食品工廠機(jī)械與設(shè)備教材(冷凍機(jī)械設(shè)備)

食品工廠機(jī)械與設(shè)備第十三章冷凍機(jī)械設(shè)備食品工廠機(jī)械與設(shè)備-——第十三章冷凍機(jī)械設(shè)備第十三章冷凍機(jī)械設(shè)備冷凍機(jī)械與設(shè)備在食品工業(yè)中運(yùn)用食品工業(yè)中運(yùn)用的冷凍機(jī)械設(shè)備的兩大部分第一節(jié)制冷概念與機(jī)械設(shè)備第二節(jié)食品冷凍冷卻設(shè)備第三節(jié)食品冷藏鏈設(shè)備本章小結(jié)思索題自測題食品工廠機(jī)械與設(shè)備-——第十三章冷凍機(jī)械設(shè)備自測題判別題填充題選擇題對應(yīng)題食品工廠機(jī)械與設(shè)備-——第十三章冷凍機(jī)械設(shè)備四、對應(yīng)題1．找出以下制冷系統(tǒng)部件與制冷劑形狀的對應(yīng)關(guān)系，并將第二列的字母填入第一列對應(yīng)項(xiàng)的括號中。 〔〕1．蒸發(fā)器A.出口為常溫高壓制冷劑液體 〔〕2．膨脹閥B.入口為高溫高壓制冷劑氣體 〔〕3．冷凝器C.入口為低溫低壓制冷劑液體 〔〕4．緊縮機(jī)D.入口為低溫低壓制冷劑氣體 〔〕5．分油器E.入口為常溫高壓制冷劑液體食品工廠機(jī)械與設(shè)備-——第十三章冷凍機(jī)械設(shè)備四、對應(yīng)題2.找出以下制冷系統(tǒng)部件與其功能的對應(yīng)關(guān)系，并將第二列的字母填入第一列對應(yīng)項(xiàng)的括號中。〔〕1.分油器A.穩(wěn)定系統(tǒng)供氨〔〕2.空氣分別器B.供冷凝器與緊縮器用〔〕3.水冷卻系統(tǒng)C.排除不凝性氣體〔〕4.中間冷卻器D.平安消費(fèi)〔〕5．貯氨器E.雙級緊縮〔〕6．除霜系統(tǒng)F.改善傳熱和設(shè)備的平安〔〕7．氨液分別器G.保證進(jìn)入緊縮機(jī)的為干飽和蒸氣〔〕8.緊急泄氨器H.減少光滑油進(jìn)入系統(tǒng)食品工廠機(jī)械與設(shè)備-——第十三章冷凍機(jī)械設(shè)備三、選擇題雙級緊縮制冷系統(tǒng)需求個膨脹閥和個蒸發(fā)器。A.1，2B.1，1C.2，1D.2，2制冷緊縮機(jī)的余隙與制冷劑關(guān),其他隙系數(shù)與制冷系數(shù)關(guān)。A.有，有B.無，無C.有，無D.無，有制冷系數(shù)與制冷劑在制冷機(jī)內(nèi)蒸發(fā)溫度關(guān)，與環(huán)境溫度關(guān)。A.有，有B.無，無C.有，無D.無，有以下有關(guān)制冷系統(tǒng)蒸發(fā)器的說法中，只需“〞是正確。A.須接近冷凝器B.須接近緊縮機(jī)C.須接近膨脹閥D.不能裝在水槽中以下有關(guān)雙級緊縮制冷系統(tǒng)的說法中，是不正確的。A.獲得更低的蒸發(fā)溫度B.需中間冷卻器C.不用用兩臺緊縮機(jī)D.必需用兩臺緊縮機(jī)“冷噸〞的英文縮寫為。A.RTB.T.R.C.TORD.FR制冷機(jī)的制冷量與無關(guān)。A.蒸發(fā)溫度B.冷凝溫度C.被冷凍食品D.制冷劑種類食品工廠機(jī)械與設(shè)備-——第十三章冷凍機(jī)械設(shè)備三、選擇題制冷機(jī)的輸入功率為3.5kW,制冷量為3(美國)冷噸,那么其制冷系數(shù)約為。A.2B.3C.3.5D.1.2制冷系統(tǒng)中，緊縮機(jī)完成的是過程。A.等焓B.等熵C.等溫D.等壓制冷系統(tǒng)中，膨脹閥完成的是過程。A.等焓B.等熵C.等溫D.等壓雙級緊縮制冷系統(tǒng)中，膨脹閥入口處的制冷液溫度溫度。A.等于冷凝器出口B.等于中間冷卻器溫度C.低于冷凝器D.低于中間冷卻器有一種制冷劑，其在規(guī)范大氣壓下的蒸發(fā)溫度為-33.4℃，這種制冷劑為。A.氨B.氟利昂-22C.氟利昂-12D.氯甲烷以下4種制冷劑中,規(guī)范大氣壓下凝因點(diǎn)最低的是。A.氨B.氟利昂-22C.氟利昂-12D.氯甲烷以下載冷劑中,不能在0℃以下運(yùn)用的是。A.氯化鈉B.乙二醇溶液C.水D.B和C以下載冷劑中,毒性最大的是。A.氯化鈉B.乙二醇溶液C.甲醇D.B和C食品工廠機(jī)械與設(shè)備-——第十三章冷凍機(jī)械設(shè)備三、選擇題制冷機(jī)的制冷量為12kＷ,用普通水冷殼管式冷凝器的熱交換面積約需m2。A.2B.3C.4D.5制冷機(jī)采用普通冷凝器耗水500t/d,假設(shè)改用蒸發(fā)式冷凝器,那么耗水約為t/d。A.15B.25C.35D.45氨蒸發(fā)制冷機(jī)系統(tǒng)中，油分別器普通裝在與之間。A.冷凝器，膨脹閥B.膨脹閥，蒸發(fā)器C.蒸發(fā)器，緊縮機(jī)D.緊縮機(jī)，冷凝器制冷量為500kw的制冷機(jī)系統(tǒng)，每小時冷卻水耗費(fèi)量至少為t。A.50B.80C.100D.150冷庫容量在t以上的冷庫屬于大型冷庫。A.1000B.2000C.3000D.10000冷庫容量在t以上的冷庫宜采用氨泵供液。A.100B.500C.1000D.1500速凍間與冷卻間產(chǎn)品間的冷氣流速范圍在m/s。A.1~2B.2~3C.3~4D.0.1~0.2食品工廠機(jī)械與設(shè)備-——第十三章冷凍機(jī)械設(shè)備三、選擇題冷庫貯藏間的產(chǎn)品間的空氣流速m/s。A.<1~2B.<0.2~0.3C.>0.3~0.4D.<0.1~0.2一冷庫冷間的溫度為-23℃，此冷間能夠是間。A.速凍B.冷藏C.凍藏D.A或C200噸箱裝凍禽，堆放高度為2.5m，約需求m2的凍藏間面積。A.230B.300C.100D.150普通速凍器的冷風(fēng)溫度為范圍℃。A.-40~-430B.-30~-20C.-50~-40D.-40~-20產(chǎn)率1t/h的速凍機(jī)長10m，如要產(chǎn)率提高1倍并堅(jiān)持長度不變，可經(jīng)過方式實(shí)現(xiàn)。A.保送帶加寬1倍B.添加1條保送帶C.設(shè)法將凍結(jié)時間縮短一半D.A、B或C多層樓冷庫的層高為m。A.4~5B.4.2~4.8C.4.8~5.2D.3~4單層樓冷庫的層高為m。A.4~5B.4.2~4.8C.4.8~5.2D.3~4某冷庫，其消費(fèi)性冷藏庫的凍結(jié)才干為60t/d,這種冷庫屬于型冷藏庫。A.大B.大中C.中小D.小食品工廠機(jī)械與設(shè)備-——第十三章冷凍機(jī)械設(shè)備二、填充題1．載冷劑又稱，起著將在內(nèi)所產(chǎn)生的冷量傳送給或任務(wù)場所的媒介作用。選擇載冷劑普通思索以下要素:①、②、③、④、⑤、⑥等。食品工業(yè)用的載冷劑還要求：①、②、③和④等要素。食品工業(yè)常用的載冷劑有：①、②、③和④等。2．制冷量單位也可以用冷噸表示，它是指t℃的水在h內(nèi)凝固成℃的冰所需排除的熱量。冷噸的英文稱號為：，縮寫為：。3．水冷式制冷系統(tǒng)中冷卻水的供應(yīng)方式有：①、②、③；冷卻水的來源有：①、②、③。冷卻水的溫度普通不宜超越℃。4．蒸氣緊縮式制冷系統(tǒng)的根本設(shè)備為：①、②、③、④；常用的輔助設(shè)備有：①、②、③、④、⑤。⑥、⑦等。食品工廠機(jī)械與設(shè)備-——第十三章冷凍機(jī)械設(shè)備二、填充題5．蒸發(fā)器是制冷循環(huán)系統(tǒng)中最后實(shí)現(xiàn)制冷效應(yīng)的設(shè)備。常用的蒸發(fā)器可以分為兩大類，即冷卻的蒸發(fā)器〔方式有、、〕和冷卻的蒸發(fā)器〔方式有、〕。6.制冷系統(tǒng)的冷卻水主要用于的冷卻，其次為的夾套冷卻。工業(yè)規(guī)模的氨制冷系統(tǒng)冷卻水用量很大，一臺500ｋＷ的制冷機(jī)組，每小時至少要耗費(fèi)t的冷卻水。7.制冷系統(tǒng)的冷卻水供應(yīng)方式有三種:式〔普通用于制冷系統(tǒng)，或水源相當(dāng)?shù)牡胤?，如接近或旁〕。、式〔部分采用供水，部分采用水〕和式?．制冷量是指(或制冷系統(tǒng))時間內(nèi)從或提取的.。也就是制冷系統(tǒng)中蒸發(fā)器時間所汲取的。制冷量的國際單位是。9．制冷劑是在系統(tǒng)中，完成制冷循環(huán)以實(shí)現(xiàn)制冷的。理想制冷劑通常表現(xiàn)出以下特點(diǎn)：〔1〕沸點(diǎn)和凝固點(diǎn)溫度、單位容積、冷凝溫度、蒸發(fā)潛熱、相對密度和黏度、對金屬不會、與光滑油化學(xué)作用；無毒、無害；價錢低廉等等。常見的制冷劑有等。食品工廠機(jī)械與設(shè)備-——第十三章冷凍機(jī)械設(shè)備二、填充題10．制冷系統(tǒng)的蒸發(fā)器常需求進(jìn)展除霜作業(yè)，這是由于：冷卻用的蒸發(fā)器，當(dāng)蒸發(fā)外表低于℃，且濕度大時，外表就會。霜層導(dǎo)熱性，影響，當(dāng)逐漸加厚時將，無法進(jìn)展正常的制冷。當(dāng)采用殼管式制造大量的4℃以下的“冰水〞時，蒸發(fā)溫度在℃，假設(shè)操作失誤，就能夠使凍結(jié)，無法任務(wù)。因此，在這些場所都需求設(shè)計除霜的安裝。除霜方法有：冷卻用的蒸發(fā)器可用：、中止除霜、沖霜、熱除霜等。大型殼管式蒸發(fā)器可采用〔因霜凍發(fā)生在管內(nèi)〕。11．冷庫按容量可以分為冷庫〔ｔ以上〕、冷庫〔噸〕和冷庫〔ｔ以下〕。按冷庫運(yùn)用性質(zhì)，可以分為：性、性和性冷庫等三種型式。12．冷庫庫房常用以下三種方式冷卻：冷卻、冷卻和冷卻。運(yùn)用的冷卻設(shè)備主要是：和。排管冷卻有兩種供液方式，即供液和供液，后者又有非和式兩種方式。食品工廠機(jī)械與設(shè)備-——第十三章冷凍機(jī)械設(shè)備二、填充題13.高壓貯液桶用以調(diào)理蒸發(fā)器內(nèi)制冷劑液盈虧，當(dāng)冷負(fù)荷變化時，順應(yīng)供液量變化。貯液桶常與冷凝器安裝在一同，可以儲存從冷凝器來的高壓液體。貯氨罐是一個圓筒，屬容器。14.冷庫的蒸發(fā)溫度與冷凝溫度按以下原那么設(shè)置:(1)1500ｔ以上的冷庫，氨蒸發(fā)溫度不得超越個。1500ｔ以下的冷庫，不得超越個蒸發(fā)溫度；(2)溫度與溫度差8~10℃。鹽水冷卻系統(tǒng)中的溫度與鹽水溫度差5℃，如庫房溫度為℃時，鹽水溫度為-10℃，氨蒸發(fā)溫度為℃；(3)立式、臥式殼管式，淋激式和組合式冷凝器的冷凝溫度較冷卻水出水溫度高℃，蒸發(fā)式冷凝器的冷溫度較溫度高5~10℃。15.多層冷庫,層數(shù)不宜超越層。普通在底層安排性庫房〔如間、間、速凍間等〕和性庫房〔如冷卻物短期貯藏間、收發(fā)間〕。第二層以上安排性庫房。食品工廠機(jī)械與設(shè)備-——第十三章冷凍機(jī)械設(shè)備二、填充題16.冷卻間或速凍間〔消費(fèi)性庫房〕的容量決議于:〔1〕的進(jìn)貨量，并思索進(jìn)貨的不平衡情況?！?〕貨物方式?！?〕貨物所需時間及貨物所需時間。17.冷藏間或凍藏間〔貯藏性庫房〕的容量決議于:〔1〕冷卻間或速凍間的?！?〕貨物方式?！?〕時間。18.制冷機(jī)機(jī)器總冷量負(fù)荷與冷分配設(shè)備有關(guān)，它包括：經(jīng)過散失的冷量、食品或所需的冷量、內(nèi)換氣通風(fēng)時所需的冷量、庫房操作的耗冷量。19．速凍機(jī)的構(gòu)造可以根據(jù)凍結(jié)方法分為三類：〔1〕凍結(jié)法。詳細(xì)安裝有：鼓風(fēng)式：式、式、式、式、式；流態(tài)化式：式、式、式、式等?！?〕間接接觸法：式、式、式、式等?！?〕直接接觸法：凍結(jié)安裝、凍結(jié)安裝、凍結(jié)安裝和凍結(jié)安裝等。20．真空冷卻安裝主要由、、、及等構(gòu)成。食品工廠機(jī)械與設(shè)備-——第十三章冷凍機(jī)械設(shè)備一、判別題制冷機(jī)的大小與制冷劑的單位容積制冷量有關(guān)制冷系數(shù)與制冷劑在制冷機(jī)內(nèi)蒸發(fā)溫度有關(guān)而與環(huán)境溫度無關(guān)。制冷緊縮機(jī)的余隙與制冷劑無關(guān)。制冷緊縮機(jī)的余隙系數(shù)與制冷系數(shù)有關(guān)。人工制冷中以機(jī)械緊縮循環(huán)制冷最為常用。空氣凍結(jié)法是食品工業(yè)最為普遍采用的一種凍結(jié)方法。接觸凍結(jié)法不適用于魚類肉類的凍結(jié)。一切用于蒸氣緊縮制冷的制冷劑必需在常壓下可以被液化。最普遍采用的載冷劑是鹽水溶液。制冷劑在蒸發(fā)器內(nèi)發(fā)生的是等溫等壓過程。食品工廠機(jī)械與設(shè)備-——第十三章冷凍機(jī)械設(shè)備一、判別題殼管式冷凝器的冷卻水普通走殼程。殼管式蒸發(fā)器的載冷劑普通走殼程。氨液的密度通常小于光滑油的密度。冷卻水溫低，可以降低冷凝壓力，降低能耗，提高制冷量。新建冷庫的制冷蒸發(fā)器方式已逐漸較多地采用冷風(fēng)機(jī)。冷庫溫度為-18℃，那么其制冷蒸發(fā)溫度范圍應(yīng)在-38~-28℃之間。多層式冷庫建筑中，消費(fèi)性庫房普通安排在第二層。冷庫建筑物外形最好呈正方形。冷庫冷藏間與凍藏間的容量與冷卻間和速凍間的消費(fèi)才干無關(guān)。冷庫冷藏間與凍藏間的容量與所需的儲存時間有關(guān)。食品工廠機(jī)械與設(shè)備-——第十三章冷凍機(jī)械設(shè)備本章小結(jié)冷凍機(jī)械與設(shè)備廣泛運(yùn)用于食品工業(yè)。它可分為制冷和利用冷源的機(jī)械設(shè)備兩大部分。兩者有著嚴(yán)密的聯(lián)絡(luò)。目前食品行業(yè)運(yùn)用最多的是一級和二級機(jī)械緊縮蒸氣制冷機(jī)械。氨不斷是最常用的制冷劑之一。曾經(jīng)運(yùn)用同樣廣泛的氟利昂系列制冷劑曾經(jīng)被列出入禁用的范圍。制冷機(jī)的主要部件包括緊縮機(jī)、冷凝器、膨脹閥和蒸發(fā)器，其附屬設(shè)備包括油分別器、高壓貯液桶、氣液分別器〔或低壓貯液桶〕、空氣分別器、中間冷卻器、冷卻水系統(tǒng)和除霜系統(tǒng)等。食品工廠機(jī)械與設(shè)備-——第十三章冷凍機(jī)械設(shè)備本章小結(jié)食品冷凍設(shè)備可以分為三大類：空氣凍結(jié)冷凍設(shè)備、間接接觸冷凍設(shè)備和直接接觸凍結(jié)設(shè)備。其中以空氣凍結(jié)冷凍設(shè)備的運(yùn)用最為普遍。冷水機(jī)是一種為食品加工提供冷水的制冷設(shè)備。它分為水冷式和風(fēng)冷式兩種。真空冷卻設(shè)備是一種真空系統(tǒng)與制冷系統(tǒng)結(jié)合的設(shè)備。主要方式有單槽式和雙槽式。食品冷藏鏈涉及冷凍加工設(shè)備、冷藏庫、冷藏運(yùn)輸設(shè)備和冷藏陳列設(shè)備和家用冰箱等。其中與食品加工廠關(guān)系最大的是冷凍加工設(shè)備和冷藏庫。食品工廠機(jī)械與設(shè)備-——第十三章冷凍機(jī)械設(shè)備思索題食品冷凍涉及哪兩方面的機(jī)械設(shè)備？試述蒸氣緊縮制冷原理？什么是制冷量？什么是制冷系數(shù)？它們分別受哪些要素影響？選用制冷機(jī)時，為什么需求留意所用制冷液對環(huán)境的影響要素？氨緊縮制冷機(jī)系統(tǒng)常由哪些設(shè)備構(gòu)成？它們的作用是什么？各有哪些類型？冷庫供冷設(shè)備有哪兩大類型？分別適用于什么場所？為什么要采用二級緊縮制冷？有些二級緊縮制冷系統(tǒng)為什么只需一臺緊縮機(jī)？舉例闡明直接和間接制冷在食品工廠中的運(yùn)用。常見的食品速凍機(jī)的類型、特點(diǎn)及適用場所如何？為什么要計算冷負(fù)荷？冷庫冷負(fù)荷包括哪些耗冷量？冷分配負(fù)荷與制冷機(jī)負(fù)荷有什么區(qū)別？食品工廠機(jī)械與設(shè)備-——第十三章冷凍機(jī)械設(shè)備冷凍機(jī)械與設(shè)備在食品工業(yè)中運(yùn)用冷凍食品、冷卻食品、冷食食品等都直接利用冷凍設(shè)備消費(fèi)。冷庫及其冷鏈的各個環(huán)節(jié)都離不開冷凍設(shè)備。冷凍機(jī)械在一些重要食品操作中，如真空冷卻、冷凍濃縮、冷凍枯燥和冷凍粉碎也是關(guān)鍵設(shè)備。其它食品加工條件工藝過程，如車間空調(diào)、工藝用水冷卻以及需求較低溫度冷卻的加工操作也需求利用制冷設(shè)備。除了專門的商業(yè)冷庫及速凍食品廠以外，罐頭廠、肉聯(lián)廠、乳品廠、蛋品廠、糖果冷飲廠等食品工廠，幾乎都有冷凍機(jī)房及冷藏庫的設(shè)置。冷鏈曾經(jīng)成為現(xiàn)代食品工業(yè)終產(chǎn)品的主要流通途徑之一，冷鏈所涉及的貯運(yùn)和展現(xiàn)設(shè)備均需配備制冷機(jī)械設(shè)備。食品工廠機(jī)械與設(shè)備-——第十三章冷凍機(jī)械設(shè)備食品工業(yè)中運(yùn)用的

冷凍機(jī)械設(shè)備的兩大部分第一部分是產(chǎn)生冷源的制冷機(jī)械與設(shè)備，即所謂的制冷機(jī)。第二部分是利用冷源的機(jī)械設(shè)備。主體本質(zhì)上是以各種型式出現(xiàn)的制冷循環(huán)中的蒸發(fā)器。例如，速凍機(jī)、冷風(fēng)機(jī)等，其中心就是蒸發(fā)器。因此，后者必需與前者配套才干發(fā)揚(yáng)作用。食品工廠機(jī)械與設(shè)備-——第十三章冷凍機(jī)械設(shè)備第一節(jié) 制冷概念與機(jī)械設(shè)備制冷是指利用物體相變或形狀變化產(chǎn)生冷效應(yīng)的過程。機(jī)械緊縮蒸發(fā)制冷前運(yùn)用最多。涉及一系列的設(shè)備安裝，這些設(shè)備安裝均按照制冷循環(huán)實(shí)際配置，以使制冷機(jī)系統(tǒng)獲得良好的制冷效果。一、制冷根本概念二、制冷系統(tǒng)構(gòu)成及主要設(shè)備三、制冷系統(tǒng)的附屬設(shè)備食品工廠機(jī)械與設(shè)備-——第十三章冷凍機(jī)械設(shè)備一、制冷根本概念現(xiàn)代食品工業(yè)中所運(yùn)用的冷源都是人工制冷得到的。根據(jù)制冷劑形狀變化，可以分為液化制冷、升華制冷和蒸發(fā)制冷三類。習(xí)慣上將利用緊縮機(jī)、冷凝器、膨脹閥和蒸發(fā)器等構(gòu)成的蒸發(fā)式制冷稱為機(jī)械制冷，而將其它的制冷方式稱為非機(jī)械制冷。食品工業(yè)中運(yùn)用最廣的是機(jī)械制冷系統(tǒng)，但非機(jī)械制冷方式也有一定的運(yùn)用?！惨弧硻C(jī)械緊縮制冷〔二〕非機(jī)械緊縮制冷食品工廠機(jī)械與設(shè)備-——第十三章冷凍機(jī)械設(shè)備〔一〕機(jī)械緊縮制冷機(jī)械緊縮制冷，即機(jī)械蒸氣緊縮制冷。它是一種以制冷劑為工質(zhì)，經(jīng)過緊縮機(jī)對制冷劑緊縮做功為補(bǔ)償，利用制冷劑形狀變化產(chǎn)生的吸熱和放熱效應(yīng)到達(dá)制冷目的的循環(huán)過程。如圖13.1所示，最根本的機(jī)械緊縮制冷系統(tǒng)由緊縮機(jī)、冷凝器、膨脹閥和蒸發(fā)器四部分組成。1．制冷循環(huán)4.制冷量與制冷系數(shù)2．單級緊縮制冷5．直接制冷與制冷劑3．雙級緊縮制冷6．間接制冷與載冷劑食品工廠機(jī)械與設(shè)備-——第十三章冷凍機(jī)械設(shè)備食品工廠機(jī)械與設(shè)備-——第十三章冷凍機(jī)械設(shè)備1．制冷循環(huán)制冷劑在機(jī)械緊縮制冷系統(tǒng)中的循環(huán)過程為：等熵過程等壓過程等焓過程等溫過程從蒸發(fā)器出來的低壓低溫蒸氣重新進(jìn)入緊縮機(jī)，如此完成一次制冷循環(huán)。這是最為簡單的蒸氣緊縮制冷循環(huán)。此制冷循環(huán)可以用壓焓圖或溫熵圖表示〔圖13.2〕。利用緊縮機(jī)對蒸氣進(jìn)展緊縮的方法使制冷劑得以反復(fù)利用。因此，這種制冷系統(tǒng)也稱為蒸氣緊縮式制冷系統(tǒng)。上述的四大部件是缺一不可的。但在實(shí)踐工業(yè)系統(tǒng)中，其部件要比上述的多。食品工廠機(jī)械與設(shè)備-——第十三章冷凍機(jī)械設(shè)備等熵過程制冷劑在機(jī)械緊縮制冷系統(tǒng)中的循環(huán)過程為：經(jīng)過蒸發(fā)器后，其低壓低溫蒸氣被緊縮機(jī)吸入，經(jīng)緊縮提高壓力以及溫度，成為高壓高溫的過熱蒸氣，此為等熵過程(圖13.1中1→2〕。食品工廠機(jī)械與設(shè)備-——第十三章冷凍機(jī)械設(shè)備等壓過程過熱蒸氣的溫度高于環(huán)境介質(zhì)〔水或空氣〕的溫度，此時的制冷劑蒸氣能在常溫下冷凝成液體形狀。因此，當(dāng)被排至冷凝器時，經(jīng)冷卻、冷凝成高壓的液態(tài)制冷劑，此階段為等壓過程，如圖13.1中2→3所示。食品工廠機(jī)械與設(shè)備-——第十三章冷凍機(jī)械設(shè)備等焓過程高壓液體經(jīng)過膨脹閥時，因節(jié)流作用而降壓，制冷劑液因沸騰蒸發(fā)吸熱，使其本身溫度下降，此為等焓過程，如圖13.1中3→4所示。食品工廠機(jī)械與設(shè)備-——第十三章冷凍機(jī)械設(shè)備等溫過程把這種低壓低溫的制冷劑引入蒸發(fā)器蒸發(fā)吸熱，使周圍空氣及物料溫度下降，此為等壓等溫過程，如圖13.1中4→1所示。食品工廠機(jī)械與設(shè)備-——第十三章冷凍機(jī)械設(shè)備食品工廠機(jī)械與設(shè)備-——第十三章冷凍機(jī)械設(shè)備2．單級緊縮制冷圖13.1所示制冷循環(huán)的問題抑制以上存在問題的實(shí)踐制冷循環(huán)系統(tǒng)分油器.貯氨器氨液分別器的作用食品工廠機(jī)械與設(shè)備-——第十三章冷凍機(jī)械設(shè)備分油器.貯氨器氨液分別器的作用圖13.3所示的實(shí)踐單級氨緊縮制冷系統(tǒng)，添加了分油器、貯氨器、氨液分別器等部件。這些部件可以保證制冷循環(huán)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。氨蒸氣中攜帶的霧滴由氨液分別器消除，保證了緊縮機(jī)正常任務(wù)；冷凝器之前的除油安裝，使得緊縮機(jī)光滑油不再進(jìn)入系統(tǒng)，從而提高了冷凝器和蒸發(fā)器的換熱效率；冷凝器之后需安裝一臺〔套〕貯液罐起兩方面的作用，一是保證系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，二是可以方便地為多處用冷場所提供制冷劑。食品工廠機(jī)械與設(shè)備-——第十三章冷凍機(jī)械設(shè)備圖13.1所示制冷循環(huán)的問題圖13.1所示的制冷循環(huán)是實(shí)際上的一種制冷循環(huán)。實(shí)踐上，這種循環(huán)的實(shí)現(xiàn)起來有許多實(shí)踐問題。例如，蒸發(fā)器中抽吸出來的制冷劑蒸氣常帶有霧滴，帶有霧滴的制冷劑蒸氣不能使緊縮機(jī)正常任務(wù)。又如，緊縮機(jī)中的光滑油會隨溫度升高而氣化進(jìn)入系統(tǒng)中，使得冷凝器和蒸發(fā)器的換熱效率大大降低。再如，由于沒有制冷劑的儲存設(shè)備，整個系統(tǒng)任務(wù)會變得不穩(wěn)定。食品工廠機(jī)械與設(shè)備-——第十三章冷凍機(jī)械設(shè)備圖13.3單級緊縮制冷循環(huán)圖貯氨罐緊縮機(jī)分油器氨液分別器膨脹閥總調(diào)理站冷凝器均壓管冷排(蒸發(fā)器)冷排(蒸發(fā)器)水1水放空氣放油放油423食品工廠機(jī)械與設(shè)備-——第十三章冷凍機(jī)械設(shè)備3．雙級緊縮制冷緊縮比與多級緊縮雙級緊縮概念雙級緊縮制冷循環(huán)中制冷劑的形狀變化食品工廠機(jī)械與設(shè)備-——第十三章冷凍機(jī)械設(shè)備雙級緊縮制冷循環(huán)中

制冷劑的形狀變化如圖13.5所示低溫低壓蒸氣的緊縮與冷卻高壓緊縮機(jī)緊縮的蒸氣高壓蒸氣的冷凝與分流食品工廠機(jī)械與設(shè)備-——第十三章冷凍機(jī)械設(shè)備高壓蒸氣的冷凝與分流中壓干飽和蒸氣在高壓段緊縮機(jī)中被緊縮到冷凝壓力的過熱蒸氣〔形狀點(diǎn)4〕，在冷凝器中等壓冷卻到干飽和蒸氣〔形狀點(diǎn)5)，并進(jìn)一步等壓冷凝成飽和液體〔形狀點(diǎn)6〕。然后分成兩路。一路便是上面所講的，經(jīng)膨脹閥節(jié)流降壓后的制冷劑〔形狀點(diǎn)9〕，進(jìn)入中間冷卻器。一路先在中間冷卻器的盤管內(nèi)進(jìn)展過冷，過冷后的制冷劑〔形狀點(diǎn)7〕再經(jīng)過膨脹閥節(jié)流降壓，節(jié)流降壓后的制冷劑〔形狀點(diǎn)8〕進(jìn)入蒸發(fā)器，蒸發(fā)吸熱，產(chǎn)生冷效應(yīng)。食品工廠機(jī)械與設(shè)備-——第十三章冷凍機(jī)械設(shè)備高壓緊縮機(jī)緊縮的蒸氣高壓緊縮段吸入如下干飽和蒸氣：①來自低壓緊縮段的已被冷卻的干飽和蒸氣〔即形狀點(diǎn)3〕；②來自高壓段飽和液體制冷劑〔形狀點(diǎn)6〕經(jīng)膨脹閥節(jié)流〔形狀點(diǎn)6→9〕降壓后，在冷卻低壓段排出而尚未被冷凝的過熱蒸氣的過程中所構(gòu)成的干飽和蒸氣〔形狀點(diǎn)3〕。食品工廠機(jī)械與設(shè)備-——第十三章冷凍機(jī)械設(shè)備低溫低壓蒸汽的緊縮與冷卻蒸發(fā)器中構(gòu)成的低壓、低溫制冷劑蒸氣〔形狀點(diǎn)1〕，被低壓級緊縮機(jī)吸入，經(jīng)絕熱緊縮至中間壓力的過熱蒸氣〔形狀點(diǎn)2〕而排出，進(jìn)入同一壓力的中間冷卻器，被冷卻至干飽和蒸氣〔形狀點(diǎn)3〕。食品工廠機(jī)械與設(shè)備-——第十三章冷凍機(jī)械設(shè)備食品工廠機(jī)械與設(shè)備-——第十三章冷凍機(jī)械設(shè)備雙級緊縮概念所謂雙級緊縮，是指在制冷循環(huán)的蒸發(fā)器與冷凝器之間設(shè)兩個緊縮機(jī)，并在兩緊縮機(jī)間再設(shè)一個中間冷卻器。普通而言，當(dāng)緊縮比大于8時，采用雙級緊縮較為經(jīng)濟(jì)合理。對氨緊縮機(jī)來說，當(dāng)蒸發(fā)溫度在-25℃以下時，或冷蒸氣壓強(qiáng)大于1.2MPa時，宜采用雙級緊縮制冷。雙級緊縮制冷循環(huán)的原理食品工廠機(jī)械與設(shè)備-——第十三章冷凍機(jī)械設(shè)備緊縮比與多級緊縮制冷循環(huán)假設(shè)以緊縮機(jī)和膨脹閥為界，可粗略地分成高壓、高溫暖低壓、低溫兩個區(qū)。高壓端壓強(qiáng)對低壓端壓強(qiáng)的比值稱為緊縮比。緊縮比由高溫端的冷凝溫度和低溫端蒸發(fā)溫度確定。蒸發(fā)溫度越低，緊縮比越高。高緊縮比情形下，假設(shè)采用單級緊縮，運(yùn)轉(zhuǎn)會有困難，這時可采用多級緊縮，以雙級緊縮較為常見。食品工廠機(jī)械與設(shè)備-——第十三章冷凍機(jī)械設(shè)備圖13.4雙級緊縮制冷循環(huán)圖冷凝器高壓緊縮機(jī)低壓緊縮機(jī)水蒸發(fā)器膨脹閥I膨脹閥II中間冷卻器水液面123456789食品工廠機(jī)械與設(shè)備-——第十三章冷凍機(jī)械設(shè)備4.制冷量與制冷系數(shù)制冷量制冷系數(shù)食品工廠機(jī)械與設(shè)備-——第十三章冷凍機(jī)械設(shè)備制冷量制冷量是指在一定的操作條件〔即一定的制冷劑蒸發(fā)溫度、冷凝溫度，過冷溫度〕下，單位時間制冷劑從被冷凍物取出的熱量，以Q表示之，單位為W。冷噸〔RT〕相當(dāng)于24h內(nèi)將1t0℃的水冷凍成同溫度冰所放出的熱量。制冷系統(tǒng)的制冷量Q0與單位制冷量〔qm，J/kg〕和制冷劑循環(huán)量G〔kg〕關(guān)系：Q0=Gqm(13-1)食品工廠機(jī)械與設(shè)備-——第十三章冷凍機(jī)械設(shè)備制冷系數(shù)制冷機(jī)〔或制冷系統(tǒng)〕為獲得一定的制冷量需求輸入一定的能量，即需求耗費(fèi)一定的功率。制冷量與輸入功率之比稱為制冷系數(shù)，制冷系數(shù)用ε來表示：〔13-2〕制冷系數(shù)表示制冷機(jī)產(chǎn)出的制冷量是所耗費(fèi)的功率的倍數(shù)，是衡量制冷機(jī)〔或制冷系統(tǒng)〕的重要技術(shù)經(jīng)濟(jì)目的。如制冷系數(shù)為3，即是說每耗費(fèi)1kW的能量可以獲得3kW(2580kcal/h〕的制冷量。食品工廠機(jī)械與設(shè)備-——第十三章冷凍機(jī)械設(shè)備5．直接制冷與制冷劑直接制冷〔或稱直接蒸發(fā)制冷〕制冷循環(huán)中，制冷劑吸熱的蒸發(fā)器直接與被冷物體或被冷物體周圍環(huán)境進(jìn)展換熱。直接制冷普通運(yùn)用于單臺供冷的冷凍設(shè)備，如速凍機(jī)、冰淇淋凝凍機(jī)、低溫冷庫和家用冰箱等。制冷劑或制冷工質(zhì)：制冷安裝中不斷循環(huán)流動以實(shí)現(xiàn)制冷的任務(wù)物質(zhì)，制冷劑經(jīng)過形狀變化實(shí)現(xiàn)熱量的傳輸，是人工制冷不可短少的物質(zhì)。制冷劑性質(zhì)與制冷安裝特性及操作條件有關(guān)。常見制冷劑有——氨、氟利昂等。制冷劑的選擇食品工廠機(jī)械與設(shè)備-——第十三章冷凍機(jī)械設(shè)備制冷劑的選擇選擇制冷劑主要從熱力學(xué)、物理化學(xué)、生理學(xué)及經(jīng)濟(jì)性和對環(huán)境影響等方面思索。特別需求留意的是其對環(huán)境的影響。氨不斷是工業(yè)制冷中運(yùn)用最廣的制冷劑之一，它較為平安和對環(huán)境無影響。以氟利昂為商品名的系列制冷劑也曾經(jīng)是主要的制冷劑。但由于大部分產(chǎn)品被證明對外層空間的臭氧層有破壞作用，以R11和R12等為代表的氟利昂系列制冷劑曾經(jīng)或即將被禁用。這是選用制冷機(jī)時所需求留意的，由于有些制冷系統(tǒng)只適用于某種或某類制冷劑。食品工廠機(jī)械與設(shè)備-——第十三章冷凍機(jī)械設(shè)備6．間接制冷與載冷劑食品工業(yè)中，需求進(jìn)展冷凍加工的場所往往較大或進(jìn)展冷凍作業(yè)的機(jī)器臺數(shù)較多，將制冷劑直接送往各處便不合算，因此專設(shè)制冷間，采用間接制冷過程以迎合這種需求。間接制冷〔或間接蒸發(fā)制冷〕——用廉價物質(zhì)作媒介載體實(shí)現(xiàn)制冷安裝與耗冷場所或機(jī)臺之間的熱交換。圖13.6間接制冷原理常用的載冷劑有空氣、水和鹽水及有機(jī)物水溶液等。載冷劑及選用食品工廠機(jī)械與設(shè)備-——第十三章冷凍機(jī)械設(shè)備載冷劑及選用常用的載冷劑有空氣、水和鹽水及有機(jī)物水溶液等。選擇載冷劑普通應(yīng)思索選冰點(diǎn)低、比熱容大、無金屬腐蝕性、化學(xué)上穩(wěn)定、價錢低及容易獲取等要素；作為食品工業(yè)用的載冷劑，往往還須具備無味、無臭、無色和無毒的條件。用空氣作載冷劑雖然有較多優(yōu)點(diǎn)，但由于它的比熱容小，而且作為氣態(tài)運(yùn)用它的對流換熱效果差，所以在食品冷藏中或冷凍加工中，是以直接與食品接觸方式運(yùn)用的。水雖然有比熱容大的優(yōu)點(diǎn)，但是它的冰點(diǎn)高，所以僅能用作制取0℃以上冷量的載冷劑。假設(shè)要制取低于0℃的冷量，那么可采用鹽水或有機(jī)溶液作為載冷劑。氯化鈉、氯化鈣及氯化鎂的水溶液，通常稱為冷凍鹽水。食品業(yè)中最廣泛運(yùn)用的冷凍鹽水是氯化鈉水溶液。有機(jī)溶液載冷劑中，最有代表性的兩種載冷劑是乙二醇和丙二醇的水溶液。食品工廠機(jī)械與設(shè)備-——第十三章冷凍機(jī)械設(shè)備圖13.6間接制冷原理緊縮機(jī)膨脹閥鹽水泵冷庫蒸發(fā)器冷凝器食品工廠機(jī)械與設(shè)備-——第十三章冷凍機(jī)械設(shè)備〔二〕非機(jī)械緊縮制冷除冷凍機(jī)進(jìn)展制冷外，尚可利用固體升華、固體融解與鹽溶解，液化氣體氣化等吸熱效應(yīng)進(jìn)展制冷的作業(yè)。1．融解和溶化制冷2．固體升華制冷3．液化氣體制冷食品工廠機(jī)械與設(shè)備-——第十三章冷凍機(jī)械設(shè)備1．融解和溶化制冷固體融解和溶解都可以利用來制造冷量。例如，1kg冰融解吸熱334.94kJ。冰鹽混合物稱為起寒劑。食鹽:碎冰=3:1時，最低溫度可降到-21℃左右。假設(shè)需求更低溫度，可運(yùn)用其它鹽類，如氯化鈣、氯化氨、硝酸鈉等與食鹽混合成復(fù)式混合物。食品工廠機(jī)械與設(shè)備-——第十三章冷凍機(jī)械設(shè)備2．固體升華制冷固體吸熱后直接變成氣體叫升華。“干冰〞(固態(tài)CO2)在0.1MPa下的升華溫度為-78.5℃，升華潛熱:573.59kJ/kg。吸收升華潛熱及升華后的低溫CO2(顯熱)均可用來冷凍食品。食品工廠機(jī)械與設(shè)備-——第十三章冷凍機(jī)械設(shè)備3．液化氣體制冷液化氣體制冷：利用低沸點(diǎn)液化氣體物質(zhì)直接與食品接觸，汲取食品熱量使其凍結(jié)，而本身氣化成氣體。液氮在大氣壓下，蒸發(fā)溫度為-196℃，氣化潛熱：119.3kJ/kg。氮?dú)獾谋葻崛轂?.0kJ/〔kg·K〕。每千克液氮蒸發(fā)后溫度升到0℃，共可吸收396kJ/kg的熱量，可使約1kg水分凍結(jié)成冰。食品工廠機(jī)械與設(shè)備-——第十三章冷凍機(jī)械設(shè)備二、制冷系統(tǒng)構(gòu)成及主要設(shè)備構(gòu)成蒸汽緊縮制冷系統(tǒng)的主要設(shè)備包括緊縮機(jī)、冷凝器、膨脹閥和蒸發(fā)器。這些設(shè)備各有多種方式。〔一〕緊縮機(jī)〔二〕膨脹閥〔三〕蒸發(fā)器〔四〕冷凝器食品工廠機(jī)械與設(shè)備-——第十三章冷凍機(jī)械設(shè)備〔一〕緊縮機(jī)制冷安裝中的中心設(shè)備，通常稱為制冷主機(jī)。有多種方式.1.活塞式緊縮機(jī)2.螺桿式緊縮機(jī)3.并聯(lián)緊縮機(jī)組食品工廠機(jī)械與設(shè)備-——第十三章冷凍機(jī)械設(shè)備并聯(lián)緊縮機(jī)組主要由安裝在公共機(jī)架的假設(shè)干臺一樣或不同型號的緊縮機(jī)組成。圖13.10所示為一種并聯(lián)螺桿緊縮機(jī)組。緊縮機(jī)共享吸排氣集管、冷凝器及貯液器等部件。它向整個制冷系統(tǒng)的各蒸發(fā)末端直接提供制冷劑，并由集中控制系統(tǒng)根據(jù)壓力、溫度參數(shù)控制各緊縮機(jī)開停。并聯(lián)緊縮機(jī)組特點(diǎn)并聯(lián)緊縮機(jī)組適用于冷藏庫群、超市島柜、展現(xiàn)柜，以及用冷單機(jī)分散、消費(fèi)負(fù)荷變化較大的食品加工企業(yè)。食品工廠機(jī)械與設(shè)備-——第十三章冷凍機(jī)械設(shè)備圖13.10并聯(lián)螺桿緊縮機(jī)組食品工廠機(jī)械與設(shè)備-——第十三章冷凍機(jī)械設(shè)備并聯(lián)緊縮機(jī)組特點(diǎn)〔1〕具有在堅(jiān)持系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定前提下的靈敏調(diào)理供冷量的功能。它可以根據(jù)季節(jié)、消費(fèi)需冷負(fù)荷等決議緊縮機(jī)開停的數(shù)量，從而使系統(tǒng)具有繼續(xù)的高效運(yùn)轉(zhuǎn)形狀。〔2〕可提高自動化程度，利用系統(tǒng)電控箱與電腦控制器相結(jié)合的方式，根本上可以作到無人操作或遠(yuǎn)程操作?！?〕節(jié)能，Rasmasson曾經(jīng)對同一套系統(tǒng)做過單機(jī)與并聯(lián)機(jī)組的對比實(shí)驗(yàn)，后者可節(jié)能18%。〔4〕降低設(shè)備本錢和安裝工程量，縮短工期，減小機(jī)房面積，綜合初投資可以降低20%左右。食品工廠機(jī)械與設(shè)備-——第十三章冷凍機(jī)械設(shè)備2.螺桿式緊縮機(jī)構(gòu)造與任務(wù)原理螺桿式緊縮機(jī)與活塞式制冷緊縮機(jī)相比，具有多方面的優(yōu)勢，如構(gòu)造簡單、體積小、輸氣系數(shù)大、排溫低、排氣脈動小、易損件少、檢修周期長、制冷量可調(diào)范圍大等。在大冷量領(lǐng)域中曾經(jīng)顯示出其優(yōu)越性，有取代活塞式制冷緊縮機(jī)的趨勢。食品工廠機(jī)械與設(shè)備-——第十三章冷凍機(jī)械設(shè)備構(gòu)造與任務(wù)原理構(gòu)造組成：陰、陽轉(zhuǎn)子，機(jī)體，軸承、軸封、平衡活塞及能量調(diào)理安裝等。原理是由陰、陽轉(zhuǎn)子螺桿的嚙合旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生容積變化，進(jìn)展氣體的緊縮。陰轉(zhuǎn)子的齒溝相當(dāng)于活塞缸，陽轉(zhuǎn)子相當(dāng)于活塞。陽轉(zhuǎn)子帶動陰轉(zhuǎn)子做回轉(zhuǎn)運(yùn)動，使陰陽轉(zhuǎn)子間的容積不斷變化，完成制冷劑蒸氣的吸入、緊縮、排出。食品工廠機(jī)械與設(shè)備-——第十三章冷凍機(jī)械設(shè)備1.活塞式緊縮機(jī)主要靠電機(jī)帶動連桿，連桿帶動活塞在氣缸內(nèi)作往復(fù)運(yùn)動不斷吸氣、緊縮、排氣，完成緊縮過程?；钊骄o縮機(jī)分類半封鎖活塞式緊縮機(jī)開啟活塞式緊縮機(jī)食品工廠機(jī)械與設(shè)備-——第十三章冷凍機(jī)械設(shè)備開啟活塞式緊縮機(jī)構(gòu)造如圖13.8所示，其緊縮部分與電機(jī)部分分開，各自成一獨(dú)立體，驅(qū)動電動機(jī)與緊縮部分靠聯(lián)軸器或皮帶銜接。這種緊縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時有振動、噪聲較大。開啟活塞式緊縮機(jī)制取冷量范圍廣，大多用于大型冷庫和食品廠等。食品工廠機(jī)械與設(shè)備-——第十三章冷凍機(jī)械設(shè)備食品工廠機(jī)械與設(shè)備-——第十三章冷凍機(jī)械設(shè)備半封鎖活塞式緊縮機(jī)半封鎖活塞式緊縮機(jī)的電動機(jī)與緊縮部件封鎖在一個機(jī)殼內(nèi)，機(jī)殼部分靠螺栓銜接，可拆啟。圖13.7所示為一種半封鎖活塞式緊縮機(jī)。半封鎖式制冷緊縮，功率范圍比全封鎖活塞式緊縮機(jī)大，多用于冷柜、冷庫、冷水機(jī)組中。食品工廠機(jī)械與設(shè)備-——第十三章冷凍機(jī)械設(shè)備活塞式緊縮機(jī)分類按氣缸數(shù)分類，有單缸、雙缸和多缸緊縮機(jī)。按緊縮部分與驅(qū)動電動機(jī)組合方式分為全封鎖式、半封鎖式和開啟式緊縮機(jī)。按緊縮級數(shù)又可分為單級〔可制取-40℃以上溫度〕、雙級〔可制取-70℃以上溫度〕和三級緊縮機(jī)〔可制取-110℃以上溫度〕。食品工廠機(jī)械與設(shè)備-——第十三章冷凍機(jī)械設(shè)備〔二〕膨脹閥1．手動膨脹閥2．自動浮球閥(低壓浮球閥、自動高壓浮球閥)3．自動膨脹閥4．熱力膨脹閥5．電子膨脹閥食品工廠機(jī)械與設(shè)備-——第十三章冷凍機(jī)械設(shè)備此膨脹閥經(jīng)過步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動的閥桿升降，帶動陶瓷閥芯塊的上下滑動而改動閥芯孔與密封圈圓孔相交面積大小，從而對經(jīng)過此閥的制冷劑產(chǎn)生調(diào)理作用。食品工廠機(jī)械與設(shè)備-——第十三章冷凍機(jī)械設(shè)備5．電子膨脹閥是一類由電壓或電流控制驅(qū)動開啟度的膨脹閥，可運(yùn)用于不同規(guī)模自動控制的制冷系統(tǒng)。提供應(yīng)電子膨脹閥的電信號的大小，普統(tǒng)統(tǒng)過壓力或溫度傳感器的反響信號經(jīng)過適當(dāng)方式轉(zhuǎn)換而成。分類圖13.16陶瓷閥芯電子膨脹閥食品工廠機(jī)械與設(shè)備-——第十三章冷凍機(jī)械設(shè)備分類按驅(qū)動方式：電磁式：經(jīng)過調(diào)理電磁線圈電壓使閥桿發(fā)生直線位移，從而控制膨脹閥閥芯的開啟度。電動式：經(jīng)過電機(jī)的轉(zhuǎn)動使閥桿發(fā)生位移。按閥體的節(jié)流構(gòu)造：針閥式、滑閥式等。食品工廠機(jī)械與設(shè)備-——第十三章冷凍機(jī)械設(shè)備4．熱力膨脹閥可自動調(diào)理液體流量。由調(diào)理閥、感溫包，毛細(xì)管構(gòu)成。感溫包用于感測分開蒸發(fā)器的過熱氣體溫度。較高的感溫包溫度使得包內(nèi)流體〔一種制冷劑〕的壓強(qiáng)升高，再經(jīng)過恒溫管(毛細(xì)管)傳送到波紋管和薄膜室，使膨脹閥開啟從而使更多的液體制冷劑流過。這種閥是制冷工業(yè)中運(yùn)用最普遍的一種節(jié)流安裝。食品工廠機(jī)械與設(shè)備-——第十三章冷凍機(jī)械設(shè)備3．自動膨脹閥能使蒸發(fā)器維持恒定的壓強(qiáng)。原理：當(dāng)蒸發(fā)器壓強(qiáng)升高使得薄膜抑制彈簧壓力而上升，從而將閥封鎖；當(dāng)蒸發(fā)器的壓強(qiáng)下降時，閥翻開。適用于要求維持恒定制冷負(fù)荷和恒定蒸發(fā)溫度的場所，如家用冰箱。食品工廠機(jī)械與設(shè)備-——第十三章冷凍機(jī)械設(shè)備自動高壓浮球閥浮球浸沒在高壓制冷液中〔圖13.13〕。隨著熱制冷氣體在冷凝器中冷凝成液體，室內(nèi)的制冷劑液位上升。浮球也隨之上浮并將節(jié)流孔翻開，使制冷液流入蒸發(fā)器。食品工廠機(jī)械與設(shè)備-——第十三章冷凍機(jī)械設(shè)備自動低壓浮球閥構(gòu)造如圖13.12所示，用于滿溢式蒸發(fā)器。浮球位于系統(tǒng)的低壓側(cè)。隨著較多制冷劑的蒸發(fā)，浮球會下降從而翻開節(jié)流孔，讓更多的制冷液由高壓側(cè)進(jìn)入低壓側(cè)。節(jié)流孔隨浮球的上升而封鎖。這種膨脹閥簡單、運(yùn)動穩(wěn)定、有很好的控制性能。食品工廠機(jī)械與設(shè)備-——第十三章冷凍機(jī)械設(shè)備1．手動膨脹閥手動膨脹閥是一種針閥〔圖13.11〕。根據(jù)蒸發(fā)器熱負(fù)荷的變化，手動旋轉(zhuǎn)調(diào)理?xiàng)U，可調(diào)整膨脹閥的開度，使其緩慢地增大或減小。手動膨脹閥正在被自動膨脹閥所取代，只在氨制冷系統(tǒng)中仍在運(yùn)用。在氟制冷系統(tǒng)中，手動膨脹閥作為備用閥，常與熱力膨脹閥組合，僅供維修時運(yùn)用。食品工廠機(jī)械與設(shè)備-——第十三章冷凍機(jī)械設(shè)備〔三〕蒸發(fā)器是制冷系統(tǒng)中的熱交換部件之一，節(jié)流后的低溫低壓液體制冷劑在蒸發(fā)器管路內(nèi)蒸發(fā)吸熱，到達(dá)制冷降溫的目的。按被冷卻介質(zhì)類型蒸發(fā)器分兩大類：1.冷卻液體蒸發(fā)器2.冷卻空氣蒸發(fā)器〔1〕自然對流蒸發(fā)器〔2〕強(qiáng)迫對流蒸發(fā)器食品工廠機(jī)械與設(shè)備-——第十三章冷凍機(jī)械設(shè)備(2)強(qiáng)迫對流蒸發(fā)器對于用冷的場所〔如冷庫和速凍設(shè)備〕，通常稱為冷風(fēng)機(jī)〔但有的冷風(fēng)機(jī)也用載冷劑作間接冷源〕。構(gòu)造原理如圖13.22所示食品工廠機(jī)械與設(shè)備-——第十三章冷凍機(jī)械設(shè)備強(qiáng)迫空氣對流式蒸發(fā)器的構(gòu)造原理空氣在風(fēng)機(jī)的作用下流過蒸發(fā)器，與盤管內(nèi)的制冷劑進(jìn)展熱換。它由數(shù)排盤管組成，普通選用銅管或在銅管外套纏翅片。為使制冷劑液體能均勻分配給各管路進(jìn)口，常在冷凝器與毛細(xì)管接口處裝有分液器。氨、氟制冷系統(tǒng)均可采用這種蒸發(fā)器，氟制冷系統(tǒng)用強(qiáng)迫對流式蒸發(fā)器的構(gòu)造緊湊而管路細(xì)，氨制冷系統(tǒng)用強(qiáng)迫對流式蒸發(fā)器外形大、管路粗。食品工廠機(jī)械與設(shè)備-——第十三章冷凍機(jī)械設(shè)備食品工廠機(jī)械與設(shè)備-——第十三章冷凍機(jī)械設(shè)備〔1〕自然對流蒸發(fā)器裝在冷庫的自然對流蒸發(fā)器普通稱為庫房冷卻排管〔蒸發(fā)器的一種〕，安裝在近墻處，稱墻排管；安裝在頂棚處，稱頂棚排管；用架子平放者，稱擱架排管。庫房常用的冷卻排管〔冷排管〕，按管子的銜接方法，可分為立管式及盤管式。冷排管按冷卻外表方式，分為光滑管及翅片管兩大類。食品工廠機(jī)械與設(shè)備-——第十三章冷凍機(jī)械設(shè)備立管式蒸發(fā)器常見于氨制冷系統(tǒng)，普通用無縫鋼控制造。氨液從下橫管的中部進(jìn)入，均勻地分布到每根蒸發(fā)立管中。各立管中液面高度一樣，汽化后的氨蒸氣由上橫管的中部排出。制冷劑汽化后，氣體易于排出，從而保證了蒸發(fā)器有效傳熱效果，減少了過熱區(qū)。但是，當(dāng)蒸發(fā)器較高時，因液柱的靜壓力作用，下部制冷劑壓力較大，蒸發(fā)溫度高，蒸發(fā)溫度較低時的制冷效果較差。食品工廠機(jī)械與設(shè)備-——第十三章冷凍機(jī)械設(shè)備(蛇形)盤管式蒸發(fā)器多采用無縫鋼控制成，橫臥蒸發(fā)盤管或翅片盤管經(jīng)過U形管卡固定在豎立的角鋼支架上，氣流經(jīng)過自然對流進(jìn)展降溫。這種蒸發(fā)器構(gòu)造簡單、制造容易、充氨量小，但排管內(nèi)的制冷氣體需求經(jīng)過冷卻排管的全部長度后才干排出，而且空氣流量小、制冷效率低。食品工廠機(jī)械與設(shè)備-——第十三章冷凍機(jī)械設(shè)備1．冷卻液體蒸發(fā)器〔1〕立管式蒸發(fā)器：構(gòu)造、特點(diǎn)〔2〕臥式殼管蒸發(fā)器：構(gòu)造；分制冷劑在管內(nèi)流動和管外流動兩種類型，前者適用于氟制冷系統(tǒng)，而后者適用于氨制冷機(jī)。食品工廠機(jī)械與設(shè)備-——第十三章冷凍機(jī)械設(shè)備筒體由鋼板焊成，兩端各焊有管板，兩管板之間焊接或脹接許多根程度傳熱管，管板外面兩端各裝有帶分水槽的端蓋。經(jīng)過分水槽的端蓋將程度管束分成幾個管組，使冷凍水經(jīng)端蓋下部進(jìn)水管進(jìn)入蒸發(fā)器，并沿著各管組做自下而上的反復(fù)流動，將熱量傳給水管外部液體制冷劑使其氣化。被冷卻后的水從端蓋上部出水管流出，冷卻水在管內(nèi)流動速度為1~2m/s。食品工廠機(jī)械與設(shè)備-——第十三章冷凍機(jī)械設(shè)備特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：便于察看、運(yùn)轉(zhuǎn)和檢修。缺陷：如用鹽水作冷凍水時，與大氣接觸吸收空氣中的水分，鹽水的濃度易降低，而且系統(tǒng)易被迅速腐蝕。立管式蒸發(fā)器屬于敞開式設(shè)備，適用于冷藏庫制冰等。食品工廠機(jī)械與設(shè)備-——第十三章冷凍機(jī)械設(shè)備食品工廠機(jī)械與設(shè)備-——第十三章冷凍機(jī)械設(shè)備圖13.18立管中制冷劑循環(huán)道路食品工廠機(jī)械與設(shè)備-——第十三章冷凍機(jī)械設(shè)備〔四〕冷凝器1．水冷式冷凝器2．風(fēng)冷式冷凝器3．蒸發(fā)式冷疑器食品工廠機(jī)械與設(shè)備-——第十三章冷凍機(jī)械設(shè)備3．蒸發(fā)式冷疑器構(gòu)造：見圖13.26。原理：水和空氣都可作為冷卻介質(zhì)，以排除氨冷凝時釋放的熱量。兩種冷卻介質(zhì)同時運(yùn)用，水冷卻以噴淋方式進(jìn)展，而空氣流動有助于水在冷卻管外表汽化，并將汽化后的蒸汽帶走，對關(guān)鍵的冷凝壁外側(cè)，構(gòu)成了一種伴有相變對流換熱機(jī)制的強(qiáng)化作用，故名之為蒸發(fā)式冷凝器。評價：目前較理想的一種冷凝器。食品工廠機(jī)械與設(shè)備-——第十三章冷凍機(jī)械設(shè)備食品工廠機(jī)械與設(shè)備-——第十三章冷凍機(jī)械設(shè)備2．風(fēng)冷式冷凝器利用常溫空氣作為冷卻介質(zhì)的冷凝器稱為風(fēng)冷式冷凝器。風(fēng)冷式冷凝器又分為自然對流式和強(qiáng)迫對流式兩種：前者適用于制冷量很小的制冷安裝，后者適用于中小型制冷設(shè)備。強(qiáng)迫風(fēng)冷式冷凝器的構(gòu)造與冷風(fēng)機(jī)的構(gòu)造類似，主要由翅片式換熱器與風(fēng)機(jī)組合而成。圖13.25所示為一種風(fēng)冷式冷凝器機(jī)組的外型圖。食品工廠機(jī)械與設(shè)備-——第十三章冷凍機(jī)械設(shè)備食品工廠機(jī)械與設(shè)備-——第十三章冷凍機(jī)械設(shè)備1．水冷式冷凝器是一種用水作為冷卻介質(zhì)的熱交換器，冷卻水普通為循環(huán)水，需求配有冷卻水塔或冷卻水池。構(gòu)外型式主要有：立式殼管冷凝器——構(gòu)造原理；特點(diǎn)與運(yùn)用臥式殼管冷凝器——構(gòu)造原理；特點(diǎn)與運(yùn)用食品工廠機(jī)械與設(shè)備-——第十三章冷凍機(jī)械設(shè)備特點(diǎn)與運(yùn)用優(yōu)點(diǎn)：傳熱系數(shù)高，冷卻水耗用量較少，反復(fù)流動的水路長，進(jìn)出水溫差大〔普通為4~6℃〕。缺陷：但制冷劑走漏時不易發(fā)現(xiàn)，清洗冷凝器污垢時需求停頓制冷緊縮機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)。運(yùn)用：適用于水溫較低，水質(zhì)較好的條件。常用于中型及大型的氟利昂制冷機(jī)組中，便于制冷自動化。食品工廠機(jī)械與設(shè)備-——第十三章冷凍機(jī)械設(shè)備高溫高壓制冷劑氣體由管殼頂部進(jìn)氣管進(jìn)入殼體內(nèi)的冷卻水管的空隙間，遇冷后的制冷蒸氣便結(jié)成液滴下落到殼體的底部，由殼體底部的出液管流出。冷卻水由水泵供送，從端蓋下部進(jìn)水管流入冷凝器。經(jīng)過端蓋內(nèi)的分水槽，使冷卻水在筒內(nèi)分成數(shù)個流程，自下而上在冷卻水管內(nèi)按順序反復(fù)流動，最后由端蓋上部的出水管流出。端蓋頂部的放氣旋塞用于供水時排出存積其內(nèi)的空氣。下部的放水閥用于冷凝器在冬季停頓運(yùn)用時積水的放出，以防冷卻水管凍裂。食品工廠機(jī)械與設(shè)備-——第十三章冷凍機(jī)械設(shè)備特點(diǎn)與運(yùn)用優(yōu)點(diǎn)：冷卻水流量大、流速高，制冷劑蒸氣與凝結(jié)在換熱管上的液體制冷劑流向垂直，可以有效地沖刷鋼管外外表，不會在管外外表構(gòu)成較厚的液膜，傳熱效率高，因無凍結(jié)危害，故可安裝在室外；冷卻水自上而下直通流動，便于去除鐵銹和污垢，對運(yùn)用的冷卻水質(zhì)要求不高，清洗時不用停頓制冷系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)。缺陷：冷卻水用量大，體型較笨重。這種冷凝器傳熱管的高度在4~5m之間，冷卻水溫升為2~4℃。運(yùn)用：目前大中型氨制冷系統(tǒng)采用這種冷凝器較多。食品工廠機(jī)械與設(shè)備-——第十三章冷凍機(jī)械設(shè)備構(gòu)造如圖13.23所示。原理：制冷劑蒸氣從上部的進(jìn)氣管進(jìn)入冷凝器的殼體內(nèi)，在換熱管外表凝結(jié)成液體。冷凝后的液體制冷劑沿著管壁外外表下流，積于冷凝器底部，從出液管流出。食品工廠機(jī)械與設(shè)備-——第十三章冷凍機(jī)械設(shè)備三、制冷系統(tǒng)的附屬設(shè)備〔一〕油分別器〔二〕高壓貯液桶〔三〕氣液分別器〔四〕空氣分別器〔五〕中間冷卻器〔六〕冷卻水系統(tǒng)〔七〕除霜系統(tǒng)在制冷循環(huán)過程中，制冷劑要經(jīng)過物態(tài)的變化，還要經(jīng)過壓力、速度、密度、溫度等物理參數(shù)的變化。為了保證制冷液均勻地進(jìn)入蒸發(fā)器，而制冷劑蒸氣又能及時的被緊縮機(jī)抽走。同時，在緊縮后，高壓制冷劑蒸氣又不可防止地要從緊縮機(jī)中帶出一些光滑油。整個制冷系統(tǒng)中，也會因結(jié)合處不夠嚴(yán)密，而滲入一些空氣。制冷劑及光滑油在高壓高溫下，也會有少量的分解。為改善制冷機(jī)任務(wù)條件，保證良好的制冷效果，延伸制冷機(jī)運(yùn)用壽命，制冷機(jī)除四大主件〔緊縮機(jī)、冷凝器、膨脹閥、蒸發(fā)器〕外，還必需有其它的安裝和設(shè)備，這些安裝和設(shè)備統(tǒng)稱為制冷機(jī)的附屬設(shè)備。食品工廠機(jī)械與設(shè)備-——第十三章冷凍機(jī)械設(shè)備〔一〕油分別器油分別器也稱為分油器。它的作用是分別緊縮后制冷劑氣體中所帶出的光滑油，保證油不進(jìn)入冷凝器，假設(shè)油進(jìn)入冷凝器后，其壁面被油污染后會使傳熱系數(shù)大大降低。方式：洗滌式、填料式、離心式和過濾式等。用于氨制冷系統(tǒng)的洗滌式油分別器食品工廠機(jī)械與設(shè)備-——第十三章冷凍機(jī)械設(shè)備用于氨制冷系統(tǒng)的洗滌式油分別器它由鋼制圓柱殼體封頭焊接而成，其上有氨氣進(jìn)出口、放油口和氨液進(jìn)口。氨氣中光滑油的分別，是依托降低氣流速度和改動運(yùn)動方向以及降低溫度來到達(dá)的。在忽然改動流動速度和方向時，下落到油分別器的底部。這種油分別器能將氨氣中95％以上的光滑油分別出來。食品工廠機(jī)械與設(shè)備-——第十三章冷凍機(jī)械設(shè)備〔二〕高壓貯液器高壓貯液器也稱高壓貯液桶。高壓貯液桶的作用貯液桶常與冷凝器安裝在一同，可以儲存從冷凝器來的高壓液體。小型制冷系統(tǒng)，往往不裝貯液器，而是利用冷凝器來調(diào)理和儲存制冷劑。氨制冷系統(tǒng)常用的臥式貯氨器，是一個由柱形鋼板殼體及封頭焊接而成的壓力容器。其上有氨液進(jìn)出口、均壓管、平安閥、放空氣、放油等接頭及液位計等。最高任務(wù)壓力為2MPa。食品工廠機(jī)械與設(shè)備-——第十三章冷凍機(jī)械設(shè)備高壓貯液桶的作用儲存和供應(yīng)制冷系統(tǒng)內(nèi)的液體制冷劑，以便工況變化時能補(bǔ)償和調(diào)劑液體制冷劑的量，是保證緊縮機(jī)和制冷系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的必需設(shè)備；在檢修制冷系統(tǒng)時，可將系統(tǒng)中的制冷劑搜集在貯液器中，以防止將制冷劑排入大氣呵斥浪費(fèi)和環(huán)境污染。食品工廠機(jī)械與設(shè)備-——第十三章冷凍機(jī)械設(shè)備食品工廠機(jī)械與設(shè)備-——第十三章冷凍機(jī)械設(shè)備〔三〕氣液分別器位置：膨脹閥之后，在蒸發(fā)器與緊縮機(jī)之間。作用：〔1〕分別蒸發(fā)器出來制冷劑蒸氣，保證緊縮機(jī)任務(wù)是干沖程，即進(jìn)入緊縮機(jī)的是干飽和蒸氣，防止制冷劑液進(jìn)入緊縮機(jī)產(chǎn)生液壓沖擊呵斥事故；〔2〕分別自膨脹閥進(jìn)入蒸發(fā)器的制冷劑中的氣體，使進(jìn)入蒸發(fā)器的液體中無氣體存在，提高蒸發(fā)器的傳熱效果。氣液分別器是低壓容器，為蒸發(fā)器提供重力〔見圖13.53〕或循環(huán)供送〔見圖13.54〕的制冷液，因此氣液分別器有時也稱為低液貯液器。食品工廠機(jī)械與設(shè)備-——第十三章冷凍機(jī)械設(shè)備圖13.53重力供液的庫房管路圖1333333333334號庫3號庫1號庫2號庫至緊縮機(jī)自貯氨器來2氨液分別器；調(diào)理站；庫房冷卻排管食品工廠機(jī)械與設(shè)備-——第十三章冷凍機(jī)械設(shè)備〔四〕空氣分別器空氣來源：初次加制冷劑前少量空氣留在設(shè)備中；由于操作不慎，使低壓管路壓力過低，系統(tǒng)不夠嚴(yán)密等。緊縮機(jī)排氣溫度過高時，有部分光滑油或制冷劑分解成不能在冷凝器中液化的氣體。空氣對系統(tǒng)的危害：不易液化的氣體，往往聚集在冷凝器、高壓貯液器等設(shè)備內(nèi)，這將降低冷凝器的傳熱系數(shù)，引起冷凝壓力升高，添加緊縮機(jī)任務(wù)的耗電量。所以，需求用空氣分別器來分別、排除冷凝器中不能液化的氣體，以保證制冷系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。食品工廠機(jī)械與設(shè)備-——第十三章冷凍機(jī)械設(shè)備由立式帶蛇形盤管的鋼制殼體，上下封頭焊接。上有氨氣進(jìn)出口，氨液進(jìn)出口，遠(yuǎn)間隔液面指示器，壓力表和平安閥等接頭。氨氣進(jìn)入管位于容器中央并伸入氨的液面以下。來自低壓緊縮機(jī)的中壓氨過熱蒸氣，經(jīng)過氨液的洗滌而迅速被冷卻。液面的高低由浮球閥維持。氨氣進(jìn)入管上焊有傘形擋板兩塊，用以分別通向高壓緊縮機(jī)氨蒸氣中夾帶的氨液和光滑油。食品工廠機(jī)械與設(shè)備-——第十三章冷凍機(jī)械設(shè)備〔五〕中間冷卻器運(yùn)用：雙級〔或多級〕緊縮制冷系統(tǒng)中，冷卻低壓緊縮機(jī)的中壓過熱蒸氣。常用的中間冷卻器方式為提高制冷效果，將高壓氨液經(jīng)過中間冷卻器下部的冷卻盤管獲得過冷。過冷氨液節(jié)流后的液體成分增大，蒸氣成分減少，使循環(huán)中氨的單位制冷量增大。食品工廠機(jī)械與設(shè)備-——第十三章冷凍機(jī)械設(shè)備〔六〕冷卻水系統(tǒng)制冷系統(tǒng)運(yùn)用冷卻水的場所冷卻水的來源與供水方式食品工廠機(jī)械與設(shè)備-——第十三章冷凍機(jī)械設(shè)備水源與供水方式冷卻水源：地面水〔河水、湖水、海水〕、地下水和自來水。水溫取決于水源的溫度和當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件。冷卻水溫低，可以降低冷凝壓力，降低能耗，提高制冷量。為保證制冷系統(tǒng)冷凝壓力不超越制冷緊縮機(jī)的允許任務(wù)條件，冷卻水溫普通不宜超越32℃。供水方式：直流式、混合式和循環(huán)式三種。食品工廠機(jī)械與設(shè)備-——第十三章冷凍機(jī)械設(shè)備直流式普通用于小型制冷系統(tǒng)，或水源相當(dāng)富余的地方，如接近海邊或江河旁。普通不宜用自來水作為直流式冷卻的水源。食品工廠機(jī)械與設(shè)備-——第十三章冷凍機(jī)械設(shè)備混合式混合式冷卻系統(tǒng)部分采用水源供水，部分采用循環(huán)水，混合在一同供冷卻系統(tǒng)運(yùn)用。食品工廠機(jī)械與設(shè)備-——第十三章冷凍機(jī)械設(shè)備循環(huán)式冷卻水循環(huán)運(yùn)用。冷卻水經(jīng)冷凝器等進(jìn)展熱交換后升溫，再在大氣中利用蒸發(fā)吸熱的原理對它進(jìn)展冷卻。蒸發(fā)冷卻安裝：噴水池；冷卻塔。典型的循環(huán)式冷卻水系統(tǒng)食品工廠機(jī)械與設(shè)備-——第十三章冷凍機(jī)械設(shè)備典型的循環(huán)式冷卻水系統(tǒng)如圖13.30所示。冷卻塔普通安裝在冷凍車間的房頂上，或另筑混凝土框架支座。冷卻器置于水池上方。水池普通設(shè)在地下，容積大小根據(jù)總的循環(huán)水量來確定，普通取冷卻水循環(huán)水量的10min流量來計算，還要思索水面離水池頂面應(yīng)堅(jiān)持200~300mm的間隔，和水泵吸水管不能吸走的容積。循環(huán)水泵的流量應(yīng)根據(jù)冷凝器的熱負(fù)荷和水溫來計算確定，泵的揚(yáng)程按冷卻塔的高度和管道阻力損失來選用。食品工廠機(jī)械與設(shè)備-——第十三章冷凍機(jī)械設(shè)備食品工廠機(jī)械與設(shè)備-——第十三章冷凍機(jī)械設(shè)備冷卻塔工業(yè)用的大型制冷系統(tǒng)的冷卻水多采用冷卻塔降溫。自然通風(fēng)和機(jī)械通風(fēng)式(常用)兩類。定型機(jī)械通風(fēng)式冷卻塔大多采用玻璃鋼作外殼，又稱為玻璃鋼冷卻塔。按冷卻的溫差，可分低溫差〔5℃左右〕和中溫差〔10℃左右〕兩種，蒸汽緊縮式制冷系統(tǒng)中用低溫差冷卻塔已足夠了。冷卻塔降溫與耗水量食品工廠機(jī)械與設(shè)備-——第十三章冷凍機(jī)械設(shè)備冷卻塔降溫與耗水量降溫：實(shí)際上可以把水冷卻到空氣的濕球溫度,實(shí)踐上要比濕球溫度高3.5~5℃。耗水量：把水冷卻5℃蒸發(fā)的水量不到被冷卻水量的1％。但是，由于霧沫夾帶和滴漏損失，冷卻塔補(bǔ)充的水量約為冷卻水量的4％~10％。低溫差玻璃鋼冷卻塔銘牌上的水量普通是指在濕球溫度28℃、進(jìn)水溫度37℃、冷卻溫差5℃時的冷卻水量。實(shí)踐冷卻水量將隨工況變化而變化。當(dāng)濕球溫度降低、或進(jìn)塔水溫升高、或冷卻溫差減小時，冷卻塔冷卻的水量將添加。食品工廠機(jī)械與設(shè)備-——第十三章冷凍機(jī)械設(shè)備噴水池噴水池中設(shè)許多噴嘴，將水噴入空中蒸發(fā)冷卻。噴水池構(gòu)造很簡單，但冷卻效果欠佳，且占地面積大。普通1m2水池面積可冷卻的水量為0.3~1.2t/h。當(dāng)空氣的濕度大時，蒸發(fā)水量較少，那么冷卻效果較差。適用于氣候比較枯燥的地域和小型制冷場所。食品工廠機(jī)械與設(shè)備-——第十三章冷凍機(jī)械設(shè)備制冷系統(tǒng)運(yùn)用冷卻水的場所工業(yè)規(guī)模的氨制冷系統(tǒng)冷卻水用量相當(dāng)大，例如，一臺500kW的制冷機(jī)組，每小時至少要耗費(fèi)100t的冷卻水。制冷系統(tǒng)的涼水主要用于冷凝器的冷卻，其次為緊縮機(jī)的夾套冷卻。食品工廠機(jī)械與設(shè)備-——第十三章冷凍機(jī)械設(shè)備〔七〕除霜系統(tǒng)為什么要除霜?蒸發(fā)器除霜方法熱氨除霜法食品工廠機(jī)械與設(shè)備-——第十三章冷凍機(jī)械設(shè)備熱氨除霜法利用緊縮機(jī)排出的高壓高溫氣體引入蒸發(fā)器內(nèi)，提高蒸發(fā)器內(nèi)的溫度，以到達(dá)使冰融化的目的。重力供氨制冷系統(tǒng)中的熱氨除霜系統(tǒng)操作時應(yīng)留意，對殼管式蒸發(fā)器除霜時，以提高系統(tǒng)溫度，脫離冷媒的冰點(diǎn)即可，不可過度通入熱氨氣，否那么壓力能夠過高，超出容器允許的承壓值，不平安。食品工廠機(jī)械與設(shè)備-——第十三章冷凍機(jī)械設(shè)備重力供氨制冷系統(tǒng)中的熱氨除霜系統(tǒng)正常任務(wù)時，凡有能夠使熱氨進(jìn)入系統(tǒng)的閥門處于封鎖形狀(如閥6閥7)。需求除霜時，封鎖原正常供氨的閥門閥4、閥5，開啟閥6、閥7，使熱氨氣經(jīng)閥7到蒸發(fā)器，由于熱氨壓力高，靠壓差將液氨經(jīng)閥6流回貯氨罐。食品工廠機(jī)械與設(shè)備-——第十三章冷凍機(jī)械設(shè)備蒸發(fā)器除霜方法對空氣冷卻用的蒸發(fā)器可采用人工掃霜、中止制冷循環(huán)除霜、水沖霜、電熱除霜等方法。對于大型的殼管式蒸發(fā)器，霜凍發(fā)生在管內(nèi)，因此，不能采用上述方法，而應(yīng)選用熱氨除霜法。食品工廠機(jī)械與設(shè)備-——第十三章冷凍機(jī)械設(shè)備為什么要除霜?空氣冷卻用的蒸發(fā)器，當(dāng)蒸發(fā)外表低于0℃，且空氣濕度大時，外表就會結(jié)霜。霜層導(dǎo)熱性很低，影響傳熱，當(dāng)霜層逐漸加厚時將堵塞通道，無法進(jìn)展正常的制冷。所以，須定期對蒸發(fā)器進(jìn)展除霜。啤酒廠或某些食品廠需求制造大量的4℃以下的“冰水〞，采用的是殼管式蒸發(fā)器，蒸發(fā)溫度在-5~-4℃，假設(shè)操作失誤，就能夠使列管凍結(jié)，無法任務(wù)。在這些場所都需求設(shè)計除霜的安裝。食品工廠機(jī)械與設(shè)備-——第十三章冷凍機(jī)械設(shè)備第二節(jié) 食品冷凍冷卻設(shè)備食品的凍結(jié)有多種方法，食品工業(yè)中常用的凍結(jié)方法有空氣凍結(jié)法、間接接觸凍結(jié)法和直接接觸凍結(jié)法。每種方法又包含多種方式的凍結(jié)安裝。見表13-1。一、空氣凍結(jié)法冷凍設(shè)備二、間接接觸式凍結(jié)設(shè)備三、直接接觸凍結(jié)安裝四、冷水機(jī)五、真空冷卻設(shè)備食品工廠機(jī)械與設(shè)備-——第十三章冷凍機(jī)械設(shè)備表13-1食品凍結(jié)方法與安裝方式凍結(jié)方法裝置形式空氣凍結(jié)法隧道式：推車式、傳送帶式、吊籃式、推盤式、螺旋式。流態(tài)化式：斜槽式、一段帶式、兩段帶式、往復(fù)振動式間接接觸式臥式平板式、立式平板式、回轉(zhuǎn)式、鋼帶式直接接觸式載冷劑接觸凍結(jié)裝置、低溫液體凍結(jié)裝置、液氮凍結(jié)裝置、液態(tài)CO2凍結(jié)裝置食品工廠機(jī)械與設(shè)備-——第十三章冷凍機(jī)械設(shè)備一、空氣凍結(jié)法冷凍設(shè)備空氣凍結(jié)法，又稱鼓風(fēng)凍結(jié)法。在凍結(jié)過程中，冷空氣以強(qiáng)迫或自然對流的方式與食品換熱。由于空氣的導(dǎo)熱性較差，與食品間的傳熱系數(shù)小，故所需的凍結(jié)時間較長。但是，空氣資源豐富、無任何毒副作用，其熱力性質(zhì)已為人們熟知，所以，用空氣作介質(zhì)進(jìn)展凍結(jié)仍是最廣泛運(yùn)用的一種凍結(jié)方法?！惨弧乘淼朗絻鼋Y(jié)安裝〔二〕螺旋式凍結(jié)安裝〔三〕流態(tài)化速凍安裝食品工廠機(jī)械與設(shè)備-——第十三章冷凍機(jī)械設(shè)備〔三〕流態(tài)化速凍安裝食品流態(tài)化凍結(jié)安裝是在一定流速的冷空氣作用下，使食品在流態(tài)化條件下得到快速凍結(jié)的方法。這類凍結(jié)安裝主要用于顆粒狀、片狀和塊狀食品的快速凍結(jié)。食品流態(tài)化凍結(jié)安裝，按其機(jī)械傳送方式可分為：帶式、振動式和斜槽式等流態(tài)化凍結(jié)安裝。1．帶式流態(tài)化式速凍安裝2．振動流態(tài)化速凍安裝

食品工廠機(jī)械與設(shè)備-——第十三章冷凍機(jī)械設(shè)備(一)隧道式凍結(jié)安裝也稱為隧道式速凍器，主要由蒸發(fā)器、風(fēng)機(jī)、保送安裝和絕熱護(hù)圍層等構(gòu)成。食品裝于一定方式的保送安裝上經(jīng)過隧道時被凍結(jié)。延續(xù)式凍結(jié)安裝的進(jìn)出口普通安裝防止冷氣外逸和外面空氣竄入的空氣鎖。分類保送方式與操作方式蒸發(fā)器的位置圖13.32兩種凍結(jié)隧道圖13.33冰淇淋硬化的速凍隧道食品工廠機(jī)械與設(shè)備-——第十三章冷凍機(jī)械設(shè)備圖13.33冰淇淋硬化的速凍隧道它的保送安裝為料盤垂直升降機(jī)構(gòu)及程度向的多層式保送機(jī)。兩端分別設(shè)有料盤的進(jìn)出口。料盤進(jìn)出、在凍結(jié)隧道內(nèi)的垂直和程度挪動均由程序自動控制執(zhí)行。每次在進(jìn)料端送入一個料盤，而同時在出料端送出一個料盤。食品工廠機(jī)械與設(shè)備-——第十三章冷凍機(jī)械設(shè)備兩種凍結(jié)隧道兩種情形下均使冷風(fēng)程度向吹過凍結(jié)食品的外表。食品工廠機(jī)械與設(shè)備-——第十三章冷凍機(jī)械設(shè)備蒸發(fā)器普通為翅片式，并帶有融霜系統(tǒng)。蒸發(fā)溫度在-40~-35℃間。根據(jù)保送安裝的方式，蒸發(fā)器在隧道內(nèi)的位置可以不同。普通多安裝在保送通道的側(cè)面，但也有安裝在保送通道上方的。食品工廠機(jī)械與設(shè)備-——第十三章冷凍機(jī)械設(shè)備保送方式與操作方式由小車作保送安裝的凍結(jié)安裝多為間歇式，或半延續(xù)式。其它保送方式的凍結(jié)安裝多為延續(xù)式。食品工廠機(jī)械與設(shè)備-——第十三章冷凍機(jī)械設(shè)備分類根據(jù)保送安裝，可分為推車式、傳送帶式、吊籃式、推盤式凍結(jié)隧道等幾種。根據(jù)操作方式，可分為間歇式和延續(xù)式兩種。食品工廠機(jī)械與設(shè)備-——第十三章冷凍機(jī)械設(shè)備〔二〕螺旋式凍結(jié)安裝構(gòu)造食品在凍結(jié)器的凍結(jié)過程傳送帶與吹風(fēng)方式的改良螺旋式凍結(jié)安裝特點(diǎn)螺旋式凍結(jié)安裝適用場所食品工廠機(jī)械與設(shè)備-——第十三章冷凍機(jī)械設(shè)備螺旋式凍結(jié)安裝特點(diǎn)構(gòu)造緊湊，占地面積小，僅為普通程度保送帶的25％；運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，產(chǎn)品與傳送帶相對位置堅(jiān)持不變，適于凍結(jié)易碎食品和不許混合的產(chǎn)品；可以經(jīng)過調(diào)整傳送帶的速度來改動食品的凍結(jié)時間，用以冷卻不同種類的食品；進(jìn)料、凍結(jié)等在一條消費(fèi)線上延續(xù)作業(yè)，自動化程度高；凍結(jié)速度快，干耗小，凍結(jié)質(zhì)量好；小批量消費(fèi)時運(yùn)轉(zhuǎn)本錢較高。食品工廠機(jī)械與設(shè)備-——第十三章冷凍機(jī)械設(shè)備螺旋式凍結(jié)安裝適用場所凍結(jié)單體食品，如餃子、燒賣、對蝦及經(jīng)加工整理的果蔬，還可用于凍結(jié)各種熟制品，如魚餅、魚丸等。食品工廠機(jī)械與設(shè)備-——第十三章冷凍機(jī)械設(shè)備傳送帶與吹風(fēng)方式的改良傳送帶：如沈陽新陽速凍設(shè)備廠采用國際先進(jìn)的堆積帶做成傳送帶。吹風(fēng)方式：美國約克公司改良吹風(fēng)方式，將冷氣流分為兩股，其中一股從傳送帶下面向上吹，另一股經(jīng)轉(zhuǎn)筒中心到達(dá)上部由上向下吹，最后，兩股氣流在轉(zhuǎn)筒中間集合，并回到風(fēng)機(jī)。這樣，最冷的氣流分別在轉(zhuǎn)筒上下兩端與最熱和最冷的物料接觸，使剛進(jìn)入的食品盡快到達(dá)外表凍結(jié)，減少干耗，也減少了安裝的結(jié)霜量。兩股冷氣流同時吹至食品上，提高了凍結(jié)速度，比常規(guī)氣流快15％~30％。食品工廠機(jī)械與設(shè)備-——第十三章冷凍機(jī)械設(shè)備食品在凍結(jié)器的凍結(jié)過程被凍結(jié)的食品可直接放在傳送帶上，也可采用凍結(jié)盤，食品隨傳送帶進(jìn)入凍結(jié)安裝后，由下盤旋而上，冷風(fēng)那么由上向下吹，與食品逆向?qū)α鲹Q熱，提高了凍結(jié)速度。與空氣橫向流動相比，凍結(jié)時間可縮短30％左右。食品在傳送過程中逐漸凍結(jié)，凍好的食品從出料口排出。食品工廠機(jī)械與設(shè)備-——第十三章冷凍機(jī)械設(shè)備構(gòu)造主要由(主體)轉(zhuǎn)筒、蒸發(fā)器、風(fēng)機(jī)、傳送帶及附屬設(shè)備等組成。傳送帶纏繞的圈數(shù)和速度決議了設(shè)備的產(chǎn)量和凍結(jié)時間。食品工廠機(jī)械與設(shè)備-——第十三章冷凍機(jī)械設(shè)備傳送帶由不銹鋼扣環(huán)組成，按寬度方向成對接合，在縱橫方向上都具有撓性。運(yùn)轉(zhuǎn)時拉伸帶子的一端就緊縮另一邊，從而構(gòu)成一個圍繞著轉(zhuǎn)筒的曲面。借助摩擦及傳動力，傳送帶隨著轉(zhuǎn)筒一同運(yùn)動，由于傳送帶上的張力小，故驅(qū)動功率不大，傳送帶的壽命長。傳送帶的螺旋升角約為2°，近于程度，食品不會下滑。食品工廠機(jī)械與設(shè)備-——第十三章冷凍機(jī)械設(shè)備1．帶式流態(tài)化式速凍安裝帶式流態(tài)化速凍安裝以不銹鋼網(wǎng)帶作為物料的傳送帶。典型帶式流態(tài)化凍結(jié)安裝流程與段單流程一段帶式速凍安裝多流程一段帶式凍結(jié)安裝兩段帶式流態(tài)化凍結(jié)安裝食品工廠機(jī)械與設(shè)備-——第十三章冷凍機(jī)械設(shè)備兩段帶式流態(tài)化凍結(jié)安裝將食品分成兩區(qū)段凍結(jié)：第一區(qū)段為表層凍結(jié)區(qū)，第二區(qū)段為深層凍結(jié)區(qū)。顆粒狀食品流入凍結(jié)室后，首先進(jìn)展快速冷卻，即表層冷卻至冰點(diǎn)溫度，然后外表凍結(jié)，使顆粒間或顆粒與傳送帶不銹鋼網(wǎng)間呈散離形狀，彼此互不黏結(jié)，最后進(jìn)入第二區(qū)段深層凍結(jié)至中心溫度為-18℃，完成凍結(jié)。這種速凍安裝適用范圍廣泛，可以用于青刀豆、豌豆、豇豆、嫩蠶豆、辣椒、黃瓜片、油炸茄塊、蘆筍、胡蘿卜塊、芋頭、蘑菇、葡萄、李子、桃子、板栗等果蔬類食品的凍結(jié)加工。食品工廠機(jī)械與設(shè)備-——第十三章冷凍機(jī)械設(shè)備多流程一段帶式凍結(jié)安裝也只需一個凍結(jié)區(qū)段，但有兩條或兩條以上的傳送帶，傳送帶擺放位置為上下串聯(lián)式。與單流程式相比，這種構(gòu)造外形總長度較短，配套動力小，并且在防止物料間和物料與傳送帶黏結(jié)方面也有所改善。食品工廠機(jī)械與設(shè)備-——第十三章冷凍機(jī)械設(shè)備單流程一段帶式速凍安裝早期的流態(tài)化速凍安裝的傳輸系統(tǒng)只用一條傳送帶，并且只需一個凍結(jié)區(qū)，這種單流程一段帶式速凍安裝構(gòu)造簡單，但配套動力大、能耗高、食品顆粒易黏結(jié)，適用于凍結(jié)軟嫩或易碎的食品，如草莓、黃瓜片、青刀豆、蘆筍、油炸茄塊等。操作時需求根據(jù)食品流態(tài)化程度確定料層厚度。食品工廠機(jī)械與設(shè)備-——第十三章冷凍機(jī)械設(shè)備流程與段根據(jù)保送帶的數(shù)目，帶式流態(tài)化速凍安裝可分為單流程和多流程方式；按凍結(jié)區(qū)分可分為一段和兩段式。食品工廠機(jī)械與設(shè)備-——第十三章冷凍機(jī)械設(shè)備過程：食品首先經(jīng)過脫水振蕩器，去除外表的水分，然后進(jìn)入(流態(tài)化程度較高)“松散相〞區(qū)域，懸浮在高速氣流中的食品可防止相互黏結(jié)。外表凍結(jié)的食品經(jīng)“勻料棒〞到達(dá)僅維持最小的流態(tài)化的“稠密相〞區(qū)域，使食品進(jìn)一步降溫凍結(jié)。凍結(jié)好的食品最后從出料口排出。食品工廠機(jī)械與設(shè)備-——第十三章冷凍機(jī)械設(shè)備2．振動流態(tài)化速凍安裝以振動槽作為物料程度方向傳送手段。由于物料在行進(jìn)過程中遭到振動作用，因此可顯著地減少凍結(jié)過程中黏結(jié)景象的出現(xiàn)。主要由兩側(cè)帶有擋板的振動篩和傳動機(jī)構(gòu)構(gòu)成。振動篩有兩種運(yùn)動方式：一種是往復(fù)式振動篩，另一種是直線振動篩。后者除了有使物料向前運(yùn)動的作用以外，還具有使物料向上跳起的作用。MA型往復(fù)式振動流態(tài)化凍結(jié)安裝食品工廠機(jī)械與設(shè)備-——第十三章冷凍機(jī)械設(shè)備MA型往復(fù)式振動流態(tài)化凍結(jié)安裝圖13.37所示為瑞典Frigoscandia公司制造的MA型往復(fù)式振動流態(tài)化凍結(jié)安裝。這種安裝的特點(diǎn)是構(gòu)造緊湊、凍結(jié)才干大、耗能低、易于操作，并設(shè)有氣流脈動旁通機(jī)構(gòu)和空氣除霜系統(tǒng)，是目前世界上比較先進(jìn)的一種凍結(jié)安裝。食品工廠機(jī)械與設(shè)備-——第十三章冷凍機(jī)械設(shè)備二、間接接觸式凍結(jié)設(shè)備是指產(chǎn)品與一定外形的〔內(nèi)通制冷劑或載冷劑〕的蒸發(fā)器或換熱器外表進(jìn)展接觸換熱的冷凍設(shè)備。主要依托傳導(dǎo)方式傳熱，因此凍結(jié)效果直接與產(chǎn)品和換熱器外表的接觸形狀有關(guān)。常見的間接接觸式速凍設(shè)備有平板式凍結(jié)器、鋼帶式凍結(jié)器和轉(zhuǎn)鼓式凍結(jié)器等。〔一〕平板凍結(jié)安裝〔二〕回轉(zhuǎn)式凍結(jié)安裝〔三〕其它接觸式凍結(jié)器食品工廠機(jī)械與設(shè)備-——第十三章冷凍機(jī)械設(shè)備〔一〕平板凍結(jié)安裝是一組與制冷劑管道相連的空心平板作為蒸發(fā)器的凍結(jié)安裝，將凍結(jié)食品放在兩相鄰的平板間，并借助液壓系統(tǒng)使平板與食品嚴(yán)密接觸。由于金屬平板具有良好的導(dǎo)熱性能，故其傳熱系數(shù)高。當(dāng)接觸壓力為7~30kPa時，傳熱系數(shù)可達(dá)93~120W/〔m2·K〕。根據(jù)平板取向，這種凍結(jié)安裝分為臥式平板凍結(jié)安裝和立式平板凍結(jié)安裝。

1．臥式平板凍結(jié)器 2．立式平板凍結(jié)器

食品工廠機(jī)械與設(shè)備-——第十三章冷凍機(jī)械設(shè)