制冷原理201403

1、R E F R I G E R A T I O N A N D A I R C O N D I T I O N I N G - Page 1REFRIGERATION & AIR CONDITIONING DIVISION 保鮮庫制冷系統(tǒng)原理保鮮庫制冷系統(tǒng)原理R E F R I G E R A T I O N A N D A I R C O N D I T I O N I N G卡諾循環(huán)基本原理卡諾循環(huán) 1824年，法國青年工程師卡諾研究了一種理想熱機(jī)的效率，這種熱機(jī)的循環(huán)過程叫做“卡諾循環(huán)”。逆卡諾循環(huán)基本原理： 低溫高壓液態(tài)制冷劑經(jīng)膨脹機(jī)構(gòu)節(jié)流處理后變?yōu)榈蜏氐蛪旱囊簯B(tài)制冷劑，進(jìn)入空

2、氣交換機(jī)中蒸發(fā)吸熱，從空氣中吸收大量的熱量Q2； 蒸發(fā)吸熱后的制冷劑以氣態(tài)形式進(jìn)入壓縮機(jī)，被壓縮后，變成高溫高壓的制冷劑（此時制冷劑中所蘊(yùn)藏的熱量分為兩部分：一部分是從空氣中吸收的熱量Q2，一部分是輸入壓縮機(jī)中的電能在壓縮制冷劑時轉(zhuǎn)化成的熱量Q1； 被壓縮后的高溫高壓制冷劑進(jìn)入熱交換器，將其所含熱量（Q1+Q2）釋放給進(jìn)入熱換熱器中的空氣或冷水中； 放熱后的制冷劑以液態(tài)形式進(jìn)入膨脹機(jī)構(gòu)，節(jié)流降壓.如此不間斷進(jìn)行循環(huán)。 - Page 2R E F R I G E R A T I O N A N D A I R C O N D I T I O N I N G制冷工業(yè)歷史制冷工業(yè)歷史1748年，蘇格

3、蘭人W.Cullen觀察到乙醚蒸發(fā)會引起溫度的下降;1755年，W.Cullen發(fā)明了第一臺采用減壓水蒸發(fā)的制冷機(jī)，同時發(fā)表了液體蒸發(fā)制冷論文，開創(chuàng)了人工制冷的新紀(jì)元。1834年，美國發(fā)明家J.Perkins獲得了乙醚在封閉循環(huán)中通過膨脹制冷的英國專利;1856年，蘇格蘭人J.Perkins發(fā)明了壓縮式制冷機(jī)，采用Co2SO2，NH3，CH3Cl作為制冷劑;1875年，Carre和Linde用氨作制冷劑，大大減小了設(shè)備的體積，從此蒸汽壓縮式制冷機(jī)在制冷裝置的生產(chǎn)和應(yīng)用中占了統(tǒng)治地位。1858年，美國人尼斯取得了冷庫設(shè)計(jì)的第一個美國專利，從此商用食品冷藏事業(yè)拉開了序幕。我國制冷工業(yè)從20世紀(jì)50

4、年代的仿制開始，20世紀(jì)60年代自行設(shè)計(jì)制造，并制訂了有關(guān)產(chǎn)品系列和標(biāo)準(zhǔn)。目前，我國制冷工業(yè)已具有品種齊全的大、中、小型制冷產(chǎn)品系列，產(chǎn)品質(zhì)量、性能、技術(shù)水平都有很大的提高。 - Page 3R E F R I G E R A T I O N A N D A I R C O N D I T I O N I N G家用空調(diào)制冷原理家用空調(diào)制冷原理制冷制冷劑在制冷系統(tǒng)制冷系統(tǒng)中依次 經(jīng)過壓縮、冷凝、節(jié)流、 蒸發(fā)四個過程完成制冷制冷循環(huán)。 - Page 4R E F R I G E R A T I O N A N D A I R C O N D I T I O N I N G冷庫制冷系統(tǒng)概述制冷系統(tǒng)

5、的類型： 按所使用的制冷劑種類的不同可分為氟利昂制冷系統(tǒng)、氨制冷系統(tǒng)、混合工質(zhì)制冷系統(tǒng)及空氣等工質(zhì)的制冷系統(tǒng)；按組合冷庫工作原理的不同可分為壓縮式、吸收式、蒸汽噴射式、熱電式、吸附式等制冷系統(tǒng)；其中壓縮式制冷系統(tǒng)又稱為蒸汽壓縮式制冷系統(tǒng)，由于這種組合冷庫系統(tǒng)性能好、效率高而成為一種組合冷庫工程中常見的制冷系統(tǒng)。氨制冷系統(tǒng) 一般在大型冷凍庫中應(yīng)用。 問題：氨制冷劑有毒，泄漏易引起爆炸，國內(nèi)使用氨制冷系統(tǒng)事故率高。 原因：組成氨制冷系統(tǒng)的設(shè)備包括閥件等不合格，管理跟不上。 工業(yè)管道GC1安裝資質(zhì)氟利昂制冷系統(tǒng) 適合于果蔬保鮮庫的應(yīng)用 工業(yè)管道GC2安裝資質(zhì) - Page 5R E F R I G

6、E R A T I O N A N D A I R C O N D I T I O N I N G冷庫制冷系統(tǒng)概述冷庫制冷系統(tǒng)包括： 制冷劑循環(huán)系統(tǒng) 潤滑油循環(huán)系統(tǒng) 融霜系統(tǒng) 冷卻水循環(huán)系統(tǒng)（或風(fēng)冷、蒸發(fā)冷系統(tǒng)等） 載冷劑循環(huán)系統(tǒng)等蒸氣壓縮式制冷系統(tǒng)的制冷劑循環(huán)系統(tǒng) 由制冷壓縮機(jī)、冷凝器、節(jié)流閥、蒸發(fā)器四個基本部分組成。 - Page 6R E F R I G E R A T I O N A N D A I R C O N D I T I O N I N G冷庫制冷原理液體制冷劑在蒸發(fā)器中吸收被冷卻的物體熱量之后，汽化成低溫低壓的蒸汽、被壓縮機(jī)吸入、壓縮成高壓高溫的蒸汽后排入冷凝器、在冷凝器中

7、向冷卻介質(zhì)(水或空氣)放熱，冷凝為高壓液體、經(jīng)節(jié)流閥節(jié)流為低壓低溫的制冷劑、再次進(jìn)入蒸發(fā)器吸熱汽化，達(dá)到循環(huán)制冷的目的。 這樣，制冷劑在系統(tǒng)中經(jīng)過蒸發(fā)、壓縮、冷凝、節(jié)流四個基本過程完成一個制冷循環(huán)。 - Page 7R E F R I G E R A T I O N A N D A I R C O N D I T I O N I N G制冷系統(tǒng)組成和作用 蒸發(fā)器 蒸發(fā)器是輸送冷量的設(shè)備，制冷劑在其中吸收被冷卻物體的熱量實(shí)現(xiàn)制冷。 冷凝器 冷凝器是放出熱量的設(shè)備，將蒸發(fā)器中吸收的熱量連同壓縮機(jī)功所轉(zhuǎn)化的熱量一起傳遞給冷卻介質(zhì)帶走。 壓縮機(jī) 壓縮機(jī)是心臟，起著吸入、壓縮、輸送制冷劑蒸汽的作用。 節(jié)

8、流閥膨脹閥 節(jié)流閥對制冷劑起節(jié)流降壓作用、同時控制和調(diào)節(jié)流入蒸發(fā)器中制冷劑液體的數(shù)量。 其它 輔助設(shè)備：管道及閥件、過濾器、干燥器、壓力控制器、儀表、油液分離器及儲液器等。 - Page 8R E F R I G E R A T I O N A N D A I R C O N D I T I O N I N G - Page 9制冷系統(tǒng)示意圖R E F R I G E R A T I O N A N D A I R C O N D I T I O N I N G - Page 10膨脹閥的作用及工作原理膨脹閥的作用及工作原理熱力膨脹閥通過感受蒸發(fā)器出口制冷劑的過熱度，從而調(diào)節(jié)蒸發(fā)器中熱力膨脹閥

9、通過感受蒸發(fā)器出口制冷劑的過熱度，從而調(diào)節(jié)蒸發(fā)器中的液體制冷劑的供給量，進(jìn)而控制蒸發(fā)器的負(fù)荷，使之與系統(tǒng)實(shí)際負(fù)的液體制冷劑的供給量，進(jìn)而控制蒸發(fā)器的負(fù)荷，使之與系統(tǒng)實(shí)際負(fù)荷相匹配。荷相匹配。 在熱力膨脹閥過熱度控制特性取決于溫包壓力F1與蒸發(fā)壓力F2+彈簧力F3之間的匹配關(guān)系。 F1=F2+F3F1F2F3F1：感溫包壓力F2：蒸發(fā)壓力F3：彈簧預(yù)緊力蒸發(fā)器吸氣管感溫包平衡管R E F R I G E R A T I O N A N D A I R C O N D I T I O N I N G并聯(lián)制冷機(jī)組 并聯(lián)機(jī)組控制器（PLC等） 多制冷機(jī)頭并聯(lián)的制冷機(jī)組的協(xié)調(diào)控制,保證其安全、高效運(yùn)行。

