冷庫載冷劑間接制冷系統(tǒng)分析

時(shí)間：2019-09-24作者：河北本莊化工有限公司瀏覽：106

摘要：本文將介紹如何減少氨的充注量，對載冷劑間接制冷系統(tǒng)的安全、環(huán)保和節(jié)能進(jìn)行闡述，針對設(shè)備選型、節(jié)能經(jīng)濟(jì)優(yōu)化、融霜系統(tǒng)優(yōu)化及載冷劑的選擇分別做了分析。最后闡述了載冷劑間接制冷系統(tǒng)相對氨制冷的優(yōu)缺點(diǎn)，僅供參考。
　　關(guān)鍵詞：載冷劑 間接制冷系統(tǒng) 氨
　　"氨"作為一種低價(jià)的制冷劑被普遍應(yīng)用在冷庫及食品速凍等行業(yè)，但是氨具有毒性和刺激性氣息，遇明火會(huì)發(fā)作爆炸，一旦泄露會(huì)形成嚴(yán)重的人身傷亡事故，同時(shí)冷庫主要建立在人口密集的市場區(qū)域。2013年吉林省和上海市發(fā)生的兩起特大液氨泄露事故，引起了制冷行業(yè)的廣泛關(guān)注。載冷劑間接制冷系統(tǒng)有效解決了這個(gè)問題。
　　1、間接制冷系統(tǒng)概述
　　1.1 間接制冷：載冷劑與制冷劑進(jìn)行低溫傳熱，低溫的載冷劑被泵加壓輸送到冷庫間內(nèi)循環(huán)，從而達(dá)到冷凍冷藏的作用。在直接制冷劑不易應(yīng)用的位置或者不可運(yùn)用直接制冷劑的特殊環(huán)境中，常常用載冷劑替代直接制冷劑用來冷卻被冷卻物體（如：中央空調(diào)系統(tǒng)、冰蓄冷系統(tǒng)等）。
　　1.2 載冷劑：一種以間接冷卻方式工作的制冷裝置中，將被冷卻物體的熱量傳給正在蒸發(fā)的制冷劑的物質(zhì)（如：鹽水、乙二醇、水、冰河冷媒）。
　　2、間接制冷系統(tǒng)配置的優(yōu)化
　　2.1 制冷劑氨優(yōu)良的物性參數(shù)是可以選擇，同時(shí)我們目的也是減少氨的充注量，故選擇氨壓縮機(jī)。目前，氨制冷壓縮機(jī)多為活塞式和螺桿式制冷壓縮機(jī)。前者出現(xiàn)較早，使用廣泛，其優(yōu)點(diǎn)在于：使用方便、運(yùn)行可靠、管理經(jīng)驗(yàn)成熟，冷量范圍大、單位制冷量耗電量較低，加工較簡單，造價(jià)較為低廉；其缺點(diǎn)是壓縮機(jī)體積大、耗金屬多、占地面積大，易損部件多，維護(hù)費(fèi)用高，單機(jī)產(chǎn)量不能太大，能量無級調(diào)節(jié)比較困難。而螺桿式壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)簡單、體積小、易損部件少、重量輕，振動(dòng)小，容積效率高、對濕壓縮不敏感，能實(shí)現(xiàn)無級調(diào)節(jié)；其缺點(diǎn)是單位冷量耗電比活塞式稍高，噴油冷卻使?jié)櫥拖到y(tǒng)復(fù)雜而龐大，耗油高，噪聲大，螺桿的加工精度要求高。相對而言，因螺桿式壓縮機(jī)能方便地控制排氣溫度，在氨制冷系統(tǒng)中將**活塞式。采用直接制冷系統(tǒng)，制冷劑輸送至蒸發(fā)器進(jìn)行制冷所經(jīng)管路大多較長，管道冷量損失大，制冷劑壓降與過熱度都較大，壓縮機(jī)輸氣系數(shù)降低，嚴(yán)重影響壓縮機(jī)效率。采用冰河冷媒間接制冷系統(tǒng)，集中安裝制冷系統(tǒng)設(shè)備，壓縮機(jī)與蒸發(fā)器距離較小，制冷劑*遠(yuǎn)距離輸送，其壓降與過熱度小，壓縮機(jī)效率高。
　　2.2 冷凝器
　　冷庫載冷劑間接制冷系統(tǒng)
