直接冷卻系統(tǒng)

在直接冷卻系統(tǒng)中，根據(jù)向蒸發(fā)器的供液的動力不同，直接冷卻系統(tǒng)可分為直接膨脹供液、重力供液、氨泵供液和氣泵供液2種。

直接冷卻系統(tǒng)直接膨脹供液

利用冷凝壓力和蒸發(fā)壓力之間的壓力差作為動力，將高壓液體經(jīng)節(jié)流降壓后直接供入蒸發(fā)器制冷的供液方式稱為直接膨脹供液。在冷庫裝置中，它是應(yīng)用最早和最簡單的供液費那個方式，它是由調(diào)節(jié)站和蒸發(fā)器組成。它的工作原理是自高貯器來的高壓液體經(jīng)液體調(diào)節(jié)站上的節(jié)流閥節(jié)流降壓后送往各組蒸發(fā)器，在蒸發(fā)器中吸熱蒸發(fā)轉(zhuǎn)化為氣體，然后通過氣體調(diào)節(jié)站直接送入壓縮機吸入口。該供液系統(tǒng)的優(yōu)點有：

① 利用了高壓液體的能量，減少了無功損耗，除壓縮機外不再消耗其他動力；

② 可利用一臺壓縮機擔(dān)負幾個蒸發(fā)溫度，這是其他系統(tǒng)不易作到的；

③ 由于冷庫設(shè)備少、系統(tǒng)簡單、制冷劑充注量少，冷庫報價低，一次投資低于其他系統(tǒng)。

直接冷卻系統(tǒng)重力供液

將氨液輸送到高于蒸發(fā)器的氨液分離器之中，氨液靠本身的重力被輸送至蒸發(fā)器之中的制冷系統(tǒng)稱為重力供液系統(tǒng)。其工作原理為：高壓的氨液被送入高于蒸發(fā)器的氨液分離器之中，在節(jié)流過程中所產(chǎn)生的閃發(fā)蒸氣被分離，氣體集中于氨液分離器上部，液體則沉積于其下部，在高差H1的作用下，氨液進入蒸發(fā)器吸熱蒸發(fā)，產(chǎn)生的氣體夾雜著液滴經(jīng)回氣管進入氨液分離器，氣液再次分離，液體下沉，氣體與氣流所產(chǎn)生的閃發(fā)氣體一同被壓縮機吸走。

冷庫直接冷卻系統(tǒng)也有難于克服的缺點，當(dāng)采用氨為制冷劑時，系統(tǒng)的密封性一旦受到破換將危及人身安全，污染冷庫內(nèi)的食品，另外，當(dāng)制冷劑需要遠距離輸送時，由于管道阻力的作用，使制冷劑產(chǎn)生閃發(fā)氣體，影響冷庫裝置的經(jīng)濟性。

直接冷卻系統(tǒng)氨泵供液

高壓液體經(jīng)節(jié)流降壓后進入循環(huán)桶，再由循環(huán)桶側(cè)面的出液管經(jīng)截止閥和氨液過濾器進入氨泵，升壓后經(jīng)單向閥、截止閥送入液體分調(diào)節(jié)站，然后被分配到各組蒸發(fā)器。

直接冷卻系統(tǒng)氣泵供液

利用高壓氣體或高壓液體的壓力，輸送氨液至蒸發(fā)器。

氣泵供液分為氣體加壓和液體加壓兩種，按加壓罐數(shù)量又可分為雙罐式和單罐式。2100433B

對于強制空氣對流蒸發(fā)器，其傳熱系數(shù)較高，用冷場所溫度均勻，冷卻速度較快，因而直接冷卻系統(tǒng)在冷庫裝置中得到廣泛應(yīng)用。

低壓系統(tǒng)因制冷系統(tǒng)供液方式不同而有很大差異。

根據(jù)向蒸發(fā)器供液的動力，直接冷卻系統(tǒng)分直接膨脹供液、重力供液、液泵供液和氣泵供液等四種。

氨制冷系統(tǒng)直接膨脹供液

利用冷凝壓力和蒸發(fā)壓力之差，將節(jié)流后的制冷劑直接送入蒸發(fā)器的供液方式，稱為直接膨脹供液。在制冷裝置中，它是應(yīng)用最早和最簡單的供液方式。該方式的特點是 ：

