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制冷設備范文1
【關鍵詞】制冷設備;低溫分離;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
氨無色,具有強烈的刺激性氣味。氨的相對分子質量為17.03,標準沸點 ts =-33.35℃,凝固溫度tb =-77.7℃,臨界溫度tc =132.4℃,臨界壓力pc=11.52MPa,臨界比體積vc =3.0 m3/Kg,101.1KPa時飽和蒸氣的絕熱指數k=1.32,標準沸點時的氣化潛熱1370.8 kJ/Kg。
氨能與水以任意比例互溶,吸水性很強。與水溶解所形成的氨水溶液,在-50℃以上水不會析出凍結。
氨與脂類的溶解度很小。氨對鋅、銅以及除磷青銅外的銅合金有強烈的腐蝕作用,對含水的有機材料有破壞作用,對石墨、石棉玻璃等非金屬材料沒有腐蝕性。
氨蒸氣的電擊穿強度為31KV/cm,微量雜質(如灰塵、金屬屑粉、微小的碳屑)的存在、含水,在真空條件下,均會使電擊穿強度顯著下降。
氨可以用酚酞試紙或石蕊試紙來檢漏,酚酞試紙遇氨變為玫瑰紅色;石蕊試紙遇氨由紅色變為藍色。
在空氣中氨的容積濃度達到11%以上時可以點燃,容積濃度為16%~25% ,即質量密度11 g/m3~192 g/m3 時可爆,最大爆炸壓力442KPa,達到最大壓力的時間0.175s。如果系統中氨所分離的游離氫積累到一定密度,遇空氣會引起強烈爆炸。
2. 氨制冷工藝的原理(氨制冷工藝流程見圖1)
單級壓縮機制冷循環流程圖見圖2。
低壓液氨在氨蒸發器內由于吸收被冷卻物質的熱量而等壓蒸發為氣氨,被壓縮機吸入,經壓縮至冷凝壓力進入冷凝器內。高壓過熱的氣氨在冷凝氣內放出熱量后等壓冷卻冷凝為液氨,然后液氨經調節閥節流減壓至低壓復送至氨蒸發器內。如此循環往復,達到制冷目的。
過冷:在理論制冷循環中,飽和制冷劑在節流膨脹時會產生一定程度的閃蒸現象,使單位制冷量減少。為彌補這種損失,在實際循環中,進入節流閥前的制冷劑溫度往往低于冷凝壓力所對應的飽和溫度,屬于過冷液體。這樣的循環稱為過冷循環。過冷溫度一般為3~5℃。
過熱:從蒸發器出來的低溫蒸汽,進入壓縮機之前在吸氣管道中要吸收周圍環境的熱量熱,壓縮機吸氣溫度和比容都要大,這種情況叫蒸汽過熱。過熱溫度一般為3~7℃。
為使壓縮機吸氣系數不至于過低而過分降低壓縮機制冷能力及使壓縮機排出氣氨溫度低于150℃,通常規定單級壓縮機的最大壓縮比[壓縮機排出壓力(絕壓)與吸入壓力(絕壓)的比值]為8。當超過8時應考慮采用雙級壓縮制冷循環。單級壓縮制冷循環的最低蒸發溫度與冷凝溫度有關(見3圖)。由圖3看出,在冷凝溫度為20℃時,蒸發溫度可低至-30℃。單級循環制冷的流程和logP-i(壓力對數值與焓)關系見圖4。
3. 氨制冷工藝的計算
氨壓縮制冷循環的制冷能力系取決于循環系統中主要設備氨壓縮機的能力。
氨壓縮機制冷能力以壓縮機活塞實際排量(m3/h)與氨單位容積制冷能力(kcal/m3)的乘積表示,即:
qv――單位容積制冷能力(氨壓縮機在吸入狀態氣氨焓值與調節閥前液氨焓值之差)kcal/m3
式中V實 與一般活塞式壓縮機相似,以壓縮機理論排氣量(V理)與吸氣系數(λ)乘積表示。即:
V實=V理λ
式中 V理可由產品樣本性能表查得;λ與壓縮機大小、結構、壓縮比因素有關,由制造廠實測求得; qv 與壓縮機吸入口的溫度、壓力條件及調節閥前液氨壓力和溫度有關,其值(見圖5)為:
qv 值在制冷循環條件(指蒸發壓力,壓縮機吸入管路的壓力損失和過熱狀態,氨冷凝壓力和過冷狀態)已定的情況下可借logP-i關系圖由上式算出,但在計算氨壓縮機制冷能力時涉及吸氣系數值(λ),由于制造廠在產品說明書中不介紹壓縮機的吸氣系數值,故一般直接從制造廠提供的氨壓縮機性能圖(或表)查出在不同循環條件下壓縮機實際制冷能力。
氨壓縮機銘牌字冷能力指以下操作條件(稱標準工況)下的制冷能力,即:
3.1 氨壓縮機的實際操作條件,常遇到液氨過冷溫度和氣氨入壓縮機過熱溫度非為性能圖所規定的5℃,且氨壓縮機入口管道常有壓力損失,故壓縮機制冷能力不能由性能曲線直接查出,可參照壓――焓logP-i圖及下述公式計算壓縮機制冷能力。
設1~2~3~4為氨壓縮機性能圖所規定的使用條件(過冷和過熱均為5℃)見圖5中虛線所示。1'~ 2'~3'~4'或 1'~ 2'~3"~4"為實際選用的操作條件(即吸入狀態有過熱和壓力損失,液氨未經過冷或其他過冷溫度),見圖5中實線所示。求操作壓力下氨壓縮機制冷能力可用下式計算:
