冷库氨制冷系统

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任务３.１ 三种供液原理图与方案对比
• (二) 冷凝部分 • 冷凝器的种类、型式很多， 在配置时要根据用户的实际情况制定方
案， 一般对于小型制冷系统， 通常配置冷凝机组， 其占地面积小、 投资小。 在通风良好、气温不高、水源缺乏的场所选用氟利昂风冷 冷凝机组； 在水源充足的地方选用水冷冷凝机组(包括氟利昂水冷冷 凝机组或氨水冷冷凝机组)。 • 在中、大型制冷系统中， 通常选配卧式冷凝器或立式冷凝器。 设计 中， 经常把立式冷凝器布置在机房外， 把卧式冷凝器布置在机房设 备间内。
• 图３－８ 所示为重力供液系统循环原理示意图， 从机房来的高压氨 液经浮球阀进入氨液分离器， 然后由氨液分离器的出液管进入蒸发 器。 回气则在氨液分离器内进行气液分离， 然后从吸入管返回压缩 机。 氨液分离器与蒸发器之间可产生程度不同的再循环。
项目３ 冷库氨制冷系统
• 任务３.１ 三种供液原理图与方案对比 • 任务３.２ 冷库氨系统识图
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任务３.１ 三种供液原理图与方案对比
• 一、典型制冷系统设备配置
• (一) 压缩机部分 • 通常压缩机的配置是根据冷库的种类、大小以及冻结设备的特点来选
用， 对于非生产性冷库， 通常配置单级压缩机； 对于生产性冷库和 带有速冻装置的系统， 一般配置双级压缩机。 • 机房系统随冷库生产及储存货物要求的不同， 而有不同的库温以及 蒸发温度， 即有单级压缩系统、双级压缩系统和单、双级混合系统 之分。 压缩机部分主要包括压缩机、吸入管道、排出管道和双级系 统的中间冷却器部分。
• 二、低压系统和供液方式
• 冷库制冷系统是冷藏库的冷源， 它向库房提供足够的冷量， 使库房 能保持预定的低温，并能达到使被冷却物降温的目的。
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任务３.１ 三种供液原理图与方案对比
• 所谓机械冷库， 简单地讲就是以机械方法进行制冷的冷库。 目前我 国多数机械冷库主要是采用蒸气压缩式制冷方式调节库温。 制冷原 理可简述为: 通过汽化温度较低的液态制冷剂的蒸发， 吸收储藏环境 中的热量， 从而使库温下降。 通过压缩机将汽化后的制冷剂吸回并 加压， 在冷凝器中制冷剂将吸收的热量传递给冷却介质， 使自身温 度得以降低， 冷凝成液体，然后再进行蒸发吸热， 如此循环即可实 现连续制冷。
• (１) 氨液分离器内气体的流速可采用０.５ ｍ/ ｓ， 氨液分离器出液 管截面积应为进液管截面积的两倍。
• (２) 氨液分离器内的液面与排管液面间的高差(即静液柱高度) 必须足 以克服全部管道阻力， 同时高差不宜过大， 以免影响系统的蒸发压 力。 克服管道阻力后的静液柱， 应不超过以下规定:
• ① －３３ ℃系统静压头不大于５ ｋＰａ (表压)。 • ② －２８ ℃系统静压头不大于５ ｋＰａ (表压)。 • ③ －１５ ℃系统静压头不大于１２.５ ｋＰａ (表压)。
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任务３.１ 三种供液原理图与方案对比
• 压缩机部分的排出管线， 无论是单级、双级还是单、双级压缩混合 系统， 都共用一根总排出管线， 这是因为它们的冷凝温度只有一个 ， 排出压力都是相同的。 采用一根总排出管，能够简化管线。
• 吸入管道则比较复杂， 一般一个蒸发温度应有一个总回气管线。 不 同蒸发温度的吸气管道的配连方案很多， 其主要目的是使一机多用 、灵活调配， 便于在负荷变化、排除故障及检修时操作。 但也应注 意不要过多地采用过桥或其他配连方法， 防止投资增加和误操作。
阀、压力表以及其他指示仪表组成的调节和监视中心站。
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任务３.１ 三种供液原理图与方案对比
• 单级压缩系统及单级和双级混有的压缩系统的总调节站如图３－１ 和图３－２ 所示。
• 总调节站的型式较多， 无论哪种型式， 它们都有以下的几个共同之 处:
• (1) 液体的来源: 来自储液器或再冷却器， 来自加氨站， 来自排液桶 。
压储液器之间及冷凝器和高压储液器之间， 必须设气体均压管， 不 能以安全管或放空气管来代替。 两台以上储液器间应设均液管。 • (３) 为防止不凝气体对冷凝换热的影响， 必须设置放空气器。
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任务３.１ 三种供液原理图与方案对比
• (三) 低压系统 • 低压系统设备的配置， 由制冷系统供液方式和冷间冷却方式来确定
• (２) 供出的液体分别经节流阀减压后进入需要低压液体的部分， 如 氨液分离器、分器、制冰装置等。
• (３) 每个供液支路都有节流阀， 其后又需加截止阀(个别支路不需要 减压， 可不设节流阀)。
• (４) 总调节站都设置压力表， 压力表前设压力表阀。
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任务３.１ 三种供液原理图与方案对比
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任务３.１ 三种供液原理图与方案对比
• 在采用自动操作的系统中， 热力膨胀阀前应装电磁阀， 停机时自动 截断氨液通路。 回气管上不设置氨液分离器， 压缩机的吸入总管应 比蒸发盘管高一些， 以免突然停机时蒸发盘管内的氨液进入吸入管 路和压缩机的吸气腔内， 从而导致再次自动开机时发生液击。此外 ， 和手动膨胀阀直流供液一样， 一个热力膨胀阀只适宜向单一通路 的蒸发盘管供液。
• (６) Ｄ３８ 管子组成的冷却排管， 每一供液通路的长度不宜超过１ ２０ ｍｍ。
• ３) 液泵供液方式 • 液泵供液方式必配的设备有液泵、低压循环桶和液位控制装置。
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任务３.１ 三种供液原理图与方案对比
• 液泵供液方式由于具有很大优越性， 故为现代大中型冷库所广泛采 用。
• 其优点是: • (１) 过热小。 • (２) 制冷效果好。 • (３) 积油少。 • (４) 操作简便。 • (５) 蒸发温度较稳定。 • (６) 冲霜期可以缩短。
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任务３.１ 三种供液原理图与方案对比
• 当前， 在一些大型制冷系统中， 把卧式冷凝器或立式冷凝器与蒸发 式冷凝器相配置。 这样配置不仅提高了换热面积， 大大提高了换热 效果， 而且省去了冷却水塔。
• 在设计中， 无论配置哪一种水冷冷凝器， 都必须注意以下几点: • (１) 冷凝器和高压储液器上必须有安全阀及其连接管道。 • (２) 多台冷凝器和多台高压储液器的系统， 在各冷凝器之间、各高
液动力来自于系统内部的压力差， 系统简单， 操作方便， 但有时会 有闪发蒸汽进入蒸发器， 供液容易出现不均，由于直流供液蒸发器 为单一通道， 盘管长度受限(流动阻力问题)。 因此， 直流供液的适 用范围多为氟利昂系统、成套空调冷冻水或低温盐水的氨系统和生活 服务性小冷库。 • 在直流供液系统中， 氨液通过节流膨胀后直接进入蒸发器蒸发， 图 ３－５ 所示为手动膨胀阀直流供液系统示意图。
• 这种系统的特点如下: • (１) 经过节流膨胀以后的氨已经是气—液两相状态， 企图将两相流
体按设计要求均匀地分配到多组并联的蒸发盘管中去是很困难的。 • (２) 通过膨胀阀的氨液流量是随膨胀阀前后的压力差的变化而变化的
， 冷藏间的耗冷量也是变化的。
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任务３.１ 三种供液原理图与方案对比
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任务３.１ 三种供液原理图与方案对比
• 氨液通过手动膨胀阀由下向上进入蛇形蒸发盘管， 蒸发后经氨液分 离器进入压缩机， 经过压缩机， 在氨油分离器中除去从气缸带来的 润滑油， 然后进入冷凝器， 冷凝后的氨液排入储液器中。 氨液分离 器的作用是除去可能从蒸发盘管中带来的氨液， 以免进入气缸造成 液击冲缸事故。
• (５) 加氨站设在总调节站时， 不另装节流阀而装两个截止阀。 用氨 槽车加氨要有热氨管道。
• ( 五) 典型制冷系统设备配置 • 前面介绍了压缩机部分、冷凝器部分、低压部分和总调节站部分的配
置方案。 在冷库设计中， 需根据实际情况全面对上述设备进行综合 配置。 因为各地区、单位的具体条件不同，所以仅列举常见的典型 系统配置方案。 图３－３ 所示为典型的双级压缩及单级压缩联合组 成的机房系统原理图。
• 目前国内在氨双级压缩系统中， 多采用一次节流中间完全冷却方式 ； 在氟利昂双级压缩系统中， 多采用一次节流中间不完全冷却方式 。
• 实际的冷库工程中， 绝大多数都是既有单级压缩， 又有双级压缩的 混合制冷系统。 在压缩机的选择上双级压缩系统既可选用单机双级 压缩机， 也有选用单机配组双级压缩方式。 不同蒸发温度的系统与 压缩机配连时， 除考虑单级、双级各自的灵活性外， 尚应在单级、 双级所对应的系统上采取措施， 使它们能相互兼顾、灵活调度。
• ( 二) 重力供液系统 • 重力供液的方式是利用制冷剂液柱高度产生的静压力来向蒸发器供液
。
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任务３.１ 三种供液原理图与方案对比
• 供液动力来自于液柱重力， 且便于均匀供液； 低压系统需配氨液分 离器、排液桶等设备； 在制冷剂液体被压缩机吸入前， 需经过氨液 分离器， 保证干压缩； 氨液分离器液面相对稳定， 便于实现液面自 控； 蒸发压力受液柱静压影响； 氨液分离器安装一定要高于蒸发器 ， 一般高出最高盘管０.５~２ ｍ。 重力供液适用于小型氨制冷系统 ， 如图３－７ 所示。
• 供液系统是制冷系统的组成部分， 它通过一定的方式将制冷剂液体 送进蒸发系统， 使蒸发器有足量的制冷剂液体汽化吸热。 按供液方 式的不同， 有直接膨胀供液系统、重力供液系统和氨泵供液系统。
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• (一) 直流供液系统 • 直流供液是通过膨胀阀直接向蒸发器供液， 如图３－４ 所示， 其供
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任务３.１ 三种供液原理图与方案对比
• ２.根据冷却方式配置设备 • １) 直接冷却方式 • 低压系统若确定为直接冷却方式， 则这类设备应配置各种排管、空
气冷却器等设备。 • ２) 间接冷却方式 • 在低压系统中若采用间接冷却方式， 通常配置卧式蒸发器或立式蒸
发器， 用这类设备来冷却载冷剂(用载冷剂冷却、冷冻其他物质)。 • (四) 总调节站 • 调节系统部分一般是指总调节站和分调节站， 它们是节流阀、截止
• (３) 在回气管路上设置氨液分离器对于保护压缩机是很重要的。 • (４) 为了简化制冷装置， 便于操作管理， 直流供液系统一般以采用
压缩冷凝机组为宜。 • 图３－６ 所示为氨热力膨胀阀直流供液系统示意图。 热力膨胀阀可
以通过感温包的作用，根据回气过热度的变化， 在一定范围内自动 调节供液量。 当系统负荷增大时， 回气过热度增大， 感温包中压力 上升， 推动热力膨胀阀阀针， 使阀口开大， 增加供液量， 反之则减 少供液量。 其对负荷变化的适应性比手动膨胀阀要强一些。 • 采用热力膨胀阀的直流供液系统， 回气管路上可以不设氨液分离器 ， 以便于实现操作自动化。
• 一般大、中型氨制冷装置， 蒸发温度系统往往在两个以上， 当冷凝 温度较低， 冷凝压力和蒸发压力之比小于或等于８， 并且蒸发温度 在－２５ ℃以上时， 通常采用单级压缩系统。
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任务３.１ 三种供液原理图与方案对比
• 反之冷凝温度较高， 压比大于８ 且蒸发温度在－２５ ℃以下时， 单 级压缩经济性差， 压缩机的工作状况也比较恶劣， 因此往往采用双 级压缩系统。
方案。 • １.根据供液方式配置设备 • １) 直接节流供液方式 • 直接节流供液方式常用于小型制冷装置中， 系统中的其他设备基本
是生产厂家已经配置好的， 且根据冷却或冷冻对象的不同配置不同 型式的蒸发器。 • ２) 重力供液方式
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
任务３.１ 三种供液原理图与方案对比
• 重力供液系统必须设置氨液分离器， 同时配置控制其液面的装置。 配置氨液分离器必须符合下列要求:
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任务３.１ 三种供液原理图与方案对比
• (３) 在一般情况下， 氨液分离器内液面应高于排管最高一根管子１~ ２ ｍ。
• (４) 几个库房同时使用一个氨液分离器时， 必须设有液体和气体分 配站， 以便在排管阻力不均匀的情况下通过关闭阀来调节。
• (５) 由分配站至库房蒸发器的氨系统管道上， 液体管道部分应防止 “气囊” 的形成，气体管道部分应防止“液囊” 的阻塞。