10、 根據(jù)冷負(fù)荷的大小自動開啟或關(guān)閉機(jī)組。 根據(jù)冷負(fù)荷的大小自動增減制冷機(jī)開啟的臺數(shù),實(shí)現(xiàn)制冷量的動態(tài)控制。 提高了機(jī)組運(yùn)行的可靠性與安全性。 節(jié)約電能30%以上。 - Page 11R E F R I G E R A T I O N A N D A I R C O N D I T I O N I N G并聯(lián)制冷機(jī)組 - Page 12R E F R I G E R A T I O N A N D A I R C O N D I T I O N I N G蒸發(fā)式冷凝器蒸發(fā)式冷凝器（Evaporative condenser)蒸發(fā)式冷凝器是利用盤管外的噴淋水部分蒸發(fā)時吸收盤管內(nèi) 高溫氣態(tài)制冷劑的熱量

11、而使管內(nèi)的制冷劑逐漸由氣態(tài)被冷卻為液態(tài)。 蒸發(fā)式冷凝器是由冷卻管組、填料、淋水器、軸流風(fēng)機(jī)、集水槽、水泵、收水器、箱體等部件組成。風(fēng)冷冷凝器水冷冷凝器 - Page 13R E F R I G E R A T I O N A N D A I R C O N D I T I O N I N G蒸發(fā)式冷凝器 - Page 14優(yōu)點(diǎn)：耗水量少 冷卻效果好R E F R I G E R A T I O N A N D A I R C O N D I T I O N I N G蒸發(fā)式冷凝器 - Page 15R E F R I G E R A T I O N A N D A I R C O N D I

12、T I O N I N G冷庫蒸發(fā)器 冷庫蒸發(fā)器是冷庫等制冷設(shè)備使用的蒸發(fā)器，是一種間壁式熱交換設(shè)備。它的原理是低溫低壓的液態(tài)制冷劑在蒸發(fā)器傳熱壁的一側(cè)氣化吸熱，從而使傳熱壁另一側(cè)的介質(zhì)被冷卻，被冷卻的介質(zhì)通常是水或空氣。 - Page 16R E F R I G E R A T I O N A N D A I R C O N D I T I O N I N G冷庫蒸發(fā)器冷庫蒸發(fā)器是冷庫等制冷設(shè)備使用的蒸發(fā)器，是一種間壁式熱交換設(shè)備。它的原理是低溫低壓的液態(tài)制冷劑在蒸發(fā)器傳熱壁的一側(cè)氣化吸熱，從而使傳熱壁另一側(cè)的介質(zhì)被冷卻，被冷卻的介質(zhì)通常是水或空氣。冷庫蒸發(fā)器可分為兩大類：1、冷卻液體（水或

13、鹽水）的蒸發(fā)器：這種蒸發(fā)器又可分為臥式殼管式蒸發(fā)器（制冷劑在管外蒸發(fā)的為滿液式，制冷劑在管內(nèi)蒸發(fā)的稱干式），和立管式冷水箱。2、冷卻空氣的蒸發(fā)器：冷庫蒸發(fā)器就是這種類型 - Page 17R E F R I G E R A T I O N A N D A I R C O N D I T I O N I N G冷庫蒸發(fā)器一類是空氣做自然對流的蒸發(fā)冷庫排管，如廣泛使用于冷庫的墻排管、頂排管，一般是做成立管式、單排蛇管、雙排蛇管、雙排U形管或四排U形管式等型式；另一類是空氣被強(qiáng)制流動的冷風(fēng)機(jī)，冷庫蒸發(fā)器使用的冷風(fēng)機(jī)是做成箱體型式，空調(diào)中使用的通常系做成帶肋片的管簇，在這種的冷庫蒸發(fā)器中，制冷劑靠壓差

14、、液體的重力或液泵產(chǎn)生的壓頭在管內(nèi)流動，因?yàn)楸焕鋮s的介質(zhì)是空氣，空氣側(cè)的放熱系數(shù)很低，所以蒸發(fā)器的傳熱系數(shù)也很低。為了提高傳熱性能，往往是采取增大傳熱溫差、傳熱管加肋片或增大空氣流速等措施來達(dá)到目的。 - Page 18R E F R I G E R A T I O N A N D A I R C O N D I T I O N I N G冷庫蒸發(fā)器融霜霜對制冷系統(tǒng)的影響 冷庫制冷系統(tǒng)正常運(yùn)行時蒸發(fā)器的表面溫度遠(yuǎn)低于空氣的露點(diǎn)溫度，空氣中的水分會析出而凝結(jié)在管壁上。若管壁溫度低于0時水露則凝結(jié)成霜。結(jié)霜也是制冷系統(tǒng)正常運(yùn)行的結(jié)果，所以蒸發(fā)器表面允許少量的結(jié)霜。由于霜的熱導(dǎo)率太小，它是金屬的百分

