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制冷设备范文1
【关键词】制冷设备;低温分离;氨制冷
Ammonia refrigeration equipment, process selection
Yan Qi,Lu Shen-ping
(Xinjiang Petroleum Survey and Design Institute Karamay Xinjiang 834000)
【Abstract】Ammonia refrigeration technology in the process of gathering and transportation of natural gas in the simulation. Provide a calculation of thinking through the choice and elaboration of the simulation process for ammonia refrigeration technology selection.
【Key words】Refrigeration equipment;Low temperature separation;Ammonia Refrigeration
1 氨的特性
氨无色,具有强烈的刺激性气味。氨的相对分子质量为17.03,标准沸点 ts =-33.35℃,凝固温度tb =-77.7℃,临界温度tc =132.4℃,临界压力pc=11.52MPa,临界比体积vc =3.0 m3/Kg,101.1KPa时饱和蒸气的绝热指数k=1.32,标准沸点时的气化潜热1370.8 kJ/Kg。
氨能与水以任意比例互溶,吸水性很强。与水溶解所形成的氨水溶液,在-50℃以上水不会析出冻结。
氨与脂类的溶解度很小。氨对锌、铜以及除磷青铜外的铜合金有强烈的腐蚀作用,对含水的有机材料有破坏作用,对石墨、石棉玻璃等非金属材料没有腐蚀性。
氨蒸气的电击穿强度为31KV/cm,微量杂质(如灰尘、金属屑粉、微小的碳屑)的存在、含水,在真空条件下,均会使电击穿强度显著下降。
氨可以用酚酞试纸或石蕊试纸来检漏,酚酞试纸遇氨变为玫瑰红色;石蕊试纸遇氨由红色变为蓝色。
在空气中氨的容积浓度达到11%以上时可以点燃,容积浓度为16%~25% ,即质量密度11 g/m3~192 g/m3 时可爆,最大爆炸压力442KPa,达到最大压力的时间0.175s。如果系统中氨所分离的游离氢积累到一定密度,遇空气会引起强烈爆炸。
2. 氨制冷工艺的原理(氨制冷工艺流程见图1)
单级压缩机制冷循环流程图见图2。
低压液氨在氨蒸发器内由于吸收被冷却物质的热量而等压蒸发为气氨,被压缩机吸入,经压缩至冷凝压力进入冷凝器内。高压过热的气氨在冷凝气内放出热量后等压冷却冷凝为液氨,然后液氨经调节阀节流减压至低压复送至氨蒸发器内。如此循环往复,达到制冷目的。
过冷:在理论制冷循环中,饱和制冷剂在节流膨胀时会产生一定程度的闪蒸现象,使单位制冷量减少。为弥补这种损失,在实际循环中,进入节流阀前的制冷剂温度往往低于冷凝压力所对应的饱和温度,属于过冷液体。这样的循环称为过冷循环。过冷温度一般为3~5℃。
过热:从蒸发器出来的低温蒸汽,进入压缩机之前在吸气管道中要吸收周围环境的热量热,压缩机吸气温度和比容都要大,这种情况叫蒸汽过热。过热温度一般为3~7℃。
为使压缩机吸气系数不至于过低而过分降低压缩机制冷能力及使压缩机排出气氨温度低于150℃,通常规定单级压缩机的最大压缩比[压缩机排出压力(绝压)与吸入压力(绝压)的比值]为8。当超过8时应考虑采用双级压缩制冷循环。单级压缩制冷循环的最低蒸发温度与冷凝温度有关(见3图)。由图3看出,在冷凝温度为20℃时,蒸发温度可低至-30℃。单级循环制冷的流程和logP-i(压力对数值与焓)关系见图4。
3. 氨制冷工艺的计算
氨压缩制冷循环的制冷能力系取决于循环系统中主要设备氨压缩机的能力。
氨压缩机制冷能力以压缩机活塞实际排量(m3/h)与氨单位容积制冷能力(kcal/m3)的乘积表示,即:
qv――单位容积制冷能力(氨压缩机在吸入状态气氨焓值与调节阀前液氨焓值之差)kcal/m3
式中V实 与一般活塞式压缩机相似,以压缩机理论排气量(V理)与吸气系数(λ)乘积表示。即:
V实=V理λ
式中 V理可由产品样本性能表查得;λ与压缩机大小、结构、压缩比因素有关,由制造厂实测求得; qv 与压缩机吸入口的温度、压力条件及调节阀前液氨压力和温度有关,其值(见图5)为:
qv 值在制冷循环条件(指蒸发压力,压缩机吸入管路的压力损失和过热状态,氨冷凝压力和过冷状态)已定的情况下可借logP-i关系图由上式算出,但在计算氨压缩机制冷能力时涉及吸气系数值(λ),由于制造厂在产品说明书中不介绍压缩机的吸气系数值,故一般直接从制造厂提供的氨压缩机性能图(或表)查出在不同循环条件下压缩机实际制冷能力。
氨压缩机铭牌字冷能力指以下操作条件(称标准工况)下的制冷能力,即:
3.1 氨压缩机的实际操作条件,常遇到液氨过冷温度和气氨入压缩机过热温度非为性能图所规定的5℃,且氨压缩机入口管道常有压力损失,故压缩机制冷能力不能由性能曲线直接查出,可参照压――焓logP-i图及下述公式计算压缩机制冷能力。
设1~2~3~4为氨压缩机性能图所规定的使用条件(过冷和过热均为5℃)见图5中虚线所示。1'~ 2'~3'~4'或 1'~ 2'~3"~4"为实际选用的操作条件(即吸入状态有过热和压力损失,液氨未经过冷或其他过冷温度),见图5中实线所示。求操作压力下氨压缩机制冷能力可用下式计算:
Q=Q机 i1'- i3'(或i3")i1-i3 v1v1' kcal/h*
式中:
Q机――氨压缩机的制冷能力,根据氨蒸发温度,冷凝温度由性能曲线图查出;
i,v――图5中对应点处氨的焓值(kcal/Kg)和比容,m3/Kg;
i1 ,i3――较氨蒸发温度高5℃和较液氨冷凝温度低5℃的焓值(即压缩机性能图规定之参数条件)。
3.2 当选用的氨压缩机查不到制造厂提供的特性曲线时,可借下试和图计算高速氨压缩机的产冷量和轴功率,误差不大。
V理 ――压缩机的理论排气量(由产品样本查得),m3/h。
Qv0――压缩机单位理论排气量的产冷能力,(可由图6查得),kcal/m3
理论轴功率
N轴=N理Nve KW
式中 Nve――压缩机的单位理论排气量所需功率(可由图6查得),kcal/m3
4. 小结
氨制冷工艺计算思路(见图7);
氨制冷的计算其实主要就是选氨压缩机,选压缩机的制冷能力和轴功率。
通过对氨制冷原理的阐述、工艺理论计算的推导和相应的实际计算,对氨制冷在天然气集输过程中的应用进行了较为系统的描述,从而为氨制冷工艺设计的选型提供了上述思路。
参考文献
[1] 林存瑛,天然气矿场集输。北京:石油工业出版社,1997.
[2] 冯叔初,郭揆常,王学敏,油气集输,山东:石油工业出版社.1988.
[3] 杨川东,采气工程,北京;石油工业出版社,1997,2000.
制冷设备范文2
关键词:卷烟厂;制冷设备;节能
中图分类号:TS48 文献标识码:A
一、烟草厂制冷设备特点
在烟草工业企业中,中央空调使用的范围越来越广,其主要用途分为三种,第一,通风作用,主要用于制丝车间、香料厨房及片烟仓库等需要换气通风的工况区域。第二,空气调节作用,主要应用于掺兑,烟丝贮存,储丝,卷包车间、嘴棒成型,辅料,备料等对环境温度湿度要求高的工况区域,建立独立的恒温恒湿机器。第三,设立单独的恒温恒湿机来使环境温湿度要求高的工作环境稳定,给人舒适感。
二、制冷机及其它动力设备配备变压器
1 不采用变频制冷机需要配备2000kVA的变压器4台,2000kVA的变压器额定电流2880A。变压器准许短时过载10% 。每台制冷机配一台变压器加上其它运行的动力设备2200kW平均分在每台变压器上550kW,单台变压器负荷是1190kW。变压器总负荷1190×4=4760 kVA,总容量8000kVA,变压器闲置8000-4760=3240kVA。变压器的额定电流为2880A,制冷机的启动电流为2200A,其他运行设备的电流为940A,启动制冷机时合计电流为3140A,启动时过载百分之九。
2 采用2台变频制冷机,2台无变频制冷机,需要配备2000kVA的变压器2台,1250kVA的变压器2台,2台制冷机配一台2000kVA变压器,其它空压、水泵、锅炉等动力设备,配2台1250kVA的变压器,总负荷是4760kW。而变压器总容量6500kVA。变压器闲置6500-4760=1740kVA。
变压器额定电流按启动无变频机时电流为2200A,运行制冷机电流为1100A,启动制冷机时合计电流为3300A,启动时过载15%;启动有变频机时电流为1650A,运行制冷机电流为1100A,启动制冷机时合计电流为2750A,启动时不过载。
3 采用4台变频制冷机,需要配备2000KVA的变压器2台,1250KVA的变压器2台,2台制冷机配一台2000KVA变压器,其它空压、水泵、锅炉等动力设备,配2台1250kVA的变压器,总负荷是4760kW。变压器总容量6500kVA,变压器闲置6500-4760=1740kVA。变压器额定电流为2880A,制冷机变频启动电流为1650A,运行制冷机电流为1100A,启动制冷机时合计电流为2750A,启动时不过载。
第一种方式能瞒足设备的运行要求,但每年需要增加闲置变压器容量基本电费19.8万元。初期投资费用较低,56万元。第二种方式如果有变频器制冷机和无变频器制冷机启动顺序调整不当有可能会造成变压器过载跳闸。初期投资适中,70万元。在节能方面每年两台变频制冷机可节约费用,53.4万元。第三种方式启动较灵活。初期投资较高,140万元。但节能方面每年四台变频制冷机可节约费用106.8万元。综合考虑,我们确定采用第三种方式。
三、节能措施
车间制冷系统宜采用微机自动控制可以满足工艺生产线对温湿度的要求,并根据冷热负荷情况自动启停送回风,自动调节风阀和水阀,节能效果明显。空调风机采用变频调速,使风机全年处于节能工况下运行。部分车间采用水加湿,卷接包车间温湿度环境仍然控制在26度以下。各车间空调系统均设计双风机系统并实现自动化节能控制,在保证生产工艺对温湿度要求的前提下,最大限度利用室外自然资源以降低人工能源的使用,降低运行能耗。组合式空调机组采用自洁式亚高效筒式过滤段,过滤段过滤效率的提高可有效保护空调换热设备及风机,极大地减轻污浊空气对换热设备的污染,可保证换热设备长期有效地发挥其换热效率。空调系统最大限度地利用生产蒸汽凝结水产生的二次蒸汽,减少人工能源的消耗。空调风管系统、空调水系统采用了绝热性能良好的保温材料。降低系统的冷热消耗,节省运行成本。组合式空调机组适合采用自洁式亚高效筒式过滤段,过滤段过滤效率的提高可有效保护空调换热设备及风机,极大地减轻污浊空气对换热设备的污染,可保证换热设备长期有效地发挥其换热效率。空调系统最大限度地利用生产蒸汽凝结水产生的二次蒸汽,减少人工能源消耗。空调风管系统、空调水系统采用绝热性能良好的保温材料。主要性能指标:导热系数≤0.033-0.043 W(m·k)、湿阻因子>10000、氧指数≥34%的难燃B1级橡塑保温材料,降低系统冷热消耗,节省成本。制丝车间增设回风系统,改变过去多数设计院对制丝车间采用全新风空调运行模式,空调机组可以根据室外不同工况利用室内空气能量或全新风运行,最大限度节省人工能源。
参考文献
制冷设备范文3
关键词:电子技术;感应控制技术;制冷设备
当前,电子产品可谓日新月异,智能化程度甚高,其中电子感应控制技术快速发展,各种智能型控制技术也日渐成熟。在制冷设备中应用电子感应种类较多,如温度控制、空调风速控制、制冷管道压力的控制、智能人体感应控制、空气清洁度检测控制等。目前各种感应智能控制在制冷设备上应用相当完善,中职生应掌握的具体应用种类有:
一、电子温度传感器作温度控制
电子温度控制具有控温准确、灵敏度高、调节温度范围宽、控制方便等特点,电子温度传感器的感温核心件是高灵敏度变温电阻,阻值随温度变化而变化,电子温度传感器产生温度变化信号,驱动执行电路,使机器运行或停止,如低温冷藏、中温保鲜、高温蒸煮等设备都广泛采用电子温度传感器作温度检测。现在的电冰箱、空调器、低温箱、冷藏箱等都在使用电子传感器作为感温器件,其调温精度可在0.1度范围内变化。有的空调房间安装人体智能控制,当房间有人进入时,电子人体热释感应器检测人体当时的温度,控制制冷设备自动投入运行。
电子数字显示技术应用在制冷设备中也是一个重大技术改进,各种数据用电子数字显示,清晰准确,当温度稍有变动,电子显示也能反映出来,方便工作人员调试温度参数,适时改变机器运行状况,使机器保持在良好状态下运行。
二、电子智能调速器
制冷设备的作用是保持室内温度在一定的范围内变化,但室内空气循环速度也是一个重要指标参数。合理控制室内通风循环的速度非常重要,所以控制风扇的速度是关键,改变风扇的速度可以控制室内空气流速,增加环境的舒适性。现代的电子感应变速技术非常高,可以控制电机的转速每秒一转到每秒一万多转,其变速原理是改变供给电机的电源频率,则电机的转速也随之改变,风量、空气流速也会改变,以满足不同环境的需要。
三、电子压力传感器
现代制冷方法大部分是采用压缩式方法完成制冷过程,制冷系统要采用液态制冷剂作工质,如商用空调、汽车空调、冷库等都需要采用液态制冷剂作循环工质,完成制冷循环过程。压力传感器是测量物体表面压力的电子器件,能输出压力控制信号进行压力控制。目前大多制冷设备都有制冷管道,管道内有制冷工质流动,工质对管道壁产生压力,压力传感器能测量制冷设备管道的工质压力、工质流量,输出压力信号给电子压力控制器,控制器合理控制制冷工质的流量,使制冷设备在最佳状态下运行。如汽车空调的电子膨胀阀,在汽车发动机的转速不恒定时也能准确控制制冷工质的流量,从而控制室内的温度变化。
制冷设备的各种压力传感器较多,其作用都是测量设备运行的压力数据,监视设备工作情况。若电子压力传感器损坏,则不能测量制冷设备的油压、水压、工质压等,设备就很容易出现故障。
四、电子定时应用
电子定时器的特点是定时准确、调节方便,广泛应用在各行各业。在制冷设备中,很多设备都需要进行定时运行或停止等间歇性工作,除了温度控制运行外,定时开停有利于节能减排和延长设备使用寿命,制冷设备加入电子定时器可以准确命令设备按预定时间运行,调节房间温度,提早给工作场所设置一个合适的温度环境,利于生产和保障工作人员的舒适环境。例如家用空调设置每晚10时开机运行,早上6时关机停止等,一次设置,机器自动运行,避免每天的重复操作,真正达到定时定量供给。
五、变频技术的应用
电子变频技术发展非常快,变频产品在工业生产中发挥了巨大的节能作用,电子变频的优势是节能、调节方便、灵活,因而在工农业生产上有较广泛的应用。制冷设备应用变频技术,比以往的定频设备更能节能,制冷量调节范围大,制冷速度快,功耗少,室温变化波动小,噪音小,机器设备耐用,对电网供电影响小,设备运行可以实现轻载启动,功率根据制冷负载实际,保持连续无级调节制冷压缩机的工作状态,或可调节散热电机、送风电机的转速,也可实现同步无级调速,智能高效。变频技术在制冷设备应用中,以家用空调、电冰箱居多,其中国内知名品牌空调厂家都主产变频空调,如格力、美的、海信和长虹等,电冰箱和冷柜等变频产品以合资品牌的居多,如松下、东芝、西门子等,可见电子变频技术在制冷设备中的应用日趋广泛,在不久的将来会应用于全部的制冷产品上。
六、空气清新监测
空调在工作时一方面使室内空气循环,保持每一个位置的温度一致性,另一方面加入新鲜空气,减少室内空气的有害物质,电子气敏传感器会监测空气的密度、一氧化碳及烟雾含量等,当电子气敏传感器监测到空气中的上述有害物质时,空气清新设备随至工作,排除空气有害杂质。现在市场上新式制冷产品都附设有电子空气清新机,在制冷设备工作时,空气清新机进入预备工作状态,监测室内空气清洁情况,当空气污染物达到某一定的数值时,电子空气清新机会自动投入运行,滤除空气中的有害物质,使空气保持清洁。
七、电子环保制冷
传统的制冷方法需要用压缩机进行制冷,小型或微型制冷设备制冷量很小,因制冷设备体积细小,故作一般的保鲜箱使用。如小汽车冰箱、宾馆房间小冰箱等。压缩机制冷结构复杂,不利于小型化,电子型半导体制冷结构简单、体积细小、安装方便、制冷效果好、无污染、无噪音,故电子制冷逐步取代压缩式小型制冷。
八、湿度传感器
适合人生活的环境要有一定的湿度,空气的湿度要保持一定的数值,人体才感到舒服,当湿度过大或过少对人体都是不利的,因此,一些大型的制冷设备(如中央空调)都有加湿和除湿功能。湿度传感器是用于监测制冷通风循环的空气湿度,适时对空气进行加湿或除湿,以满足室内设定的湿度。此外在制冷设备中还有风压传感器、油压传感器、制冷剂粘度传感器等,可见,在电子技术发展非常快速的今天,电子传感器在制冷设备中应用非常广泛,且日渐增多,使制冷设备达到智能、高效、人性化运行。
制冷设备范文4
问题的提出
(一)《小型制冷设备维修与调试》课程特点
《小型制冷设备维修与调试》课程是中职教育“制冷和空调设备运行与维修”专业核心课程之一,课程重点培养电冰箱、房间空调器等小型制冷装置的安装调试、技术支持、维修保养专业技能。作为与社会考证接轨的一门专业课,该课程强调动手能力和解决实际问题能力的培养,要求学生通过学习能够达到国家职业技能鉴定“制冷设备维修工”初级工的水平。因此操作、动手是该课程最大的特点,技能培养是该课程的核心目标。
(二)课程改革的必要性
现阶段我国在全球制冷行业中占据重要位置,尤其在小型制冷装置领域更是独占鳌头,已成为全球家用小型制冷设备制造中心。近年来,新技术、新材料、新工艺在小型制冷领域得到广泛应用,新产品层出不穷,热泵热水器、红酒柜等特种制冷设备得到迅猛发展,电冰箱、空调器更是已经普及,小型制冷市场日渐壮大,社会人才需求旺盛,就业空间增大。时代的发展和科技的进步对人才培养的规格质量提出了新的要求。