Q=Q機 i1'- i3'(或i3")i1-i3 v1v1' kcal/h*
式中:
Q機――氨壓縮機的制冷能力,根據氨蒸發溫度,冷凝溫度由性能曲線圖查出;
i,v――圖5中對應點處氨的焓值(kcal/Kg)和比容,m3/Kg;
i1 ,i3――較氨蒸發溫度高5℃和較液氨冷凝溫度低5℃的焓值(即壓縮機性能圖規定之參數條件)。
3.2 當選用的氨壓縮機查不到制造廠提供的特性曲線時,可借下試和圖計算高速氨壓縮機的產冷量和軸功率,誤差不大。
V理 ――壓縮機的理論排氣量(由產品樣本查得),m3/h。
Qv0――壓縮機單位理論排氣量的產冷能力,(可由圖6查得),kcal/m3
理論軸功率
N軸=N理Nve KW
式中 Nve――壓縮機的單位理論排氣量所需功率(可由圖6查得),kcal/m3
4. 小結
氨制冷工藝計算思路(見圖7);
氨制冷的計算其實主要就是選氨壓縮機,選壓縮機的制冷能力和軸功率。
通過對氨制冷原理的闡述、工藝理論計算的推導和相應的實際計算,對氨制冷在天然氣集輸過程中的應用進行了較為系統的描述,從而為氨制冷工藝設計的選型提供了上述思路。
參考文獻
[1] 林存瑛,天然氣礦場集輸。北京:石油工業出版社,1997.
[2] 馮叔初,郭揆常,王學敏,油氣集輸,山東:石油工業出版社.1988.
[3] 楊川東,采氣工程,北京;石油工業出版社,1997,2000.
制冷設備范文2
關鍵詞:卷煙廠;制冷設備;節能
中圖分類號:TS48 文獻標識碼:A
一、煙草廠制冷設備特點
在煙草工業企業中,中央空調使用的范圍越來越廣,其主要用途分為三種,第一,通風作用,主要用于制絲車間、香料廚房及片煙倉庫等需要換氣通風的工況區域。第二,空氣調節作用,主要應用于摻兌,煙絲貯存,儲絲,卷包車間、嘴棒成型,輔料,備料等對環境溫度濕度要求高的工況區域,建立獨立的恒溫恒濕機器。第三,設立單獨的恒溫恒濕機來使環境溫濕度要求高的工作環境穩定,給人舒適感。
二、制冷機及其它動力設備配備變壓器
1 不采用變頻制冷機需要配備2000kVA的變壓器4臺,2000kVA的變壓器額定電流2880A。變壓器準許短時過載10% 。每臺制冷機配一臺變壓器加上其它運行的動力設備2200kW平均分在每臺變壓器上550kW,單臺變壓器負荷是1190kW。變壓器總負荷1190×4=4760 kVA,總容量8000kVA,變壓器閑置8000-4760=3240kVA。變壓器的額定電流為2880A,制冷機的啟動電流為2200A,其他運行設備的電流為940A,啟動制冷機時合計電流為3140A,啟動時過載百分之九。
2 采用2臺變頻制冷機,2臺無變頻制冷機,需要配備2000kVA的變壓器2臺,1250kVA的變壓器2臺,2臺制冷機配一臺2000kVA變壓器,其它空壓、水泵、鍋爐等動力設備,配2臺1250kVA的變壓器,總負荷是4760kW。而變壓器總容量6500kVA。變壓器閑置6500-4760=1740kVA。
變壓器額定電流按啟動無變頻機時電流為2200A,運行制冷機電流為1100A,啟動制冷機時合計電流為3300A,啟動時過載15%;啟動有變頻機時電流為1650A,運行制冷機電流為1100A,啟動制冷機時合計電流為2750A,啟動時不過載。
3 采用4臺變頻制冷機,需要配備2000KVA的變壓器2臺,1250KVA的變壓器2臺,2臺制冷機配一臺2000KVA變壓器,其它空壓、水泵、鍋爐等動力設備,配2臺1250kVA的變壓器,總負荷是4760kW。變壓器總容量6500kVA,變壓器閑置6500-4760=1740kVA。變壓器額定電流為2880A,制冷機變頻啟動電流為1650A,運行制冷機電流為1100A,啟動制冷機時合計電流為2750A,啟動時不過載。
第一種方式能瞞足設備的運行要求,但每年需要增加閑置變壓器容量基本電費19.8萬元。初期投資費用較低,56萬元。第二種方式如果有變頻器制冷機和無變頻器制冷機啟動順序調整不當有可能會造成變壓器過載跳閘。初期投資適中,70萬元。在節能方面每年兩臺變頻制冷機可節約費用,53.4萬元。第三種方式啟動較靈活。初期投資較高,140萬元。但節能方面每年四臺變頻制冷機可節約費用106.8萬元。綜合考慮,我們確定采用第三種方式。
三、節能措施
車間制冷系統宜采用微機自動控制可以滿足工藝生產線對溫濕度的要求,并根據冷熱負荷情況自動啟停送回風,自動調節風閥和水閥,節能效果明顯。空調風機采用變頻調速,使風機全年處于節能工況下運行。部分車間采用水加濕,卷接包車間溫濕度環境仍然控制在26度以下。各車間空調系統均設計雙風機系統并實現自動化節能控制,在保證生產工藝對溫濕度要求的前提下,最大限度利用室外自然資源以降低人工能源的使用,降低運行能耗。組合式空調機組采用自潔式亞高效筒式過濾段,過濾段過濾效率的提高可有效保護空調換熱設備及風機,極大地減輕污濁空氣對換熱設備的污染,可保證換熱設備長期有效地發揮其換熱效率。空調系統最大限度地利用生產蒸汽凝結水產生的二次蒸汽,減少人工能源的消耗??照{風管系統、空調水系統采用了絕熱性能良好的保溫材料。降低系統的冷熱消耗,節省運行成本。組合式空調機組適合采用自潔式亞高效筒式過濾段,過濾段過濾效率的提高可有效保護空調換熱設備及風機,極大地減輕污濁空氣對換熱設備的污染,可保證換熱設備長期有效地發揮其換熱效率??照{系統最大限度地利用生產蒸汽凝結水產生的二次蒸汽,減少人工能源消耗。空調風管系統、空調水系統采用絕熱性能良好的保溫材料。主要性能指標:導熱系數≤0.033-0.043 W(m·k)、濕阻因子>10000、氧指數≥34%的難燃B1級橡塑保溫材料,降低系統冷熱消耗,節省成本。制絲車間增設回風系統,改變過去多數設計院對制絲車間采用全新風空調運行模式,空調機組可以根據室外不同工況利用室內空氣能量或全新風運行,最大限度節省人工能源。
參考文獻
制冷設備范文3
關鍵詞:電子技術;感應控制技術;制冷設備
當前,電子產品可謂日新月異,智能化程度甚高,其中電子感應控制技術快速發展,各種智能型控制技術也日漸成熟。在制冷設備中應用電子感應種類較多,如溫度控制、空調風速控制、制冷管道壓力的控制、智能人體感應控制、空氣清潔度檢測控制等。目前各種感應智能控制在制冷設備上應用相當完善,中職生應掌握的具體應用種類有:
一、電子溫度傳感器作溫度控制
電子溫度控制具有控溫準確、靈敏度高、調節溫度范圍寬、控制方便等特點,電子溫度傳感器的感溫核心件是高靈敏度變溫電阻,阻值隨溫度變化而變化,電子溫度傳感器產生溫度變化信號,驅動執行電路,使機器運行或停止,如低溫冷藏、中溫保鮮、高溫蒸煮等設備都廣泛采用電子溫度傳感器作溫度檢測?,F在的電冰箱、空調器、低溫箱、冷藏箱等都在使用電子傳感器作為感溫器件,其調溫精度可在0.1度范圍內變化。有的空調房間安裝人體智能控制,當房間有人進入時,電子人體熱釋感應器檢測人體當時的溫度,控制制冷設備自動投入運行。
電子數字顯示技術應用在制冷設備中也是一個重大技術改進,各種數據用電子數字顯示,清晰準確,當溫度稍有變動,電子顯示也能反映出來,方便工作人員調試溫度參數,適時改變機器運行狀況,使機器保持在良好狀態下運行。
二、電子智能調速器
制冷設備的作用是保持室內溫度在一定的范圍內變化,但室內空氣循環速度也是一個重要指標參數。合理控制室內通風循環的速度非常重要,所以控制風扇的速度是關鍵,改變風扇的速度可以控制室內空氣流速,增加環境的舒適性。現代的電子感應變速技術非常高,可以控制電機的轉速每秒一轉到每秒一萬多轉,其變速原理是改變供給電機的電源頻率,則電機的轉速也隨之改變,風量、空氣流速也會改變,以滿足不同環境的需要。
三、電子壓力傳感器
現代制冷方法大部分是采用壓縮式方法完成制冷過程,制冷系統要采用液態制冷劑作工質,如商用空調、汽車空調、冷庫等都需要采用液態制冷劑作循環工質,完成制冷循環過程。壓力傳感器是測量物體表面壓力的電子器件,能輸出壓力控制信號進行壓力控制。目前大多制冷設備都有制冷管道,管道內有制冷工質流動,工質對管道壁產生壓力,壓力傳感器能測量制冷設備管道的工質壓力、工質流量,輸出壓力信號給電子壓力控制器,控制器合理控制制冷工質的流量,使制冷設備在最佳狀態下運行。如汽車空調的電子膨脹閥,在汽車發動機的轉速不恒定時也能準確控制制冷工質的流量,從而控制室內的溫度變化。
制冷設備的各種壓力傳感器較多,其作用都是測量設備運行的壓力數據,監視設備工作情況。若電子壓力傳感器損壞,則不能測量制冷設備的油壓、水壓、工質壓等,設備就很容易出現故障。
四、電子定時應用
電子定時器的特點是定時準確、調節方便,廣泛應用在各行各業。在制冷設備中,很多設備都需要進行定時運行或停止等間歇性工作,除了溫度控制運行外,定時開停有利于節能減排和延長設備使用壽命,制冷設備加入電子定時器可以準確命令設備按預定時間運行,調節房間溫度,提早給工作場所設置一個合適的溫度環境,利于生產和保障工作人員的舒適環境。例如家用空調設置每晚10時開機運行,早上6時關機停止等,一次設置,機器自動運行,避免每天的重復操作,真正達到定時定量供給。
五、變頻技術的應用
電子變頻技術發展非??欤冾l產品在工業生產中發揮了巨大的節能作用,電子變頻的優勢是節能、調節方便、靈活,因而在工農業生產上有較廣泛的應用。制冷設備應用變頻技術,比以往的定頻設備更能節能,制冷量調節范圍大,制冷速度快,功耗少,室溫變化波動小,噪音小,機器設備耐用,對電網供電影響小,設備運行可以實現輕載啟動,功率根據制冷負載實際,保持連續無級調節制冷壓縮機的工作狀態,或可調節散熱電機、送風電機的轉速,也可實現同步無級調速,智能高效。變頻技術在制冷設備應用中,以家用空調、電冰箱居多,其中國內知名品牌空調廠家都主產變頻空調,如格力、美的、海信和長虹等,電冰箱和冷柜等變頻產品以合資品牌的居多,如松下、東芝、西門子等,可見電子變頻技術在制冷設備中的應用日趨廣泛,在不久的將來會應用于全部的制冷產品上。
六、空氣清新監測
空調在工作時一方面使室內空氣循環,保持每一個位置的溫度一致性,另一方面加入新鮮空氣,減少室內空氣的有害物質,電子氣敏傳感器會監測空氣的密度、一氧化碳及煙霧含量等,當電子氣敏傳感器監測到空氣中的上述有害物質時,空氣清新設備隨至工作,排除空氣有害雜質?,F在市場上新式制冷產品都附設有電子空氣清新機,在制冷設備工作時,空氣清新機進入預備工作狀態,監測室內空氣清潔情況,當空氣污染物達到某一定的數值時,電子空氣清新機會自動投入運行,濾除空氣中的有害物質,使空氣保持清潔。
七、電子環保制冷
傳統的制冷方法需要用壓縮機進行制冷,小型或微型制冷設備制冷量很小,因制冷設備體積細小,故作一般的保鮮箱使用。如小汽車冰箱、賓館房間小冰箱等。壓縮機制冷結構復雜,不利于小型化,電子型半導體制冷結構簡單、體積細小、安裝方便、制冷效果好、無污染、無噪音,故電子制冷逐步取代壓縮式小型制冷。
八、濕度傳感器
適合人生活的環境要有一定的濕度,空氣的濕度要保持一定的數值,人體才感到舒服,當濕度過大或過少對人體都是不利的,因此,一些大型的制冷設備(如中央空調)都有加濕和除濕功能。濕度傳感器是用于監測制冷通風循環的空氣濕度,適時對空氣進行加濕或除濕,以滿足室內設定的濕度。此外在制冷設備中還有風壓傳感器、油壓傳感器、制冷劑粘度傳感器等,可見,在電子技術發展非??焖俚慕裉?,電子傳感器在制冷設備中應用非常廣泛,且日漸增多,使制冷設備達到智能、高效、人性化運行。
制冷設備范文4
問題的提出
(一)《小型制冷設備維修與調試》課程特點
《小型制冷設備維修與調試》課程是中職教育“制冷和空調設備運行與維修”專業核心課程之一,課程重點培養電冰箱、房間空調器等小型制冷裝置的安裝調試、技術支持、維修保養專業技能。作為與社會考證接軌的一門專業課,該課程強調動手能力和解決實際問題能力的培養,要求學生通過學習能夠達到國家職業技能鑒定“制冷設備維修工”初級工的水平。因此操作、動手是該課程最大的特點,技能培養是該課程的核心目標。
(二)課程改革的必要性
現階段我國在全球制冷行業中占據重要位置,尤其在小型制冷裝置領域更是獨占鰲頭,已成為全球家用小型制冷設備制造中心。近年來,新技術、新材料、新工藝在小型制冷領域得到廣泛應用,新產品層出不窮,熱泵熱水器、紅酒柜等特種制冷設備得到迅猛發展,電冰箱、空調器更是已經普及,小型制冷市場日漸壯大,社會人才需求旺盛,就業空間增大。時代的發展和科技的進步對人才培養的規格質量提出了新的要求。
但是這些年職業教育課程改革效果并不十分明顯,傳統學科型課程模式仍然沒有根本改變,課程內容與職業實踐相脫節的現象依然存在,先理論后實踐的教學模式仍然居于主導地位。課程的實踐教學與理論教學銜接不上、不能與真實的工作過程相合、不能突出學生的技能培養,導致中職畢業生技能水平不能達到行業崗位要求。這就迫切需要加大課程改革力度,改變人才培養模式,提高人才培養質量,加速培養適應經濟社會發展需要的技術型、技能型人才。
(三)課程改革的目標
通過該課程的教學改革,使學生理論水平和技能水平共同提高,達到企業上崗要求;使學生順利通過國家職業技能鑒定“制冷設備維修工”初級工考試,取得相關證書;使學生能夠全面發展,能夠適應將來的職業崗位,能夠適應社會的變化。
改革的做法
筆者根據多年來制冷專業的教學經驗,從基礎理論課程教學、校內實訓基地建設、教學項目開發三方面入手,進行該課程的教學改革,取得了較好的效果。
(一)礎理論課程教學
技能提高依托于理論知識,牢固扎實的專業理論基礎是學好專業課程的前提,制冷專業理論課程涉及空氣調節技術、熱力學、流體力學、傳熱學、制冷原理等多門課程。專業理論課程難度大及抽象化是中職制冷專業師生深感頭痛的問題,因此教學內容的選取要以“必須、夠用”為準則。對于《小型制冷設備維修與調試》課程確定以下教學知識點為必備教學內容,在本門課程學習前要求學生進行過學習,并基本掌握。
