《制藥設備與工藝設計》第五章 冷凍與結晶設備

1、 冷凍設備 冷凍設備包括冷源制作（制冷）、物料的凍結、冷卻三個組成部分。制冷機的有活塞式，螺桿式、離心式制冷壓縮機組、吸收式制冷機組、蒸汽噴射式制冷機組以及液態(tài)氮、液態(tài)二氧化碳、鹽液等冷劑；現(xiàn)在活塞壓縮式制冷機組是國均外主要的冷源制作裝置。物料進行凍結的方式有風冷式、浸漬式和冷劑通過金屬管、壁和物料接觸傳熱降溫的裝置。 冷凍設備在農產品、食品的加工和貯藏方面的應用如下： （l）食品的凍結、凍藏和凍結運輸。主要是畜產品、水產品的凍結和凍藏。還有速凍蔬菜、速凍面食品、冰、雪糕等產品的凍結和凍藏。 （2）農產品、食品的冷卻、冷藏、氣調貯藏和冷卻運輸。主要是果品、蔬菜、蛋及油脂、冷飲等產品的冷卻和冷藏

2、。 （3）食品加工。如凍結干燥、凍結濃縮和物料的冷卻等。 （4）食品加工廠的空氣調節(jié)。 冷凍設備的內容很多，本章僅扼要地敘述活塞式壓縮制冷機、冷庫制冷系統(tǒng)的分類、工作原理、結構和選擇，還有速凍和氣調設備。第一節(jié) 活塞式壓縮制冷設備的主要裝置一、制冷壓縮機 （）分類（）分類1 1按活塞的運動方式按活塞的運動方式（1）往復式壓縮機其活塞在汽缸里作往復的直線運動，在食品加工廠和冷庫制冷方面多采用這種壓縮機。（2）回轉式壓縮機其活塞在汽缸內作旋轉運動，電冰箱采用此種壓縮機。2 2按一臺壓縮機中蒸汽被壓縮的次數(shù)按一臺壓縮機中蒸汽被壓縮的次數(shù) 分為單級和雙級。3 3按蒸汽在汽缸內的流向按蒸汽在汽缸內的流向

3、 分為順流式與逆流式。4 4按汽缸中心線位置按汽缸中心線位置 分為立式、V式、W（角度）式和S式等。5 5按壓縮機組的封閉程度按壓縮機組的封閉程度（l）開啟式 壓縮機的功率輸入軸伸出曲軸箱外，電機通過聯(lián)軸器或皮帶輪與壓縮機軸輸入端相聯(lián)接，在曲軸伸出端裝有油封。（2）半封閉式 壓縮機與電機外殼為一體，構成一個密封機殼，不需要裝油封。（3）全封閉式 壓縮機與電機封密在一個容器內，形成一個整體，從機外表看，只有壓縮機吸排氣管和電機導線。6.6.按壓縮機的冷量按壓縮機的冷量 （1）小型 其制冷量小于 209MJ/h； （2）中型 其制冷量為 2091672MJ/h； （3）大型其制冷量在 1672MJ

4、/h以上。7 7按壓縮方式按壓縮方式 分為單作用和雙作用。單級壓縮式制冷循環(huán) 一、單級壓縮制冷系統(tǒng) 1、主要設備：壓縮機，冷凝器，膨脹閥，蒸發(fā)器。 2、附助設備：油分離器，空氣分離，器貯氨器，汽液分離器。（三）工作原理、結構和特點（三）工作原理、結構和特點 圖11-2所示為立式、單作用、直流式氨壓縮機工作原理圖，它主要由汽缸體、汽缸、活塞、連桿、曲軸、曲軸箱、進排氣閥們、假蓋等組成。 圖11-3所示為高速多缸制冷壓縮機結構。汽缸的配置有V、W和S型；曲軸轉速為7002000r/min。功率為10150kw。吸氣孔道在汽缸套凸緣上。工作時汽間借助于閥片前后的壓力差自動開啟和關閉，達到吸氣和排氣的

5、目的。 汽缸套的外測裝有負荷控制裝置，它能使壓縮機在啟動時，關閉吸氣閥，空負荷運轉，然后頂開吸氣閥，壓縮機進入正常工作狀態(tài)；當負荷變化時，能和油分配問或電磁間配套使用，達到分段加載或卸載，調節(jié)制冷量的目的。另外這種壓縮機上還有潤滑、冷卻和傳動系統(tǒng)。 活塞式（往復式）制冷壓縮機的特點是結構較簡單、制造容易、適應性強、操作穩(wěn)定、維護方便，故廣泛應用。二、冷二、冷 凝凝 器器 冷凝器是制冷系統(tǒng)中的一種熱交換器，使制冷劑過熱蒸汽受冷卻凝結為液體。冷凝器的種類很多，大中型制冷設備常用的有臥式殼管式、立式殼管式、淋水式。蒸發(fā)式和空氣冷卻式冷凝器。 1.臥式殼管式冷凝器、臥式冷凝器的結構和組成，如圖 ll4

