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氨制冷系统

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氨制冷系统

发布日期:2018-10-28 作者:?#22836;?/span> 点击:

      完整的制冷系统应包括制冷剂循环系统、润滑油循环系统、冷却水循环系统、载冷剂循环系统。

高压系统

编辑
高压系统可分为三部分:压缩部分、冷凝部分和调节部分。

压缩部分

压缩部分由压缩机、吸排气管、双级系统的中间冷却器等组成。
仅有一个蒸发回路时,压缩部分配连比较简单,把吸、排气管和压缩机连接?#32431;傘?#29992;于切断机器与系统连接的阀门常为两排,下排为机器自带的吸、排气阀,上排为设计时加的,其作用是便于更换压缩机、修理单向阀。在设置反向运转装置的机器上则是必需的。
制冷系统有两个或多个蒸发回路时,各自回路的机器首先要满足能对各自系统降温,在此基础上,尚应考虑在特殊情况下也可以承担其他蒸发回路的降温任务。即在不设备用机器的前提下,通过增设少量的管道、阀门使各系统之间配连灵活。这样,提高了制冷装置的可靠性,也增加了机器调度的灵活性。但应注意,不要过多地增设过桥阀和连接管,以免使系统复杂化,既浪费了材料,又增大了阻力,?#23548;?#20351;用价值也不大。
2.双级压缩
如前所述,双级压缩?#21069;?#20004;台或多台压缩机(或一台压缩机的高、低压缸)串联运行,再设置中间冷却器用以降低高压级压缩机吸入气体的温度,从而降?#22303;?#39640;压级压缩机排气温度、改善了运行?#32431;觥?#26377;的中间冷却器还可起到分油和对高压液体制冷剂进行过冷的作用。双级压缩有配组双级和单机双级两?#20013;?#24335;。
两台低压级压缩机一台高压级压缩机配组构成的双级压缩系统,正常工作时做双级压缩。为了提高运行的灵活性,可在其中一台低压级压缩机排气管上增设一段连接管?#22836;?#20214;,这样可把任一台低压级压缩机改成单级机运行。此时注意电动机应能满足大功率的要求。 [2] 
单机双级压缩是集高压气缸、低压气缸为一体的压缩机,称为单机双级压缩机。用一台单机双级机就能完成双级压缩。低压气缸吸入低压气体加压?#26519;?#21387;排入中间冷却器,再被高压缸吸入压缩至冷凝压力排至排气管
配组双级、单机双级压缩各有特点,其中配组双级可通过搭配选型取得较理想的理论排气量的比?#25285;?#20174;而使其?#23548;?#24037;况接近最佳工况,又可改为单级运行,调度灵活性强。单机双级机则在初次投资、机器占地面积、单位功率制冷量和操作管理方面具有优势,其配连灵活性只能在两个不同蒸发回?#20998;?#38388;考虑。
3.综合系统
既有单级压缩、又有双级压缩的制冷系统在?#23548;?#21046;冷装置中是很常见的,其机器、管道配置方案,除了要满足各自回路的需要,还可考虑在不同蒸发回?#20998;?#38388;能互相切换,灵活应用。
反向运转装置的设置:反向运转就是通过压缩机吸、排气管的调换,将高压系统的制冷剂气体输入低压系统,把高压系统抽成真空状态,以便于检修等使用。由于该装置的不常用性,整个制冷系统设一个?#32431;桑?#19988;最好设在单级机?#31232;?span class="sup--normal" data-sup="3" style="font-size: 12px; line-height: 0; position: relative; vertical-align: baseline; top: -0.5em; margin-left: 2px; color: rgb(51, 102, 204); cursor: pointer; padding: 0px 2px;"> [3] 

