冷冻设备技术.pdf

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1、第十一章冷冻设备冷冻设备包括冷源制作（制冷）、物料的冻结、冷却三个组成部分。制冷机的有活塞式，螺杆式、离心式制冷压缩机组、吸收式制冷机组、蒸汽喷射式制冷机组以及液态氮、液态二氧化碳、盐液等冷剂；现在活塞压缩式制冷机组是国均外主要的冷源制作装置。物料进行冻结的方式有风冷式、浸渍式和冷剂通过金属管、壁和物料接触传热降温的装置。冷冻设备在农产品、食品的加工和贮藏方面的应用如下：（l）食品的冻结、冻藏和冻结运输。主要是畜产品、水产品的冻结和冻藏。还有速冻蔬菜、速冻面食品、冰、雪糕等产品的冻结和冻藏。（2）农产品、食品

2、的冷却、冷藏、气调贮藏和冷却运输。主要是果品、蔬菜、蛋及油脂、冷饮等产品的冷却和冷藏。（3）食品加工。如冻结干燥、冻结浓缩和物料的冷却等。（4）食品加工厂的空气调节。冷冻设备的内容很多，本章仅扼要地叙述活塞式压缩制冷机、冷库制冷系统的分类、工作原理、结构和选择，还有速冻和气调设备。第一节活塞式压缩制冷设备的主要装置一、制冷压缩机（－）分类1．按活塞的运动方式（1）往复式压缩机其活塞在汽缸里作往复的直线运动，在食品加工厂和冷库制冷方面多采用这种压缩机。（2）回转式压缩机其活塞在汽缸内作旋转运动，电冰箱采用此种压

3、缩机。2．按一台压缩机中蒸汽被压缩的次数分为单级和双级。3．按蒸汽在汽缸内的流向分为顺流式与逆流式。4．按汽缸中心线位置分为立式、V式、W（角度）式和S式等。5．按压缩机组的封闭程度（l）开启式压缩机的功率输入轴伸出曲轴箱外，电机通过联轴器或皮带轮与压缩机轴输入端相联接，在曲轴伸出端装有油封。（2）半封闭式压缩机与电机外壳为一体，构成一个密封机壳，不需要装油封。（3）全封闭式压缩机与电机封密在一个容器内，形成一个整体，从机外表看，只有压缩机吸排气管和电机导线。6.按压缩机的冷量（1）小型其制冷量小于209MJ

4、/h；（2）中型其制冷量为209～1672MJ/h；（3）大型其制冷量在1672MJ/h以上。7．按压缩方式分为单作用和双作用。一、单级压缩制冷系统1、主要设备：压缩机，冷凝器，膨胀阀，蒸发器。2、附助设备：油分离器，空气分离，器贮氨器，汽液分离器。工作原理、结构和特点图11-2所示为立式、单作用、直流式氨压缩机工作原理图，它主要由汽缸体、汽缸、活塞、连杆、曲轴、曲轴箱、进排气阀们、假盖等组成。图11-3所示为高速多缸制冷压缩机结构。汽缸的配置有V、W和S型；曲轴转速为700～2000r/min。功率为10～

5、150kw。吸气孔道在汽缸套凸缘上。工作时汽间借助于阀片前后的压力差自动开启和关闭，达到吸气和排气的目的。二、冷凝器冷凝器是制冷系统中的一种热交换器，使制冷剂过热蒸汽受冷却凝结为液体。冷凝器的种类很多，大中型制冷设备常用的有卧式壳管式、立式壳管式、淋水式。蒸发式和空气冷却式冷凝器。1.卧式壳管式冷凝器、卧式冷凝器的结构和组成，如图ll－4所示。钢制圆柱壳体的两端焊有端盖，在壳内装有一组横卧的直管管簇。2冷凝器中冷却水的流速一般为0.8－1.2m/s时传热系数K＝2.5l～3.34MJ/（m·h·℃），单位2面

6、积热负荷qF－12.54～14.63MJ／（m.h)。这种冷凝器的优点是结构紧凑、占空间高度小、传热系数高。缺点是清除水垢困难。2.蒸发式冷凝器蒸发式冷凝器如图11一5所示。由换热管组、供水喷淋装置和风机等组成。制冷剂蒸汽从管组上部的过气集管。分配给每根蛇形管后与冷却水进行热交换，冷凝后经出波集管导至贮液器中。冷却水喷淋在管外壁上，一部分冷却水受热蒸发变成水蒸汽，在风机作用下，被空气带走，另一部分冷却水，沿管外壁成膜层向下流，落入水池中，利用水泵送到喷水器，如此循环流动。水池中的水量需要补充，所需水量，由水量

7、调节阀控制。这种冷凝器的特点是因部分冷却水蒸发，吸收大量汽化潜热，故消耗水量很少，仅为壳管式冷凝器的1/25～1/50,但设备与作业的费用、较大。管排间水垢难清除，水需要软化处理。3．淋水式冷凝器。如图11－6所示。由贮氨器、冷却排营和配水箱等组成。工作时冷却水由顶部进入配水箱，经配水槽流到蛇形管的顶面，然后顺着每层排营的外表面成膜层流下，部分水蒸发，其余落入水池中，通过冷却后再循环使用。氨气自排管底部进入管内．沿管上升时遇冷而冷凝，流入贮氨器中。这种冷凝器的优点是结构简单，工作安全。对水质要求不严，容易清洗

8、。缺点是金属消耗量大，占地面积较大。三、膨胀阀（－）手动膨胀阀手动膨胀间的构造如图11－7所示，阀蕊有针形和V形缺口等型式。手轮转动时，可改变阀门开启度。开启度按蒸发器热负荷的变化来调节，通常为手轮的1／8～1/4周，不能超过1周，否则开启度过大，失去膨胀作用。这种膨胀阀，结构简单，但不能随热负荷的变化而自动调节。在氟利昂制冷装置中已使用热力膨胀阀进行自动调节。（二）热力膨胀阀它是利用蒸发器出口处蒸