(1)熱力學知識
①熱力學參數:溫度、壓力、比體積、內能、焓、熵的概念;
②熱力學第一定律、熱力學第二定律;
③理想氣體基本熱力過程:定溫、定壓、定容、絕熱;
④熱力循環:正向循環、逆向循環的概念;
⑤卡諾循環、逆卡諾循環和卡諾定理
⑥蒸汽的性質:過冷液體、飽和狀態、過熱蒸汽、顯熱、潛熱的概念。
(2)傳熱學知識
熱傳導、熱對流、熱輻射的基本概念。
(3)制冷原理知識
①常用制冷劑性質:R22、R600a、R12、R404a、R502等;
②單級蒸汽壓縮制冷理論與實際循環;
③回熱循環;
④工況變化對制冷循環特性的影響。
校內實訓基地建設
校內實訓基地是小冷課程技能培養的重要場所,單一的擁有幾十臺小冷裝置的實訓室不能滿足實訓課堂教學的需要。小冷課程的技能培養重點為銅管的加工與制作、銅管的連接、小型設備調試與維修,通過建設以下三個實訓室,能夠滿足對于學生技能培養的需求。
(一)焊接實訓室
此實訓室用于訓練學生的釬焊技能。釬焊是小型制冷系統管路連接的主要方式,該技能訓練具有一定的危險性,必須單獨設置實訓室以確保課堂安全。實訓設備應采用小型焊炬以降低危險,同時可以節省投資。實訓室需安置自來水管,實訓設備至少要有小型焊炬、臺鉗、脹管擴口器、偏心型擴口器。
(二)銅管加工實訓室
此實訓室用于訓練學生的管路加工與制作技能,同時可以用于講授理論知識。每個學生設置一個工位,且工位的數量能滿足上課學生數目。工位上能夠有抽屜用于存放工具,每個工位應配備的工具至少為:脹管擴口器1套、偏心型擴口器1套、彎管器1把、鋼板尺1個、盒尺1個。
(三)小型制冷設備維修實訓室
該實訓室用于訓練學生小型制冷系統的維修調試技能。實訓設備為電冰箱及家用空調器,實訓工具要有真空泵、三通修理閥、鉗形電流表、萬用表等制冷維修基本工具,并且要有足夠的銅管及制冷劑等耗材。
教學項目開發
《小型制冷設備維修與調試》課程教學內容涉及電冰箱、冷藏柜、家用空調器、汽車空調等小型制冷設備,但是以電冰箱和房間空調器教學為主。筆者以電冰箱教學內容為例,采取以制作電冰箱模型為成品的教學方案,開發實訓教學項目。
(一)實訓成品介紹
制作一個具有儲存、控溫、制冷功能的電冰箱實訓教學模型。該模型制作要求由老師給出,教學過程中電冰箱箱體制作、制冷系統與電氣控制系統零部件安裝、電冰箱系統調試與試運行整個制作過程由教師引導,學生完成。
(二)實訓項目開發
方案以制作教學模型為途徑,開發五個教學項目。項目的開發以實訓為主,項目內容與電冰箱理論知識點相銜接,注重理論教學內容與實踐教學內容相結合,強調“技能為主,學練結合”。
(三)項目任務開發
對于每個實訓項目開發合適的教學任務,項目任務涉及理論課程內容與實踐課程內容,通過各個項目任務的學習,完成課程內容的傳授。以“電冰箱制冷系統的連接”實訓項目為例,下表中列出了該部分的學習任務及任務要求。
總結
通過兩年來本課程的教學改革實踐,本?!爸评湓O備維修工”初級工考證的合格率達到100%,學生的考核評價優秀率達到80%,先后有3名學生在天津市技能大賽制冷項目中獲二、三等獎,2011級制冷專業全體學生考取了海爾集團的制冷維修工上崗證,畢業生越來越受社會歡迎。
制冷設備范文5
【關鍵詞】制冷設備;電磁四通換向閥;節能型;電機驅動四通換向閥
行業背景
目前,各種環保節能的政策、措施都已成為我們耳熟能詳的文明生活發展趨勢,“節能、環保、低碳”的理念也已深入人心,然而隨著人民生活水平的不斷提高,我國的制冷設備所消耗的電能也不斷的攀升,約占全國總耗電量的20%。四通閥在制冷設備(熱泵式空調器)中起著至關重要的作用:四通換向閥是熱泵型空調裝置上用來改變制冷劑氣體流向的閥,用它能改變室外熱交換器和室內熱交換器各自的功能,以達到人們所需的夏天制冷、冬天采暖的要求,它也可用來作除霜用,當室外熱交換器上結霜時,用它來切換制冷劑流向,使室外熱交換器上的溫度升高,完成短時間內除霜。熱泵式空調器的產量特別是近十幾年來在全世界迅速發展,與此同時,節能研究課題也被提上了日程,傳統的電磁四通換向閥在制冷狀態下不通電,但在制熱狀態下,電磁線圈始終通電不節能。因而,我們開始了節能型四通換向閥的研究,它只是在換向的很短時間內通電(15秒),換向完成后,換向電機停轉,不通電;待再次進行制冷和制熱切換的過程中電機才又通電,切換完成后電機再次斷電??照{在正常使用的情況下,一年只需為數不多的幾次冷暖切換(冬天制冷,夏天制熱,才需要切換),使用節能型四通換向閥節能效果明顯。
傳統電磁四通換向閥工作原理
