《制藥設(shè)備與工藝設(shè)計(jì)》第五章 冷凍與結(jié)晶設(shè)備

1、 冷凍設(shè)備 冷凍設(shè)備包括冷源制作（制冷）、物料的凍結(jié)、冷卻三個(gè)組成部分。制冷機(jī)的有活塞式，螺桿式、離心式制冷壓縮機(jī)組、吸收式制冷機(jī)組、蒸汽噴射式制冷機(jī)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(jī)組是國均外主要的冷源制作裝置。物料進(jìn)行凍結(jié)的方式有風(fēng)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(shè)備在農(nóng)產(chǎn)品、食品的加工和貯藏方面的應(yīng)用如下： （l）食品的凍結(jié)、凍藏和凍結(jié)運(yùn)輸。主要是畜產(chǎn)品、水產(chǎn)品的凍結(jié)和凍藏。還有速凍蔬菜、速凍面食品、冰、雪糕等產(chǎn)品的凍結(jié)和凍藏。 （2）農(nóng)產(chǎn)品、食品的冷卻、冷藏、氣調(diào)貯藏和冷卻運(yùn)輸。主要是果品、蔬菜、蛋及油脂、冷飲等產(chǎn)品的冷卻和冷藏

2、。 （3）食品加工。如凍結(jié)干燥、凍結(jié)濃縮和物料的冷卻等。 （4）食品加工廠的空氣調(diào)節(jié)。 冷凍設(shè)備的內(nèi)容很多，本章僅扼要地?cái)⑹龌钊綁嚎s制冷機(jī)、冷庫制冷系統(tǒng)的分類、工作原理、結(jié)構(gòu)和選擇，還有速凍和氣調(diào)設(shè)備。第一節(jié) 活塞式壓縮制冷設(shè)備的主要裝置一、制冷壓縮機(jī) （）分類（）分類1 1按活塞的運(yùn)動方式按活塞的運(yùn)動方式（1）往復(fù)式壓縮機(jī)其活塞在汽缸里作往復(fù)的直線運(yùn)動，在食品加工廠和冷庫制冷方面多采用這種壓縮機(jī)。（2）回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)其活塞在汽缸內(nèi)作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，電冰箱采用此種壓縮機(jī)。2 2按一臺壓縮機(jī)中蒸汽被壓縮的次數(shù)按一臺壓縮機(jī)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(nèi)的流向按蒸汽在汽缸內(nèi)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(jī)組的封閉程度按壓縮機(jī)組的封閉程度（l）開啟式 壓縮機(jī)的功率輸入軸伸出曲軸箱外，電機(jī)通過聯(lián)軸器或皮帶輪與壓縮機(jī)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(jī)與電機(jī)外殼為一體，構(gòu)成一個(gè)密封機(jī)殼，不需要裝油封。（3）全封閉式 壓縮機(jī)與電機(jī)封密在一個(gè)容器內(nèi)，形成一個(gè)整體，從機(jī)外表看，只有壓縮機(jī)吸排氣管和電機(jī)導(dǎo)線。6.6.按壓縮機(jī)的冷量按壓縮機(jī)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(shè)備：壓縮機(jī)，冷凝器，膨脹閥，蒸發(fā)器。 2、附助設(shè)備：油分離器，空氣分離，器貯氨器，汽液分離器。（三）工作原理、結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)（三）工作原理、結(jié)構(gòu)和特點(diǎn) 圖11-2所示為立式、單作用、直流式氨壓縮機(jī)工作原理圖，它主要由汽缸體、汽缸、活塞、連桿、曲軸、曲軸箱、進(jìn)排氣閥們、假蓋等組成。 圖11-3所示為高速多缸制冷壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)。汽缸的配置有V、W和S型；曲軸轉(zhuǎn)速為7002000r/min。功率為10150kw。吸氣孔道在汽缸套凸緣上。工作時(shí)汽間借助于閥片前后的壓力差自動開啟和關(guān)閉，達(dá)到吸氣和排氣的

5、目的。 汽缸套的外測裝有負(fù)荷控制裝置，它能使壓縮機(jī)在啟動時(shí)，關(guān)閉吸氣閥，空負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，然后頂開吸氣閥，壓縮機(jī)進(jìn)入正常工作狀態(tài)；當(dāng)負(fù)荷變化時(shí)，能和油分配問或電磁間配套使用，達(dá)到分段加載或卸載，調(diào)節(jié)制冷量的目的。另外這種壓縮機(jī)上還有潤滑、冷卻和傳動系統(tǒng)。 活塞式（往復(fù)式）制冷壓縮機(jī)的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)較簡單、制造容易、適應(yīng)性強(qiáng)、操作穩(wěn)定、維護(hù)方便，故廣泛應(yīng)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(jié)為液體。冷凝器的種類很多，大中型制冷設(shè)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(jié)構(gòu)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(nèi)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(shí)傳熱系數(shù) K 2.5l3.34MJ/（m2 h），單位面積熱負(fù)荷qF12.5414.63MJ（m2.h)。 這種冷凝器的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊、占空間高度小、傳熱系數(shù)高。缺點(diǎn)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(fēng)機(jī)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(jìn)行熱交換，冷凝后經(jīng)出波集管導(dǎo)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(fēng)機(jī)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(bǔ)充，所需水量，由水量調(diào)節(jié)閥控制。 這種冷凝器的特點(diǎn)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(shè)備與作業(yè)的費(fèi)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(shí)冷卻水由頂部進(jìn)入配水箱，經(jīng)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(jìn)入管內(nèi)沿管上升時(shí)遇冷而冷凝，流入貯氨器中。這種冷凝器的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，工作安全。

8、對水質(zhì)要求不嚴(yán)，容易清洗。缺點(diǎn)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(gòu)造如圖117所示，閥蕊有針形和V形缺口等型式。手輪轉(zhuǎn)動時(shí)，可改變閥門開啟度。開啟度按蒸發(fā)器熱負(fù)荷的變化來調(diào)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(jié)構(gòu)簡單，但不能隨熱負(fù)荷的變化而自動調(diào)節(jié)。在氟利昂制冷裝置中已使用熱力膨脹閥進(jìn)行自動調(diào)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(diào)節(jié)制冷劑的。如圖11-8所示，由感應(yīng)元件（感溫包）、膜片、閥體、閥座等組成。在制冷機(jī)組正常運(yùn)轉(zhuǎn)條件下，感應(yīng)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(dāng)時(shí)，再得到平衡。故熱力膨脹闊能自動調(diào)節(jié)間的開啟度，供液量隨負(fù)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(jī)正常安全地運(yùn)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(zhì)的熱量。 （）分類（）分類 蒸發(fā)器按被冷卻介質(zhì)的性質(zhì)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(nèi)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(jié)構(gòu)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(nèi)蒸發(fā)，空氣在外側(cè)流動?？諝獾牧鲃訉儆谧匀粚α?，如設(shè)在冷庫庫房中的墻排管、頂排管；若蒸發(fā)器是裝在一個(gè)箱體內(nèi)，而空氣是依靠風(fēng)機(jī)進(jìn)行強(qiáng)制循環(huán)，則稱為冷風(fēng)機(jī)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(cè)蒸發(fā)，間壁的另一側(cè)與被冷卻或被凍結(jié)的物料直接接觸。例如平板凍結(jié)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(jié)構(gòu)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(nèi)往返流動，多次與制冷

