冷媒氨的啤酒厂应用与研究

,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,冷媒氨的啤酒厂应用与研究,一、汽液氨的转化原理,1.1,基本物理性质,1.2,汽液循环原理,1.1,基本物理性质,氨（,代号：,R717,）：中压中温制冷剂,凝固温度为,-77.7,标准蒸发温度为,33.3,在常温下冷凝压力一般为,1.1,1.3MPa,氨的单位容积标准制冷量大约为,520kcal/m,3,优点,：易于获得、价格低廉、压力适中、单位制冷量大、放热系数高、几乎不溶解于油、流动阻力小，泄漏时易发现。,缺点,：有刺激性臭味、有毒、可以燃烧和爆炸，对铜及铜合金有腐蚀作用。,Enthalpy,latent heat,sensible heat,Temperature(C),Enthalpy,0C,100C,Sensible heat,of water,Latent heat of evaporation,Sensible heat of dry steam,Saturated Steam,418 kJ/kg,2675 kJ/kg,Boiling Water,water,Ice+water,Water+Steam,Steam,Ice,H(melt),Cp(ice),T,Q =,Cp(water),T,H(vap),Cp(steam),T,Change of temperature(C)and state of water with enthalpy at atmospheric pressure,潜热 显热 焓 熵,Enthalpy,Pressure,1,2,3,4,2-phase region,Dp across expansion valve,Gas x=1,Liquid x=0,Super heat,1.2,汽液循环原理,1,2:Evaporation:,inlet:liquid,outlet:liquid+vapour,2,3:Compression,vapour,3,4:Condensation,inlet:vapour,outlet:liquid,4,1:Expansion,inlet:liquid,outlet:liquid+vapour,Pressure,1,2,3,4,2-phase region,Dp across expansion valve,Gas x=1,Liquid x=0,Super heat,1,2:Evaporation:,inlet:liquid,outlet:liquid+vapour,2,3:Compression,vapour,3,4:Condensation,inlet:vapour,outlet:liquid,4,1:Expansion,inlet:liquid,outlet:liquid+vapour,2,等熵压缩,等压冷凝,等焓膨胀,等压温蒸发,实际循环的工作过程：,蒸发过程：,401a,吸气过程：,1a1b1,：过热,压缩过程：吸热压缩（熵增），放热压缩（熵减）,排气过程：,22a,冷却凝结过程：,2a3,：过冷,节流过程：,34,：绝热,1,、压缩制冷工艺,压缩机将从蒸发器来的低压蒸汽进行压缩，变成高温、高压蒸汽后进入冷凝器,2,、氨吸收制冷工艺,以氨为制冷剂，水为吸收剂，利用水对氨有良好的吸收效果的特性，将蒸发器中蒸发出的气氨吸收下来，形成氨水溶液，再根据氨和水在加压条件下沸点差较大的特点，将氨水溶液通过两级加压精馏的方法获得纯度为,99.98,的气氨，再冷凝得到液氨，,2.1,氨的供给方式,2.2,工艺流程设计原理,二、氨的供给方式与工艺流程设计原理,按供液方式不同,直接膨胀系统,重力式供液制冷系统,氨泵强制氨液循环系统,2.1,氨的供给方式,直接膨胀系统,1.,方式：通过膨胀阀直接向蒸发器供液,2.,特点：,供液的动力来自于系统内部的压力差；,供液不均，宜在单一节流控制单一蒸发回路中采用；,蒸发器为单一通道，盘管长度受限；,3.,适用范围：,主要用于氟利昂系统和成套制备空调冷冻水或低温盐水的氨系统；,生活服务性小冷库。,重力式供液制冷系统,方式：利用制冷剂液柱的重力来向蒸发器供液。,2.,特点：,供给蒸发器的为制冷剂液体，且便于均匀供液；,回气带液滴，压缩机吸入前仍要经过氨液分离器；,氨液分离器液面相对稳定，便于实现液面自控；,蒸发压力受液柱影响，盘管越长，影响越大；,分离器要高出蒸发器一定高度，一般，高出最高盘管,0.5,2m,；,3.,适用范围,:,小型氨制冷系统,氨泵强制氨液循环系统,1.,方式：利用液泵向蒸发器供液。,2.,特点：,供液量为实际蒸发量的,3,6,倍，制冷效果好；,供液量充分，回流过热度小，可以提高压缩效率和制冷系数；,制冷系统动力增加,1%,1.5%,；,3.,适用范围：大中型冷库，人工冰场等,2.2,工艺流程设计原理,氨制冷系统组成,泄氨系统,油系统,空气分离,系统,水系统,制冷剂,系统,氨制冷,系统,重力供氨系统循环过程原理及主要设备,压缩过程,冷凝过程,一般安装在室外，占地面积小，冷却水消耗量较大，清洗方便；适用于水源充足、水质较差的地区。,一般安装在室内，结构紧凑，传热效果好，冷却水进出口温差比立式冷凝器较大，故水循环量较立式冷凝器小；适用于水质良好的地区，大、中、小型氨制冷装置都可采用,冷凝器,氨贮液器,贮液器的作用是贮存和调节供给制冷系统内各部分的制冷剂液体，以使制冷剂的循环量适应运行工况变化，既可满足各设备的正常供液，又能保证压缩机正常运行。,节流膨胀过程,节流装置又名膨胀机构，设置于冷凝器之后，从冷凝器来的高压制冷剂液体流经膨胀机构后，压力降低，然后进入蒸发器中。