15、之一，甚至幾百分之一，因而霜層就形成了較大的熱阻。特別是霜層較厚時，猶如保溫一樣，使蒸發(fā)器中的冷量不容易散發(fā)出來，影響了蒸發(fā)器的制冷效果，最終使冷庫達(dá)不到所要求的溫度。同時，制冷劑在蒸發(fā)器內(nèi)的蒸發(fā)情況也要減弱，不完全蒸發(fā)的制冷劑有可能被壓縮機(jī)吸入而造成液擊事故。因此，必須設(shè)法將霜層除掉，否則霜層會越來越厚，制冷效果越來越差。 - Page 19R E F R I G E R A T I O N A N D A I R C O N D I T I O N I N G融霜對局部環(huán)境的影響 融霜的方法很多，如人工掃霜、制冷劑熱熔霜、水融霜、電熱融霜等。對于較小的制冷系統(tǒng)，可采用人工除霜和電熱融霜，但

16、應(yīng)在系統(tǒng)停止運(yùn)行時進(jìn)行。對于較大的制冷系統(tǒng)，則應(yīng)采用制冷劑熱熔霜和水融霜。由于壓縮機(jī)的排氣式熱熔霜的熱源，所以制冷劑的熱熔霜應(yīng)在制冷系統(tǒng)運(yùn)行的條件下進(jìn)行。這樣看來不論采用哪種融霜方式，都要影響到冷庫溫度，特別是制冷劑熱熔霜？，因?yàn)橐謳旆窟M(jìn)行，即一部分庫房制冷，而另一部分庫房融霜，融霜的時間長，對庫溫的影響也更大一些；若庫溫波動過大，會影響到庫內(nèi)貯藏產(chǎn)品的質(zhì)量，特別是保鮮果蔬的質(zhì)量。 - Page 20R E F R I G E R A T I O N A N D A I R C O N D I T I O N I N G蒸發(fā)器融霜問題 湖北恩施工程 - Page 21R E F R I G

17、E R A T I O N A N D A I R C O N D I T I O N I N G蒸發(fā)器融霜問題 湖北恩施工程 - Page 22R E F R I G E R A T I O N A N D A I R C O N D I T I O N I N G蒸發(fā)器結(jié)霜如何解決 改動融霜的參數(shù)設(shè)置 - Page 23R E F R I G E R A T I O N A N D A I R C O N D I T I O N I N G蒸發(fā)器在庫內(nèi)的安裝位置 - Page 24 在冷庫門的對面R E F R I G E R A T I O N A N D A I R C O N D I

18、 T I O N I N G保鮮庫間制冷系統(tǒng)的啟動與停止啟動制冷過程： PLC（制冷控制柜內(nèi)）實(shí)時檢測庫溫，當(dāng)庫溫設(shè)定值+偏差值時啟動制冷。 打開庫間的供液電磁閥，使制冷機(jī)組回氣壓力升高；便啟動機(jī)組運(yùn)行。停止制冷過程： PLC（制冷控制柜內(nèi)）實(shí)時檢測庫溫，當(dāng)庫溫設(shè)定值時停止制冷。 關(guān)閉庫間的供液電磁閥，使制冷機(jī)組回氣壓力降低；便停止機(jī)組運(yùn)行。 - Page 25R E F R I G E R A T I O N A N D A I R C O N D I T I O N I N G庫溫測量 庫溫傳感器 - Page 26R E F R I G E R A T I O N A N D A I R

19、 C O N D I T I O N I N G庫溫測量 溫度采集模塊 - Page 27R E F R I G E R A T I O N A N D A I R C O N D I T I O N I N G供液電磁閥 供液電磁閥 - Page 28R E F R I G E R A T I O N A N D A I R C O N D I T I O N I N G - Page 29不同工質(zhì)液體充注的熱力膨脹閥在不同狀況下的開度1）膨脹閥沒有安裝在機(jī)組上時的開度： F2=0，膨脹閥全開；若感溫包工質(zhì)泄露，F(xiàn)1=F2=0，關(guān)閥力為F3，閥關(guān)閉。2）機(jī)組抽真空后：F2=-1bar，膨脹閥全開；3）機(jī)組充注冷媒，但未開機(jī)時： F1 F2，關(guān)閥力為F3，閥關(guān)閉；若感溫包工質(zhì)泄露，F(xiàn)1=0，關(guān)閥力為F2+F3，閥無法開啟。4）壓縮機(jī)開機(jī)時：F2很快降低，但溫包感溫滯后，F(xiàn)1較高，膨脹閥開度變大，會使回氣過熱度小甚至可能帶液。由于閥的開度大，使蒸發(fā)器一開始就得到充分供液，故在壓縮機(jī)啟動后的抽空階段，吸氣壓力降低緩慢。5）開機(jī)過程中空調(diào)負(fù)荷