但是这些年职业教育课程改革效果并不十分明显,传统学科型课程模式仍然没有根本改变,课程内容与职业实践相脱节的现象依然存在,先理论后实践的教学模式仍然居于主导地位。课程的实践教学与理论教学衔接不上、不能与真实的工作过程相合、不能突出学生的技能培养,导致中职毕业生技能水平不能达到行业岗位要求。这就迫切需要加大课程改革力度,改变人才培养模式,提高人才培养质量,加速培养适应经济社会发展需要的技术型、技能型人才。
(三)课程改革的目标
通过该课程的教学改革,使学生理论水平和技能水平共同提高,达到企业上岗要求;使学生顺利通过国家职业技能鉴定“制冷设备维修工”初级工考试,取得相关证书;使学生能够全面发展,能够适应将来的职业岗位,能够适应社会的变化。
改革的做法
笔者根据多年来制冷专业的教学经验,从基础理论课程教学、校内实训基地建设、教学项目开发三方面入手,进行该课程的教学改革,取得了较好的效果。
(一)础理论课程教学
技能提高依托于理论知识,牢固扎实的专业理论基础是学好专业课程的前提,制冷专业理论课程涉及空气调节技术、热力学、流体力学、传热学、制冷原理等多门课程。专业理论课程难度大及抽象化是中职制冷专业师生深感头痛的问题,因此教学内容的选取要以“必须、够用”为准则。对于《小型制冷设备维修与调试》课程确定以下教学知识点为必备教学内容,在本门课程学习前要求学生进行过学习,并基本掌握。
(1)热力学知识
①热力学参数:温度、压力、比体积、内能、焓、熵的概念;
②热力学第一定律、热力学第二定律;
③理想气体基本热力过程:定温、定压、定容、绝热;
④热力循环:正向循环、逆向循环的概念;
⑤卡诺循环、逆卡诺循环和卡诺定理
⑥蒸汽的性质:过冷液体、饱和状态、过热蒸汽、显热、潜热的概念。
(2)传热学知识
热传导、热对流、热辐射的基本概念。
(3)制冷原理知识
①常用制冷剂性质:R22、R600a、R12、R404a、R502等;
②单级蒸汽压缩制冷理论与实际循环;
③回热循环;
④工况变化对制冷循环特性的影响。
校内实训基地建设
校内实训基地是小冷课程技能培养的重要场所,单一的拥有几十台小冷装置的实训室不能满足实训课堂教学的需要。小冷课程的技能培养重点为铜管的加工与制作、铜管的连接、小型设备调试与维修,通过建设以下三个实训室,能够满足对于学生技能培养的需求。
(一)焊接实训室
此实训室用于训练学生的钎焊技能。钎焊是小型制冷系统管路连接的主要方式,该技能训练具有一定的危险性,必须单独设置实训室以确保课堂安全。实训设备应采用小型焊炬以降低危险,同时可以节省投资。实训室需安置自来水管,实训设备至少要有小型焊炬、台钳、胀管扩口器、偏心型扩口器。
(二)铜管加工实训室
此实训室用于训练学生的管路加工与制作技能,同时可以用于讲授理论知识。每个学生设置一个工位,且工位的数量能满足上课学生数目。工位上能够有抽屉用于存放工具,每个工位应配备的工具至少为:胀管扩口器1套、偏心型扩口器1套、弯管器1把、钢板尺1个、盒尺1个。
(三)小型制冷设备维修实训室
该实训室用于训练学生小型制冷系统的维修调试技能。实训设备为电冰箱及家用空调器,实训工具要有真空泵、三通修理阀、钳形电流表、万用表等制冷维修基本工具,并且要有足够的铜管及制冷剂等耗材。
教学项目开发
《小型制冷设备维修与调试》课程教学内容涉及电冰箱、冷藏柜、家用空调器、汽车空调等小型制冷设备,但是以电冰箱和房间空调器教学为主。笔者以电冰箱教学内容为例,采取以制作电冰箱模型为成品的教学方案,开发实训教学项目。
(一)实训成品介绍
制作一个具有储存、控温、制冷功能的电冰箱实训教学模型。该模型制作要求由老师给出,教学过程中电冰箱箱体制作、制冷系统与电气控制系统零部件安装、电冰箱系统调试与试运行整个制作过程由教师引导,学生完成。
(二)实训项目开发
方案以制作教学模型为途径,开发五个教学项目。项目的开发以实训为主,项目内容与电冰箱理论知识点相衔接,注重理论教学内容与实践教学内容相结合,强调“技能为主,学练结合”。
(三)项目任务开发
对于每个实训项目开发合适的教学任务,项目任务涉及理论课程内容与实践课程内容,通过各个项目任务的学习,完成课程内容的传授。以“电冰箱制冷系统的连接”实训项目为例,下表中列出了该部分的学习任务及任务要求。
总结
通过两年来本课程的教学改革实践,本校“制冷设备维修工”初级工考证的合格率达到100%,学生的考核评价优秀率达到80%,先后有3名学生在天津市技能大赛制冷项目中获二、三等奖,2011级制冷专业全体学生考取了海尔集团的制冷维修工上岗证,毕业生越来越受社会欢迎。
