李國(guó)慶

[摘 要]本文主要介紹氟利昂冷庫(kù)中冷藏間、凍結(jié)間、供液蒸發(fā)、三重防沖缸、配機(jī)以及配管等部分的工藝設(shè)計(jì)，希望對(duì)小型冷庫(kù)的質(zhì)量提升有所幫助。

[關(guān)鍵詞]凍結(jié)間；三重防沖缸；冷庫(kù)；氟利昂

中圖分類號(hào)：TB65 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2017）03-0119-01

氟利昂是一種常見的制冷劑，它具有諸多優(yōu)點(diǎn)：化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不會(huì)發(fā)生爆炸，不會(huì)燃燒，無(wú)色，無(wú)味，熱力特性較為優(yōu)良，操作較為方便等，因此在冷庫(kù)中得到了廣泛應(yīng)用，在小型冷庫(kù)中更受歡迎。氟利昂可以達(dá)到不同的制冷溫度，其制取的蒸發(fā)溫度最低為-120℃。其能夠溶解潤(rùn)滑油，能夠避免制冷系統(tǒng)中油膜的產(chǎn)生，進(jìn)而減少對(duì)傳熱的影響。目前有關(guān)氟利昂冷庫(kù)的相關(guān)技術(shù)資料與施工經(jīng)驗(yàn)較少，導(dǎo)致目前我國(guó)的小型冷庫(kù)質(zhì)量水平較低，嚴(yán)重影響食品貯藏，造成水資源浪費(fèi)，增加企業(yè)成本，不利于企業(yè)的發(fā)展。

1 三重防沖缸工藝設(shè)計(jì)與安全控制

通常情況下，氟利昂機(jī)組都是自動(dòng)控制的，其智能化水平較高，所以機(jī)組的安全性能十分重要，而機(jī)組的安全性能主要體現(xiàn)在三方面：防止斷電、防止斷水以及防止沖缸。

1.1 防止斷電

近些年企業(yè)用電增多，斷電事故時(shí)常發(fā)生。如果機(jī)組因斷電而停止運(yùn)行，那么蒸發(fā)器中液體會(huì)匯集在一處或者留有較多的液體，在繼續(xù)供電后機(jī)組將自動(dòng)工作，這種情況下極易發(fā)生沖缸事件。為了防止此類事故的產(chǎn)生，應(yīng)該采取斷電保護(hù)措施，確保在恢復(fù)供電之后電源不能自動(dòng)接通，只能通過(guò)人為指令來(lái)使機(jī)組恢復(fù)工作。

1.2 防止斷水

一旦發(fā)生斷水，溫度和冷凝壓力就會(huì)提升，可能會(huì)導(dǎo)致電機(jī)因超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)而損壞，也可能會(huì)引起易熔塞熔化，進(jìn)而造成制冷劑外泄。為了防止此類事故的發(fā)生，可以在供水管路中安裝流量或壓力控制器，如果水壓低于預(yù)設(shè)值，機(jī)組無(wú)法開機(jī)。

1.3 防止沖缸

注意排管型式以及排管布局，在設(shè)計(jì)排管型式時(shí)，要避免機(jī)組停止運(yùn)行時(shí)液體匯集在一處，如果無(wú)法避免這一現(xiàn)象，可以利用混合排管，例如使用頂排管而不是墻排管來(lái)防止液體匯集；系統(tǒng)流程為先經(jīng)過(guò)墻管，在由頂管流入汽、液分離器與氟利昂機(jī)組，通過(guò)這樣的改進(jìn)來(lái)降低沖缸的幾率。

在電氣控制設(shè)計(jì)時(shí)也應(yīng)考慮到?jīng)_缸的問(wèn)題，溫度達(dá)到要求并且供液電磁閥關(guān)閉之后，機(jī)組會(huì)繼續(xù)運(yùn)行，當(dāng)壓強(qiáng)降低到一定水平后，壓力控制器會(huì)發(fā)揮作用使機(jī)組停止運(yùn)行。另外應(yīng)該正確調(diào)整壓力控制器，使其動(dòng)作壓力符合要求，如果太低，容易從軸封不嚴(yán)部位抽入空氣；如果太高，機(jī)組會(huì)頻繁地進(jìn)行開關(guān)機(jī)。