6、所示。鋼制圓柱殼體的兩端焊有端蓋，在殼內裝有一組橫臥的直管管簇。 冷凝器中冷卻水的流速一般為 0.81.2m/s時傳熱系數(shù) K 2.5l3.34MJ/（m2 h），單位面積熱負荷qF12.5414.63MJ（m2.h)。 這種冷凝器的優(yōu)點是結構緊湊、占空間高度小、傳熱系數(shù)高。缺點是清除水垢困難。 2. . 蒸發(fā)式冷凝器蒸發(fā)式冷蒸發(fā)式冷凝器蒸發(fā)式冷凝器凝器 如圖11一5所示。由換熱管組、供水噴淋裝置和風機等組成。制冷劑蒸汽從管組上部的過氣集管。分配給每根蛇形管后與冷卻水進行熱交換，冷凝后經出波集管導至貯液器中。冷卻水噴淋在管外壁上，一部分冷卻水受熱蒸發(fā)變成水蒸汽，在風機作用下，被空氣帶走，另一部

7、分冷卻水，沿管外壁成膜層向下流，落入水池中，利用水泵送到噴水器，如此循環(huán)流動。水池中的水量需要補充，所需水量，由水量調節(jié)閥控制。 這種冷凝器的特點是因部分冷卻水蒸發(fā)，吸收大量汽化潛熱，故消耗水量很少，僅為殼管式冷凝器的1/251/50,但設備與作業(yè)的費用、較大。管排間水垢難清除，水需要軟化處理。3淋水式冷凝器。如圖116所示。由貯氨器、冷卻排營和配水箱等組成。工作時冷卻水由頂部進入配水箱，經配水槽流到蛇形管的頂面，然后順著每層排營的外表面成膜層流下，部分水蒸發(fā)，其余落入水池中，通過冷卻后再循環(huán)使用。氨氣自排管底部進入管內沿管上升時遇冷而冷凝，流入貯氨器中。這種冷凝器的優(yōu)點是結構簡單，工作安全。

8、對水質要求不嚴，容易清洗。缺點是金屬消耗量大，占地面積較大。三、膨脹閥三、膨脹閥 （）手動膨脹閥）手動膨脹閥 手動膨脹間的構造如圖117所示，閥蕊有針形和V形缺口等型式。手輪轉動時，可改變閥門開啟度。開啟度按蒸發(fā)器熱負荷的變化來調節(jié)，通常為手輪的181/4周，不能超過1周，否則開啟度過大，失去膨脹作用。 這種膨脹閥，結構簡單，但不能隨熱負荷的變化而自動調節(jié)。在氟利昂制冷裝置中已使用熱力膨脹閥進行自動調節(jié)。 （二）熱力膨脹閥（二）熱力膨脹閥 它是利用蒸發(fā)器出口處蒸汽的過熱度來調節(jié)制冷劑的。如圖11-8所示，由感應元件（感溫包）、膜片、閥體、閥座等組成。在制冷機組正常運轉條件下，感應元件灌注劑壓力

9、等于膜片下氣體壓力與彈簧壓力之和，處于平衡狀態(tài)。如供制冷劑不足，引起蒸發(fā)器出口處回汽，過熱度增大，感溫包溫度升高，使膜片下移，閥口的開啟度增大，直至供液量與蒸發(fā)量相當時，再得到平衡。故熱力膨脹闊能自動調節(jié)間的開啟度，供液量隨負荷大小自動增減，可保證蒸發(fā)器的傳熱面積得到充分利用，使壓縮機正常安全地運行。四、蒸發(fā)器四、蒸發(fā)器 蒸發(fā)器的作用是制冷劑吸收被冷卻介質的熱量。 （）分類（）分類 蒸發(fā)器按被冷卻介質的性質可分為三大類： 1冷卻液體液體載冷劑的蒸發(fā)器 通稱為液體冷卻器。如水冷卻器、鹽水冷卻器等。在這類蒸發(fā)器中，制冷劑在管外吸熱，液體載冷劑依靠液泵在管內循環(huán)流動，可采用閉式循環(huán)，也可采用開式循環(huán)

10、。按結構又分為臥管式、立管式螺旋管式和蛇管式等多種。 2.冷卻空氣空氣的蒸發(fā)器 這類蒸發(fā)器的型式繁多，制冷劑在管內蒸發(fā)，空氣在外側流動?？諝獾牧鲃訉儆谧匀粚α?，如設在冷庫庫房中的墻排管、頂排管；若蒸發(fā)器是裝在一個箱體內，而空氣是依靠風機進行強制循環(huán)，則稱為冷風機或空氣冷卻器。 3.冷卻冷凍物料物料的接觸式蒸發(fā)器制冷劑在傳熱間壁的一側蒸發(fā)，間壁的另一側與被冷卻或被凍結的物料直接接觸。例如平板凍結裝置中的板式蒸發(fā)器等。 1臥式殼管式蒸發(fā)器 臥式殼管式蒸發(fā)器的結構如圖119所示，與殼管式冷凝器相似。在鋼制的圓筒形殼體的兩端焊管板，其間裝管簇。一般作成多程式，即載冷劑在蒸發(fā)器的管內往返流動，多次與制冷

11、劑進行熱交換。載冷劑（鹽水或水）由泵的作用，由下方流入從上方流出。氨液自殼體下部進入在管簇間沸騰吸熱蒸發(fā)，蒸汽由上部排出。這種蒸發(fā)器的優(yōu)點是傳熱效果較好，結構簡單，占地面積小，因載冷劑循環(huán)系統(tǒng)封密，對設備腐蝕性小，缺點是當鹽水泵因故障停止運轉時，可能發(fā)生凍結，造成管箱破裂。 2冷卻排管 冷卻排管的類型，按管組在庫房中的安裝位置分為墻管、頂管和擱架式三種。按結構分有立管、盤管和橫管三類，按管的表面形式分為光滑管與翅片管兩類，對于氨直接冷卻系統(tǒng)用無縫鋼管焊制，對鹽水間接冷卻采用鍍鋅焊接管制作。冷卻排管結構比較簡單，但鋼材消量大，國內冷藏肉類的庫房，多采用此種冷卻裝置。 （1）立式冷卻排管 它由若干

12、立管與上下集管組成，氨液由下集管進入并充滿管組，氨氣由上集管引出，排管的容量為排管容積的80。這種排管的優(yōu)點是制冷劑汽化后容易排出，傳熱效果較好，但排管較高時，因液柱靜壓作用，下部制冷劑的蒸發(fā)溫度較高。 （2）單列盤管式墻排管 圖1110所示為單列盤管式冷卻排營，管總長一般不超過120m，管間距為 110-220mm，制冷劑在同一側進出，在重力供液系統(tǒng)中，氨液由下部進入，氨氣由上部排出。這種排管的優(yōu)點是灌氨量較小，約為排管容積的50，但制冷劑汽化后不會很快排出管外，降低了傳熱效果。 （3）頂排管 它是吊裝在冷庫頂板下，每組排管各有上下兩根集管，其間焊接U形排管；供液管接在下集管底部，出汽管接在

13、上集管頂部，這樣利用熱氨除霜時，便于從排管中排出潤滑油，并可縮短除霜時間。這種排管的灌氮量為排管容積的50，該排管結霜比較均勻。 （4）翹片管 翹片管是在光滑的無縫鋼管外表面上，嵌以用酸洗或鍍鋅的鐵片，以擴大散熱面積，其結構有套片式和繞鋼片式。繞鋼片的翹片管常用作冷風機的蒸發(fā)器。 3.冷風機 食品工業(yè)中常用的是干式冷風機。它是靠空氣通過冷風機內的蒸發(fā)排營來冷卻管外強制流動的空氣。將它裝在冷庫內的地坪，叫做落地式冷風機；裝在庫房頂上，叫做吊頂式冷風機。兩者結構類同。 落地式冷風機，如圖1112所示。翹片蒸發(fā)排管裝在箱體內，空氣自下部進入，氨氣從上部排出，有的在管組上面設有沖霜淋水管，底部有集水箱

14、。第二節(jié)第二節(jié) 活塞式壓縮制冷設備的附屬裝置活塞式壓縮制冷設備的附屬裝置 一、油分離器一、油分離器 油分離器又稱為油器，用于分高壓縮后的氨氣中所挾帶的潤滑油，以防止?jié)櫥瓦M入冷凝器，使傳熱條件惡化。 油分離器的工作原理是借油液和制冷劑蒸汽的比重不同；利用增大管道直徑降低流速，并改變制冷劑的流動方向；或靠離心力作用，使油滴沉降而分離。 對于蒸汽狀態(tài)的潤滑油，則采用洗滌或冷卻的方式降低蒸汽溫度，使之凝結為油滴而分離。有的則采用過濾等方法來增強分高效果。 目前國內常用的油分離器，用于氨制冷的有洗滌式、填料式和離心式三種，用氟利昂制冷的為過濾式油分離器。這種油分離器的分離率為8O%85%。 二、集油器

15、二、集油器 集油器是匯集從氨制冷系統(tǒng)的油分離器、冷凝器及其他裝置中分離出來的氨、油混合物，使油在低壓狀態(tài)下與混雜的氨再進行分離，然后分別放出，這樣既保證放油安全，又減少制冷劑的損失。 集油器的結構是金屬立式圓筒形容器，筒體上有進油管、放油管、回氣管及壓力表等。較大的集油器裝有玻璃管液面指示器。 三、貯液器三、貯液器 貯液器的功用是貯存和調節(jié)供給制冷系統(tǒng)內各部分的液體制冷劑。 各種貯液器的結構大致相同，都是用鋼板焊成的圓柱形容器，簡體上裝有進液、出波、放空氣、放油、平衡管及壓力表等管接頭；但各種貯液器的功用不同。 （）高壓貯液器（）高壓貯液器 設在冷凝器之后，與冷凝器排液管直接聯(lián)通，使冷凝器內的

16、制冷劑液體能通暢地流入高壓貯液器，這樣可充分利用冷凝器的冷卻面積，提高其傳熱效果。另外當蒸發(fā)器熱負荷變化時，制冷劑的需要量隨之變化，貯液器能起調節(jié)制冷劑循環(huán)量的作用。 （二）低壓貯液器（二）低壓貯液器 只在大型制冷設備中使用。其功用是收集蒸發(fā)器回氣管路上氨液分離器中分離出來的低壓氨液，以免液滴隨回氣沖入壓縮機。具有多種蒸發(fā)溫度的制冷系統(tǒng)中，應分別設置低壓貯液器。 （三）排液桶三）排液桶 它的功用是當冷庫中排管沖霜時，用來暫時貯存排管排出的氨液。排液桶的容積，應能容納需要沖霜各庫房中最大房間的氨液量。 （四）循環(huán)貯液涌（四）循環(huán)貯液涌 循環(huán)貯液桶是用于氨泵供液制冷系統(tǒng)的重要裝置，它既能穩(wěn)定地保證

17、氨泵循環(huán)所需的低壓氨液，又能對庫房的回氣進行汽液分離。 四、氨液分離器四、氨液分離器 氨液分離器的作用，一種僅是分離來自蒸發(fā)器的氨液，防止氨液進入壓縮機發(fā)生敲缸。另一種是兼用來分離節(jié)流后的低壓氨液中所帶的無效蒸汽，以提高蒸發(fā)器的傳熱效果，還能起到調劑分配氨液的作用。 氨液分離器有立式、臥式和T型三種結構型式。圖 1114所示是常用的一種立式氨液分離器。它是一個圓筒殼體，其上有氨氣進出口、氨液進出口、安全閥、放油口及壓力表等。氨液分離器的工作原理與油分離器類同。五、空氣分離器五、空氣分離器 空氣分離器功能：分離排出冷凝器中不能液化的氣體。 不凝氣體的來源： (1)首次加氨時殘留在系統(tǒng)內氣體。 (

18、2)低壓管路的滲漏。 (3)潤滑油或氨的分解。 不凝氣體的危害： 聚集在冷凝器，高壓貯氨器等設備內降低冷凝器的傳熱系數(shù)，引起冷凝器壓力升高，增加壓縮機的功耗及耗電量。空氣分離的原理：冷凝法五、空氣分離器五、空氣分離器 1、二重管式(套管式)空氣分離器： 型式：立式，臥式。 安裝：在冷凝器旁邊。 2、四重管式空氣分離器 結構：由四個同心套管焊制而成。其上有混合氣體進口，氨液進口，氨氣出口及放空氣口等接頭。 特點：分離效果高，體積小。 五、空氣分離器五、空氣分離器 制冷循環(huán)系統(tǒng)雖是密封的，但在首次加氨前，不可能將整個系統(tǒng)抽成絕對真空。補充潤滑油與制冷劑時，也有空氣進入系統(tǒng)。潤滑油與制冷劑在很高的排

19、氣溫度下，會分解產生不凝結氣體。工作時低壓管路壓力過低，系統(tǒng)不夠嚴密，也會滲入空氣。設備內聚集有氣體。從而降低冷凝器的傳熱系數(shù)，引起冷凝溫度升高，增加壓縮機的電耗?？諝夥蛛x器是用以分離排出系統(tǒng)中的不凝結氣體，保證制冷系統(tǒng)正常運行。 空氣分離器的型式很多，常用的有套管式和立式兩種，主要用于大中型制冷系統(tǒng)，在小型制冷裝置中，通常將空氣含量大的混合氣體直接排出系統(tǒng)，以求系統(tǒng)簡化。圖11一15所示為套管式空氣分離器，它由四個同心套管焊接而成，從內向外數(shù)，第一管與第三管，第二管與第四管分別接通，第四管與第一管間接旁通，其上裝有節(jié)流閥。工作時來自節(jié)流閥的氨液，進入一、三管蒸發(fā)吸熱而汽化，氨氣由第三管上的出

20、口被壓縮機吸走。自來冷凝器與高壓貯液器的混合氣體，進入第二、四根管，其中氨氣因受冷凝結為液體由第四根管下部經節(jié)流閥再回收引到第一管中蒸發(fā)，分離出來的不凝結氣體（包括空氣）由第二根管引入存水的容器中放出，從水中氣泡多少和大小可以判斷系統(tǒng)中的空氣是否已放盡，當系統(tǒng)中的空氣接近放凈時，水中無大氣泡，當水溫升高時，說明有氨氣放出，應停止放氣操作。六、中間冷卻器六、中間冷卻器 中間冷卻器裝在雙級（或多級）壓縮制冷系統(tǒng)中，用以冷卻低壓級壓縮機排出的過熱氣體進行級間冷卻，以保證高壓級壓縮機的正常工作。另外它具有分離低壓級排氣中挾帶的潤滑油，以及冷卻制冷劑，使制冷劑獲得較大過冷度的功用。如圖 1116所示。在

21、氨制冷系統(tǒng)中，中間冷卻器均采用氨液冷卻的方法。來自低壓級缸的過熱蒸汽進入器內，并伸入氨液液面以下，經氨液的洗滌而迅速被冷卻，氨氣上升遇器內傘形擋板，將其中挾帶的潤滑油分離出來以后進入高壓級壓縮機。用于洗滌的氨液從器頂部輸入。高壓貯液器的氨液，從器下部進入蛇管；由于蛇管浸于低溫中，使蛇形管內的高壓氨液過冷。當需要檢修中間冷卻器時，器內氨液由放液口排出。 七、涼水裝置七、涼水裝置 制冷系統(tǒng)中的冷凝器、過冷器及制冷壓縮機的汽缸等，都需要不斷地用大量水冷卻，而這些冷卻水吸熱后溫升只 34oC，通常是用涼水裝置將吸熱后的冷卻水降溫后重復使用。 涼水裝置的型式很多，常用的有點波填料涼水塔，如圖1117所示

22、。它是依水-空氣對流換熱和蒸發(fā)冷卻原理使水降溫的高效冷卻裝置。冷凝器等設備的回水過自動旋轉的布水器從上向下噴淋，水滴沿點彼填料的表面成膜狀向下流動，空氣在頂部風機作用下，從下部進入塔體，由下而上在塔內與水流逆向運動進行熱交換。 這種裝置結構緊湊，占地面積小，冷卻效果好，耗水量低。 BL-50型點波式冷卻塔的性能參數(shù)： 冷卻水量 L 50m3 h；當空氣干球溫度為31.5，濕球溫度為28，大氣壓力為100.4kPa，進水溫度 36，出水溫度32，冷卻水溫降4時。循環(huán)水自身的蒸發(fā)量約為07；淋水密度為13M3M2H。此種冷卻塔適用于配套627MJ h的氨制冷機。第三節(jié)第三節(jié) 冷藏庫冷藏庫 一、冷藏

23、庫的作用、分類和組成一、冷藏庫的作用、分類和組成 （一）作用（一）作用 使易腐產品能較長時間保存；為農產品、食品加工廠長時間均衡加工創(chuàng)造條件；供大型副食店、菜場和食堂短期或臨時貯存食品之用。 （二）分類（二）分類 冷庫按容量分為大型冷庫（5000t以上）、中型冷庫（15005000t）和小型冷庫（1500t以下）。1按使用性質分 （l）生產性冷庫 主要建在產地。 （2）分配性冷庫 主要建在消費中心。 （3）混合性冷庫兼有生產性和分配性冷庫的特點。 2.按使用要求分 （l）高溫冷庫 主要冷藏果品、蔬菜、鮮蛋等食品，。一般庫溫4-2。 （2）低溫冷庫 主要冷凍并凍藏肉類、水產品等，一般庫溫為-l8

24、-30。 （3）空調庫 在常溫條件下貯藏米、面、藥材、酒等，一般庫溫在1015。 （三）冷庫的組成 如機房，冷卻間、速凍間、冷藏間、凍藏間、制冰間、產品分級清洗間、調節(jié)站、配電間、貨物升降裝置、氨庫和冷卻塔等，有的還設有零配件間與衛(wèi)生間。二、二、 冷藏庫的制冷系統(tǒng)及其設備選擇冷藏庫的制冷系統(tǒng)及其設備選擇 1壓縮機 （l）一般選擇原則 負荷 制冷壓縮機的總負荷，按庫房各冷間的耗冷量加以匯總修正確定。 臺數(shù) 冷庫所需制冷壓縮機的總負荷較大時，宜選用大型壓縮機，以減少臺數(shù)，簡化系統(tǒng)，但整個冷庫中的壓縮機，不得少于兩臺，以防因壓縮機發(fā)生故障而停止供冷，且避免在淡季時壓縮機長期在小負荷下運轉。 備件 不

25、同蒸發(fā)系統(tǒng)的壓縮機，應考慮到各系統(tǒng)之間相互代替的可能性。以便各零件的互換使用。 技術條件 選用壓縮機應按其制造廠規(guī)定的技術條件計算。如缺少資料可按前一機部部頒標準中小型活塞式單級制冷壓縮機型式與基本參數(shù)（JB95567）考慮。 壓縮比 按氨制冷壓縮機的使用條件，高低壓的壓縮比小于8時，即-15蒸發(fā)溫度的制冷系統(tǒng)，采用單級壓縮機。若壓縮比大于8時，即-28-33蒸發(fā)溫度的制冷系統(tǒng)，則采用雙級壓縮機。 （2）單級壓縮機的選型計算 根據壓縮機總負荷，有以下兩種方法： 按壓縮機的理論排氣量選型。用制冷量和需冷量的平衡關系，求得壓縮機的理論排氣量，再查得相近的理論排氣量，即可選定壓縮機的型號和臺數(shù)。壓縮

26、機的理論排氣量Vp由下式求得： 式中 Qj冷卻系統(tǒng)壓縮機總負荷（kJh); V2吸入氣體的比容（m3kg）； il蒸發(fā)器出口干飽和蒸汽的焓值（kJkg）； i5節(jié)流闊后液體制冷劑的焓值（kJkg）； i1、i5由已知的制冷工作參數(shù)（蒸發(fā)溫度、冷凝溫度、吸氣溫度、過冷溫度）繪制制冷劑的壓焓圖確定； q 壓縮機吸氣系數(shù)，按制造廠給定值選用。 按壓縮機的標準工況制冷量選型。即把所需的壓縮機負荷折算成標準工況下的制冷量，以選配壓縮機的型號和臺數(shù)。h)/(m )(3512qjpiiVQV(五) 壓縮機的有關計算 1、壓縮機產冷量的計算 (1) 壓焓圖 (2) 理論排氣量： Vp15D2s n z (m3

27、/h) (3) 氨循環(huán)量： GVpq/V1 (4) 產冷量(制冷能力) QVpqqr / 3.6 或 QG ( i1i4 ) / 3.6 不同工況下制冷量換算 QgQb qg g / qb b 2冷凝器冷凝器的選型主要按制冷設備的制冷量、機房布置、當?shù)氐乃疁?、水質、水量及氣象條件確定。 （l）立式冷凝器適用于水質較差、水源豐富的地區(qū)，一般布置在冷庫機房外面；常用于大、中型冷庫。 （2）臥式冷凝器適用于水溫較低、水質較好的地區(qū)，一般布置在室內與中小型制冷機組配套，亦用于船舶制冷裝置。 （3）淋水式冷凝器適用于空氣干燥、水源不足和水質較差的地區(qū)，布置在室外通風良好的地方，一般與氨制冷設備配套。 （

28、4）蒸發(fā)式冷凝器適用于水源困難的地區(qū)，一般布置于廠房的頂部或通風良好的地方。 （5）空氣冷卻式冷凝器，主要適用于小型氟利昂制冷裝置。 （二）庫房冷卻系統(tǒng)（二）庫房冷卻系統(tǒng) 冷卻系統(tǒng)包括氨液分離器、低壓循環(huán)桶、氨泵、冷劑調節(jié)站和冷分配裝置（蒸發(fā)器）。 1供液方式 在直接冷卻系統(tǒng)中，供液方式分為直接膨脹供液、重力供液和氨泵供液三種。 (l）直接膨脹供液系統(tǒng) 它是借冷凝壓力與蒸發(fā)壓力差經節(jié)流閥，直接向冷分配裝置供液。其特點是系統(tǒng)簡單；但因無分離裝置，節(jié)流后的制冷劑是兩相流，影響傳熱效能。 （2）重力供液系統(tǒng) 它是借低壓氨液本身的重力進行供液。 氨液在蒸發(fā)器被汽化后，再進入氨液分離器、將其中液滴分離出

29、去，重新進入壓縮機。 為滿足供液所需的靜液柱，氨液分離器液面需高于冷分配設備最高點0.52m。 重力供液制冷系統(tǒng)的優(yōu)點： 第一，利用氨液分離器將節(jié)流生成的閃發(fā)氣體分離出來，有利于提高冷分配設備的傳熱效能。 第二，同一蒸發(fā)溫度的冷分配設備可使用一個膨脹閥和氨液分離器，節(jié)省膨脹閥。 第三，供液中有氨液分離器的緩沖作用，因而容易實現(xiàn)正常工況的操作調節(jié)。 缺點： 第一，氨液在較小壓差下流動，放熱系數(shù)小，蒸發(fā)器的換熱強度較低。 第二，用一個氨液分離器向多個同層庫房供液時，因冷卻設備阻力較大，制冷劑有再汽化的可能。如供液路長短不一，供液不均。 第三，在熱負荷變化較大或供液距離較長時，還需在機房內設氨液分離

30、器。 目前我國不少中小型冷藏庫仍采用這種供液方式 （3）氨泵供液方式 這種供液系統(tǒng)是利用氨泵向蒸發(fā)器輸送低溫（低壓）氨液。其組成與工作過程與重力式供液方式基本相同。 高壓氨液經節(jié)流進入低壓循環(huán)器，在器內將閃發(fā)氣體和液體分離，其液體被氨泵吸入后送入蒸發(fā)器，蒸發(fā)器中產生的蒸汽和未蒸發(fā)的氨液一起回到低壓循環(huán)貯液器再次被分離。這種氨泵供液的優(yōu)點是： 依靠氨泵的機械作用輸液，進液壓力較高，即使管路配液不均，仍保證結霜均勻。 氨液在蒸發(fā)排管內被迫流動，且循環(huán)量大，傳熱效果好，不易積油，不產生過熱，蒸發(fā)溫度穩(wěn)定，不易擊缸。 操作簡單，便于集中控制實現(xiàn)系統(tǒng)的自動化。 其缺點是設備費用動力消耗較高，大中型冷藏庫

31、采用這種供液方式。 2冷分配裝置（蒸發(fā)器）的選擇 （1）冷卻排管 臥式殼管蒸發(fā)器，常用船舶或陸上的小型制冷機組。 立式、盤管式墻排管適用冷藏間、凍藏間。 頂排管常用于低溫冷藏間、冰庫和小型凍結間。 一般均按排管的特性、冷間的要求、建筑尺寸和冷間所處的位置等因素，先選出排管類型，求得冷卻面積，再確定排管的尺寸和排數(shù)。 （2）冷風機 它多用于凍結間、冷卻間和冷藏間的強制通風。一般亦按冷間特點、建筑尺寸和所需冷卻面積，選配冷風機的型號和臺數(shù)。第四節(jié)第四節(jié) 速凍設備速凍設備 速凍設備適用于凍結小包裝或未包裝的塊、片、粒等狀的原料，制成各種畜產、水產、蔬菜、水餃等速凍食品、一般速凍設備的凍結溫度為 -3