①制冷設(shè)備少，系統(tǒng)簡單，制冷劑充注量少，工程費用低。

②節(jié)流生成的閃發(fā)氣體進入蒸發(fā)器，使制冷效率降低。

③無氣液分離設(shè)備，容易發(fā)生濕行程。

④操作調(diào)節(jié)困難。隨冷凝壓力、蒸發(fā)壓力、負荷大小的變化，應(yīng)及時調(diào)整節(jié)流閥的開啟度，這對使用手動節(jié)流閥、靠人工調(diào)節(jié)的制冷裝置來講是不容易做到恰到好處的。同時，由于閃發(fā)氣體的存在，對并聯(lián)蒸發(fā)器的供液不容易均勻分配，使供液多的易濕行程，供液少的則出現(xiàn)過熱現(xiàn)象。

氨制冷系統(tǒng)重力供液

重力供液主要用于氨制冷裝置。

1.工作原理

在節(jié)流閥和蒸發(fā)器、蒸發(fā)器和壓縮機之間增設(shè)氨液分離器，并將其設(shè)在高于蒸發(fā)器的地方。節(jié)流后的兩相制冷劑先進入氨液分離器被分離，分離下來的液體利用氨液分離器內(nèi)保持的液面和蒸發(fā)器之間高差形成的靜壓向蒸發(fā)器供液，故稱之為重力供液。

2.供液高差的確定

氨液分離器內(nèi)正常液面和蒸發(fā)器之間的高差取決于流動阻力的大小，供液高差過小，不足以克服阻力，供液不通暢；供液高差過大，液柱靜壓對蒸發(fā)溫度的影響加大。因此，為了保證既能向蒸發(fā)器正常供液，又不至于嚴重影響蒸發(fā)溫度，原則上講，該高差形成的靜壓在克服了總阻力之后，剩余壓差對蒸發(fā)溫度的影響不超過1℃。如不同蒸發(fā)回路所要求的剩余壓差值分別為 ：

-33℃回路：≯5KPa

-28℃回路：≯6KPa

-15℃回路：≯12KPa

實際計劃中氨液分離器正常液面可高于蒸發(fā)器最長層管子0.5~2m，常取1.5m。

3.機房氨液分離器的設(shè)置

重力供液的回氣系統(tǒng)屬下列情況之一時，應(yīng)在氨壓縮機房內(nèi)增設(shè)氨液分離器：①兩層及兩層以上的庫房；②設(shè)有兩個或兩個以上的制冰池；③庫房氨液分離器與氨壓縮機房的水平距離大于50m時。

也就是說，為了提高壓縮機運行的安全性，必要時設(shè)機房氨液分離器，對庫房氨液分離器不承擔(dān)向蒸發(fā)器供液的任務(wù)，不必保持一定液面。

4.氨液分離器的數(shù)量

按庫房、機房氨液分離器分別確定。

①機房氨液分離器的數(shù)量取決于蒸發(fā)回路數(shù)、冷間數(shù)及層數(shù)。不同蒸發(fā)回路應(yīng)分別設(shè)置；多層庫房應(yīng)分層設(shè)置；同一蒸發(fā)回路的多個冷間可以合用一個，也可以分別設(shè)置。