2 配機(jī)設(shè)計(jì)

機(jī)組和冷庫(kù)之間不一定完全匹配的，而目前國(guó)產(chǎn)氟機(jī)組種類較少，一般利用多臺(tái)小機(jī)組來(lái)解決機(jī)組和冷庫(kù)之間不匹配的問(wèn)題。

一般情況下會(huì)依據(jù)冷庫(kù)熱負(fù)荷決定配機(jī)種類，但是對(duì)于小冷庫(kù)而言，其進(jìn)出貨物并沒有規(guī)律，因此也難以確定其熱負(fù)荷。為此，可以假定以下幾個(gè)條件：肉類貯存為1～2個(gè)月，每日鮮貨入庫(kù)量最大值是庫(kù)容的3%～5%，溫度為-10℃～-15℃，如果冷庫(kù)較大，可以假定為-18℃，根據(jù)假定條件進(jìn)行配機(jī)的選取。為了節(jié)約能源，小冷庫(kù)可以采取以下措施：如果油路未能平衡，不允許并聯(lián)運(yùn)行多個(gè)機(jī)組，但是可以在機(jī)組之間設(shè)計(jì)供液、回汽過(guò)橋閥；機(jī)組運(yùn)行正常則分打，維修故障時(shí)可以相互借打。

3 配管設(shè)計(jì)

蒸發(fā)排管的大小應(yīng)該依據(jù)冷庫(kù)負(fù)荷來(lái)確定，配管時(shí)應(yīng)該注意以下方面：

視通路負(fù)荷確定分液器中的出液管，盡量減少管路長(zhǎng)度，防止二次節(jié)流的產(chǎn)生和過(guò)大壓降。

選用外平衡式熱力膨脹閥，其安裝位置盡量靠近蒸發(fā)器的入口，膨脹閥要留出20%左右的裕度。

多排管單路分液時(shí)，應(yīng)該設(shè)置分液器，并保證不同排管的型式、路數(shù)以及長(zhǎng)度保持一致，防止結(jié)霜不一。如果是多型式排管多路供液，應(yīng)該盡量保證不同排管之間的阻力、長(zhǎng)度相近，選取合適的回汽管徑與膨脹閥。

選取排管型式時(shí)，盡量保證機(jī)組停止運(yùn)行時(shí)液體無(wú)法集中在一處，并且液體要能回注，在各個(gè)排管處設(shè)置回濁灣，頂管除外。確?；仄芘c間接管的管徑大小合適，管徑太小會(huì)有較大的阻力，管徑太大會(huì)影響回油速度。

確保通路長(zhǎng)度合適，長(zhǎng)度的理論計(jì)算值為100米以上，然而實(shí)際情況中60米～80米比較合適。

配管比應(yīng)該較高，也就是蒸發(fā)面積應(yīng)該較大，因?yàn)楹桶毕啾?，排管的傳熱系?shù)較低（KF=0.75～0.85KNH3），因此蒸發(fā)面積：庫(kù)房面積應(yīng)該為1～1.8：1。

4 除霜工藝設(shè)計(jì)

停機(jī)除霜為除霜時(shí)經(jīng)常使用的方法之一，具體步驟為先停止壓縮機(jī)的運(yùn)行，而這時(shí)冷風(fēng)機(jī)中的風(fēng)扇仍在運(yùn)轉(zhuǎn)，利用溫度變化除去風(fēng)扇葉片表面的霜，但是這種方法有一定的局限性，其只能在庫(kù)溫超過(guò)3℃的地點(diǎn)使用，因此這種方法與電熱除霜法都在小型冷庫(kù)中得到了廣泛應(yīng)用。為了方便教學(xué)與技能培訓(xùn)，經(jīng)常在實(shí)訓(xùn)臺(tái)中使用兩種除霜方法，并通過(guò)開關(guān)進(jìn)行兩種方法的轉(zhuǎn)化，通過(guò)除霜控制器對(duì)除霜周期進(jìn)行控制。

5 電氣控制系統(tǒng)

5.1 啟用與停機(jī)控制

能對(duì)機(jī)組實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的基本原理為：冷凍機(jī)由壓力控制器進(jìn)行控制，壓力控制器由供液電磁伐進(jìn)行控制，供液電磁伐由溫度控制器進(jìn)行控制。具體流程如下：

5.1.1 自動(dòng)停機(jī)：溫度下降超過(guò)一定范圍后，溫度控制器使供液電磁伐關(guān)閉，然后回汽壓力降低并達(dá)到下限，壓力控制器使冷凍機(jī)與水電磁伐（沒有風(fēng)冷機(jī)組，下同）一同停止。

5.1.2 自動(dòng)開機(jī)：溫度上升超過(guò)一定范圍后，溫度控制器使供液電磁伐開啟，然后回汽壓力上升并達(dá)到上限，壓力控制器使冷凍機(jī)與水電磁伐一同開啟。

5.1.3 反復(fù)開關(guān)：溫度下降造成停機(jī)之后，蒸發(fā)器中存液的蒸發(fā)與溫度回升導(dǎo)致回汽壓力逐漸增加，當(dāng)壓力達(dá)到上限時(shí)，壓力控制器會(huì)使冷凍機(jī)與水電磁伐一同開啟；回汽壓力降低至下限時(shí)，壓力控制器會(huì)使冷凍機(jī)與水電磁伐一同關(guān)閉，所以機(jī)組會(huì)反復(fù)開啟與關(guān)閉。但是如果壓力控制的上限值與下限值都比較合適，那么反復(fù)開關(guān)的次數(shù)會(huì)較少，時(shí)間也比較短。

5.1.4 事故導(dǎo)致開停機(jī)：當(dāng)操作失誤、斷水、冷卻水缺乏等情況下排汽壓力會(huì)有所增加，如果其超過(guò)12kg/cm2，壓力控制器就會(huì)使冷凍機(jī)與水電磁伐共同停止，從而確保運(yùn)行的安全與穩(wěn)定。停機(jī)之后，壓力逐漸下降，當(dāng)其降低至9 kg/cm2，冷凍機(jī)與水電磁伐將共同開啟。

5.2 安全警報(bào)

應(yīng)在冷庫(kù)內(nèi)門幢上安置按鈕，冷庫(kù)外門幢上安置閃光蜂鳴器，當(dāng)員工無(wú)法出庫(kù)時(shí)，可以按下開關(guān)呼救，從而保證員工安全。

6 在排管系統(tǒng)中設(shè)計(jì)貯液器

通常是根據(jù)機(jī)組能力進(jìn)行排管的選擇，但是排管中充液量往往超過(guò)機(jī)組的能力范圍，因此應(yīng)設(shè)置貯液器。貯液器的容積應(yīng)由充液值來(lái)確定，其安裝位置要比冷凝器的位置低，其進(jìn)液口高度應(yīng)該與冷凝器的出液口高度相差約300mm。風(fēng)冷機(jī)組是將冷凝器與貯液器放于同一個(gè)平面，兩者之間不存在高度差，這種設(shè)計(jì)會(huì)影響冷凝面積，在具體使用時(shí)應(yīng)該對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)，并根據(jù)需要配置貯液器。

7 保護(hù)控制

在緊急情況下，工作人員可以利用急停按鈕阻止裝置運(yùn)行。另外，供電線路中安裝有漏電保護(hù)器、冷庫(kù)內(nèi)有蜂鳴器，這些設(shè)施真正實(shí)現(xiàn)了對(duì)操作人員的保護(hù)。

綜上所述，對(duì)氟利昂冷庫(kù)各個(gè)部分的工藝設(shè)計(jì)進(jìn)行控制可以提升冷庫(kù)質(zhì)量，節(jié)約能源，增加企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)

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