,节流装置的工作原理与分类,手动膨胀阀,浮球调节阀,热力膨胀阀,毛细管,电子膨胀阀,节流装置,手动膨胀阀,低压浮球阀结构,1,端盖,2,平衡块,3,壳体,4,浮球杆,5,浮球,6,帽盖,7,接管,8,阀针,9,阀座,1,密封盖,2,调节杆,3,垫料螺帽,4,密封填料,5,调节座,6,喇叭接头,7,调节垫块,8,过滤网,9,弹簧,10,阀针座,11,阀针,12,阀孔,13,阀体,14,顶杆,15,垫块,16,动力,17,毛细管,18,传动膜片,19,感温包,内平衡热力膨胀阀结构图,外平衡热力膨胀阀结构图,1,密封盖,2,调节杆,3,垫料螺帽,4,密封填料,5,调节座,6,调节垫块,7,弹簧,8,阀针座,9,阀针,10,阀孔座,11,过滤网,12,阀体,13,动力室,14,顶杆,15,垫块,16,传动膜片,17,毛细管,18,感温包,毛细管的优点,毛细管具有结构简单、无运动部件、价格便宜，使用时不需安装贮液器、充液量少，停机后冷凝器与蒸发器的压力可以快速自动达到平衡、减轻压缩机启动负载等优点,毛细管的缺点,但其调节性能差，供液量不能随工况变动而调节,几种降压型分液器结构,电子膨胀阀,热力膨胀阀的不足之处,讯号的反馈有较大的滞后,控制精度较低,调节范围有限,电子膨胀阀优点,克服了热力膨胀阀的上述缺点,并为制冷装置的智能化提供了条件,电子膨胀阀按照驱动方式分类,热动式,电磁式,电动式,AF400,AF600,氨液分离器外形图,将蒸发器所蒸发的气体分离出其中含有的氨液，防止氨液进入压缩机产生湿行程和液击现象；,分离节流闪发的气体，提高蒸发器的有效传热面积，稳定重力,供液液面。,氨液分离器的筒体直径按氨气流速不大于,0.5 m/s,选定。,蒸发过程,卧式蒸发器与立式蒸发器相比，具有结构紧凑、占地面积小、易于安装、使用方便、传热性能好、可以减少盐水的腐蚀等优点。,卧式蒸发器,螺旋管式蒸发器,由一组螺旋管组成，用以冷却水、盐水或其它液体的蒸发器。,结构简单，蓄冷量大，操作管理方便，载冷剂冻结的危险性小,便于检查、观测及维修。,螺旋管式蒸发器与立管式相比：,单位体积的传热面积较大，传热系数约高（,12,18,）,%,蒸发器,板式换热器,换热部分由冲压成波纹状的薄金属板构成。流体经过特殊布置的角,边开孔流经板片之间形成的通道冷媒和热媒总是在相邻的通道内逆,向流动进行换热。由于板片边缘采用焊接，因此介质不会从设备中,流出。各板片的接触点也是焊接点，以便承受介质的压力。,Evaporator,PHE,普通板片,两个板之间有一个垫圈来密封和确定流向,半焊式板片,板片被焊接组合在一起,一对板之间有主体密封圈做密封，还有端口密封环在两种流体之间起密封作用,优势：,可以用更好的材料做端口密封环，用较普通的材料（,EPDM,NBR,）做主体密封圈,由于采用焊接，可以允许更高的压力,Plate pair,Gasket,Welded port,Port ring,半焊式板片,Transfer port allows redistribution laterally down the port,Feed port ring(inside welded pair)contains up to four integral feed jet tubes(first flash),制冷剂主要进口,jet tubes,Second flash transfer port into plate pair,Third and final flash integral to welded pair refrigerant is turned laterally into flow passage,确保蒸发器出口气体含量,35%65%,若被冷却介质为水，压缩机吸入气体温度不低于,-1,注意临界热通量,Critical Heat flux,The expansion is pushing the liquid to 1 side of the plate,Extreme vapour formation,Critical flux,Critical heat flux occurs when the required heat flux locally cannot be met,resulting in dry spots on the plate area.This means that the actual useful plate area is less than you think it is!,2 types to be distinguished,although cause is the same.Drying out of the upper part of the plate.,And to fast vapour formation at the bottom of the plate.Solution is to reduce temperature difference,In other words,there is a maximum possible heat flux,above that your heat transfer coefficient will drop.,空气分离器,空气分离器的作用是将制冷系统中不凝性气体和氨气分离开，并将不凝性气体排除系统外，从而使制冷系统维持正常的冷凝压力。同时，将其中的制冷剂蒸气凝结下来予以回收。,YFT100,油分离器外形图,油分离器安装在氨压缩机和冷凝器之间，用以分离压缩后氨气中所带出的润滑油。,洗涤式油分离器，蒸汽在筒体内的速度一般不超过。,离心式油分离器适用于大、中型制冷量的压缩机。,油系统,集油器是用来收集从油分离器、冷凝器、贮液器或中间冷却器及蒸发器等设备中分离出来的润滑油，并按照一定的放油操作规程，收集制冷系统中的积油。,集油器,紧急泄氨器,氨制冷控制实例,三、以脱氧水应用为例计算氨制冷过程的能量转化,水出口温度,:2C,水进口温度,:30C,蒸发温度,:-1C,Separator,Evaporator,h1,D2,D1,H2,水流量,:50