制冷设备范文5
【关键词】制冷设备;电磁四通换向阀;节能型;电机驱动四通换向阀
行业背景
目前,各种环保节能的政策、措施都已成为我们耳熟能详的文明生活发展趋势,“节能、环保、低碳”的理念也已深入人心,然而随着人民生活水平的不断提高,我国的制冷设备所消耗的电能也不断的攀升,约占全国总耗电量的20%。四通阀在制冷设备(热泵式空调器)中起着至关重要的作用:四通换向阀是热泵型空调装置上用来改变制冷剂气体流向的阀,用它能改变室外热交换器和室内热交换器各自的功能,以达到人们所需的夏天制冷、冬天采暖的要求,它也可用来作除霜用,当室外热交换器上结霜时,用它来切换制冷剂流向,使室外热交换器上的温度升高,完成短时间内除霜。热泵式空调器的产量特别是近十几年来在全世界迅速发展,与此同时,节能研究课题也被提上了日程,传统的电磁四通换向阀在制冷状态下不通电,但在制热状态下,电磁线圈始终通电不节能。因而,我们开始了节能型四通换向阀的研究,它只是在换向的很短时间内通电(15秒),换向完成后,换向电机停转,不通电;待再次进行制冷和制热切换的过程中电机才又通电,切换完成后电机再次断电。空调在正常使用的情况下,一年只需为数不多的几次冷暖切换(冬天制冷,夏天制热,才需要切换),使用节能型四通换向阀节能效果明显。
传统电磁四通换向阀工作原理
当电磁阀线圈处于断电状态,先导滑阀在右侧压缩弹簧驱动下左移,高压气体进入毛细管①后进入右端活塞腔③,另一方面,左端活塞腔的气体排出,由于活塞两端存在压差,活塞及主滑阀左移,使排气管(S管)与室内机接管(E管)相通,另两根接管(D管和C管)相通,形成制冷循环(如图1)。反之,当电磁阀线圈处于通电状态,先导滑阀在电磁线圈产生的磁力作用下克服压缩弹簧的张力而右移,高压气体进入毛细管①后进入左端活塞腔③,另一方面,右端活塞腔的气体排出,由于活塞两端存在压差,活塞及主滑阀右移,使排气管(S管)与室外机(C管)接管相通,另两根接管(D管和E管)相通,形成制热循环(如图2)。
节能型电机驱动四通换向阀工作原理
电机驱动节能型四通换向阀(图3)包括驱动部件(1)、阀体部件(2)和连接螺钉(3)。
驱动部件包括:盒盖(1.1);盒座(1.6)和起固定作用的螺钉(1.4);安装在盒体内的微型电机(1.2);套装在微型电机轴上的成90度分布的双凸轮(1.5);安装在双凸轮一侧由电路板(1.31)和双微动开关(1.32)构成的电路板组件(1.3),双微动开关的制冷触点(1.3.2.2)和制热触点(1.3.2.1)分别与电路板上的制冷供电线(1.3.3)和制热供电线(1.3.5)接通。
阀体部件(2)包括:阀体外壳(2.6);换向转子(2.5);固定在换向转子(2.5)上的金属片(2.4);其上套装有密封圈(2.2)的阀旋钮(2.1),阀旋钮的一端卡在金属片(2.4)的槽内,另一头与驱动部分的双凸轮轴向凸凹对接;压盖(2.3),在阀体外壳(2.6)上旋紧后与换向转子有一定的接触压力,以保证换向转子(2.5)与阀体外壳(2.6)的接触密封;压力平衡管(2.7);4根接管(2.8),与阀体采用焊接方式连接。
制冷循环中,制冷供电线通电,制热供电线断电,由于凸轮的位置使双微动开关的制冷触点断开、制热触点接通,同步电机不工作,压缩机出来的高压气体进入D管后,通过换向转子的U型槽与室外机接管(C管)相通,如图3所示,室内机接管(E管)与排气管(S管)相通。
制冷循环向制热循环转换时,制冷供电线断电,制热供电线通电,由于双微动开关的制冷触点断开、制热触点接通,同步电机通电工作,带动阀旋钮和转动转子旋转,当旋转900时,双凸轮的位置使双微动开关的制冷触点接通,制热触点断开,同步电机断电停止工作,从压缩机出来的高压气体进入D管后,通过换向转子的U型槽与室内机接管(E管)相通,室外机接管(C管)与排气管(S管)相通,形成制热循环。
制热循环向制冷循环转换时,制冷供电线通电,制热供电线断电,由于双微动开关的制冷触点接通、制热触点断开,同步电机通电工作,带动阀旋钮和转动转子旋转,当旋转900时,双凸轮的位置使双微动开关的制冷触点断开,制热触点接通,同步电机断电停止工作,从压缩机出来的高压气体进入D管后,通过换向转子的U型槽与室外机接管(C管)相通,室内机接管(E管)与排气管(S管)相通。
优势对比
