第一節製冷系統慨述
一、製冷系統的定義及分類
1．定義
任何使用外部能量不斷把溫度低的物質的熱量檔蛤溫度較高的物質的系統稱製冷系統。
2．分類
按上述定義，製冷系統可分為蒸汽製冷系統，空氣製冷系統和熱電製冷系統。其中蒸汽製冷系統又可分為：(1)蒸汽壓縮式；(2)蒸汽噴射式；(3)蒸汽吸收式。
蒸汽製冷系統是利用液體汽化成蒸汽時要吸收熱量的原理來實現製冷的。可以說蒸汽制
冷系統是目前使用得最為廣泛的製冷系統*特別是冷庫中的製冷裝置，絕大部分是採用蒸汽壓縮式製冷系統，因此本教材所述及的範圍也只限於蒸汽壓縮式製冷系統的設計。
二、蒸汽壓縮式製冷系統基本構成
1．單級壓縮系統的基本構成
⑦蒸發器，②壓縮機，②冷凝器，④節流閥
這是單級莊縮系統必不可少的四大部件，如圖1—1一i所示。這些裝置之間用管道依次連線形成乙個封閉系統，製冷劑在系統中經過壓縮、冷凝、節流、汽化這樣四個過程，完成了乙個迴圈。
2．雙級壓縮系統的基本構成
①蒸發鉗，②低壓級壓縮機(缸＞，⑧中間冷卻器，④高壓級壓縮機＜缸)、⑤待凝器，⑥節流閥，這是雙級壓縮系統必不可少的六部件，把它們依次用管道連線起來，就構成了乙個最基本的雙級壓縮系統，如圖1—1—2所示。
來自蒸發器的製冷劑先經低壓級壓縮機(缸)壓縮至中間壓力，低壓級排出的過熱氣體在冷凝器中被等壓冷卻至飽和蒸汽，然後再入高壓級壓縮機被壓縮至系統的冷授壓力，最後經節流閥進入蒸發器去執行製冷任務。
3．單、雙級綜合系統的基本構成
冷庫中，蒸汽壓縮製冷裝置並不總是純粹的單級或純粹的雙級系統，更多的情況是兩者並存的綜合系統，如圖i—i一3所示，由圖可見：綜合系統實際上是單級系統和雙級系統共同併聯到乙個冷凝器上的綜合體。
從理論上來講，乙個系統只要有上述的基本部件就可以工作了。但在實際的製冷裝置中，為了提高執行的經濟性和保證操作管理的安全可芹．除t這些部件外，還增設f許多其它的輔助裝置，這些輔助裝置有：油分離器、高壓貯液器、汽液分離設施、排液捅、柴油器、空氣分離器、加氨站和各種高、低慶調節站。
這些裝置和基本部件的關係見圖1—1—4製冷
流程方框圖。
三、蒸汽活塞壓縮式製冷裝置原理圖
製冷系統原理圖是表達整個系統全貌的關鍵圖紙，從原理圖上可以看出：
①系統的規模相特性；
②裝置的容量、數量、規格型號，
②系統是否先進、合理等。
因此查問系統原理圖是了解製冷裝置的重要手段，在學會設計製冷系統之前，應先學會閱讀製冷系統原理圖。圖1—1—5是個典型食品冷庫的製冷系統原理圖．
正規的設計圖紙，除了有圖l一1—5的內容外，一般還應有國標、圖例、裝置項表、備註等內容。看圖時，應首先了解——下圖例，冷庫製冷裝置原理圖常見的圖例見表1—1—1。
在圖例清楚之後，就開始尋找製冷劑的整個迴圈過程。實際系統中往往有些併聯管道或切換閥，所以製冷劑的流向有時並不是單一的*查聞迴路時要先找主要迴圈。看圖時，迴圈的始參往往是從蒸發器的出口處出發。
主迴圈摘清楚之後，接下來應**各壓縮機互相切換的可能性，把起多種作用的壓縮機的吸、排氣接管捐清楚。最後才是尋找各種輔助流程，如空氣流程、放油流程、緊急洩氨和充注製冷劑流向等。在弄值了這些迴圈和流程之後，對整個系統就有了初步的印象，再深究下去就是搞清各種閥門及儀表在系統中所起的作用。
結合一覽表，還可了解備裝置的尺寸、容量等。
第二節製冷系統方案設計
一、提高製冷效率的基本措施
1．潤滑油的分離與**
潤滑油對於壓縮機來說不僅起著潤滑、降低摩擦力的作用，還起著密封、帶走潛屑和熱量以及作能量調節機構的動力的作用，尤其是對螺桿壓縮機的正常執行更顯得重要。
但是，壓縮機在執行時，當誹氣速度達到24—30順／5時，就會把部分潤滑油帶出氣缸。此外，當排氣溫度達90℃一140℃時，部分潤滑油也會氣化為油氣(宜徑為5—50pm的油較)，隨著製冷劑蒸汽進入排氣管(見表1—2—1)，所以，壓縮機在執行時總是把潤滑油源源不斷地排入系統的高壓部分。
