浅谈氨制冷设备的构造及制冷工作原理

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，它涉及机械学、材料学、热力学、电工学、化学、数学等多学科知识，制冷系统中的氨气，是一种易燃、易爆、有毒、使人窒息的气体，具有较大的危险性。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、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工作。下面就氨制冷设备的构造及其制冷工作原理谈谈自己粗浅的理解和看法。

一、制冷剂氨的物理、化学性质：

氨气是一种无色、有强烈刺激臭味的有毒气体。氨的分子是（NH3），PH值为13，呈强碱性。氨能刺激人的眼睛和呼吸器官，引起流泪、剧烈咳嗽，使呼吸道粘膜充血发炎，氨液溅到皮肤上还会引起冷灼伤的伤害。当空气中氨气容积浓度达到0.5~0.6%时，人在其中停留半小时就会中毒，当空气中氨气容积达到16~25%遇到明火可引起爆炸。氨在常温下不易燃烧，但加热至530 0C，则分解为氮和氢气，氢与空气中的氧混合发生爆炸。氨在常温下是气态，当温度降至-33.4 0C以下时变为液态，降到-1830C时则变成固态。

氨具有良好的热力学性质，制造容易，价廉易得，是一种适用于大中型制冷机的中温制冷剂，适用温度范围为-650C—100C之间。氨的临界温度较高、汽化潜热大，单位容积制冷量大，导热系数大，节流损失小。氨易溶于水，在0 0C时每升水能溶解1300升氨气，同时放出大量熔解热。所以，根据氨制冷的危险性，冷库必须配备灭火器材、防毒面具、防化服和一些急救药品，操作员必须熟练掌握补救技能。

二、制冷系统的制冷工作原理：

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、储氨器、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、集油器、各种阀门、压力表和高低压管道组成。其中，制冷系统中的压缩机、冷凝器、节流阀和蒸发器（冷库排管）是四个最基本部件。它们之间用管道依次连接，形成一个封闭的系统，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，经节流阀节流为低温低压的氨液，再次进入蒸发器吸热气化，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。以双级压缩机制冷系统为例，完成一次制冷循环，氨必须依次通过低级氨压机、一级油分离器、中间冷却器、高级氨压机、二级油分离器、冷凝器、储氨器、节流阀、氨液分离器、调节站、蒸发器、再回到低级氨压缩机，这样才完成一次循环，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。即电能转化机械能，机械能转化为热能，热能又通过氨的作用进行冷热交换，完成制冷的过程。

三、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应用于大中型冷库的制冷机型。我局安装的就是一台6AW10型单级氨压缩机和一台8ASJ10型双级氨压缩机，均由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、润滑系统和直连式电动机配装而成的。6AW10型压缩机的总体结构是：“6”表示压缩机有6个缸（3个排气缸、3个吸气缸），“A”表示以氨做制冷剂，“W”表示汽缸排列的样式如同字母W型，“10”表示汽缸直径为10厘米。该机活塞行程为100毫米，转数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-300C。

8ASJ10型压缩机的总体结构是：“8”表示压缩机为8个缸，“A”表示以氨做制冷剂，

“S”表示汽缸排列的样式如同字母S型，“J”表示单机两极，即在一台机体上设有低压级和高压级，两次压缩制冷。其中6个缸（3个低压吸汽缸、3个低压排汽缸）为低压级，2个缸（1个高压吸汽缸、1个高压排汽缸）为高压级，该机分设高压腔和低压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-450C，标准制冷量为1100000千焦/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、活塞和汽阀系统，在曲轴箱汽缸中作上下往复运动，来完成吸汽、压缩、排汽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，它不断的吸回和输出制冷剂，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。

综上所述，熟练制冷设备的构造及其制冷工作原理是做好制冷工作的基础。必须认真执行操作规程作到一丝不苟精益求精，作为一名制冷工作人员，首先掌握制冷先进技术，提高专业技能，具备较强的事业心和责任感，增强职业道德，开拓创新，与时俱进，安全、低耗、高效的搞好冷库运行。