1、驱动方式:传统的电磁四通换向阀是电磁线圈驱动铁芯动作,带动先导阀动作,从而由制冷剂气体压力驱动换向元件滑动实现换向;电机驱动节能型四通换向阀由电机直接驱动换向元件转动实现换向。2、通电时间:传统的电磁四通换向阀制冷状态下不通电,但在制热状态下线圈始终通电;电机驱动节能型四通换向阀只是在换向的很短过程通电,换向完成后不通电,达到了节能的效果。3、换向元件动作原理:传统的电磁四通换向阀换向元件由制冷剂气体压力驱动换向滑块直线滑动实现换向;电机驱动节能型四通换向阀换向元件在电机的直接驱动下旋转实现换向,动作可靠性得到了提高。4、零件数量:传统的电磁四通换向阀零件数量达到35个以上;电机驱动节能型四通换向阀零件数量只有20个左右,结构简单。5、装配工艺:传统的电磁四通换向阀焊接部位多达16处以上;电机驱动节能型四通换向阀焊接部位只有6处,产品质量容易保证。6、成本:传统的电磁四通换向阀成本比电机驱动节能型四通换向阀高。
制冷设备范文6
【摘要】本文阐述了高效节能环保系列蒸发式冷却设备的特点,介绍了蒸发式冷却设备的工作原理,并与传统的壳管式冷却设备进行了比较,分析了蒸发式冷却设备的优点。通过对不同行业中实际推广应用的总结,提出了我国推广应用蒸发式冷却设备及配套换热技术的必要性和可行性。
一、引言
热污染当前正引起严重关注,用水冷却化工设备、发电透平机或冷冻和空调设备,随后再把热水直接排放掉是不容许的,热工艺用水应该冷却后在排放,或者冷却后在循环。冷却用水占工业用水的70%以上,冷却用水直接排放不仅造成热污染,还会造成较大的经济和资源浪费,需要将这些冷却用水循环重复利用,缓解当前水资源短缺的状况。另外,在工业生产过程中,我国的耗能现象十分严重,生产同样的产品,往往得比国外多消耗几倍的能量,这样就是我们的产品和国外同类产品相比缺少竞争力。蒸发式冷却设备就是冷却水重复利用的创新产品,蒸发式冷凝器节能、节水的效果不仅在理论上是明显的,在实际应用中也得到了很好的证明。我国水资源十分紧张,能源危机和节水环保促进了有关蒸发式冷凝器的研制和应用。
河北威力制冷设备有限公司组织科技人员,引进吸收国外先进技术,针对我国水资源贫乏等国情,研制成功了以节水、节电、节约占地为主要目的的高效节能环保系列蒸发式冷却设备,可广泛应用于食品、发酵、化工、医药、冶金、水利水电和煤矿建设等行业的工程制冷,与同类传统的壳管式冷却设备相比,蒸发式冷却设备可节水90%、节电50%、节约设备占地60%,大大降低了运行成本。研制的蒸发式冷凝器已于2007年5月16日获得了中国实用新型专利(专利号:ZL200620024243.X),蒸发式空冷器已于2008年3月19日获得了中国实用新型专利(专利号:ZL200820076555.4),具有十分广阔的应用前景。
二、我国制冷设备及配套技术的现状
制冷系统由制冷剂压缩机、膨胀阀、冷却器和蒸发器四大部分组成。压缩机是制冷剂循环的心脏,膨胀阀使制冷剂由液态变成气态,冷却器使系统中制冷剂蒸汽冷却,蒸发器使周围环境变冷,四大部分由密封的钢管连接,从而形成完整的系统,整个制冷系统的效率取决于热交换效率的高低。
我国是世界上制冷技术的应用大国,也是制冷设备的制造大国,其中制冷压缩机技术处于较先进水平。影响制冷效果的主要因素是冷却器。我国恰恰在冷却器制造上落后于发达国家。美国巴尔迪摩公司早在十几年前就发明了蒸发式冷凝器,现已在发达国家普及应用,而我国绝大部分企业依然沿用老式的风冷式或水冷式冷凝器,是形成企业高能耗、高耗水的主要原因。因此,在冷却器制造上采用新技术已成为改变我国制冷技术现状、达到节能减排、降耗增效目标的关键。
近年来清华大学、西安交大、上海交大、江苏荣兴公司等大专院校、科研单位研制成功了高效强化换热的波节管、ACC管(钢铝复合管)、纳米亲水材料等一系列新技术、新材料。由此对美国的蒸发式冷凝器加以改进。可创造出优于巴尔迪摩蒸发式冷凝器的高效节能新产品,对我国制冷设备和配套技术的改进起到了重大的促进作用。
三、蒸发式冷却设备的运行机理及其优点
冷凝冷却设备和配套技术按其使用的冷却介质不同,分为空冷式、水冷式和蒸发式三种,空冷式虽有不耗水、易维护等优点,但换热效率较低,体积庞大,初始投资过大,能耗高且冷却温度较空气干求温度高12℃―20℃。水冷式主要有壳管式和套管式等形式,需要大量的循环水,致使能耗增高,耗水增大,而且需要循环水处理高排污。蒸发式冷却器使一种融合了空冷式、水冷式和冷却塔的紧凑型换热器,利用水膜蒸发的潜热换热,换热效率高,循环水系统为设备本体小循环,水泵功率为水冷式+冷却塔系统的1/8―1/4,耗水量一般为水冷式的10%―30%,冷却温度比水冷式低3℃―6℃,由于系统能耗少和换热效率高而日益受到用户青睐,成为近几年国内发展最快的冷凝冷却设备。