32、0-40，其類型很多，按冷卻方法分為空氣冷凍法、間接接觸冷凍法和浸漬冷凍法。按速凍設備的結構分為箱式、隧道式、帶式、流化床式和螺旋式等型式。 一、箱式速凍機一、箱式速凍機 這種設備的結構是在絕熱材料包裹的箱體內裝有可移動帶夾層的數(shù)塊平板，故又稱平板式速凍器，夾層中裝有蒸發(fā)盤管。管間也可灌入鹽水，制冷劑川流于蒸發(fā)盤管內；被速凍的產品放在平板間，并移動平板，將物料壓緊，進行凍結。平板間距為4070mm，可根據產品的厚度進行調節(jié)。 平板式速凍器的特點是結構簡單緊湊，作業(yè)費用較低，但生產能力小，裝卸費工。 二、隧道式速凍機二、隧道式速凍機 隧道式速凍機主要由隧道體、蒸發(fā)器、風機、料架或不銹鋼傳動網帶等

33、組成。被速凍的物料放在料架的各層篩盤中或網帶上通過隧道，空氣通過蒸發(fā)器降溫，然后送入隧道中，川流于物料之間使其速凍。凍結物料的作業(yè)方法與隧道式逆流干燥設備相同；冷風與物料在隧道內的流動方向相反。速凍溫度為 -3 5 時，青刀豆的凍結時間約為45min。隧道內裝有傳動網帶的速凍機工作過程如圖1125所示。第一、二級傳動網帶的運行速度可以分別控制，冷風分別吹到網帶上，穿過物料層，再經蒸發(fā)器與風機，循環(huán)使用。物料先通過第一級網帶，運行較快，料層較薄，使表面凍結；然后轉入第二級網帶，運行較慢，料層較厚，使整個物料全部凍結，得到單粒速凍產品。這種速凍機的特點是可凍結產品的范圍廣，冷凍效率較高，沖霜迅速，

34、清洗方便。 三、硫化床式速凍三、硫化床式速凍機機 流化床式速凍機由多孔板（或帶）、風機、制冷蒸發(fā)器等組成。如圖11-26所示。工作過程是將前處理后顆粒狀食品，從多孔板一端送入。鋪放厚度為212cm，視產品性狀而異?？諝馔ㄟ^蒸發(fā)器、風機，由多孔板底部進入向上吹送，使產品呈沸騰狀態(tài)流動，并使低溫冷風與顆粒全面地直接接觸，冷凍速率大大加強。這種設備的冷風流速約8ms循環(huán)流動。風溫-35，一般蔬菜的速凍時間為35min。其特點是成單體凍結，連續(xù)作業(yè)，為速凍蔬菜的理想設備。 四、螺旋式速凍機四、螺旋式速凍機 螺旋式速凍機由柔性傳送帶、中心轉筒、風機、風幕。傳動、變速、沖洗、安全、制冷等裝置組成。如圖11

35、27所示。柔性傳送帶（鏈條）構成一螺旋循環(huán)回路，見圖1128所示。當中心轉筒轉動時，利用裝在中心轉筒上的板條與鏈條的摩擦力，使繞在中心轉筒上的鏈條運動,物料由入口送進，放在柔性傳動帶上，繞中心轉筒由下部螺旋向上移動，同時冷風通過制冷機、風機和傳送帶，對物料進行凍結。循環(huán)使用。物料凍結后由上部卸出。為了延長鏈條的使用壽命，設置了翻轉機構，使鏈條兩端輪流磨損。風幕安裝在物料進、出口處，以減少冷量損失。 螺旋式速凍機采用氟利昂雙級壓縮制冷系統(tǒng)，蒸發(fā)器為銅管鋁翅片結構，冷風溫度為540，可以調節(jié)。在冷風溫度35，凍結時間30min的條件下，處理能力為100500kg/h。該機的特點是結構緊湊，占地面積

36、小，連續(xù)作業(yè)，凍結迅速，適用于薄肉片、魚片、冰激淋和冷點心多種食品加工。但設備費用較高。 五、浸漬式速凍機五、浸漬式速凍機浸漬式（包括噴淋）速凍法是將被凍結物料直接和溫度很低的液化氣體或液態(tài)制冷劑接觸，制成速凍產品?，F(xiàn)使用的制冷劑有液態(tài)氮、液態(tài)二氧化碳和氟利昂（R12）等。這類裝置多為隧道式結構，隧道內有傳送帶，噴霧器或浸漬器和風機等裝置。如圖1129 所式，食品從一端置于傳送帶上，隨帶移動，依次通過預冷區(qū)、凍結區(qū)和均溫區(qū)，最后由另端卸4，出。液氮貯于隧道外，以一定壓力引入凍結區(qū)進行噴淋或浸漬凍結，液氮吸熱后形成的氮氣，溫度仍很低，為105，通過風機，將其送入隧道前段進行預凍。在凍結區(qū)，食品與

37、-200的液氮接觸而迅速凍結。該裝置的特點是結構簡單，使用壽命長，可超速單體凍結，但成本高。第五節(jié)第五節(jié) 氣調冷藏設備氣調冷藏設備 氣調冷藏是將冷藏與氣調貯藏相結合，即除能控制貯藏貯內的溫度外，還控制氣體的組成，使庫內的氧和二氧化碳的含量，有適當?shù)呐浜?，并保持一定濕度，主要用于果蔬貯藏，能獲得良好的保鮮效果。產品在貯藏中的損失甚小，我國目前的果蔬貯藏除冷藏外，多采用薄膜封閉氣調，有垛封和袋封兩種方法，垛封是將消石灰撒在垛內以吸收CO2，袋封是定期開袋換入新鮮空氣。這類方法成本較低，使用方便，近幾年還研制出與薄膜封閉配合使用的分子篩氣調機，即CO2吸附機組，亦取得成效。 氣調冷藏設備，主要包括庫

