制冷原理與設(shè)備.ppt

1、制冷原理與設(shè)備,熱能教研室,學(xué)時(shí)安排,第一章 緒論,1.制冷的定義 作為一門科學(xué)，制冷是指采油人工的方法在一定時(shí)間 和一定空間內(nèi)將某舞廳或流體冷卻，使其溫度降到環(huán)境 溫度以下，并保持這個(gè)低溫。 因此，制冷不同于自然冷卻。 2.明確以下概念 (1)制冷劑：在制冷機(jī)中使用的工質(zhì)稱為制冷劑。 (2)制冷機(jī)：機(jī)械制冷中所需機(jī)器和設(shè)備的總合稱為制冷機(jī)。 (3)制冷裝置：將生產(chǎn)冷量的制冷機(jī)械和消耗冷量的設(shè)備結(jié)合在一起的裝置。,3.制冷的分類,按照制冷所得到的低溫范圍，制冷技術(shù)劃分為以 下4個(gè)領(lǐng)域： 普通制冷 120K以上 深度制冷 120K20K 低溫制冷 20K0.3K低溫制冷 超低溫制冷 0.3K以下

2、 本課程主要講普通制冷。,4.制冷技術(shù)的研究?jī)?nèi)容及理論基礎(chǔ),制冷技術(shù)主要研究以下三個(gè)方面： (1)研究獲得低溫的方法和有關(guān)的機(jī)理以及與此相應(yīng)的制冷循環(huán)，并 對(duì)制冷循環(huán)進(jìn)行熱力學(xué)的分析和計(jì)算。（比如壓縮式制冷） (2)研究制冷劑的性質(zhì)，從而為制冷機(jī)提供性能滿意的工作介質(zhì)。 (3)研究實(shí)現(xiàn)制冷循環(huán)所必需的各種機(jī)械和技術(shù)設(shè)備，包括他們的工 作原理、性能分析、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，以及制冷裝置的流程組織、系統(tǒng)配 套設(shè)計(jì)。此外，還有熱絕緣問(wèn)題、制冷裝置的自動(dòng)化問(wèn)題等等。 制冷技術(shù)的理論基礎(chǔ)主要為熱工的三大基礎(chǔ)課程，即工程熱 力學(xué)、工程流體力學(xué)、傳熱學(xué)。尤其是工程熱力 學(xué)，學(xué)習(xí)和從事質(zhì)量工作的人員應(yīng)主要在這三門課程方

3、面打好堅(jiān) 實(shí)的理論基礎(chǔ)。,5.制冷技術(shù)的發(fā)展歷史,制冷技術(shù)的發(fā)展概括起來(lái)可分為兩個(gè)階段： （1）天然冷源的應(yīng)用階段 是從古代18世紀(jì)中期。 采用的天然冷源主要是指冬季儲(chǔ)存的天然冰和夏季 使用的深井水。 （2）機(jī)械制冷階段 18世紀(jì)中期今。 1755年是人工制冷史的起點(diǎn)。 現(xiàn)代制冷技術(shù)作為一門科學(xué)是由19世紀(jì)中后期發(fā)展起 來(lái)的，到20世紀(jì)具有更大的發(fā)展。,6.制冷技術(shù)的產(chǎn)生背景及應(yīng)用,制冷是為適應(yīng)人們對(duì)低溫條件的需要而產(chǎn)生和發(fā)展 起來(lái)的，是人們社會(huì)實(shí)踐的結(jié)晶，并隨著現(xiàn)代技術(shù)的 發(fā)展以及人們生活水平的提高，制冷在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、 建筑、航天等國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)部門的作用和地位日益重 要。 制冷的應(yīng)用幾乎滲透

4、到各個(gè)生產(chǎn)技術(shù)、科學(xué)領(lǐng)域以 及人們生活的各個(gè)方面中，概括起來(lái)主要有以下幾個(gè) 領(lǐng)域：,(1)商業(yè)及人民生活 比如人工冰廠、空調(diào)、冰箱、冷柜以及食品的冷凍冷藏、保鮮、冷藏運(yùn)輸?shù)取?2)工業(yè)生產(chǎn)及農(nóng)牧業(yè) 比如制藥、啤酒、精密儀器車間等； 農(nóng)作物的種子進(jìn)行低溫處理，人工氣候育秧室、蔬菜水果的保鮮等。(3)建筑工程 比如挖掘隧道、建筑河堤時(shí)采用的“凍土法”。(4)科學(xué)實(shí)驗(yàn)研究 如各種環(huán)境模擬裝置中創(chuàng)造的人工環(huán)境。(5)醫(yī)療衛(wèi)生 如藥品、疫苗及人體器官的冷藏保存，手術(shù)中采用低溫麻醉等。(6)尖端科學(xué)領(lǐng)域等 如微電子技術(shù)、能源、新型材料、宇宙開(kāi)發(fā)等。,制冷與低溫技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域舉例,制冷在空調(diào)中的作用,1.

5、空氣調(diào)節(jié),制冷和空調(diào) 的關(guān)系相互 聯(lián)系又獨(dú)立,用人工方法構(gòu)成各種人們所希望達(dá)到的環(huán)境條件，包括地面的各種氣候變化和高空宇宙及其它特殊的要求。,2.人工環(huán)境,與制冷有關(guān)的人工環(huán)境試驗(yàn)有以下幾種,根據(jù)對(duì)食品處理方式不同，食品低溫處理工藝可分三類：,3. 食品冷凍與冷凍干燥,4. 低溫生物醫(yī)學(xué)技術(shù),5. 低溫電子技術(shù),運(yùn)用與超導(dǎo)電性有關(guān)的Meissner效應(yīng),用磁場(chǎng)代替油或空氣作潤(rùn)滑劑,可以制成無(wú)磨擦軸承。 在船用推進(jìn)系統(tǒng)中,無(wú)電力損失的超導(dǎo)電機(jī)已獲得應(yīng)用。 偏差極小的超導(dǎo)陀螺也已經(jīng)被研制出來(lái)。 時(shí)速500km/h的低溫超導(dǎo)磁懸浮列車已經(jīng)在日本投入試驗(yàn)運(yùn)行。,6. 機(jī)械設(shè)計(jì),采用紅外光學(xué)鏡頭可以拍攝

6、熱源外形，并可以對(duì)熱源進(jìn)行跟蹤。一些紅外材料往往工作在120K以下的低溫下，使得熱源遙感信號(hào)更為清晰，為了拍攝高靈敏度的信號(hào)往往需要更低的溫度。,一般紅外衛(wèi)星需要70-120K的低溫，往往通過(guò)斯特林制冷機(jī)、脈沖管制冷機(jī)、輻射制冷器來(lái)實(shí)現(xiàn)。 空間遠(yuǎn)紅外觀測(cè)則需要2K以下的溫度，往往通過(guò)超流氦的冷卻技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。,7. 紅外遙感技術(shù),煉鋼時(shí)氧起到某些重要的作用。 制取氨時(shí)也用到低溫系統(tǒng)。 壓力容器加工時(shí),將預(yù)成形的圓柱體放在冷卻到液氮溫度的模具中,在容器中充入高壓氮?dú)?讓其擴(kuò)脹15%,然后容器被從模具中移開(kāi)并恢復(fù)到室溫。使用這個(gè)方法,材料的屈服強(qiáng)度能增加4至5倍。,8. 加工過(guò)程,目前低溫技術(shù)是回收

7、鋼結(jié)構(gòu)輪胎中橡膠的唯一有效的方法，這種方法采用了低溫粉碎技術(shù)。,利用材料在低溫狀態(tài)下的冷脆性能，對(duì)物料進(jìn)行粉粹。,低溫粉碎技術(shù),材料溫度降低到一定程度，材料內(nèi)部原子間距顯著減小，結(jié)合緊密的原子無(wú)退讓余地，吸收外力使其變形的能力很差，失去彈性而顯示脆性。,9. 材料回收,所有大型的發(fā)射的飛行器均使用液氧作氧化劑。 宇宙飛船的推進(jìn)也使用液氧和液氫。 觀察研究大型粒子加速器產(chǎn)生的粒子的氫泡室要用到液氫。,10. 火箭推力系統(tǒng)與高能物理,LHC-CERN 27km超導(dǎo)磁體 過(guò)冷態(tài)超流氦冷卻,第二章 制冷方法,制冷的方法很多，常見(jiàn)的主要是以下四種： 液體汽化制冷、氣體膨脹制冷、渦流管制冷及其熱電 制冷。

8、 其中應(yīng)用最廣泛的就是液體汽化制冷（原理），它常見(jiàn)的應(yīng)用 形式又有以下四種： 蒸汽壓縮式制冷、吸收式制冷、蒸汽噴射式制冷和吸 附式制冷。 蒸汽壓縮式制冷和吸收式制冷是目前應(yīng)用最為廣泛的 兩種制冷方式，也是本課程所講述的主要內(nèi)容，我們會(huì) 在以后的章節(jié)中著重講述，本節(jié)只簡(jiǎn)單介紹其它的制冷 方式。,液體氣化制冷原理,1.1 蒸汽噴射式制冷,原理：和蒸汽壓縮式及吸收式制冷相似，均是利用液體汽 化時(shí)吸收熱量來(lái)制冷的。 系統(tǒng)組成：噴射器、冷凝器、蒸發(fā)器、節(jié)流閥及泵五部分。 系統(tǒng)流程圖：,工作過(guò)程： 用鍋爐產(chǎn)生高溫高壓的工作蒸汽，將其送入噴嘴，膨 脹并以高速流動(dòng)（流速可達(dá)1000m/s以上），于是在噴嘴 出

9、口處，造成很低的壓力，由于吸入室和蒸發(fā)器相連，所 以蒸發(fā)器中的壓力也會(huì)很低，低溫低壓的部分水吸熱而汽 化，將未汽化的水的溫度降低。這部分低溫水就可用于制 冷。蒸發(fā)器中產(chǎn)生的冷劑水蒸氣和工作蒸汽在噴嘴出口處 混合，一起進(jìn)入冷凝器，被外部的冷卻水冷卻而變成液態(tài) 水，這些冷凝水再由冷凝器引出，分兩路，一路經(jīng)過(guò)節(jié)流 降壓后送往蒸發(fā)器，繼續(xù)蒸發(fā)制冷，另一部分用泵提高壓 力送往鍋爐，重新加熱產(chǎn)生工作蒸汽。,蒸氣噴射器的原理圖,特點(diǎn)： (1) 以熱能為能量的補(bǔ)償形式； (2) 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工方便，無(wú)運(yùn)動(dòng)部件，使用壽】 命長(zhǎng)； (3) 效率低。(工作蒸汽的壓力高，噴射器的流 動(dòng)損失大。) 如果要獲得更低的溫度

10、，工作介質(zhì)可以采 用低沸點(diǎn)的工質(zhì)，如氟利昂。,1.2 吸附式制冷,吸附式制冷也是以“熱能”為動(dòng)力的能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。 工作原理： 一定的固體吸附劑對(duì)某種制冷劑氣體具有吸附作用， 并且吸附能力隨吸附劑溫度的不同而不同。周期性地冷卻 和加熱吸附劑，使之對(duì)制冷劑交替吸附和解吸。吸附時(shí)制 冷劑液體蒸發(fā)，產(chǎn)生制冷作用，解吸時(shí)，釋放出制冷劑氣 體，并使之冷凝成液體，從而完成整個(gè)制冷循環(huán)。 工作介質(zhì)：吸附劑和制冷劑； 常見(jiàn)的吸附工質(zhì)對(duì)有： 沸石水；硅膠水，氯化鈣氨等 物理吸附 化學(xué)吸附,以沸石水工質(zhì)對(duì)為例說(shuō)明其工作過(guò)程： 白天，吸附床受日光照射溫度升高產(chǎn)生解析作用，從 沸石中脫附出水蒸汽，系統(tǒng)內(nèi)的水蒸氣壓力升高

11、，當(dāng)達(dá)到 與環(huán)境溫度對(duì)應(yīng)的飽和壓力時(shí)，水蒸汽在冷凝器中凝結(jié)， 同時(shí)放出潛熱，凝水儲(chǔ)存在蒸發(fā)器中，夜間，吸附床冷下 來(lái)，沸石溫度逐漸降低，它吸附水蒸汽的能力逐漸提高， 造成系統(tǒng)內(nèi)壓力降低，同時(shí)，蒸發(fā)器中的水不斷蒸發(fā)出 來(lái)，用以補(bǔ)充沸石對(duì)水蒸汽的吸附，誰(shuí)蒸發(fā)的過(guò)程吸熱， 達(dá)到制冷的目的。 說(shuō)明：吸附床的作用相當(dāng)于壓縮機(jī)所起的作用，單個(gè) 吸附床可實(shí)現(xiàn)間歇制冷，如想實(shí)現(xiàn)連續(xù)制冷，可采用兩個(gè) 或多個(gè)吸附器。,1.3 熱電制冷,熱電制冷利用的是熱電效應(yīng)（帕爾帖效應(yīng)Peltire）的 原理達(dá)到制冷目的的。 熱電效應(yīng)：是指在兩種不同導(dǎo)體組成的閉合回路中通 以直流電，當(dāng)電流流過(guò)不同導(dǎo)體的界面時(shí)，就會(huì)使一個(gè)節(jié) 點(diǎn)

12、變冷，從外界吸收熱量；一個(gè)節(jié)點(diǎn)變熱，向外界放出熱 量，這種現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng)，即帕爾帖效應(yīng) 帕爾帖效應(yīng)的反效應(yīng)是西伯克效應(yīng)（Secbeck），就 是在兩種導(dǎo)體組成的回路中，如果保持兩接觸點(diǎn)的溫度不 同，就會(huì)在兩個(gè)接觸點(diǎn)之間產(chǎn)生一個(gè)電勢(shì)差即接觸電 動(dòng)勢(shì)。,因?yàn)榕翣柼?yīng)和西伯克效應(yīng)產(chǎn)生的強(qiáng)烈 程度取決于這兩種材料的導(dǎo)熱性和導(dǎo)電 性，純金屬材料的導(dǎo)熱性和導(dǎo)電性都好， 所以其帕爾帖效應(yīng)和西伯克效應(yīng)都很弱， 而半導(dǎo)體材料可以產(chǎn)生強(qiáng)烈的帕爾帖效應(yīng) 和西伯克效應(yīng)。,空穴型（P型） 材料： 電子型（N型）,熱電制冷的原理：,原理：是使壓縮氣體產(chǎn)生渦流運(yùn)動(dòng)并分離成冷、熱兩部 分，其中冷氣體用來(lái)制冷。 組成：噴嘴

13、、渦流室、孔板、管子和控制閥。 原理圖：,1.4 渦流管制冷,工作過(guò)程： 經(jīng)過(guò)壓縮并冷卻到常溫的氣體（空氣、CO2、N2等） 進(jìn)入噴嘴，在噴嘴中膨脹并加速到音速，從切線方向射向 渦流室，形成自由渦流，自由渦輪的旋轉(zhuǎn)角速度離中心越 近則越大，由于角速度不同，環(huán)形氣流的層與層之間產(chǎn)生 摩擦，外層氣流的角速度逐漸升高，動(dòng)能增加，又由于與 管壁之間的摩擦，將部分動(dòng)能變成了熱能，故從控制閥流 出的氣體具有較高的溫度；而中心層部分的角速度逐漸降 低，失去能量，從孔板流出時(shí)溫度較低，用于制冷。,控制閥的作用：控制熱端管子中氣體的壓力，從而控制冷、熱 兩股氣流的流量和溫度。 控制閥全關(guān)：過(guò)程為不可逆節(jié)流過(guò)程；

14、不存在冷熱分流現(xiàn)象。 討論 控制閥全開(kāi)：渦流管相當(dāng)于氣體噴射器； 控制閥部分開(kāi)啟：出現(xiàn)冷熱分流現(xiàn)象。 特點(diǎn)： (1)由于管內(nèi)氣流之間的傳導(dǎo)和對(duì)流情況復(fù)雜，故對(duì)冷、熱端溫度值 得定量地理論計(jì)算困難； (2)效率太低，氣流噪聲大； (3)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維護(hù)方便、啟動(dòng)快、使用靈活； 適用于有高壓氣源或可以廉價(jià)獲得高壓氣體的場(chǎng)合。,1.5 氣體膨脹制冷,常用的是布雷頓制冷循環(huán)，工作過(guò)程包括：等熵壓縮、 等壓冷、等熵膨脹及等壓吸熱四個(gè)過(guò)程。 制冷工質(zhì)有：空氣、CO2、N2、He等。 工作原理：,飛機(jī)用空氣制冷裝置原理圖,氣體節(jié)流制冷原理圖,2.1 單級(jí)蒸氣壓縮制冷的理論循環(huán) 1.理論循環(huán)定義：在沒(méi)有任何實(shí)際

15、損失下的制冷循環(huán)。 2.條件：無(wú)溫差傳熱； 壓縮過(guò)程是可逆絕熱壓縮過(guò)程即等熵過(guò)程； 管路中無(wú)任何耗損。,第二章 蒸氣壓縮式制冷裝置,3.理想制冷循環(huán)：逆卡諾循環(huán)（原理圖） 4.實(shí)際采用的制冷理論循環(huán)組成（原理圖）： 兩個(gè)定壓過(guò)程； 一個(gè)絕熱壓縮過(guò)程； 一個(gè)絕熱節(jié)流過(guò)程。 5.特點(diǎn)(與卡諾循環(huán)比較）： 用節(jié)流閥代替膨脹機(jī)： 損失膨脹功、產(chǎn)生“閃發(fā)氣體”；但簡(jiǎn)化裝置、便于調(diào)節(jié)，產(chǎn)生節(jié)流損失。 用干壓縮代替濕壓縮；實(shí)現(xiàn)“干沖程”；但耗功量、制冷量均增加，制冷系數(shù)下降。 產(chǎn)生過(guò)熱損失,蒸氣壓縮式制冷的理想循環(huán),蒸氣壓縮式制冷的理論循環(huán),2.2 改善蒸氣壓縮制冷循環(huán)的措施,節(jié)流損失,過(guò)熱損失,有再冷卻器

16、的蒸氣壓縮式制冷,回?zé)崾秸魵鈮嚎s式制冷,多級(jí)蒸氣壓縮式制冷循環(huán),2.3 單級(jí)蒸氣壓縮式制冷理論循環(huán)的性能指標(biāo)與熱力計(jì)算,第三章 制冷劑及載冷劑3-1 制冷劑,1 制冷劑的基礎(chǔ)知識(shí) 制冷劑在制冷裝置中循環(huán)流動(dòng)，通過(guò)自身熱力狀態(tài)的變化與外界發(fā)生能量交換，從而實(shí)現(xiàn)制冷作用的工作流體。 制冷裝置與制冷劑相互依存，相互適應(yīng)，才能組成完美的制冷系統(tǒng)。根據(jù)現(xiàn)實(shí)工業(yè)條件，提出了對(duì)制冷劑的要求： 首先，制冷劑的熱力性質(zhì)對(duì)制冷系數(shù)的影響可用制冷效率R來(lái)表述。 制冷效率理論循環(huán)的制冷系數(shù)th與有溫差的逆卡諾循環(huán)制冷系數(shù)c之比。 R= th / c 其中： c=(T0-T0)/(TK+ TK)-(T0- T0) R物

17、理意義：表示了制冷劑的節(jié)流損失和過(guò)熱損失的大小。 除了制冷效率外，還應(yīng)考慮如下的其他性能：,對(duì)制冷劑的要求：,對(duì)制冷劑的要求：,2 常用制冷劑 常用制冷劑（氨及氟利昂）性能比較,3-2 載冷劑 t0 oC，用水；t0 oC，用鹽溶液。 2.1 鹽水 鹽水凝固溫度與濃度有關(guān)。鹽水濃度太低， 會(huì)析出冰粒；濃度太高，比熱小、比重大、流阻大、有鹽粒析出。,由于鹽水對(duì)金屬有強(qiáng)烈腐蝕作用，溶液中要加入緩蝕劑。1m3CaCl2溶液：1.6kgNa2Cr2O7、0.45kgNaOH; 1m3NaCl溶液：3.2kgNa2Cr2O7、0.89kgNaOH,2.2 乙二醇水溶液,特點(diǎn)： 凍結(jié)溫度合適，適用范圍廣

18、熱物性較佳：比冷凍水差，但優(yōu)于其它鹽類不凍液 腐蝕性低 化學(xué)穩(wěn)定好 安全性好 易于購(gòu)買 濃度確定方法同前。（查P28圖2-2-3或P34表2-2-8） 濃度確定后，再?gòu)腜29P36查對(duì)應(yīng)的物性，計(jì)算流量、流阻，選擇水泵。,4.1 冷凝器 1.1 冷凝器的種類,第四章 冷凝器和蒸發(fā)器,立式殼管式,立式殼管式水冷冷凝器,臥式殼管式冷凝器,套管式冷凝器,蒸發(fā)式冷凝器,蒸發(fā)式冷凝器,淋激式冷凝器,第四章 冷凝器和蒸發(fā)器,1.2 冷凝器的傳熱系數(shù) 1.2.1 傳熱過(guò)程,制冷劑側(cè)的放熱,金屬壁和垢層的導(dǎo)熱,冷卻劑側(cè)的放熱,1.2.2 傳熱系數(shù),水冷冷凝器(以傳熱管外表面計(jì)算)(式中各參數(shù)見(jiàn)書(shū)注解):,風(fēng)冷

19、冷凝器(以傳熱管外表面計(jì)算，制冷劑管內(nèi)流動(dòng)):,金屬壁內(nèi)側(cè)油膜的導(dǎo)熱,2. 蒸發(fā)器 2.1 蒸發(fā)器的種類(蒸發(fā)器的型式),2.2 常用蒸發(fā)器的種類,冷卻盤(pán)管有：頂排管、墻排管、單層管、多層管等多種形式。,第五章 節(jié)流機(jī)構(gòu)和輔助設(shè)備,1. 節(jié)流機(jī)構(gòu),毛細(xì)管,電子膨脹閥與毛細(xì)管、熱力膨脹閥的特點(diǎn)比較,2. 輔助設(shè)備,2.2 集油器（僅用于氨系統(tǒng)）,收集油分離器中分離出來(lái)的潤(rùn)滑油，以及殘留在冷凝器、蒸發(fā)器、貯液器等容器中的潤(rùn)滑油。 在壓縮機(jī)吸氣作用下，能分離油中混合的制冷劑，使操作安全、方便。 集油器應(yīng)安裝在整個(gè)制冷系統(tǒng)的最低處。 高壓側(cè)、低壓側(cè)應(yīng)各自使用一個(gè)集油器，不能混用。,2.3 氣液分離器,

20、工作原理： 利用制冷劑蒸氣流速的急劇降低和流向的急劇改變，實(shí)現(xiàn)： 分離蒸發(fā)器回氣中的液體制冷劑，防止壓縮機(jī)濕壓縮。 分離進(jìn)入蒸發(fā)器供液中的閃發(fā)蒸氣，提高蒸發(fā)器的傳熱效果。 右圖為：氨液分離器,2.4 貯液器,貯液器,循環(huán)貯液桶,排液桶,2.5 空氣分離器,套管式空氣分離器,套管式空氣分離器,立式空氣分離器,2.6 緊急泄氨器,第六章 雙級(jí)蒸氣壓縮制冷,為什么使用雙級(jí)壓縮？,com的壓力差超過(guò)允許值，導(dǎo)致機(jī)件損壞； 壓力比過(guò)大，排氣溫度升高，導(dǎo)致潤(rùn)滑油稀化，增加潤(rùn) 滑油的消耗；導(dǎo)致潤(rùn)滑油的碳化，引起潤(rùn)滑不良； 壓力比過(guò)大，導(dǎo)致容積效率V和制冷量0大大降低。 下表列出常用制冷劑在Pk/P0=10時(shí)

21、的最低蒸發(fā)溫度：,當(dāng)壓力差（Pk-P0）1214和壓力比Pk/P0810時(shí)，單級(jí)壓縮機(jī)會(huì)發(fā)生：,由于環(huán)境溫度、壓力差（Pk-P0）和壓力比Pk/P0的限制，單級(jí)壓縮機(jī)不能達(dá)到很低的蒸發(fā)溫度，為了獲得更低的蒸發(fā)溫度，就需要使用多級(jí)壓縮。,6-1. 雙級(jí)壓縮制冷循環(huán)與系統(tǒng)組成 雙級(jí)壓縮制冷循環(huán)僅壓縮過(guò)程為兩級(jí)壓縮，其他與單級(jí)相同：,兩級(jí)節(jié)流中間完全冷卻原理圖,兩級(jí)節(jié)流中間完全冷卻lgP-h圖,雙級(jí)壓縮氨制冷循環(huán) 1.1.1 雙級(jí)節(jié)流中間完全冷卻循環(huán),MR2,MR1,MR1,MR,MR,MR1,MR1,MR,MR3,1.1.2 兩級(jí)節(jié)流中間完全冷卻制冷循環(huán)流量計(jì)算 由總流量與各分流量關(guān)系得： MR=

22、MR1+MR2+MR3 (6-1)其中：MR1蒸發(fā)器中氣化的制冷劑流量； MR2中間冷卻器冷卻初級(jí)排氣而氣化的制冷劑流量； MR3一級(jí)節(jié)流氣化的制冷劑流量。 由中間冷卻器熱平衡方程得： MR1(h2,-h3)=MR2(h3-h4) (6-2) 一級(jí)節(jié)流氣化的制冷劑流量MR3為： MR3=MR(h10-h4)/(h3-h4) (6-3) 蒸發(fā)器中氣化的制冷劑流量MR1為： MR1=0/(h1-h5) (6-4) 求解(6-1)、(6-2)、(6-3)、(6-4)式組成的方程組，即可求得各流量值。,1.2.1 一次節(jié)流中間完全冷卻循環(huán),一次節(jié)流中間完全冷卻雙級(jí)壓縮系統(tǒng)圖,一次節(jié)流中間完全冷卻雙級(jí)壓

23、縮lgP-h圖,M1,MD,MG,M1,MD,MG,MD,1.2.2 一次節(jié)流中間完全冷卻制冷循環(huán)流量計(jì)算 由總流量與各分流量關(guān)系得： MG=M1+MD (6-5)其中：MG高級(jí)壓縮機(jī)的制冷劑流量； M1中間冷卻器冷卻初級(jí)排氣而氣化的制冷劑流量； MD低級(jí)壓縮機(jī)的制冷劑流量。 由中間冷卻器熱平衡方程得： M1(h3-h10)=MD(h9-h4,)+ MD(h2-h3) (6-6) 又 h10=h9 (6-7) 求解(6-5)、(6-6)、(6-7)式組成的方程組，即可求得: MG= MD(h2-h4,)/(h3-h9) (6-8),1.2.3 雙級(jí)壓縮氨制冷系統(tǒng),一次節(jié)流中間完全冷卻雙級(jí)壓縮氨

24、制冷系統(tǒng)圖,MG,M1,MD,MD,1.3.1 一次節(jié)流中間不完全冷卻制冷循環(huán) （雙級(jí)壓縮氟利昂制冷循環(huán)）,一次節(jié)流中間不完全冷卻原理圖,一次節(jié)流中間不完全冷卻LgP-h圖,MG,M1,MD,M1,MD,MG,1.3.2 一次節(jié)流中間不完全冷卻流量計(jì)算 由總流量與各分流量關(guān)系得： MG=M1+MD (6-8)其中：MG高級(jí)壓縮機(jī)制冷劑流量； M1-中間冷卻器使飽和液體過(guò)冷而氣化的制冷劑流量； MD-低級(jí)壓縮機(jī)的制冷劑流量。 由中間冷卻器熱平衡方程得： M1(h3-h10)=MD(h9-h4,) (6-9) 又 h10=h9 (6-10) 求解(6-8)、(6-9)、(6-10)式組成的方程組，

25、即可求得: MG= MD(h3-h4,)/(h3-h9) (6-11) 另外，6點(diǎn)的壓力為中間壓力PZ，焓值h6應(yīng)由熱平衡求得，才能確定6點(diǎn)的位置： (MG-MD)(h6-h3)=MD(h2-h6) h6=MGh3+ MD(h2-h3)/ MG =h3+(h3-h9)(h2-h3)/(h3-h4) (6-12),M1,M1,MD,MD,MG,肉類生產(chǎn)性冷藏庫(kù)平面類型之一:,1-凍結(jié)間；2-常溫脫盤(pán)、脫鉤間；3-走道；4-凍結(jié)物冷藏間；5-貯冰間；6-快速制冰間；7-值班室；8-站臺(tái)；9-機(jī)房及設(shè)備間；10-配電室；11-露天變壓器；12-機(jī)修間。,肉類生產(chǎn)性冷藏庫(kù)平面類型之二：,1-凍結(jié)間；2

26、-凍結(jié)物冷藏間；3-貯冰間；4-制冰間；5-機(jī)房；6-常溫脫盤(pán)、脫鉤間；7-常溫穿堂；8-電梯；9-貯藏室； 10-值班室；11-工人休息室；12-回鉤廊；13-公路站臺(tái)；14-鐵路站臺(tái)；15-聯(lián)系廊。,7-9 制冷系統(tǒng)的自控裝置1. 自動(dòng)控制的組成和原理,所有自動(dòng)控制裝置都由傳感器（或變送器）、調(diào)節(jié)器（或控制器）、執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成。其流程如下：,2. 電腦自動(dòng)控制的組成和原理 電腦在自動(dòng)控制裝置中的作用相當(dāng)于上述的“比較調(diào)節(jié)器”的作用。電腦能顯示、貯存數(shù)據(jù)，但自控裝置要增設(shè)“數(shù)模轉(zhuǎn)換器”。其自動(dòng)控制流程如下：,數(shù)模轉(zhuǎn)換器，又稱變送器，或A/D、D/A變送器。其作用是：把模擬量轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔X認(rèn)識(shí)的數(shù)字

27、信號(hào)，并傳輸給電腦：把電腦發(fā)出的控制指令（數(shù)字信號(hào)）轉(zhuǎn)變?yōu)槟M量，并傳輸給執(zhí)行機(jī)構(gòu)。 工業(yè)控制要求可靠，同時(shí)還要求在中央和現(xiàn)場(chǎng)都能控制，因此工業(yè)控制系統(tǒng)一般如下：,工業(yè)自控系統(tǒng)框圖,3. 自控元件的功能,冷庫(kù)用的自控元件可分為六類：,電磁閥,繼動(dòng)電磁閥 液用常閉型電磁主閥,氣用常開(kāi)型電磁主閥,恒壓閥,主閥,閥門符號(hào),等效線路,其中：,正恒壓閥(I型),正恒壓閥(II型),反恒壓閥(I型),反恒壓閥(II型),電磁閥,常閉主閥,常開(kāi)主閥,導(dǎo)閥接管方向,導(dǎo)閥外接管,4. 應(yīng)用方案,4.1 設(shè)計(jì)規(guī)范的規(guī)定 (GB50072-2001) 設(shè)計(jì)規(guī)范的強(qiáng)制規(guī)定是必須遵守的，因?yàn)檫@關(guān)系到生命和財(cái)產(chǎn)的安全問(wèn)題

28、，具有法律的效力和責(zé)任。這里只簡(jiǎn)略介紹設(shè)計(jì)規(guī)范的強(qiáng)制規(guī)定，其它的規(guī)定請(qǐng)同學(xué)們自己去查看。 6.4.1條：氨壓縮機(jī)的安全保護(hù)裝置應(yīng)由氨壓縮機(jī)制造廠成套配置，且應(yīng)符合下列規(guī)定：共有7條，從略。 6.4.3條：氨泵應(yīng)設(shè)下安全保護(hù)裝置：共4條，規(guī)定氨泵應(yīng)設(shè)斷液自動(dòng)停泵裝置；排液管上應(yīng)設(shè)止逆閥、壓力表；排液總管上應(yīng)設(shè)旁通泄壓閥。 6.4.4條：所有設(shè)備、容器、加氨站集管及有管道與冷卻設(shè)備相連的(液體的、氣體的、融霜的)氨分配站集管上和不凝氣體分離器的回氣管上均應(yīng)設(shè)壓力表或真空壓力表。 6.4.5條：氨壓力表和真空壓力表應(yīng)采用氨專用的，其精度要求高壓側(cè)不應(yīng)低于1.5級(jí)，低壓側(cè)不應(yīng)低于2.5級(jí)，并宜帶飽和溫度刻度，其量程在1.5倍工作壓力到3倍工作壓力之間。距地2m時(shí)，其表徑不宜小于100mm，距地2-3m時(shí)，其表徑不宜小于160mm。壓力表的安裝高度距觀察地面不應(yīng)超過(guò)3m。, 6.4.6條：低壓循環(huán)貯液器、氨液