河北威力制冷设备有限公司研制成功的专利产品――蒸发式冷凝器是一种高效节能环保的换热设备,主要是在水蒸发时利用潜热进行换热,它以水或空气等为冷却介质,利用循环冷却水的蒸发潜热和含水蒸气的空气带走被冷却(冷凝)气体或液体中的热量。其工作运行原理是:工作运行时由水泵将循环冷却水送至冷却盘管部件上方的喷淋水管中,经喷嘴均匀地喷淋在冷却盘管的外表面,形成一层很薄的水膜。高温高压气体或液体等介质从盘管部件上部集管进入,分配给每根冷却管,冷却管内的热量通过管壁传给管外表面的水膜,使水膜蒸发,从而实现热量交换。水膜蒸发成为水蒸气后与空气混合成为湿空气,由轴流风机引抽至设备外进入大气当中,没有被蒸发的的循环冷却水吸热后滴落(滴落过程又被冷却)到下部的水盘内,与内浮球阀控制自动补给的新鲜水混合后,供水泵循环使用。蒸发式冷却器结构及工作原理见下图。
蒸发式冷却器结构及工作原理
与传统的壳管水冷式加冷却塔系统换热设备相比,河北威力公司研制的蒸发式冷却设备具有以下优点:
㈠技术先进
蒸发式冷却设备采用先进的水膜蒸发传热技术,将水冷与空冷、传热与传质融为一体,通过管外水膜的蒸发强化管外传热,比封闭式用水带走热量传热效率高出几十倍。一般水冷式冷却器中每kg冷却水带走16.7―25.1KJ的热量,而1kg水常压下蒸发能带走约2400KJ热量,因此蒸发式冷却器理论耗水量只为水冷式冷却器的1%,通常补充的水量仅为水冷式的1/25―1/50.
㈡制造材料先进
蒸发式冷却设备选用了先进的高科技制造材料,用椭圆管、不锈钢波节管、铜内外翅片管、ACC管等新型材料。增大传热面积,提高导热系数,提高了热交换效率,同时碳钢管采用了整体热镀锌,耐腐蚀、寿命长。
㈢换热工艺先进
蒸发式冷却器是工艺介质走管内,水和空气走管外,循环水温度相当于当地湿球温度,运行水温低,所以不结垢。壳管式是工艺介质走壳体,水走管程,水温高,易结垢,易腐蚀。
㈣设备结构先进
蒸发式冷却器改变了传统壳管式冷却器加冷却塔的结构形式。他将水池、冷却塔、冷却器、水泵、连接管道、阀门集结于一体,结构紧凑,风机小功率大流量,噪音低。水泵小功率低扬程,喷水嘴选用先进的材料和技术,喷水均匀不堵塞。由于去掉了庞大的冷却水塔和大水池,降低了投资费用,减少了设备占地。同时由于结构的先进性,在制造方面还不属于压力容器,运行安全可靠,维护简便易行,在水质较差时不结垢。
另外,该设备还具有广泛的适应性,尤其在干旱缺水的地区,经济和社会效益更加明显,在北方,冬天可不用冷却水循环,可停水干运行,春秋可减少轴流风机的运行台数,而用传统的壳管式冷却器加冷却塔的换热系统是要不停的开机运转,才能达到工艺要求。
四、应用
蒸发式冷却设备研制开发近十年来,已成功地推广应用于食品、发酵、化工、医药、冶金、发电、水利水电和煤矿建设等行业的工程制冷,应用范围辐射到河北、河南、山东、湖北、云南、贵州、江西、天津、陕西、山西等省市区的500多家单位,根据用户反馈的情况表明,和同类的传统壳管式制冷设备相比,节电50%,节水90%,节约设备占地60%以上,普遍取得了显著的经济效益和社会效益。中国水利水电四局、湖北广济药业、河北元氏宏升化工等单位,在安装使用我公司研制的蒸发式冷却设备后,节能降耗增效明显,并追加投资,增加新的设备以扩大产能。
五、工程运行实际效果
华北制药集团华栾药业有限公司于2008年安装使用河北威力公司的ZNXA-1000KW蒸发式空冷器一台,用于发酵工艺的空气冷却,设计技术指标为空气流量240m3/min,进口温度120℃,出口温度35℃,选用2组铜内展翅片管,一台2.2KW循环水泵,2台3KW轴流风机,共需8m3水用以连续循环,总功率为8.2KW,设备造价为二十万元。蒸发式冷却器部件采用框架结构,并进行了先进的防腐处理,不腐蚀,基本免维修。
原来用气体冷却器用空压机L5.5―80/2.2型3台,每台流量80 m3/min,共240 m3/min ,用水泵17KW,一台铜外翅片冷却器,管程走水,管壳走气,进口温度120℃,出口温度35℃,水冷却器两台串联使用,换热面积为428m2,两台造价为27万,另外需要庞大的循环水系统装置和设备投资,地下、空中管道、阀门、循环水泵、泵站、大的冷却塔和水池,共投资100万元,用水量每台每小时100 m3,深井水补充量为每小时3 m3,壳管式空冷器结垢严重,腐蚀严重,二、三年就需更换。新旧设备投资、能耗及运行费用对比情况见下表。
蒸发式空冷器和壳管式空冷器投资、能耗及运行成本对照表(m3)
六、结论