38、房、制冷機組、N2產生器、co2吸附機組和其他裝置，如圖1130所示。 二、氮發(fā)生器二、氮發(fā)生器 氮發(fā)生器又稱催化降氧機，它的作用主要用產生的N2沖淡庫內的O2。 圖11-31所示為管式氮發(fā)生器，由反應器、電爐、風機和水洗塔等組成。反應器由抗熱合金制造，上部裝有鉑等催化劑，以降低燃燒溫度，避免產生有毒的氮氧化合物和其他物質。下部是一個管狀氣體熱交換器。工作流程是來自庫內的氣體或庫外空氣，通過風機與液化石油氣或其他可以氣化的燃料如丙烷、煤油等混合，進入反應器燃燒，燒掉氣體中的氧，其余的氣體經水洗冷卻凈化后，除殘留的很少的O2（1一4）主要是 2。燃燒還生成2。也是氣調貯藏所需要的。冷風通過管式換

39、熱器，吸入燃燒過程中的熱量，變?yōu)闊犸L，用來預熱進入反應器的氣體，以節(jié)約熱能。 一、庫房和制冷系統(tǒng)一、庫房和制冷系統(tǒng) 氣調冷藏庫的庫房結構和制冷設備，與一般機械冷藏庫基本相同。但要求庫房有更高的氣密性，可在四壁內側和頂板加襯金屬薄板或不透氣的塑料板，或涂噴塑料層，庫門等都要有氣密裝置，嚴防漏氣。 三、二氧化碳洗滌（吸附）機組三、二氧化碳洗滌（吸附）機組 它的作用是排除庫內過多的2，并凈化氣體，常用的為干式2吸附器。由兩個吸附罐、空氣循環(huán)的風機、吸入新鮮空氣的風機及導管、閥門等組成，如圖所示。吸附罐是一個密封的圓筒形容器，罐上下裝有濾網，罐內裝滿吸附劑（活性碳等）。兩個吸附罐通過柔性導管和轉換閥門

40、連接，閥門由電器控制。工作時從氣調庫來的空氣經風機進入罐內，其中2。被活性碳吸附后，再回到氣調庫中。罐內活性碳吸附2達飽和時，用新鮮空氣吹洗，使2脫附。當一個罐吸附2時，另一罐同時進行脫附。 四、其他裝置四、其他裝置 （一）濕度調節(jié)器一）濕度調節(jié)器 因氣調庫內制冷系統(tǒng)的蒸發(fā)器不斷結霜，使庫內空氣相對濕度過低，不符合果蔬貯藏要求，故在庫內裝加濕器或在凈化空氣回庫之前通過加濕器。 （二）氣壓袋（二）氣壓袋 氣調庫內，當排除2時會出現(xiàn)負壓，這對庫房氣密性不利，故設置氣壓袋。袋用不透氣的聚乙烯制成，體積為庫容積的一，裝在庫外，與庫內相通。當庫內氣壓變化時，氣壓袋自動收縮或膨脹，以保庫內外氣壓平衡。 （

41、三）溫度三）溫度 溫度檢測和自動記錄儀器及2、2分析和記錄儀器即時檢測和調節(jié)庫內的氣體參數(shù)。(五) 壓縮機的有關計算 1、壓縮機產冷量的計算 (1) 壓焓圖 (2) 理論排氣量： Vp15D2s n z (m3/h) (3) 氨循環(huán)量： GVpq/V1 (4) 產冷量(制冷能力) QVpqqr / 3.6 或 QG ( i1i4 ) / 3.6 不同工況下制冷量換算 QgQb qg g / qb b(五) 壓縮機的有關計算 2、壓縮機功耗的計算 (1) 絕熱功率： NjG ( i2i1 ) / 3600 (2) 指示功率： NINj / =Ts / Tlb ts (3) 摩擦功率： NmPmV

42、p/3600 (4) 軸功率： NeNI+Nm (5) 電機軸功率： N=Ne/e=(NI+Nm) / e (6) 配用電機功率： Nd = (1.101.15)N二、冷凝器 功能：使高壓高溫的過熱蒸汽冷卻，冷凝成高壓液氨，散發(fā)熱量。 型式：殼管式，淋水式，雙管對流式，組合式，蒸發(fā)式，氣冷式。 (一) 殼管式冷凝器：有立式和臥式兩種。 1、立式殼管式冷凝器 工作原理：管內通冷卻水，管外為氨蒸汽。 組成：1.放油孔，2.混合氣出口，3.均壓管， 4.壓力表，5.安全閥， 6.配水箱，7.分水器。 優(yōu)點：(1)占地面積小，可安裝在室外； (2)傳熱系數(shù)較高； (3)冷卻水質要求較低，不易阻塞； (4)清除水垢容易。 缺點：(1)用水量較多；(2)泄漏不易發(fā)現(xiàn)。二、冷凝器 2、臥式殼管式冷凝器 工作原理：管內通冷卻水，管外為氨蒸汽。 組成：1.放空閥，2.放空氣，3.氨氣進口，4.均