②機房氨液分離器的數(shù)量主要取決于蒸發(fā)回路數(shù)，需要設(shè)置時，在滿足氣液分離的條件下，一個蒸發(fā)回路設(shè)一個即可。

5.分調(diào)節(jié)站的設(shè)置

一個氨液分離器對多個冷間或多組蒸發(fā)器供液時，為便于操作管理，設(shè)置分調(diào)節(jié)站。分調(diào)節(jié)站按制冷劑流過時的相態(tài)分液體分調(diào)節(jié)站、氣體分調(diào)節(jié)站；按融霜功能分帶熱氨融霜和不帶熱氨融霜的分調(diào)節(jié)站。兩種型式的調(diào)節(jié)站均由總管、支管、截止閥、壓力表等組成，其中支管的數(shù)量由冷間和蒸發(fā)器的數(shù)量而定。原則上一間一根供液一根回氣；對于采用不同型式蒸發(fā)器的冷間，可分別供液并聯(lián)回氣，或分別供液分別回氣。

簡化設(shè)計的分調(diào)節(jié)站，閥門少，結(jié)構(gòu)簡單。但任何一個蒸發(fā)器融霜時，同一蒸發(fā)回路的其他蒸發(fā)器都不能降溫，且需要有另一個蒸發(fā)回路存在，以提供熱源。對于不需要經(jīng)常融霜的冷間可以考慮選用，如凍結(jié)物冷藏間。

6.排液桶、低壓貯液桶的連接

排液桶、低壓貯液桶的構(gòu)造相同，用途稍有不同。排液桶主要用于容納沖霜排液，低壓貯液桶則是收集個容器分離下來的液體。早些年建的冷庫中，有這兩種都設(shè)的。后來，為簡化系統(tǒng)采取了一桶兩用的設(shè)計方式。

7.蒸發(fā)器制冷劑流向

由于重力供液的供液壓力不是很大，蒸發(fā)器制冷劑流向必須采用下進上出，即液體從蒸發(fā)器底部進入，回氣從頂部接出。

8.特點

重力供液有以下特點 ：

①改善了直接膨脹供液的不足。

②液柱靜壓對蒸發(fā)溫度有影響。

③蒸發(fā)器內(nèi)制冷劑流速慢，放熱系數(shù)較低，且其中的積油不易被沖出來。

④氨液分離器、分調(diào)節(jié)站布置較分散，不便于集中管理。

⑤需加建閣樓或占穿堂等使用面積放置氨液分離器，土建費用增加。

空調(diào)蒸發(fā)器冷卻排管

冷卻排管是用來冷卻空氣的一種蒸發(fā)器。廣泛應(yīng)用于低溫冷藏庫中，制冷劑在冷卻排管內(nèi)流動并蒸發(fā)，管外作為傳熱介質(zhì)的被冷卻空氣作自然對流。

冷卻排管最大的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，便于制作，對庫房內(nèi)貯存的非包裝食品造成的干耗較少。但排管的傳熱系數(shù)較低，且融霜時操作困難，不利于實現(xiàn)自動化。對于氨直接冷卻系統(tǒng)用無縫鋼管焊制，采用光管或繞制翅片管；對于氟利昂系統(tǒng)，大都采用繞片或套片式銅管翅片管組。

空調(diào)蒸發(fā)器蛇管式排管

蛇管式頂管重力供液或氨泵供液均可；單排和雙排蛇管式墻排管可用于下進上出式的氨泵供液系統(tǒng)及重力供液系統(tǒng)，對單根蛇管式排管還可用于氨泵上進下出供液系統(tǒng)和熱力膨脹閥供液系統(tǒng)。

蛇管式排管的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，易于制作，存液量較小，適用性強。其主要缺點為排管下段產(chǎn)生的蒸氣不能及時引出，必須經(jīng)過排管的全長后才能排出，故傳熱系數(shù)小，汽液二相流動阻力大。

空調(diào)蒸發(fā)器U形排管

常用的U形排管由兩層或四層光滑無縫鋼管構(gòu)成。

U 形頂排管優(yōu)點是結(jié)霜比較均勻，制作和安裝較方便，充液量小，約占其容積的50%，適用重力供液系統(tǒng)和氨泵下進上出氨制冷系統(tǒng)，在冷庫中獲得較廣泛的應(yīng)用。但其占據(jù)庫房的有效空間較多，且上層排管不易除霜。