潤滑油進入系統的迴圈迴路將造成下述不良後果：
(1)油積存在裝置和管道內，使其工作容積減少；
(2)油的粘度大，遇到活物和機械雜質後易混合成為膠狀物質。當其積累在截面較小的管道或閥門中時，易造成堵塞，使系統不能正常執行；
(3)油的導熱係數遠比金屑小，當時在熱交換器壁面時，將使傳熱惡化，引起冷凝溫度公升高和蒸發壓力下降，並使排氣溫度上公升，從而使製冷裝置的工作效率降低；
(4)若淘滑油無法及時返回壓縮機曲軸箱時，可能導致壓縮機失油而發生事故。
因此，在設計時必須採取措施使油從系統的積油裝置中分離出來，然後通過手動或自動使之返回壓縮機曲袖箱迴圈使用。
首先，應在壓縮機和冷起器之間的排氣管上設定油分離器，利用降低流速、改變流向、液態製冷刑洗滌和冷卻，或利用重力和離心力的作用，使絕大部分的油在進入冷踞器之前就被分離出來。
為了進一步分離少量混入冷凝器、又隨冷劑液體流出的潤滑油，還可以在冷凝器的出液管上設定液油分離器，利用離心力的作用使油從液體中分離出來。通過這兩道分離後，仍有少量的潤滑抽混同在製冷劑液體中而進入其他裝置，所以在貯液器、中冷器、低壓迴圈桶、排液桶、汽液分離器以及蒸發器等裝置的底部，都會沉積潤滑油，因此還應在這些裝置的底部設定放油管道。從集泊器中放出的油應經過油處理裝置的再生處理，經抽除氨氣，過濾油汙，蒸發水份後再注入壓縮機迴圈使用。
2．不凝性氣體的分離
在製冷裝置中，由於金屬材料的腐蝕，潤滑油的分解，製冷劑不純及接觸汙物後的分解，負壓執行時由於製冷裝置不密閉或手動加油時把空氣吸入系統，投產前和維修後對系統的空氣抽除不乾淨等原因，使系統內含有o2：、n：、h2、c1z、水汽和其他碳氫化合物的混合氣體。
這些混合氣體混同製冷劑在製冷裝置中迴圈，由於不能被液化，使冷凝器內增加這部分不凝性氣體的分壓力造成冷凝壓力公升高，冷凝器的傳熱效果下降。而且，混合氣體中的水份相對會加劇對金屬材料的腐蝕和加速潤滑油的氧化。
由於不凝性氣體總是和製冷劑氣體混合存在，採用直接排放的方法勢必同時放掉一部分製冷劑，這樣既不安全又造成浪費，所以應設定空氣分離器，通過它來冷凝**不凝性氣體中的製冷劑。只有經常處在正壓下工作的製冷裝置，才可以不設定空氣分離器，但仍需設定放空氣閥，必要時從冷凝器或貯液器的頂部直接排放掉系統中的不凝性氣體。
3．高壓製冷劑液體的過冷
4．蒸發器的除霜和排液
二、製冷系統的安全保護措施
1．壓縮機的安全保護
〔1)安全保護裝置：壓縮機的安全保護裝置主要有商低壓保護、油壓和油溫保護、誹氣溫度保護和水套斷水保護等．
(2)防止溼衝程的措施：防止溼衝程的措施主要是對蒸發器的回汽進行充分的汽液分離．
(3)壓縮機的安全啟動
2．液幫浦的安全保護
液幫浦的安全保護措施包括：低壓迴圈捅正常液依控制及設定加壓管，液幫浦上裝沒抽氣管和壓差控制器，幫浦出口設定自動旁通閥和止回閥。
3．設貯液器
受液器不僅有調節和平衡製冷刑的供需作用，還有對製冷裝置的正常執行起安全保護的功能。
4．壓力容器的安全裝置
除了油分離器和集油器外，其餘的壓力容器一般均需要設定安全閥。
5．製冷裝置的緊急洩液
6．裝置液面的控制和顯示
三、製冷系統供液方式的確定
根據供液的動力不同，供液方式有多種，如：直流供液方式、重力供液方式、液幫浦供液方式、
氣幫浦供液方式等等。其共同特點是：必須使供到蒸發器的製冷劑是經過節流後的低溫低壓液
體，並要求製冷劑液體中所臺的閃氣越少越好，這些供液方式各有其優缺點。
（一)幾種供液方式原理及特點
1．直流供液
(1)工作原理
直流供液就是將高壓製冷別液體經節流閥節流後直接供到冷間蒸發器。它是以冷凝壓力和蒸發壓力之差為動力。
(2)缺點
直流供液系統簡單，不需較多裝置，但存在許多缺點。