11、劑進(jìn)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(jìn)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(diǎn)是傳熱效果較好，結(jié)構(gòu)簡單，占地面積小，因載冷劑循環(huán)系統(tǒng)封密，對設(shè)備腐蝕性小，缺點(diǎn)是當(dāng)鹽水泵因故障停止運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，可能發(fā)生凍結(jié)，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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)比較簡單，但鋼材消量大，國內(nèi)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(jìn)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(diǎn)是制冷劑汽化后容易排出，傳熱效果較好，但排管較高時(shí)，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(cè)進(jìn)出，在重力供液系統(tǒng)中，氨液由下部進(jìn)入，氨氣由上部排出。這種排管的優(yōu)點(diǎn)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(shí)，便于從排管中排出潤滑油，并可縮短除霜時(shí)間。這種排管的灌氮量為排管容積的50，該排管結(jié)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(kuò)大散熱面積，其結(jié)構(gòu)有套片式和繞鋼片式。繞鋼片的翹片管常用作冷風(fēng)機(jī)的蒸發(fā)器。 3.冷風(fēng)機(jī) 食品工業(yè)中常用的是干式冷風(fēng)機(jī)。它是靠空氣通過冷風(fēng)機(jī)內(nèi)的蒸發(fā)排營來冷卻管外強(qiáng)制流動的空氣。將它裝在冷庫內(nèi)的地坪，叫做落地式冷風(fēng)機(jī)；裝在庫房頂上，叫做吊頂式冷風(fēng)機(jī)。兩者結(jié)構(gòu)類同。 落地式冷風(fēng)機(jī)，如圖1112所示。翹片蒸發(fā)排管裝在箱體內(nèi)，空氣自下部進(jìn)入，氨氣從上部排出，有的在管組上面設(shè)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(shè)備的附屬裝置活塞式壓縮制冷設(shè)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(jìn)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(jié)為油滴而分離。有的則采用過濾等方法來增強(qiáng)分高效果。 目前國內(nèi)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(jìn)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(jié)構(gòu)是金屬立式圓筒形容器，筒體上有進(jìn)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(diào)節(jié)供給制冷系統(tǒng)內(nèi)各部分的液體制冷劑。 各種貯液器的結(jié)構(gòu)大致相同，都是用鋼板焊成的圓柱形容器，簡體上裝有進(jìn)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(shè)在冷凝器之后，與冷凝器排液管直接聯(lián)通，使冷凝器內(nèi)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(dāng)蒸發(fā)器熱負(fù)荷變化時(shí)，制冷劑的需要量隨之變化，貯液器能起調(diào)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(shè)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(jī)。具有多種蒸發(fā)溫度的制冷系統(tǒng)中，應(yīng)分別設(shè)置低壓貯液器。 （三）排液桶三）排液桶 它的功用是當(dāng)冷庫中排管沖霜時(shí)，用來暫時(shí)貯存排管排出的氨液。排液桶的容積，應(yīng)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(jìn)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(jìn)入壓縮機(jī)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(diào)劑分配氨液的作用。 氨液分離器有立式、臥式和T型三種結(jié)構(gòu)型式。圖 1114所示是常用的一種立式氨液分離器。它是一個(gè)圓筒殼體，其上有氨氣進(jìn)出口、氨液進(jìn)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(shí)殘留在系統(tǒng)內(nèi)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(shè)備內(nèi)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(jī)的功耗及耗電量?？諝夥蛛x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(jié)構(gòu)：由四個(gè)同心套管焊制而成。其上有混合氣體進(jìn)口，氨液進(jìn)口，氨氣出口及放空氣口等接頭。 特點(diǎn)：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(gè)系統(tǒng)抽成絕對真空。補(bǔ)充潤滑油與制冷劑時(shí)，也有空氣進(jìn)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(chǎn)生不凝結(jié)氣體。工作時(shí)低壓管路壓力過低，系統(tǒng)不夠嚴(yán)密，也會滲入空氣。設(shè)備內(nèi)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(jī)的電耗?？諝夥蛛x器是用以分離排出系統(tǒng)中的不凝結(jié)氣體，保證制冷系統(tǒng)正常運(yùn)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(gè)同心套管焊接而成，從內(nèi)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(shí)來自節(jié)流閥的氨液，進(jìn)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(jī)吸走。自來冷凝器與高壓貯液器的混合氣體，進(jìn)入第二、四根管，其中氨氣因受冷凝結(jié)為液體由第四根管下部經(jīng)節(jié)流閥再回收引到第一管中蒸發(fā)，分離出來的不凝結(jié)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(dāng)系統(tǒng)中的空氣接近放凈時(shí)，水中無大氣泡，當(dāng)水溫升高時(shí)，說明有氨氣放出，應(yīng)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(jī)排出的過熱氣體進(jìn)行級間冷卻，以保證高壓級壓縮機(jī)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(jìn)入器內(nèi)，并伸入氨液液面以下，經(jīng)氨液的洗滌而迅速被冷卻，氨氣上升遇器內(nèi)傘形擋板，將其中挾帶的潤滑油分離出來以后進(jìn)入高壓級壓縮機(jī)。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(jìn)入蛇管；由于蛇管浸于低溫中，使蛇形管內(nèi)的高壓氨液過冷。當(dāng)需要檢修中間冷卻器時(shí)，器內(nèi)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(jī)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(fù)使用。 涼水裝置的型式很多，常用的有點(diǎn)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(shè)備的回水過自動旋轉(zhuǎn)的布水器從上向下噴淋，水滴沿點(diǎn)彼填料的表面成膜狀向下流動，空氣在頂部風(fēng)機(jī)作用下，從下部進(jìn)入塔體，由下而上在塔內(nèi)與水流逆向運(yùn)動進(jìn)行熱交換。 這種裝置結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小，冷卻效果好，耗水量低。 BL-50型點(diǎn)波式冷卻塔的性能參數(shù)： 冷卻水量 L 50m3 h；當(dāng)空氣干球溫度為31.5，濕球溫度為28，大氣壓力為100.4kPa，進(jìn)水溫度 36，出水溫度32，冷卻水溫降4時(shí)。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(jī)。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(chǎn)品能較長時(shí)間保存；為農(nóng)產(chǎn)品、食品加工廠長時(shí)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(shí)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(zhì)分 （l）生產(chǎn)性冷庫 主要建在產(chǎn)地。 （2）分配性冷庫 主要建在消費(fèi)中心。 （3）混合性冷庫兼有生產(chǎn)性和分配性冷庫的特點(diǎn)。 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(chǎn)品等，一般庫溫為-l8

24、-30。 （3）空調(diào)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(jī)房，冷卻間、速凍間、冷藏間、凍藏間、制冰間、產(chǎn)品分級清洗間、調(diào)節(jié)站、配電間、貨物升降裝置、氨庫和冷卻塔等，有的還設(shè)有零配件間與衛(wèi)生間。二、二、 冷藏庫的制冷系統(tǒng)及其設(shè)備選擇冷藏庫的制冷系統(tǒng)及其設(shè)備選擇 1壓縮機(jī) （l）一般選擇原則 負(fù)荷 制冷壓縮機(jī)的總負(fù)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(jī)的總負(fù)荷較大時(shí)，宜選用大型壓縮機(jī)，以減少臺數(shù)，簡化系統(tǒng)，但整個(gè)冷庫中的壓縮機(jī)，不得少于兩臺，以防因壓縮機(jī)發(fā)生故障而停止供冷，且避免在淡季時(shí)壓縮機(jī)長期在小負(fù)荷下運(yùn)轉(zhuǎn)。 備件 不

25、同蒸發(fā)系統(tǒng)的壓縮機(jī)，應(yīng)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(shù)條件 選用壓縮機(jī)應(yīng)按其制造廠規(guī)定的技術(shù)條件計(jì)算。如缺少資料可按前一機(jī)部部頒標(biāo)準(zhǔn)中小型活塞式單級制冷壓縮機(jī)型式與基本參數(shù)（JB95567）考慮。 壓縮比 按氨制冷壓縮機(jī)的使用條件，高低壓的壓縮比小于8時(shí)，即-15蒸發(fā)溫度的制冷系統(tǒng)，采用單級壓縮機(jī)。若壓縮比大于8時(shí)，即-28-33蒸發(fā)溫度的制冷系統(tǒng)，則采用雙級壓縮機(jī)。 （2）單級壓縮機(jī)的選型計(jì)算 根據(jù)壓縮機(jī)總負(fù)荷，有以下兩種方法： 按壓縮機(jī)的理論排氣量選型。用制冷量和需冷量的平衡關(guān)系，求得壓縮機(jī)的理論排氣量，再查得相近的理論排氣量，即可選定壓縮機(jī)的型號和臺數(shù)。壓縮

26、機(jī)的理論排氣量Vp由下式求得： 式中 Qj冷卻系統(tǒng)壓縮機(jī)總負(fù)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(jī)吸氣系數(shù)，按制造廠給定值選用。 按壓縮機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)工況制冷量選型。即把所需的壓縮機(jī)負(fù)荷折算成標(biāo)準(zhǔn)工況下的制冷量，以選配壓縮機(jī)的型號和臺數(shù)。h)/(m )(3512qjpiiVQV(五) 壓縮機(jī)的有關(guān)計(jì)算 1、壓縮機(jī)產(chǎn)冷量的計(jì)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(chǎn)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(shè)備的制冷量、機(jī)房布置、當(dāng)?shù)氐乃疁?、水質(zhì)、水量及氣象條件確定。 （l）立式冷凝器適用于水質(zhì)較差、水源豐富的地區(qū)，一般布置在冷庫機(jī)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(zhì)較好的地區(qū)，一般布置在室內(nèi)與中小型制冷機(jī)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(zhì)較差的地區(qū)，布置在室外通風(fēng)良好的地方，一般與氨制冷設(shè)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(fēng)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(diào)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(jīng)節(jié)流閥，直接向冷分配裝置供液。其特點(diǎn)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(jìn)行供液。 氨液在蒸發(fā)器被汽化后，再進(jìn)入氨液分離器、將其中液滴分離出

29、去，重新進(jìn)入壓縮機(jī)。 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(shè)備最高點(diǎn)0.52m。 重力供液制冷系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)： 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(shè)備的傳熱效能。 第二，同一蒸發(fā)溫度的冷分配設(shè)備可使用一個(gè)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(shí)現(xiàn)正常工況的操作調(diào)節(jié)。 缺點(diǎn)： 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(qiáng)度較低。 第二，用一個(gè)氨液分離器向多個(gè)同層庫房供液時(shí)，因冷卻設(shè)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(fù)荷變化較大或供液距離較長時(shí)，還需在機(jī)房內(nèi)設(shè)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(jīng)節(jié)流進(jìn)入低壓循環(huán)器，在器內(nèi)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(chǎn)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(diǎn)是： 依靠氨泵的機(jī)械作用輸液，進(jìn)液壓力較高，即使管路配液不均，仍保證結(jié)霜均勻。 氨液在蒸發(fā)排管內(nèi)被迫流動，且循環(huán)量大，傳熱效果好，不易積油，不產(chǎn)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(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的自動化。 其缺點(diǎn)是設(shè)備費(fèi)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(jī)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(jié)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(fēng)機(jī) 它多用于凍結(jié)間、冷卻間和冷藏間的強(qiáng)制通風(fēng)。一般亦按冷間特點(diǎn)、建筑尺寸和所需冷卻面積，選配冷風(fēng)機(jī)的型號和臺數(shù)。第四節(jié)第四節(jié) 速凍設(shè)備速凍設(shè)備 速凍設(shè)備適用于凍結(jié)小包裝或未包裝的塊、片、粒等狀的原料，制成各種畜產(chǎn)、水產(chǎn)、蔬菜、水餃等速凍食品、一般速凍設(shè)備的凍結(jié)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(shè)備的結(jié)構(gòu)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(jī)一、箱式速凍機(jī) 這種設(shè)備的結(jié)構(gòu)是在絕熱材料包裹的箱體內(nèi)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(nèi)；被速凍的產(chǎn)品放在平板間，并移動平板，將物料壓緊，進(jìn)行凍結(jié)。平板間距為4070mm，可根據(jù)產(chǎn)品的厚度進(jìn)行調(diào)節(jié)。 平板式速凍器的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單緊湊，作業(yè)費(fèi)用較低，但生產(chǎn)能力小，裝卸費(fèi)工。 二、隧道式速凍機(jī)二、隧道式速凍機(jī) 隧道式速凍機(jī)主要由隧道體、蒸發(fā)器、風(fēng)機(jī)、料架或不銹鋼傳動網(wǎng)帶等

33、組成。被速凍的物料放在料架的各層篩盤中或網(wǎng)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(jié)物料的作業(yè)方法與隧道式逆流干燥設(shè)備相同；冷風(fēng)與物料在隧道內(nèi)的流動方向相反。速凍溫度為 -3 5 時(shí)，青刀豆的凍結(jié)時(shí)間約為45min。隧道內(nèi)裝有傳動網(wǎng)帶的速凍機(jī)工作過程如圖1125所示。第一、二級傳動網(wǎng)帶的運(yùn)行速度可以分別控制，冷風(fēng)分別吹到網(wǎng)帶上，穿過物料層，再經(jīng)蒸發(fā)器與風(fēng)機(jī)，循環(huán)使用。物料先通過第一級網(wǎng)帶，運(yùn)行較快，料層較薄，使表面凍結(jié)；然后轉(zhuǎn)入第二級網(wǎng)帶，運(yùn)行較慢，料層較厚，使整個(gè)物料全部凍結(jié)，得到單粒速凍產(chǎn)品。這種速凍機(jī)的特點(diǎn)是可凍結(jié)產(chǎn)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(jī)機(jī) 流化床式速凍機(jī)由多孔板（或帶）、風(fēng)機(jī)、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(chǎn)品性狀而異?？諝馔ㄟ^蒸發(fā)器、風(fēng)機(jī)，由多孔板底部進(jìn)入向上吹送，使產(chǎn)品呈沸騰狀態(tài)流動，并使低溫冷風(fēng)與顆粒全面地直接接觸，冷凍速率大大加強(qiáng)。這種設(shè)備的冷風(fēng)流速約8ms循環(huán)流動。風(fēng)溫-35，一般蔬菜的速凍時(shí)間為35min。其特點(diǎn)是成單體凍結(jié)，連續(xù)作業(yè)，為速凍蔬菜的理想設(shè)備。 四、螺旋式速凍機(jī)四、螺旋式速凍機(jī) 螺旋式速凍機(jī)由柔性傳送帶、中心轉(zhuǎn)筒、風(fēng)機(jī)、風(fēng)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(gòu)成一螺旋循環(huán)回路，見圖1128所示。當(dāng)中心轉(zhuǎn)筒轉(zhuǎn)動時(shí)，利用裝在中心轉(zhuǎn)筒上的板條與鏈條的摩擦力，使繞在中心轉(zhuǎn)筒上的鏈條運(yùn)動,物料由入口送進(jìn)，放在柔性傳動帶上，繞中心轉(zhuǎn)筒由下部螺旋向上移動，同時(shí)冷風(fēng)通過制冷機(jī)、風(fēng)機(jī)和傳送帶，對物料進(jìn)行凍結(jié)。循環(huán)使用。物料凍結(jié)后由上部卸出。為了延長鏈條的使用壽命，設(shè)置了翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，使鏈條兩端輪流磨損。風(fēng)幕安裝在物料進(jìn)、出口處，以減少冷量損失。 螺旋式速凍機(jī)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(jié)構(gòu)，冷風(fēng)溫度為540，可以調(diào)節(jié)。在冷風(fēng)溫度35，凍結(jié)時(shí)間30min的條件下，處理能力為100500kg/h。該機(jī)的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積

36、小，連續(xù)作業(yè)，凍結(jié)迅速，適用于薄肉片、魚片、冰激淋和冷點(diǎn)心多種食品加工。但設(shè)備費(fèi)用較高。 五、浸漬式速凍機(jī)五、浸漬式速凍機(jī)浸漬式（包括噴淋）速凍法是將被凍結(jié)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(chǎn)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(jié)構(gòu)，隧道內(nèi)有傳送帶，噴霧器或浸漬器和風(fēng)機(jī)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(yù)冷區(qū)、凍結(jié)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(jié)區(qū)進(jìn)行噴淋或浸漬凍結(jié)，液氮吸熱后形成的氮?dú)?，溫度仍很低，?05，通過風(fēng)機(jī)，將其送入隧道前段進(jìn)行預(yù)凍。在凍結(jié)區(qū)，食品與

37、-200的液氮接觸而迅速凍結(jié)。該裝置的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，使用壽命長，可超速單體凍結(jié)，但成本高。第五節(jié)第五節(jié) 氣調(diào)冷藏設(shè)備氣調(diào)冷藏設(shè)備 氣調(diào)冷藏是將冷藏與氣調(diào)貯藏相結(jié)合，即除能控制貯藏貯內(nèi)的溫度外，還控制氣體的組成，使庫內(nèi)的氧和二氧化碳的含量，有適當(dāng)?shù)呐浜希⒈３忠欢穸?，主要用于果蔬貯藏，能獲得良好的保鮮效果。產(chǎn)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(diào)，有垛封和袋封兩種方法，垛封是將消石灰撒在垛內(nèi)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(diào)機(jī)，即CO2吸附機(jī)組，亦取得成效。 氣調(diào)冷藏設(shè)備，主要包括庫

38、房、制冷機(jī)組、N2產(chǎn)生器、co2吸附機(jī)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(jī)，它的作用主要用產(chǎn)生的N2沖淡庫內(nèi)的O2。 圖11-31所示為管式氮發(fā)生器，由反應(yīng)器、電爐、風(fēng)機(jī)和水洗塔等組成。反應(yīng)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(chǎn)生有毒的氮氧化合物和其他物質(zhì)。下部是一個(gè)管狀氣體熱交換器。工作流程是來自庫內(nèi)的氣體或庫外空氣，通過風(fēng)機(jī)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(jìn)入反應(yīng)器燃燒，燒掉氣體中的氧，其余的氣體經(jīng)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(diào)貯藏所需要的。冷風(fēng)通過管式換

39、熱器，吸入燃燒過程中的熱量，變?yōu)闊犸L(fēng)，用來預(yù)熱進(jìn)入反應(yīng)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(diào)冷藏庫的庫房結(jié)構(gòu)和制冷設(shè)備，與一般機(jī)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(nèi)側(cè)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(yán)防漏氣。 三、二氧化碳洗滌（吸附）機(jī)組三、二氧化碳洗滌（吸附）機(jī)組 它的作用是排除庫內(nèi)過多的2，并凈化氣體，常用的為干式2吸附器。由兩個(gè)吸附罐、空氣循環(huán)的風(fēng)機(jī)、吸入新鮮空氣的風(fēng)機(jī)及導(dǎo)管、閥門等組成，如圖所示。吸附罐是一個(gè)密封的圓筒形容器，罐上下裝有濾網(wǎng)，罐內(nèi)裝滿吸附劑（活性碳等）。兩個(gè)吸附罐通過柔性導(dǎo)管和轉(zhuǎn)換閥門

40、連接，閥門由電器控制。工作時(shí)從氣調(diào)庫來的空氣經(jīng)風(fēng)機(jī)進(jìn)入罐內(nèi)，其中2。被活性碳吸附后，再回到氣調(diào)庫中。罐內(nèi)活性碳吸附2達(dá)飽和時(shí)，用新鮮空氣吹洗，使2脫附。當(dāng)一個(gè)罐吸附2時(shí)，另一罐同時(shí)進(jìn)行脫附。 四、其他裝置四、其他裝置 （一）濕度調(diào)節(jié)器一）濕度調(diào)節(jié)器 因氣調(diào)庫內(nèi)制冷系統(tǒng)的蒸發(fā)器不斷結(jié)霜，使庫內(nèi)空氣相對濕度過低，不符合果蔬貯藏要求，故在庫內(nèi)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(diào)庫內(nèi)，當(dāng)排除2時(shí)會出現(xiàn)負(fù)壓，這對庫房氣密性不利，故設(shè)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(nèi)相通。當(dāng)庫內(nèi)氣壓變化時(shí)，氣壓袋自動收縮或膨脹，以保庫內(nèi)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(shí)檢測和調(diào)節(jié)庫內(nèi)的氣體參數(shù)。(五) 壓縮機(jī)的有關(guān)計(jì)算 1、壓縮機(jī)產(chǎn)冷量的計(jì)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(chǎn)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(jī)的有關(guān)計(jì)算 2、壓縮機(jī)功耗的計(jì)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(jī)軸功率： N=Ne/e=(NI+Nm) / e (6) 配用電機(jī)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(nèi)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(diǎn)：(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(zhì)要求較低，不易阻塞； (4)清除水垢容易。 缺點(diǎn)：(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(nèi)通冷卻水，管外為氨蒸汽。 組成：1.放空閥，2.放空氣，3.氨氣進(jìn)口，4.均