　　采用高效節(jié)能型蒸發(fā)式冷凝器，把冷卻塔和管殼式冷凝器結(jié)合在同一個(gè)設(shè)備中，冷卻塔不僅利用了冷凝水的顯熱，而且充分地利用了冷凝水蒸發(fā)成水蒸汽的潛熱；自帶一個(gè)集水槽，通過噴淋循環(huán)水泵將水從集水槽送到噴淋系統(tǒng)，從噴嘴噴淋到冷凝盤管表面，啟用風(fēng)機(jī)強(qiáng)迫空氣穿過下落水和盤管表面，使部分水蒸發(fā)，帶走制冷劑中的熱量，從而使盤管內(nèi)的制冷劑冷凝下來，剩余的冷凝水回到集水槽。
　　2.3 換熱器
　　冷庫載冷劑間接制冷系統(tǒng)
　　隨著科技的發(fā)展和生產(chǎn)的需要，傳統(tǒng)的管殼式換熱器已經(jīng)達(dá)不到要求，這種換熱器不僅僅傳熱能力不足，而且體積較大，運(yùn)輸和維修都比較費(fèi)力，所以建議采用板式換熱器，相比有幾大優(yōu)勢：（1）傳熱性能良好，體積較??；（2）傳熱效率高；（3）對數(shù)平均溫差大；（4）安裝方便，可操作性強(qiáng)，沒有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。
　　2.4 盤管
　　冷庫載冷劑間接制冷系統(tǒng)
　　冷庫蒸發(fā)器具有換熱系數(shù)高、重量輕、不生銹、使用壽命長、安裝方便等諸多優(yōu)點(diǎn)。
　　根據(jù)熱力學(xué)冷庫蒸發(fā)器的換熱面積等于換熱量除以換熱系數(shù)，那么冷庫采用鋁排管作為蒸發(fā)器那么冷庫的蒸發(fā)器的換熱面積就要小5倍，這樣一來不僅節(jié)省了冷庫蒸發(fā)的采購成本而且也大大的減少了冷庫蒸發(fā)器的吊裝與承重工作量。
　　由于鋁排管換熱系數(shù)的減少也使冷庫蒸發(fā)器的總?cè)莘e減少，從而減少冷庫工程的載冷劑充注量，從而大大的減少了冷庫的一次性投資。
　　3、節(jié)能經(jīng)濟(jì)性優(yōu)化
　　載冷劑不同于制冷劑的一個(gè)優(yōu)勢是可以蓄冷，不僅可以抵消間接制冷不可避免的能耗損失，還可以高效利用移峰填谷用電，夜間電價(jià)低谷期，拉低載冷劑溫度做蓄冷。利用載冷劑蓄冷存在幾大優(yōu)勢：（1）平衡電網(wǎng)峰谷荷，減緩電廠和供配電設(shè)施的建設(shè)，對國家而言是節(jié)能的，對客戶來講是費(fèi)電省錢的；（2）能使制冷主機(jī)的裝機(jī)容量減少。（3）充分利用夜間氣溫變化，提高了制冷機(jī)組的產(chǎn)冷量。
　　4、融霜系統(tǒng)優(yōu)化
　　4.1 盤管
　　盤管形式的采用高溫載冷劑進(jìn)行暖液融霜。與載冷系統(tǒng)相反，載冷劑與高溫制冷劑進(jìn)行換熱，將高溫的載冷劑用泵加壓反向輸送到逐個(gè)冷庫間，進(jìn)行暖液融霜。暖液融霜相比電融霜庫溫升高約少10℃，能耗降低9%左右。同時(shí)有效利用高溫制冷的熱量，起到節(jié)能的作用。
　　4.2 冷風(fēng)機(jī)
　　冷風(fēng)機(jī)形式的采用水沖霜，利用水泵或噴水裝置向冷風(fēng)機(jī)管表面噴水，使霜層被水的熱量融化并去掉的方法。水沖霜操作簡單、時(shí)間短，是非常有效的方法。
　　5、載冷劑的選擇
　　5.1 鹽水
　　鹽水的凝固溫度隨濃度而變，氯化鈣鹽水的較低凝固溫度為-55℃；氯化鈉鹽水的較低凝固溫度為-21.2℃。氯化鈣和氯化鈉溶液對設(shè)備腐蝕性很大，較常見的現(xiàn)象是形成點(diǎn)腐蝕、碳鋼設(shè)備的電化學(xué)腐蝕、破壞氧化膜、形成絡(luò)合物。時(shí)間久了會(huì)嚴(yán)重腐蝕設(shè)備、管道、蒸發(fā)器。
　　5.2乙二醇
　　性質(zhì)穩(wěn)定，與水混溶，其溶液的凝固點(diǎn)隨濃度而變,通常用它們的水溶液作為載冷劑。雖然乙二醇溶液的凝固點(diǎn)低,可達(dá)-50℃以下，但是低溫下溶液的粘度上升非常迅速,因此，一般工業(yè)應(yīng)用溫度為-20℃以上。其水溶液有腐蝕性，原因有三個(gè)：1）乙二醇氧化成酸性物質(zhì)；2）電化學(xué)腐蝕；3）氣泡潰滅穴蝕。
　　5.3 改性多元醇（冰河冷媒）
　　經(jīng)過改性的多元醇，添加了防腐蝕劑、增溶劑、水穩(wěn)劑、防霉劑等，徹底解決了一些腐蝕問題和低溫黏度大的問題。溫度可達(dá)-50℃，均可滿足冷藏庫、冷凍庫的溫度要求。
五大優(yōu)勢
　　①低溫流動(dòng)性強(qiáng)，降低系統(tǒng)能耗；
　?、谧柚构鼙诮Y(jié)垢，保持系統(tǒng)清潔；
　　③減少凝結(jié)雜質(zhì)，延長液體壽命；
　?、芤种埔后w揮發(fā)，減少使用消耗；
　?、菀种萍?xì)菌霉變，防止生物污染。






摘要：本文將介紹如何減少氨的充注量，對載冷劑間接制冷系統(tǒng)的安全、環(huán)保和節(jié)能進(jìn)行闡述，針對設(shè)備選型、節(jié)能經(jīng)濟(jì)優(yōu)化、融霜系統(tǒng)優(yōu)化及載冷劑的選擇分別做了分析。最后闡述了載冷劑間接制冷系統(tǒng)相對氨制冷的優(yōu)缺點(diǎn)，僅供參考。
　　關(guān)鍵詞：載冷劑 間接制冷系統(tǒng) 氨
　　"氨"作為一種低價(jià)的制冷劑被普遍應(yīng)用在冷庫及食品速凍等行業(yè)，但是氨具有毒性和刺激性氣息，遇明火會(huì)發(fā)作爆炸，一旦泄露會(huì)形成嚴(yán)重的人身傷亡事故，同時(shí)冷庫主要建立在人口密集的市場區(qū)域。2013年吉林省和上海市發(fā)生的兩起特大液氨泄露事故，引起了制冷行業(yè)的廣泛關(guān)注。載冷劑間接制冷系統(tǒng)有效解決了這個(gè)問題。
　　1、間接制冷系統(tǒng)概述
　　1.1 間接制冷：載冷劑與制冷劑進(jìn)行低溫傳熱，低溫的載冷劑被泵加壓輸送到冷庫間內(nèi)循環(huán)，從而達(dá)到冷凍冷藏的作用。在直接制冷劑不易應(yīng)用的位置或者不可運(yùn)用直接制冷劑的特殊環(huán)境中，常常用載冷劑替代直接制冷劑用來冷卻被冷卻物體（如：中央空調(diào)系統(tǒng)、冰蓄冷系統(tǒng)等）。
　　1.2 載冷劑：一種以間接冷卻方式工作的制冷裝置中，將被冷卻物體的熱量傳給正在蒸發(fā)的制冷劑的物質(zhì)（如：鹽水、乙二醇、水、冰河冷媒）。
　　2、間接制冷系統(tǒng)配置的優(yōu)化
　　2.1 制冷劑氨優(yōu)良的物性參數(shù)是可以選擇，同時(shí)我們目的也是減少氨的充注量，故選擇氨壓縮機(jī)。目前，氨制冷壓縮機(jī)多為活塞式和螺桿式制冷壓縮機(jī)。前者出現(xiàn)較早，使用廣泛，其優(yōu)點(diǎn)在于：使用方便、運(yùn)行可靠、管理經(jīng)驗(yàn)成熟，冷量范圍大、單位制冷量耗電量較低，加工較簡單，造價(jià)較為低廉；其缺點(diǎn)是壓縮機(jī)體積大、耗金屬多、占地面積大，易損部件多，維護(hù)費(fèi)用高，單機(jī)產(chǎn)量不能太大，能量無級調(diào)節(jié)比較困難。而螺桿式壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)簡單、體積小、易損部件少、重量輕，振動(dòng)小，容積效率高、對濕壓縮不敏感，能實(shí)現(xiàn)無級調(diào)節(jié)；其缺點(diǎn)是單位冷量耗電比活塞式稍高，噴油冷卻使?jié)櫥拖到y(tǒng)復(fù)雜而龐大，耗油高，噪聲大，螺桿的加工精度要求高。相對而言，因螺桿式壓縮機(jī)能方便地控制排氣溫度，在氨制冷系統(tǒng)中將**活塞式。采用直接制冷系統(tǒng)，制冷劑輸送至蒸發(fā)器進(jìn)行制冷所經(jīng)管路大多較長，管道冷量損失大，制冷劑壓降與過熱度都較大，壓縮機(jī)輸氣系數(shù)降低，嚴(yán)重影響壓縮機(jī)效率。采用冰河冷媒間接制冷系統(tǒng)，集中安裝制冷系統(tǒng)設(shè)備，壓縮機(jī)與蒸發(fā)器距離較小，制冷劑*遠(yuǎn)距離輸送，其壓降與過熱度小，壓縮機(jī)效率高。
　　2.2 冷凝器
　　冷庫載冷劑間接制冷系統(tǒng)
　　采用高效節(jié)能型蒸發(fā)式冷凝器，把冷卻塔和管殼式冷凝器結(jié)合在同一個(gè)設(shè)備中，冷卻塔不僅利用了冷凝水的顯熱，而且充分地利用了冷凝水蒸發(fā)成水蒸汽的潛熱；自帶一個(gè)集水槽，通過噴淋循環(huán)水泵將水從集水槽送到噴淋系統(tǒng)，從噴嘴噴淋到冷凝盤管表面，啟用風(fēng)機(jī)強(qiáng)迫空氣穿過下落水和盤管表面，使部分水蒸發(fā)，帶走制冷劑中的熱量，從而使盤管內(nèi)的制冷劑冷凝下來，剩余的冷凝水回到集水槽。
　　2.3 換熱器
　　冷庫載冷劑間接制冷系統(tǒng)
　　隨著科技的發(fā)展和生產(chǎn)的需要，傳統(tǒng)的管殼式換熱器已經(jīng)達(dá)不到要求，這種換熱器不僅僅傳熱能力不足，而且體積較大，運(yùn)輸和維修都比較費(fèi)力，所以建議采用板式換熱器，相比有幾大優(yōu)勢：（1）傳熱性能良好，體積較?。唬?）傳熱效率高；（3）對數(shù)平均溫差大；（4）安裝方便，可操作性強(qiáng)，沒有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。
　　2.4 盤管
　　冷庫載冷劑間接制冷系統(tǒng)
　　冷庫蒸發(fā)器具有換熱系數(shù)高、重量輕、不生銹、使用壽命長、安裝方便等諸多優(yōu)點(diǎn)。
　　根據(jù)熱力學(xué)冷庫蒸發(fā)器的換熱面積等于換熱量除以換熱系數(shù)，那么冷庫采用鋁排管作為蒸發(fā)器那么冷庫的蒸發(fā)器的換熱面積就要小5倍，這樣一來不僅節(jié)省了冷庫蒸發(fā)的采購成本而且也大大的減少了冷庫蒸發(fā)器的吊裝與承重工作量。
　　由于鋁排管換熱系數(shù)的減少也使冷庫蒸發(fā)器的總?cè)莘e減少，從而減少冷庫工程的載冷劑充注量，從而大大的減少了冷庫的一次性投資。
　　3、節(jié)能經(jīng)濟(jì)性優(yōu)化
　　載冷劑不同于制冷劑的一個(gè)優(yōu)勢是可以蓄冷，不僅可以抵消間接制冷不可避免的能耗損失，還可以高效利用移峰填谷用電，夜間電價(jià)低谷期，拉低載冷劑溫度做蓄冷。利用載冷劑蓄冷存在幾大優(yōu)勢：（1）平衡電網(wǎng)峰谷荷，減緩電廠和供配電設(shè)施的建設(shè)，對國家而言是節(jié)能的，對客戶來講是費(fèi)電省錢的；（2）能使制冷主機(jī)的裝機(jī)容量減少。（3）充分利用夜間氣溫變化，提高了制冷機(jī)組的產(chