《制冷与低温工艺 教学课件 ppt 作者 程有凯第六七节》由会员分享，可在线阅读，更多相关《制冷与低温工艺 教学课件 ppt 作者 程有凯第六七节（37页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第六节 制冷系统的供液方式,一、直接膨胀供液方式,1. 定义,直接膨胀供液是指来自高压贮液器（或者是冷凝器）的高压液体经过节流阀节流后，产生的气、液两相混合物直接进入蒸发器，实现向蒸发器的供液。,2. 特点,直接膨胀供液是一种使用最早也是最简单的供液方式。其特点如下： （1）直接膨胀供液由于具有较大的供液压差，可以把制冷剂输送到较高较远的地方； （2）直接膨胀供液可以实现一台压缩机同时担负几个蒸发温度系统，这是其它供液方式不能实现的。 （3）与其它供液方式相比，系统简单，不需要太多的设备； （4）高压制冷剂液体经膨胀节流后，会产生大量闪发气体，这些气体进入蒸发器会阻碍换热，使蒸发器的传热效率降
2、低； （5）当由一个节流部件同时向多组并联蒸发器供液时，由于有闪发气体存在，供液不能按设计要求均匀地分配。若要向多路并联蒸发回路供液，需在节流阀后设分液器，以实现向各组蒸发器的均匀供液。 （6）蒸发器通常为单一通道，其蒸发盘管的长度受到限制，不能太长，否则引起蒸发器内压力降过大，影响蒸发器的正常工作。,3. 应用场合,基于直接膨胀供液方式以上特点，在小型制冷装置中，当冷却对象很少时，为使装置简单，主要使用这种供液方式，尤其在一些氟利昂生活服务性小冷库，设备少、系统简单，由于采用了热力膨胀阀或电子膨胀阀等先进的膨胀节流元件，使得直接膨胀供液的一些缺点得以弥补，其优点特别显著。 目前，直接膨胀供液
3、在氨制冷系统中应用很少，主要是用在成套制备空调冷冻水或低温盐水的氨系统。,二、重力供液方式,1定义,重力供液是指利用气液分离器内节流后的低压液体的液面与蒸发器液面之间的液柱静压力向蒸发器供液。,重力供液方式的优点 （1）高压制冷剂液体经节流后送入气液分离器，产生的低压气液混合物在此得以分离，进入蒸发器的全部是制冷剂液体，因此增加了蒸发器的内表面与氨液接触的机会，提高蒸发器的传热效果；并且进入调节站的是纯制冷剂，有利于向多组并联蒸发器的均匀供液； （2）压缩机吸入的全部是低压制冷剂蒸气，减少了压缩机发生“液击”的可能性； （3）同一蒸发温度的冷分配设备可使用一个膨胀阀和气液分离器，节省膨胀阀的数
4、量； （4）供液中有气液分离器的缓冲作用，因而容易实现正常工况的操作调节。,b1改为“在阁楼放置气液分离器 b1”可否？ 回复：可以。,2特点,重力供液的缺点主要是：,（1）依靠液柱静压力来实现供液，而静液柱不可避免对系统蒸发温度产生较大的影响； （2）氨液在较小的压差下流动，因此蒸发器的换热强度较低，放热系数小； （3）为了保证供液所需静液柱，必须要在阁楼设置气液分离器 ，这样增加了土建投资，又增加了排液操作的复杂性； （4）当用一个气液分离器向多个同层库供液时，供液仍不易均匀，必须设置气体调节站和液体调节站，以利于均匀供液。并且当供液管较长、阻力较大时，有重新产生气体的可能； （5）对于多
5、层冷库，为了避免对下层库房蒸发温度的影响太大，必须要分层设置气液分离器，这样既会增加投资费用又不便于集中管理。,3应用场合,解放初期建造的大部分冷库采用重力供液方式。由于重力供液方式存在上述诸多缺点，后来新建的冷库很少采用。目前这种供液方式一般多见于中小型氨制冷剂的冷藏库和盐水制冰系统。,三、液泵供液方式,1定义,液泵供液是指利用泵产生的液体压力将低压液体制冷剂强制送入蒸发器，因此它又称为强制循环供液方式。,2特点,（1）液泵向蒸发器的供液量大大高于实际蒸发量，属于余量供液，因此蒸发器的内表面润湿性能好、流速快，传热效果要优于直接膨胀供液方式和重力供液方式； （2）蒸发器中供液量大于蒸发量，尚