當電磁閥線圈處于斷電狀態,先導滑閥在右側壓縮彈簧驅動下左移,高壓氣體進入毛細管①后進入右端活塞腔③,另一方面,左端活塞腔的氣體排出,由于活塞兩端存在壓差,活塞及主滑閥左移,使排氣管(S管)與室內機接管(E管)相通,另兩根接管(D管和C管)相通,形成制冷循環(如圖1)。反之,當電磁閥線圈處于通電狀態,先導滑閥在電磁線圈產生的磁力作用下克服壓縮彈簧的張力而右移,高壓氣體進入毛細管①后進入左端活塞腔③,另一方面,右端活塞腔的氣體排出,由于活塞兩端存在壓差,活塞及主滑閥右移,使排氣管(S管)與室外機(C管)接管相通,另兩根接管(D管和E管)相通,形成制熱循環(如圖2)。
節能型電機驅動四通換向閥工作原理
電機驅動節能型四通換向閥(圖3)包括驅動部件(1)、閥體部件(2)和連接螺釘(3)。
驅動部件包括:盒蓋(1.1);盒座(1.6)和起固定作用的螺釘(1.4);安裝在盒體內的微型電機(1.2);套裝在微型電機軸上的成90度分布的雙凸輪(1.5);安裝在雙凸輪一側由電路板(1.31)和雙微動開關(1.32)構成的電路板組件(1.3),雙微動開關的制冷觸點(1.3.2.2)和制熱觸點(1.3.2.1)分別與電路板上的制冷供電線(1.3.3)和制熱供電線(1.3.5)接通。
閥體部件(2)包括:閥體外殼(2.6);換向轉子(2.5);固定在換向轉子(2.5)上的金屬片(2.4);其上套裝有密封圈(2.2)的閥旋鈕(2.1),閥旋鈕的一端卡在金屬片(2.4)的槽內,另一頭與驅動部分的雙凸輪軸向凸凹對接;壓蓋(2.3),在閥體外殼(2.6)上旋緊后與換向轉子有一定的接觸壓力,以保證換向轉子(2.5)與閥體外殼(2.6)的接觸密封;壓力平衡管(2.7);4根接管(2.8),與閥體采用焊接方式連接。
制冷循環中,制冷供電線通電,制熱供電線斷電,由于凸輪的位置使雙微動開關的制冷觸點斷開、制熱觸點接通,同步電機不工作,壓縮機出來的高壓氣體進入D管后,通過換向轉子的U型槽與室外機接管(C管)相通,如圖3所示,室內機接管(E管)與排氣管(S管)相通。
制冷循環向制熱循環轉換時,制冷供電線斷電,制熱供電線通電,由于雙微動開關的制冷觸點斷開、制熱觸點接通,同步電機通電工作,帶動閥旋鈕和轉動轉子旋轉,當旋轉900時,雙凸輪的位置使雙微動開關的制冷觸點接通,制熱觸點斷開,同步電機斷電停止工作,從壓縮機出來的高壓氣體進入D管后,通過換向轉子的U型槽與室內機接管(E管)相通,室外機接管(C管)與排氣管(S管)相通,形成制熱循環。
制熱循環向制冷循環轉換時,制冷供電線通電,制熱供電線斷電,由于雙微動開關的制冷觸點接通、制熱觸點斷開,同步電機通電工作,帶動閥旋鈕和轉動轉子旋轉,當旋轉900時,雙凸輪的位置使雙微動開關的制冷觸點斷開,制熱觸點接通,同步電機斷電停止工作,從壓縮機出來的高壓氣體進入D管后,通過換向轉子的U型槽與室外機接管(C管)相通,室內機接管(E管)與排氣管(S管)相通。
優勢對比
1、驅動方式:傳統的電磁四通換向閥是電磁線圈驅動鐵芯動作,帶動先導閥動作,從而由制冷劑氣體壓力驅動換向元件滑動實現換向;電機驅動節能型四通換向閥由電機直接驅動換向元件轉動實現換向。2、通電時間:傳統的電磁四通換向閥制冷狀態下不通電,但在制熱狀態下線圈始終通電;電機驅動節能型四通換向閥只是在換向的很短過程通電,換向完成后不通電,達到了節能的效果。3、換向元件動作原理:傳統的電磁四通換向閥換向元件由制冷劑氣體壓力驅動換向滑塊直線滑動實現換向;電機驅動節能型四通換向閥換向元件在電機的直接驅動下旋轉實現換向,動作可靠性得到了提高。4、零件數量:傳統的電磁四通換向閥零件數量達到35個以上;電機驅動節能型四通換向閥零件數量只有20個左右,結構簡單。5、裝配工藝:傳統的電磁四通換向閥焊接部位多達16處以上;電機驅動節能型四通換向閥焊接部位只有6處,產品質量容易保證。6、成本:傳統的電磁四通換向閥成本比電機驅動節能型四通換向閥高。
制冷設備范文6
【摘要】本文闡述了高效節能環保系列蒸發式冷卻設備的特點,介紹了蒸發式冷卻設備的工作原理,并與傳統的殼管式冷卻設備進行了比較,分析了蒸發式冷卻設備的優點。通過對不同行業中實際推廣應用的總結,提出了我國推廣應用蒸發式冷卻設備及配套換熱技術的必要性和可行性。
一、引言
熱污染當前正引起嚴重關注,用水冷卻化工設備、發電透平機或冷凍和空調設備,隨后再把熱水直接排放掉是不容許的,熱工藝用水應該冷卻后在排放,或者冷卻后在循環。冷卻用水占工業用水的70%以上,冷卻用水直接排放不僅造成熱污染,還會造成較大的經濟和資源浪費,需要將這些冷卻用水循環重復利用,緩解當前水資源短缺的狀況。另外,在工業生產過程中,我國的耗能現象十分嚴重,生產同樣的產品,往往得比國外多消耗幾倍的能量,這樣就是我們的產品和國外同類產品相比缺少競爭力。蒸發式冷卻設備就是冷卻水重復利用的創新產品,蒸發式冷凝器節能、節水的效果不僅在理論上是明顯的,在實際應用中也得到了很好的證明。我國水資源十分緊張,能源危機和節水環保促進了有關蒸發式冷凝器的研制和應用。
河北威力制冷設備有限公司組織科技人員,引進吸收國外先進技術,針對我國水資源貧乏等國情,研制成功了以節水、節電、節約占地為主要目的的高效節能環保系列蒸發式冷卻設備,可廣泛應用于食品、發酵、化工、醫藥、冶金、水利水電和煤礦建設等行業的工程制冷,與同類傳統的殼管式冷卻設備相比,蒸發式冷卻設備可節水90%、節電50%、節約設備占地60%,大大降低了運行成本。研制的蒸發式冷凝器已于2007年5月16日獲得了中國實用新型專利(專利號:ZL200620024243.X),蒸發式空冷器已于2008年3月19日獲得了中國實用新型專利(專利號:ZL200820076555.4),具有十分廣闊的應用前景。
二、我國制冷設備及配套技術的現狀
制冷系統由制冷劑壓縮機、膨脹閥、冷卻器和蒸發器四大部分組成。壓縮機是制冷劑循環的心臟,膨脹閥使制冷劑由液態變成氣態,冷卻器使系統中制冷劑蒸汽冷卻,蒸發器使周圍環境變冷,四大部分由密封的鋼管連接,從而形成完整的系統,整個制冷系統的效率取決于熱交換效率的高低。
我國是世界上制冷技術的應用大國,也是制冷設備的制造大國,其中制冷壓縮機技術處于較先進水平。影響制冷效果的主要因素是冷卻器。我國恰恰在冷卻器制造上落后于發達國家。美國巴爾迪摩公司早在十幾年前就發明了蒸發式冷凝器,現已在發達國家普及應用,而我國絕大部分企業依然沿用老式的風冷式或水冷式冷凝器,是形成企業高能耗、高耗水的主要原因。因此,在冷卻器制造上采用新技術已成為改變我國制冷技術現狀、達到節能減排、降耗增效目標的關鍵。
近年來清華大學、西安交大、上海交大、江蘇榮興公司等大專院校、科研單位研制成功了高效強化換熱的波節管、ACC管(鋼鋁復合管)、納米親水材料等一系列新技術、新材料。由此對美國的蒸發式冷凝器加以改進??蓜撛斐鰞炗诎蜖柕夏φ舭l式冷凝器的高效節能新產品,對我國制冷設備和配套技術的改進起到了重大的促進作用。
三、蒸發式冷卻設備的運行機理及其優點
冷凝冷卻設備和配套技術按其使用的冷卻介質不同,分為空冷式、水冷式和蒸發式三種,空冷式雖有不耗水、易維護等優點,但換熱效率較低,體積龐大,初始投資過大,能耗高且冷卻溫度較空氣干求溫度高12℃―20℃。水冷式主要有殼管式和套管式等形式,需要大量的循環水,致使能耗增高,耗水增大,而且需要循環水處理高排污。蒸發式冷卻器使一種融合了空冷式、水冷式和冷卻塔的緊湊型換熱器,利用水膜蒸發的潛熱換熱,換熱效率高,循環水系統為設備本體小循環,水泵功率為水冷式+冷卻塔系統的1/8―1/4,耗水量一般為水冷式的10%―30%,冷卻溫度比水冷式低3℃―6℃,由于系統能耗少和換熱效率高而日益受到用戶青睞,成為近幾年國內發展最快的冷凝冷卻設備。
河北威力制冷設備有限公司研制成功的專利產品――蒸發式冷凝器是一種高效節能環保的換熱設備,主要是在水蒸發時利用潛熱進行換熱,它以水或空氣等為冷卻介質,利用循環冷卻水的蒸發潛熱和含水蒸氣的空氣帶走被冷卻(冷凝)氣體或液體中的熱量。其工作運行原理是:工作運行時由水泵將循環冷卻水送至冷卻盤管部件上方的噴淋水管中,經噴嘴均勻地噴淋在冷卻盤管的外表面,形成一層很薄的水膜。高溫高壓氣體或液體等介質從盤管部件上部集管進入,分配給每根冷卻管,冷卻管內的熱量通過管壁傳給管外表面的水膜,使水膜蒸發,從而實現熱量交換。水膜蒸發成為水蒸氣后與空氣混合成為濕空氣,由軸流風機引抽至設備外進入大氣當中,沒有被蒸發的的循環冷卻水吸熱后滴落(滴落過程又被冷卻)到下部的水盤內,與內浮球閥控制自動補給的新鮮水混合后,供水泵循環使用。蒸發式冷卻器結構及工作原理見下圖。
蒸發式冷卻器結構及工作原理
與傳統的殼管水冷式加冷卻塔系統換熱設備相比,河北威力公司研制的蒸發式冷卻設備具有以下優點:
㈠技術先進
蒸發式冷卻設備采用先進的水膜蒸發傳熱技術,將水冷與空冷、傳熱與傳質融為一體,通過管外水膜的蒸發強化管外傳熱,比封閉式用水帶走熱量傳熱效率高出幾十倍。一般水冷式冷卻器中每kg冷卻水帶走16.7―25.1KJ的熱量,而1kg水常壓下蒸發能帶走約2400KJ熱量,因此蒸發式冷卻器理論耗水量只為水冷式冷卻器的1%,通常補充的水量僅為水冷式的1/25―1/50.
