冷冻设备简介

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1．冷却液体载冷剂的蒸发器 通称为液体冷却器。如水冷
却器、盐水冷却器等。在这类蒸发器中，制冷剂在管外吸热，液
体载冷剂依靠液泵在管内循环流动，可采用闭式循环，也可采用
开式循环。按结构又分为卧管式、立管式螺旋管式和蛇管式等多
种。
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2.冷却空气的蒸发器 这类蒸发器的型式繁多，制冷剂在管
内蒸发，空气在外侧流动。空气的流动属于自然对流，如设在冷
效果，还能起到调剂分配氨液的作
用。
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氨液分离器有立式、卧式和T
型三种结构型式。图 11－14所示
是常用的一种立式氨液分离器。它
是一个圆筒壳体，其上有氨气进出
口、氨液进出口、安全阀、放油口
已使用热力膨胀阀进行自动调节。
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（二）热力膨胀阀 它是利用蒸发器出
口处蒸汽的过热度来调节制冷剂的。如图11-
8所示，由感应元件（感温包）、膜片、阀体、
阀座等组成。在制冷机组正常运转条件下，
感应元件灌注剂压力等于膜片下气体压力与
弹簧压力之和，处于平衡状态。如供制冷剂
不足，引起蒸发器出口处回汽，过热度增大，
混合物，使油在低压状态下与混杂的氨再进行分离，然后分别放出，这样既保证放油
安全，又减少制冷剂的损失。
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集油器的结构是金属立式圆筒形容器，筒体上有进油管、放油管、回气管及压力
表等。较大的集油器装有玻璃管液面指示器。
• 三、贮液器
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贮液器的功用是贮存和调节供给制冷系统内各部分的液体制冷剂。
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各种贮液器的结构大致相同，都是用钢板焊成的圆柱形容器，简体上装有进液、
• 2．冷却排管 冷却排管的类型，按管组在库房中的安装位置分为墙管、顶管和搁架式三种。按 结构分有立管、盘管和横管三类，按管的表面形式分为光滑管与翅片管两类，对于氨直接冷却系 统用无缝钢管焊制，对盐水间接冷却采用镀锌焊接管制作。冷却排管结构比较简单，但钢材消量 大，国内冷藏肉类的库房，多采用此种冷却装置。
• （3）顶排管 它是吊装在冷库顶板下，每组排管各有上下两根集管，其间焊接U形排管；供液 管接在下集管底部，出汽管接在上集管顶部，这样利用热氨除霜时，便于从排管中排出润滑油， 并可缩短除霜时间。这种排管的灌氮量为排管容积的50％，该排管结霜比较均匀。
• （4）翘片管 翘片管是在光滑的无缝钢管外表面上，嵌以用酸洗或镀锌的铁片，以扩大散热面 积，其结构有套片式和绕钢片式。绕钢片的翘片管常用作冷风机的蒸发器。
• 这种冷凝器的特点是因部分 冷却水蒸发，吸收大量汽化潜 热，故消耗水量很少，仅为壳 管式冷凝器的1/25～1/50,但 设备与作业的费用、较大。管 排间水垢难清除，水需要软化 处理。
• 3．淋水式冷凝器。如图11－6所示。由贮氨器、冷却排营和配水箱等组成。工作 时冷却水由顶部进入配水箱，经配水槽流到蛇形管的顶面，然后顺着每层排营的 外表面成膜层流下，部分水蒸发，其余落入水池中，通过冷却后再循环使用。氨 气自排管底部进入管内．沿管上升时遇冷而冷凝，流入贮氨器中。这种冷凝器的 优点是结构简单，工作安全。对水质要求不严，容易清洗。缺点是金属消耗量大， 占地面积较大。
上面设有冲霜淋水管，
底部有集水箱。
第二节 活塞式压缩制冷设备的附属装置
• 一、油分离器 油分离器又称为油器， 用于分高压缩后的氨气中所挟带的润滑油， 以防止润滑油进入冷凝器，使传热条件恶 化。
• 油分离器的工作原理是借油液和制冷剂 蒸汽的比重不同；利用增大管道直径降低 流速，并改变制冷剂的流动方向；或靠离 心力作用，使油滴沉降而分离。
库库房中的墙排管、顶排管；若蒸发器是装在一个箱体内，而空
气是依靠风机进行强制循环，则称为冷风机或空气冷却器。
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3.冷却冷冻物料的接触式蒸发器制冷剂在传热间壁的一侧蒸
发，间壁的另一侧与被冷却或被冻结的物料直接接触。例如平板
冻结装置中的板式蒸发器等。
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1．卧式壳管式蒸发器 卧式壳管式蒸发器的结构如图11－9所示，与壳管式
活塞式（往复式）制 冷压缩机的特点是结构 较简单、制造容易、适 应性强、操作稳定、维 护方便，故广泛应用。
二、冷 凝 器
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冷凝器是制冷系统中的一种热交换器，使制冷剂过热蒸汽受冷却凝结为液体。冷
凝器的种类很多，大中型制冷设备常用的有卧式壳管式、立式壳管式、淋水式。蒸发
式和空气冷却式冷凝器。
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1.卧式壳管式冷凝器、卧式冷凝器的结构和组成，如图 ll－4所示。钢制圆柱壳
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（3）大型其制冷量在 1672MJ/h以上。
• 7．按压缩方式 分为单作用和双作用。
单级压缩式制冷循环
• 一、单级压缩制冷系统
– 1、主要设备：压缩机，冷凝器，膨胀阀，蒸发器。 – 2、附助设备：油分离器，空气分离，器贮氨器，汽液分离器。
• （三）工作原理、结构和特点 图11-2所示为立式、单作用、直流式氨压缩机工作原理 图，它主要由汽缸体、汽缸、活塞、连杆、曲轴、曲轴箱、进排气阀们、假盖等组成。
• 2. 蒸发式冷凝器蒸发式冷 凝器 如图11一5所示。由换 热管组、供水喷淋装置和风机 等组成。制冷剂蒸汽从管组上 部的过气集管。分配给每根蛇 形管后与冷却水进行热交换， 冷凝后经出波集管导至贮液器 中。冷却水喷淋在管外壁上， 一部分冷却水受热蒸发变成水 蒸汽，在风机作用下，被空气 带走，另一部分冷却水，沿管 外壁成膜层向下流，落入水池 中，利用水泵送到喷水器，如 此循环流动。水池中的水量需 要补充，所需水量，由水量调 节阀控制。
• 3.冷风机 食品工业 中常用的是干式冷风机。 它是靠空气通过冷风机 内的蒸发排营来冷却管 外强制流动的空气。将 它装在冷库内的地坪， 叫做落地式冷风机；装 在库房顶上，叫做吊顶 式冷风机。两者结构类 同。
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落地式冷风机，如
图11－12所示。翘片蒸
发排管装在箱体内，空
气自下部进入，氨气从
上部排出，有的在管组
• （2）回转式压缩机其活塞在汽缸内作旋转运动，电冰箱采用此种压缩机。
• 2．按一台压缩机中蒸汽被压缩的次数 分为单级和双级。
• 3．按蒸汽在汽缸内的流向 分为顺流式与逆流式。
• 4．按汽缸中心线位置 分为立式、V式、W（角度）式和S式等。
• 5．按压缩机组的封闭程度
• （l）开启式 压缩机的功率输入轴伸出曲轴箱外，电机通过联轴器或皮带轮与压缩 机轴输入端相联接，在曲轴伸出端装有油封。
• 对于蒸汽状态的润滑油，则采用洗涤或 冷却的方式降低蒸汽温度，使之凝结为油 滴而分离。有的则采用过滤等方法来增强 分高效果。
• 目前国内常用的油分离器，用于氨制冷 的有洗涤式、填料式和离心式三种，用氟 利昂制冷的为过滤式油分离器。
• 这种油分离器的分离率为8O%～85%。
• 二、集油器
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集油器是汇集从氨制冷系统的油分离器、冷凝器及和贮藏方面的应用如下：
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（l）食品的冻结、冻藏和冻结运输。主要是畜产品、水产
品的冻结和冻藏。还有速冻蔬菜、速冻面食品、冰、雪糕等产品
的冻结和冻藏。
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（2）农产品、食品的冷却、冷藏、气调贮藏和冷却运输。
主要是果品、蔬菜、蛋及油脂、冷饮等产品的冷却和冷藏。
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（3）食品加工。如冻结干燥、冻结浓缩和物料的冷却等。
冷凝器相似。在钢制的圆筒形壳体的两端焊管板，其间装管簇。一般作成多程式，
即载冷剂在蒸发器的管内往返流动，多次与制冷剂进行热交换。载冷剂（盐水或
水）由泵的作用，由下方流入从上方流出。氨液自壳体下部进入在管簇间沸腾吸
热蒸发，蒸汽由上部排出。
• 这种蒸发器的优点是传热效果较好，结构简单，占地面积小，因载冷剂循环系统 封密，对设备腐蚀性小，缺点是当盐水泵因故障停止运转时，可能发生冻结，造 成管箱破裂。
体的两端焊有端盖，在壳内装有一组横卧的直管管簇。
• 冷凝器中冷却水的流速一般为 0.8－1.2m/s时传热系数 K＝ 2.5l～3.34MJ/ （m2· h·℃），单位面积热负荷qF－12.54～14.63MJ／（m2.h)。
• 这种冷凝器的优点是结构紧凑、占空间高度小、传热系数高。缺点是清除水垢困难。
• （1）立式冷却排管 它由若干立管与上下集管组成，氨液由下集管进入并充满管组，氨气由上 集管引出，排管的容量为排管容积的80％。这种排管的优点是制冷剂汽化后容易排出，传热效果 较好，但排管较高时，因液柱静压作用，下部制冷剂的蒸发温度较高。
• （2）单列盘管式墙排管 图11—10所示为单列盘管式冷却排营，管总长一般不超过120m，管间 距为 110-220mm，制冷剂在同一侧进出，在重力供液系统中，氨液由下部进入，氨气由上部排出 。这种排管的优点是灌氨量较小，约为排管容积的50％，但制冷剂汽化后不会很快排出管外，降 低了传热效果。
冷冻设备
• 冷冻设备包括冷源制作（制冷）、物料的冻结、冷却三个组成 部分。制冷机的有活塞式，螺杆式、离心式制冷压缩机组、吸收 式制冷机组、蒸汽喷射式制冷机组以及液态氮、液态二氧化碳、 盐液等冷剂；现在活塞压缩式制冷机组是国均外主要的冷源制作 装置。物料进行冻结的方式有风冷式、浸渍式和冷剂通过金属管、 壁和物料接触传热降温的装置。
• （2）半封闭式 压缩机与电机外壳为一体，构成一个密封机壳，不需要装油封。
• （3）全封闭式 压缩机与电机封密在一个容器内，形成一个整体，从机外表看，只 有压缩机吸排气管和电机导线。
• 6.按压缩机的冷量
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（1）小型 其制冷量小于 209MJ/h；
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（2）中型 其制冷量为 209～1672MJ/h；
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（4）食品加工厂的空气调节。
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冷冻设备的内容很多，本章仅扼要地叙述活塞式压缩制冷机、
冷库制冷系统的分类、工作原理、结构和选择，还有速冻和气调
设备。
第一节 活塞式压缩制冷设备的主要装置
• 一、制冷压缩机 （－）分类