6、未蒸发的制冷剂液体会把润滑油一起带到低压循环贮液桶沉积在桶底部分离出来，因此采用这种供液方式，蒸发器不易积存润滑油并且传热效率也得到增加； （3）当由一个液泵同时向多组蒸发器供液时易于达到均匀； （4）同重力供液方式一样，液泵供液方式不易发生压缩机“液击”； （5）同时向多组蒸发器供液时，应设置气体调节站和液体调节站； （6）系统操作简单。依靠浮球阀或电子液位控制器自动调节低压循环桶液面高度就能保证系统正常运行，其操作与直接膨胀供液方式和重力供液方式相比更加简单可靠，便于实现自动控制； （7）蒸发器内有数倍于蒸发量的制冷剂循环流动，因此系统蒸发温度比较稳定，进而库温稳定，易于保证贮藏商品的品质
7、； （8）液泵供液系统与其它供液系统相比投资较大。 根据其向蒸发器进出口供液位置的不同，分为上供液下回气和下供液上回气两种方式，各自又具有不同特点。,3应用场合,由于液泵供液方式具有以上一些突出的优点，在国内外应用非常广泛。目前主要应用于大中型冷库制冷系统，并且过去采用重力供液方式的老冷库也在逐渐或已经改装成液泵供液方式。,习题,1.冷库制冷系统有哪几种供液方式？各有何特点？ 2.每种供液方式适用于哪种场合？,第七节 库房制冷工艺,一、直接膨胀供液系统工艺,1. 膨胀阀供液系统的供液回路,2.系统的热气融霜方案,所谓热气融霜是指将压缩机排出的经过油分离器分离出润滑油后的高温高压过热制冷剂蒸气排
8、入蒸发器，在其中放出热量将管外霜层融化，同时制冷剂被冷却冷凝成液体后排出蒸发器。,具有两个蒸发器的热气融霜示意图,蒸发器制冷和融霜示意图 a）蒸发器制冷运行示意图 b）蒸发器融霜运行示意图,单台蒸发器的融霜图,利用再蒸发器的热气除霜系统图,3.系统回热与气液分离方案,（1）系统回热方案,采用回热循环有两个优点：一是使节流前的液体获得一定过冷度，从而减少闪发气体和节流损失；二是使压缩机回气过热，避免制冷剂在回气管道中发生有害过热，同时还可以防止蒸发器有未蒸发的液体制冷剂被压缩机吸入发生“液击”。 回热循环能否提高系统的经济性能因制冷剂性质而异。对于制冷剂R717，采用回热循环会使单位容积制冷量和
9、制冷系数大大降低，而对于R12采用回热循环能使单位容积制冷量和制冷系数有所增大，对于R22，采用回热循环对制冷系数的影响不大。,回热循环流程图,（2）气液分离方案,氟利昂系统用气液分离器,当制冷系统不采用回热方案时，为了避免蒸发器回气中夹带未蒸发完的制冷液体被压缩机吸入发生“液击”，必须在压缩机和蒸发器之间设置气液分离器。,二、重力供液系统工艺,1重力供液系统的供液回路,在重力供液系统中，由气液分离器向蒸发器的供液必须采用下供液上回气的方式，也就是从气液分离器来的低压制冷剂液体从蒸发器的底部进入，蒸发后变成气体从蒸发器上部再回到气液分离器。采用下供液上回气主要是因为重力供液方式的供液压力不大，
10、有利于均匀供液。,重力供液系统原理图,2系统的热气融霜方案,（1）加压排液的热氨融霜方式,（2）重力排液的热氨融霜方式,3气液分离器的安装要求,（1）气液分离器的静液柱,制冷剂的循环是由于气液分离器与蒸发器之间的静液柱压力差为动力进行的，静液柱差H1-H2= H用于克服制冷剂在管路中流动的沿程摩擦阻力和局部阻力。 H过大和过小对系统都是不利的，表现为：若H过大和过小对系统都是不利的，表现为：若H过小，不能够克服阻力导致向蒸发器的供液不足；若H过大，导致蒸发器静液柱过大，蒸发温度升高。静液柱对各种制冷剂蒸发温度的影响如表1-36所示，为了保证向冷分配设备正常供液，又不至于严重影响蒸发温度，H在克
11、服总阻力后，其剩余压差对蒸发温度的影响应不超过1。,通常以气液分离器为中心，其作用半径以不大于30m为宜。对于多层冷库应该分层设置气液分离器，不同蒸发温度的系统也应该分开设置气液分离器，冷风机与冷却排管也应分开设置气液分离器。对于单层冷库需加建阁楼安放气液分离器，多层冷库则是将气液分离器放在其所供液楼层的上一层楼面上。,（2）气液分离器在系统中的安装位置,三、液泵供液系统工艺,1供液方式与特点,（1）上供液下回气方式的特点,所谓上供液下回气是指从低压循环贮液桶经氨泵过来的液体制冷剂从蒸发器的上部进入蒸发器，在蒸发器中吸热蒸发的气体制冷剂和未蒸发完的液体制冷剂形成的两相流从蒸发器的下部流出，流回
12、低压循环贮液桶。,特点: 1）蒸发温度不受蒸发器本身所形成的静液柱的影响，因此氨蒸发温度与周围介质的温差较大，可以提高蒸发器的传热效率，亦可以提高制冷剂的制冷能力； 2）库温自控装置和融霜装置都比较简单； 3）蒸发器内的充氨量较少； 4）当停止向蒸发器供液后，蒸发排管内积存的氨液和润滑油能够自行排出，没有“冷惰性”作用。对于温度控制较严格、库温允许波动小的场合比较适用； 5）对蒸发排管供液量分配的要求比较严格，否则可能出现并联蒸发排管供液分配严重不均匀的现象，排管内表面的液体润湿性较差，不利传热，影响蒸发器的正常工作，甚至使部分蒸发排管丧失降温能力，从而导致库温达不到降温要求； 6）要求低压循
13、环贮液桶有较大的有效容积，以容纳当系统停止运行时来自蒸发器及管道中返回的大量尚未蒸发的氨液； 7）要求有较大的氨液再循环倍率，并且相应配备的氨泵的流量及功率都较大，从而增加了设备费用和运行费用； 8）采用此种供液方式，蒸发器和低压循环贮液桶安装高度要受到一定限制，表现为蒸发器一定要高于低压循环贮液桶。,（2）下供液上回气方式的特点,所谓下供液上回气是指从低压循环贮液桶经氨泵过来的液体制冷剂从蒸发器的下部进入蒸发器，在蒸发器中吸热蒸发后变成的气体制冷剂和未蒸发完的液体制冷剂形成的两相流从蒸发器的上部流出返回低压循环贮液桶。,特点: 1）低压循环贮液桶和蒸发器之间没有安装位置的要求，因此在工程中适
14、用性较强； 2）容易实现向蒸发器的均匀供液，因此可以采用通常的带集管的多通路式蒸发器，不需要专门设置分液装置，也可以节省调节流量的阀门； 3）低压循环贮液桶的容积、氨液的再循环倍率和氨泵也可以相应减小； 4）融霜、排液和回油都比上进下出式要复杂一些； 4）冷分配设备的充氨量较大，并且其蒸发温度受到静液柱的影响； 6）当采用自动控制供液时，停止向蒸发器供液后，管内仍存在大量氨液，仍然能够继续吸热蒸发制冷，冷间可以继续降温，因而存在一定的“冷惰性”或发生滞后现象。对温度允许波动小的房间，这就需要在回气管道上设置电磁阀。但对在允许的温度波动幅度内的冷库，这种“冷惰性”对库房温度的影响，一般都在允许的
15、温度波动范围以内，对维持库温的相对稳定反而有利，从而可以减小库温自动控制的动作频率。,2氨泵供液的再循环倍率,液体再循环倍率取值表,3低压循环贮液桶与氨泵的布置,在氨泵的吸入侧，低压循环贮液桶中的氨液经过出液管流进泵的吸入口是靠桶内液面与泵中心线之间的静液柱高差克服制冷剂流动阻力完成的，因此氨泵必须要安装在低压循环贮液桶液面之下的位置。同时，为了保护氨泵的正常工作，防止“气蚀现象”的发生损坏氨泵，还应该保证作用于泵吸入口的压力要高于氨液实际温度下的饱和压力，此时氨泵吸入口的压力称为“净正吸入压头” 。,4.氨泵的排出压力,为保证氨液进入蒸发器正常工作，氨泵排出的液体压力应能克服下列压力损失：
16、（1）氨泵中心至各蒸发器前调节阀之间的液柱静压力； （2）氨泵至各蒸发器调节阀之间的液体流动阻力，包括沿程阻力和局部阻力； （3）应保证各蒸发器调节阀前液体压力至少为1105Pa，以便于调节阀调节各蒸发器的流量。,5.系统的热气融霜方案,系统不设专门的冲霜排液桶，融霜后的液体制冷剂直接排向低压循环桶。这种融霜方式具体又有两种处理方案: 一是利用两相流体回程管将融霜完后的制冷剂液体排向低压循环桶； 另一种是利用专门设置的排液管将将融霜完后的制冷剂液体排向低压循环桶。,（1）低压循环贮液桶兼作融霜排液的热气融霜方案,1）利用两相流体回程管进行融霜排液,2）利用专门的排液管排液,（2）利用专门设置的冲霜排液桶,习题,1.回热有何好处？ 2.哪种制冷系统适合采用回热？哪种不适合？ 3.液泵供液系统有哪两种供液方式，各有何特点？ 4.什么是再循环倍率？如何确定再循环倍率？,