①節流過程中產生的閃發氣體將隨液體進入蒸發器而影響傳熱效果。
②要將節流後的兩相流體按設計要求均勻分配至多組併聯的蒸發器中去很困難*若蒸發器供液量較少則不能充分發揮其傳熱效能，且壓縮機吸入氣體過熱度增大；芳藥髮器供液員過多，又會因氨液不能全部蒸發而可能引起壓縮機液擊事故。
③當節流閥開度一定時，節流閥的製冷量主要取決於閥前後的壓差而冷凝壓力隨冷卻介
質溫度變化而變化，美髮壓力也隨庫溫而波動，也就是說，閥前後壓力差不是乙個恆定值。因此，必須經常調節其開啟度來維持一定的製冷量。所以，這種供液方式只適合負荷較穩定的小型製冷裝置。
2．重力供液系統
(1)工作原理
重力供液系統也是在蒸發器的回汽管上增設一汽液分離器，但它同時起著汽液分離和向蒸發器供液的作用。從機房來的高壓液體經節流後進入汽液分離器，低壓製冷劑液體借助靜液柱的作用流入蒸發器吸熱蒸發，蒸發形成的蒸汽同夾帶的液滴回到汽液分離器，分離出來的汽體連同節流時產生的閃汽一起從吸入管返回壓縮機。這樣，分離器和蒸發器之間便產生了不同程度的再迴圈，氨重力供液系統的原理見圖l一2—6。
向蒸發器的供液是以汽液分離器內的液體與蒸發器之間的靜壓差為動力。
(2)特點
由於供液和回汽都經過汽液分離器，因此，供液管內的製冷劑是液相，易實現配液均勻，回汽經分離後被壓縮機吸入，亦可保證壓縮機安全執行。但由於向蒸發器供液的動力是靜液柱差ah，故必須保證氣液分離器的安裝高度，因此一般單層冷庫需加建閣樓，增加了一次投資。
3．液幫浦供液系統
(1)工作原理
液幫浦供液是借助液幫浦的機械作用來克服管道阻力及靜壓力向蒸發器輸送製冷劑液體。
其工作原理如圖1—2—7所示。在該系統中以低壓迴圈桶代替了重力供液的汽液分離器，高壓液體經節流後進入低壓迴圈桶，在桶內分離掉閃發汽體後經液幫浦送入蒸發器吸熱蒸發，汽化生成的蒸汽和沒有汽化的液體一起經迴汽管返回到低壓捅再次被分離，汽體連同節流生成的閃汽進入吸入管回到壓縮機，而液體匯同新補充來的液體供液幫浦再迴圈。
(2)特點
液幫浦供液方式問重力供液方式比較，具有如下持點：
①由於製冷劑的供液員大，在徘管內迴圈速度高，使蒸發器內表面得以充分的潤
溼，並能沖刷排管內的泊膜，提高了蒸發器的傳熱系數；
②由於液幫浦的供液量為數倍的蒸發量，可充分利用冷卻面積，同時回汽管為兩相流體管，壓縮機的吸氣過熱度較小，從而提高了整個製冷迴圈的製冷係數；
③融霜裝置和除霜操作比較簡單，裝置可集中布在機房內，便於監視、操作、維修，也便於實現自動化；
④由於設定液幫浦，裝置費和維修費要相應增加，但同重力供液相比，不需另建閣樓或占用庫房使用面積以及另設排液桶等，基建投資仍有所下降，但日常執行電耗要增加。
氨製冷系統試壓方案
一 氨製冷系統氣密性試驗 1 氣密性試驗用乾燥空氣進行。試驗壓力當設計檔案無規定時，高壓部分應採用1.8mpa 表壓 中壓部分和低壓部分應採用1.2mpa 表壓 進行試壓 2 系統壓力試驗應採用空壓機進行。壓力應逐級緩公升至規定試驗壓力的10 且不超過0.05mpa時，保壓5min，然後對所有焊接接...
氨製冷系統吹洗方案
公司氨制 冷系統氨 液 和 置換方案 一 編制目的 根據 現有氨製冷系統安裝改造的要求，為保證安全平穩的實施氨液 和管道置換工作，有必要對實施過程中的組織機構 人員安排 物資準備 工作步驟和安全措施等等進行科學 合理 細緻的計畫，以確保各個工作環節按計畫順利進行。二 置換範圍和工作內容 1 原製冷管...
製冷系統流路設計規範
2 盤管感測器位置設計 2.1 對於室外化霜用感測器，其必須位於最下方流路之製冷流程出口段 接近毛細管 可以在與毛細管連線的液管段，也可以在與之最接近的彎頭處 2.2 對於室內盤管感測器，其位置應綜合考慮制熱過負荷 熱幫浦型 以及製冷防凍結。如在部分非標工況下，換熱器存在分流不均的隱患 當然，此種隱...