㈡制造材料先進
蒸發式冷卻設備選用了先進的高科技制造材料,用橢圓管、不銹鋼波節管、銅內外翅片管、ACC管等新型材料。增大傳熱面積,提高導熱系數,提高了熱交換效率,同時碳鋼管采用了整體熱鍍鋅,耐腐蝕、壽命長。
㈢換熱工藝先進
蒸發式冷卻器是工藝介質走管內,水和空氣走管外,循環水溫度相當于當地濕球溫度,運行水溫低,所以不結垢。殼管式是工藝介質走殼體,水走管程,水溫高,易結垢,易腐蝕。
㈣設備結構先進
蒸發式冷卻器改變了傳統殼管式冷卻器加冷卻塔的結構形式。他將水池、冷卻塔、冷卻器、水泵、連接管道、閥門集結于一體,結構緊湊,風機小功率大流量,噪音低。水泵小功率低揚程,噴水嘴選用先進的材料和技術,噴水均勻不堵塞。由于去掉了龐大的冷卻水塔和大水池,降低了投資費用,減少了設備占地。同時由于結構的先進性,在制造方面還不屬于壓力容器,運行安全可靠,維護簡便易行,在水質較差時不結垢。
另外,該設備還具有廣泛的適應性,尤其在干旱缺水的地區,經濟和社會效益更加明顯,在北方,冬天可不用冷卻水循環,可停水干運行,春秋可減少軸流風機的運行臺數,而用傳統的殼管式冷卻器加冷卻塔的換熱系統是要不停的開機運轉,才能達到工藝要求。
四、應用
蒸發式冷卻設備研制開發近十年來,已成功地推廣應用于食品、發酵、化工、醫藥、冶金、發電、水利水電和煤礦建設等行業的工程制冷,應用范圍輻射到河北、河南、山東、湖北、云南、貴州、江西、天津、陜西、山西等省市區的500多家單位,根據用戶反饋的情況表明,和同類的傳統殼管式制冷設備相比,節電50%,節水90%,節約設備占地60%以上,普遍取得了顯著的經濟效益和社會效益。中國水利水電四局、湖北廣濟藥業、河北元氏宏升化工等單位,在安裝使用我公司研制的蒸發式冷卻設備后,節能降耗增效明顯,并追加投資,增加新的設備以擴大產能。
五、工程運行實際效果
華北制藥集團華欒藥業有限公司于2008年安裝使用河北威力公司的ZNXA-1000KW蒸發式空冷器一臺,用于發酵工藝的空氣冷卻,設計技術指標為空氣流量240m3/min,進口溫度120℃,出口溫度35℃,選用2組銅內展翅片管,一臺2.2KW循環水泵,2臺3KW軸流風機,共需8m3水用以連續循環,總功率為8.2KW,設備造價為二十萬元。蒸發式冷卻器部件采用框架結構,并進行了先進的防腐處理,不腐蝕,基本免維修。
原來用氣體冷卻器用空壓機L5.5―80/2.2型3臺,每臺流量80 m3/min,共240 m3/min ,用水泵17KW,一臺銅外翅片冷卻器,管程走水,管殼走氣,進口溫度120℃,出口溫度35℃,水冷卻器兩臺串聯使用,換熱面積為428m2,兩臺造價為27萬,另外需要龐大的循環水系統裝置和設備投資,地下、空中管道、閥門、循環水泵、泵站、大的冷卻塔和水池,共投資100萬元,用水量每臺每小時100 m3,深井水補充量為每小時3 m3,殼管式空冷器結垢嚴重,腐蝕嚴重,二、三年就需更換。新舊設備投資、能耗及運行費用對比情況見下表。
蒸發式空冷器和殼管式空冷器投資、能耗及運行成本對照表(m3)
六、結論