冷凝部分

冷凝部分由?#22836;?#31163;器、冷凝器、贮?#28009;?#21450;相关的阀件、管道构成。
压缩机排出的高压过热蒸气先经排气管进入?#22836;?#31163;器,分离出来的氨气进入冷凝器被冷却介质冷却液化,氨液再经下液管流入贮?#28009;鰲?#36825;部分管道配置和冷凝器、?#22836;?#31163;器等设备的型式有关。但无论何种配置,都必须保证制冷剂气体能冷凝成液体并在系统中顺利循环。
1.?#22836;?#31163;器的配置
根据?#22836;?#31163;器的型式不同有以下几种
①填料?#25509;头?#31163;器的配置。填料?#25509;头?#31163;器是利用过滤作用来分离油滴的,分离效果较好,但阻力较大。它的管路配置简单,但不同厂家生产的结?#20849;?#19968;样,连?#37038;?#27880;意分清进、出气口的位置。
②洗?#37038;接头?#31163;器的配置。洗?#37038;接头?#31163;器是氨系统专用设备,在底部保持一定液位,主要利用氨液洗涤、冷却等作用使油滴分离。因此,?#22836;?#31163;器下?#21487;?#26377;一个供?#33322;?#21475;,与冷凝器下液管连接,以保证对?#22836;?#31163;器的供液。
③离心?#25509;头?#31163;器的配置。离心?#25509;头?#31163;器利用气流呈螺旋形流动时的离心力使油滴分离,适用于大型机器。
当系统有几台?#22836;?#31163;器时应采用并联连接,并注意进气量的均?#21462;S头?#31163;器分离下来的油一般经放油管进入集油器
2.冷凝器的配置
氨系统常用立式、卧式和蒸发式冷凝器,冷凝器的管接口,除了进气、出液口,考虑到安全及经济运行等方面的因素,?#23548;?#21448;增加?#21496;?#21387;、放空气、放油等接口,这些接口与相对应设?#38050;?#38388;应正确连接。
对于蒸发式冷凝器的连接,由于制冷剂通过冷凝器时产生的阻力损失较大,所以在管道连?#37038;?#26377;别于立式、卧式冷凝器,应采取一些具体措施。 [4] 
3.贮?#28009;?#30340;配置
在制冷装置中,制冷系统经常处在变负荷下工作,冷凝液直?#27833;?#36807;节流阀供给蒸发器很难准确控制。当蒸发量小于冷凝量时,会有一部分液体积存于冷凝器中而?#26082;?#19968;定的冷凝面积;当蒸发量大于冷凝量时,又将会有高压气体进入蒸发器而导致制冷系统紊乱。所以,在冷凝器后设贮?#28009;骶统?#20102;必要。贮?#28009;?/a>的主要功能是:贮存冷凝?#28023;?#35843;节和平衡热负荷与制冷?#26519;?#38388;的需求关系;在制冷装置高低压系统之间起着液封作用,防止高压气体进入供液管中;容纳冷凝器下流液体,防止冷凝液占冷凝面积而使冷凝压力上升;在设备维修时贮存制冷剂等。
4.空气分离器的配置
空气分离器用于排除制冷系统中不凝?#20113;?#20307;(主要是空气)。现在国内使用的有卧式套管式、立式盘管式和自动式空气分离器三?#20013;?#24335;。前两种的管道配置其连接要求是:
①供液管可从总调节站或空气分离器附近的高压液管接出,节流后作为空气分离器的冷?#30784;?/div>
②回气管应接在蒸发温度?#31995;汀?#21046;冷工况稳定、经常工作的蒸发回路的回气管道上,不得直接与吸气管连接,以免供液多时发生湿行程。
③混合气体管应接自贮?#28009;?#21644;冷凝器。由于贮?#28009;?#30340;液封作用,使进入制冷系统的不凝?#20113;?#20307;积聚在冷凝器和贮?#28009;?#20013;,故应从这两个设备接出混合气管?#37327;?#27668;分离器。有的立式冷凝器有?#31232;?#19979;两个放空气接头。这是因为在一定压力下,温度低处空气含量大,立式冷凝器工作时,出液口附近温度最低,由此处放空气是合适的。在停止工作时,则可?#30001;?#37096;的出口放空气。 [6] 
④放空气管用管道接入水中。
⑤对于被冷凝下来的液体的处理,卧式是内部循环使用,立式可接到空气分离器供液管上循环使用,也可利用高差进入贮?#28009;鰲?/div>
5.集油器的配置
在氨制冷系统中,润滑油随制冷剂进入冷凝器、蒸发器等换热设备中是很不利的。为了减少油对换热设备的影响,凡有可能积油的设备都设有放油接口并通过放油管与集油器?#27833;ǎ?#30001;集油器实施放油。集油器上部的减压管用于降?#22270;?#27833;器内的压力,使油氨混合物中的氨液在低压下吸热气化而使油、氨分离,氨气被抽走,油则留在集油器内而后放出。较大的制冷系统可设两个集油器,将高、低压设备分开使用。
对多台冷凝器、?#22836;?#31163;器、贮?#28009;?#30340;配置,应采用并联连接,并在贮?#28009;?#19978;?#30001;?a target="_blank" href="https://baike.baidu.com/item/%E6%B6%B2%E7%9B%B8" style="color: rgb(19, 110, 194); text-decoration: none;">液相、气相均压管。 [7] 

调节部分

调节部分主要?#32568;?#35843;节站的设置。在制冷系统中,把能控制高压液体分配的阀门集中起来,再配备一些显示仪表构成总调节站。总调节站的结构型式因供液方式、压缩级数等不同而异。
1.单级压缩总调节站
单级压缩总调节站,直接膨胀供液常把节流阀设在调节站上,由此控制、节流、降压;液泵、重力供液一般在低压循环桶、氨液分离器上采用浮球阀或自动供?#28023;?#35843;节站上不设节流阀,之用截止阀控制。为?#23435;?#20462;方便,可在经常检修的节流阀前后?#30001;?#25130;止阀。但随之带来的是阀件数的增加、阻力的增大和系统的复杂化,所以,应?#23454;?#35774;置。
2.双级压缩总调节站
双机压缩时总调节站分高、低温两部分,中间用过桥阀沟通。高温部分液体来源有高压贮?#28009;鰲?#21152;氨站等;去向为高蒸发温度供液、中间冷却器供液和蛇?#38395;?#31649;供液等。低温部分液体来源为中间冷却器蛇?#38395;?#31649;过冷液体、排?#21644;?#25490;液等;去向为低蒸发温度供液。
对于比较简单的制冷系统,也可不设总调节站。 [8] 

低压系统

编辑
低压系统因制冷系统供液方式不同而有很大差异。
根据向蒸发器供液的动力,直接冷却系统分直接膨胀供液、重力供液、液泵供液和气泵供液等四种。 [9] 

直接膨胀供液

利用冷凝压力和蒸发压力之差,将节流后的制冷?#26519;?#25509;送入蒸发器的供液方式,称为直接膨胀供液。在制冷装置中,它是应用最早和最简单的供液方式。该方式的特点是 [10]  :
①制冷设备少,系统简单,制冷剂充注?#21487;伲?#24037;程费用低。
②节流生成的闪发气体进入蒸发器,使制冷效率降低。
③无气液分离设备,容易发生湿行程。
④操作调节困?#36873;?#38543;冷凝压力、蒸发压力、负荷大小的变化,应及时调整节流阀的开启度,这对使用手动节流阀、靠人工调节的制冷装置来讲是不容易做到恰到?#20040;?#30340;。同时,由于闪发气体的存在,对并联蒸发器的供液不容易均匀分配,使供液多的?#36164;?#34892;程,供液少的则出现过热现象。 [11] 

重力供液

重力供液主要用于氨制冷装置。 [12] 
1.工作原理
在节流阀和蒸发器、蒸发器和压缩机之间增设氨液分离器,并将其设在高于蒸发器的地方。节流后的?#36739;?#21046;冷剂先进入氨液分离器?#29615;?#31163;,分离下来的液体利用氨液分离器内保持的液面和蒸发器之间高差形成的静压向蒸发器供?#28023;?#25925;称之为重力供液。[13] 
2.供液高差的确定
氨液分离器内正常液面和蒸发器之间的高差取决于流动阻力的大小,供液高差过小,不足以克服阻力,供液不通畅?#36824;?#28082;高差过大,液柱静压对蒸发温度的影响加大。因此,为了保证既能向蒸发器正常供?#28023;?#21448;不至于严重影响蒸发温度,原则上讲,该高差形成的静压在克服了总阻力之后,剩余压差对蒸发温度的影响不超过1℃。如不同蒸发回路所要求的剩余压差值分别为 [14] :
-33℃回路:≯5KPa
-28℃回路:≯6KPa
-15℃回路:≯12KPa
?#23548;?#35745;划中氨液分离器正常液面可高于蒸发器最长层管子0.5~2m,常取1.5m。 [15] 
3.机房氨液分离器的设置
重力供液的回气系统属下列情况之一时,应在氨压缩机房内增设氨液分离器:①两层及两层以?#31995;目?#25151;;②设有两个或两个以?#31995;?#21046;冰池;③库房氨液分离器与氨压缩机房的水平距离大于50m时。
也就是?#25285;?#20026;了提高压缩机运行的安全性,必要时设机房氨液分离器,对库房氨液分离器不承担向蒸发器供液的任务,不必保持一定液面。 [16] 
4.氨液分离器的数量
?#32431;?#25151;、机房氨液分离器分别确定。
①机房氨液分离器的数量取决于蒸发回路数、冷间数及层数。不同蒸发回路应分别设置;多层库房应分层设置;同一蒸发回路的多个冷间可?#38498;?#29992;一个,也可以分别设置。 [17] 
②机房氨液分离器的数量主要取决于蒸发回路数,需要设置时,在满足气液分离的条件下,一个蒸发回路设一个?#32431;傘?span class="sup--normal" data-sup="18" style="font-size: 12px; line-height: 0; position: relative; vertical-align: baseline; top: -0.5em; margin-left: 2px; color: rgb(51, 102, 204); cursor: pointer; padding: 0px 2px;"> [18] 
5.分调节站的设置
一个氨液分离器对多个冷间或多组蒸发器供液时,为便于操作管理,设置分调节站。分调节站按制冷剂流过时的相态分液体分调节站、气体分调节站?#35805;?#34701;霜功能分带热氨融霜和不带热氨融霜的分调节站。两?#20013;?#24335;的调节站均由总管、支管、截止阀、压力表等组成,其中支管的数量由冷间和蒸发器的数量而定。原则上一间一根供液一根回气;对于采用不同型式蒸发器的冷间,可分别供液并联回气,或分别供液分别回气。 [19] 
简化设计的分调节站,阀门少,结构简单。但任何一个蒸发器融霜时,同一蒸发回路的其他蒸发器都不能降温,且需要有另一个蒸发回路存在,以提供热?#30784;?#23545;于不需要经常融霜的冷间可以考虑选用,如冻结物冷藏间。 [20] 
6.排?#21644;啊?#20302;压贮?#21644;?#30340;连接
排?#21644;啊?#20302;压贮?#21644;?#30340;构造相同,用途稍有不同。排?#21644;?#20027;要用于容纳冲霜排?#28023;?#20302;压贮?#21644;?#21017;是收集个容器分离下来的液体。早些年建的冷库中,有这两种都设的。后来,为简化系统采取了一桶两用的设?#21697;?#24335;。 [21] 
7.蒸发器制冷剂流向
由于重力供液的供液压力不是很大,蒸发器制冷剂流向必?#27689;?#29992;下进上出,即液体从蒸发器底部进入,回气从顶部接出。[22] 
8.特点
重力供液有以下特点 [23]  :
①改善了直接膨胀供液的不足。
②液柱静压对蒸发温度有影响。
③蒸发器内制冷剂流速慢,放热系数?#31995;停?#19988;其中的积油不易被冲出?#30784;?/div>
④氨液分离器、分调节站布置较分散,不便于集中管理。
⑤需加建阁楼或?#21363;?#22530;等使用面积放置氨液分离器,土建费用增加。

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