制冷與制冷設備技術：冷庫需要哪些設備？

2019-10-16 11:00:53賢集網閱讀量：487      我要評論

　　【化工機械設備網熱點關注】機械冷庫簡單地講就是以機械方法進行制冷的冷庫。目前我國多數機械冷庫主要是采用蒸汽壓縮式制冷方式調節庫溫。

　　制冷與制冷設備技術：

　　制冷原理可簡述為：利用汽化溫度較低的液態制冷劑的蒸發，吸收貯藏環境中的熱量，從而使庫溫下降。通過壓縮機將汽化后的制冷劑吸回并加壓，在冷凝器中制冷劑將吸收的熱量傳遞給冷卻介質，使自身溫度得以降低、冷凝成液體，然后再進行蒸發吸熱，如此循環即可實現連續制冷。

　　制冷系統包括4個主要部分：壓縮機、冷凝器、膨脹閥(節流閥)、蒸發器。整個制冷系統由循環管路連接，構成一個密閉的回路。管路內充注制冷劑。

　　壓縮機在制冷系統中起著壓縮和輸送制冷劑氣體的作用，即把蒸發器內產生的低壓低溫氣體吸回，再次壓縮成為高溫高壓氣體并送入冷凝器。

　　冷凝器用來對壓縮機壓入的高溫高壓氣體進行冷卻和冷凝，在一定的壓力和溫度下，把高溫高壓的氣體液化成為常溫高壓液體。

　　膨脹閥安裝在貯液器和蒸發器之間，是系統內高壓區和低壓區的一個分界點，其作用是將高壓液體節流膨脹，變為低壓液體，它也是調節和控制制冷劑流量的關卡。

　　在蒸發器中，節流膨脹后的低壓制冷劑從庫房吸收熱量并蒸發為氣體，使庫溫降低，達到制冷的目的。

　　在整個制冷系統中，有高壓區和低壓區兩部分，自壓縮機的排氣端直至膨脹閥前的工作段為高壓區；自膨脹閥后至壓縮機吸氣端的工作段為低壓區；由排氣壓力表和吸氣壓力表分別近似表示這兩部分的壓力。

　　壓縮機在整個制冷系統中起著心臟的作用，是提供能量補償的過程。冷凝器和蒸發器是兩個熱交換器，前者使高壓制冷劑的氣體放熱，并轉化為液體；后者使低壓制冷劑的液體吸熱，并轉化為氣體。制冷劑在循環往復過程中成為熱能的運載工具。二、制冷機組

　　制冷機組是將制冷系統中的部分設備或全部設備，配套組裝在一起成為一個整體。制冷機組結構緊湊，占地小，使用靈活，管理方便，安裝簡單，其中有些機組只需連接水源和電源即可使用。常用的制冷機組有壓縮冷凝機組和冷水機組。

　　1、壓縮冷凝機組。壓縮冷凝機組是將壓縮機，冷凝器等組裝成一個整體，可為各種類型的蒸發器連續供應液態制冷劑，主要適合小型制冷裝置用。

　　2、冷水機組。冷水機組是將壓縮機、冷凝器、冷水用蒸發器以及自控元件等組裝成一個整體，主要適合工藝中選用冷水的地方。三、制冷壓縮機

　　壓縮機是蒸汽壓縮式制冷裝置中的重要組件，通常稱作制冷主機。其功能是輸送和壓縮制冷劑蒸汽，它由電動機驅動進行工作。壓縮機的工作好壞直接影響到制冷循環的完成程度。蒸汽壓縮式制冷裝置常用的壓縮機有活塞式、螺桿式、離心透平式及回轉式等。

　　冷庫需要哪些設備？

　　冷庫中廣泛使用的是容積式壓縮機。這類壓縮機是利用活塞、汽缸結構或轉子的旋轉，使汽缸的工作容積發生變化，將氣體壓縮和輸出，其中就有活塞式制冷壓縮機和螺桿式制冷壓縮機。

　　1、活塞式制冷壓縮機

　　活塞式制冷壓縮機是聞世早的一種機型，至今發展已相當完善。其工作壓力范圍廣，能適應較寬的能量范圍和不同場合。活塞式壓縮機具有高速、多缸、能量可調、熱效率高、適于多種制冷劑等優點；其缺點是：結構較復雜、易損件多，需檢修周期短，對濕行程敏感，有脈沖振動及運行平衡性差。活塞式制冷壓縮機的分類方式有多種，按封閉方式通常分為3類：

　　(1)開啟式制冷壓縮機；

　　(2)半封閉式制冷壓縮機；

　　(3)全封閉式制冷壓縮機。

　　2、螺桿式制冷壓縮機

　　螺桿式制冷壓縮機是一種新型的高轉速制冷壓縮機，它與活塞式壓縮機同屬于容積式壓縮機。從壓縮氣體的原理來看，它們的共同點都是靠容積的變化而使氣體被壓縮的；不同點是這兩類壓縮機實現工作容積變化的方式不同。活塞式壓縮機是借助曲軸連桿機構的運動，而使汽缸的工作容積發生變化；螺桿式壓縮機則是借助與軸直接連接的轉子的旋轉運動而使工作容積發生變化。

　　螺桿式壓縮機沒有活塞式壓縮機所需的氣缸，活塞、活塞環、汽缸套等易損部件，機器結構緊湊，體積小，重量輕，沒有余隙容積，少量液體進入機內時無液擊危險。可利用活閥進行10%～100%的無級能量調節，適用范圍廣，運行平穩可靠，需檢修周期長，無故障運行時間可達(2～5)×104h。由于使用潤滑油使機器的冷卻使用和密封性能得到改善，排氣溫度降低，即使蒸發溫度較低(-40℃)和壓縮比較高(25左右)，仍然可以單級運行，即在一定范圍內可以代替兩級壓縮循環。但是，螺桿式制冷壓縮機的加工和裝配要求精度較高，不適宜于變工況運行，有較大的噪音，在一般情況下，需裝置消音和隔音設備，在制冷壓縮時，需要噴加潤滑油，因而需要油泵、油冷卻器和油回收器等較多輔助設備。

　　近年來，開發了內容積比可調螺桿壓縮機，可調節范圍為2.6～5，使螺桿壓縮機的性能有了進一步改善。近國內開發了新型半封閉螺桿機，采用5：6不對稱新齒形，使容積效率大為提高。新型螺桿制冷壓縮機的運轉經濟性、可靠性和使用壽命，已經超過了活塞式制冷壓縮機。因此，在制冷裝置設計選用時應予以充分的重視。

　　冷凝器

　　冷凝器屬于制冷系統中的熱交換設備，是制冷劑向外放熱的熱交換器。來自壓縮機的制冷劑蒸汽進入冷凝器后，將熱量傳遞給周圍介質水或空氣，自身則受冷卻、凝結為液體。冷凝器按其冷卻介質和冷卻方式，可分為水冷式、空氣冷卻式(也稱風冷式)和蒸發式3種類型。

　　1、水冷式冷凝器

　　在氨制冷系統中，冷凝器絕大多數以水作為冷卻介質，也就是水冷式冷凝器。根據其安裝和結構不同，水冷式冷凝器又可分為立式殼管式冷凝器和臥式殼管式冷凝器兩種。制冷量較大的氟利昂制冷系統，也多采用水冷式冷凝器。

　　2、空氣冷卻式冷凝器

　　空氣冷卻式冷凝器是利用空氣對制冷劑蒸汽進行冷卻和冷凝，在冷卻和冷凝過程中放出的熱量被空氣帶走。為了使冷凝器的結構緊湊，通常由幾根蛇形管并聯在一起，做成長方形或正方形的外形。制冷劑蒸汽從上部的分配集管進入每根蛇管中，冷凝后的液體沿蛇管下流，匯于液體集管中，然后流入貯液器內。空氣在風機的作用下，從管外吹過。

　　目前國外生產廠家已采用*的設計和生產加工工藝，制造出內螺紋銅管和百葉式翅片制式冷凝器，可大大縮小制冷機組的尺寸，提高整機效率。國內生產的冷凝器絕大部分仍采用普通銅管外套翅片制作的冷凝器，效果相對較低。

　　3、蒸發式冷凝器

　　這是以水和空氣協同冷卻的一類冷凝器，在發達國家已廣泛應用。其特點是耗水少，僅為其它類型水冷式冷凝器耗水量的7%～10%，特別適用于缺水地區，尤其是在天氣干燥時蒸發式冷凝器更加有效。在發達國家所使用的蒸發式冷凝器上，通常配備有變頻高速裝置，以滿足不同負荷時制冷要求。

　　蒸發式冷凝器基本上由冷卻塔和冷凝器組成。由于它省去了冷卻水在冷凝器中的濕熱傳遞階段，使冷凝溫度可能更接近空氣的濕球溫度，從而降低壓縮機能耗。蒸發式冷凝器本身起到冷卻塔的作用，因此不必如水冷式冷凝器另需配備冷卻塔。

　　蒸發器

　　蒸發器又稱冷分配設備。在蒸發器中，制冷劑液體在較低的溫度下沸騰，轉變為蒸汽，并吸收被冷卻物體熱量或介質的熱量，所以蒸發器是制冷系統中吸收熱量(也可看作輸出冷量)的設備。蒸發器按被冷卻介質的特性，可分為冷卻液體載冷劑的蒸發器和直接冷卻空氣的蒸發器兩大類。冷卻空氣的蒸發器又可分為冷風機和冷卻排管。在果蔬保鮮機械冷庫中普遍應用的是冷風機，在土窖洞中加裝的蒸發器也有采用冷卻排管的。

　　1、冷風機

　　冷風機又可分為氨冷風機和氟利昂冷風機。它們都是使用風機使空氣強制流動的熱交換器。根據設計或使用的要求，冷風機需配套裝設熱氣沖霜或水沖霜等沖霜系統。

　　2、冷庫排管

　　冷庫排管是一種用無縫鋼管制作的排管式蒸發器。它通常裝置在低溫庫(溫度-18℃)和速凍間內(溫度低于-23℃)。在低溫庫內常設置頂排管(有盤管式、上下管式多種)和墻排管(有立式和盤管式兩種)；在速凍間內除設置頂排管和墻排管外，為加強熱量交換，還應配置冷風機。