备安全、低耗、高效运行。

五、蒸发器的结构和作用

蒸发器是制冷系统的主要热交换设备之一。常见的蒸发器为排管式。察尔森水库冷库的速冻间采用了两组集管式、搁架式排管，便于放置存取、冷冻各种水产品、畜产品和果蔬。在三间冷藏室内采用了多组项排管吊装在棚顶，这些排管均采用D38×22㎜无缝钢管弯制和焊接而成的。制冷工作时氨液从下部排管进来，吸收冷藏库内的食品和空气热量后，在管道内吸热蒸发转变成氨气，再从上部排管回气至氨液分离器和压缩机。

蒸发器是制冷系统中生产和输出冷量的低压设备，在这里氨液完成吸热过程，而食品被迫做放热过程。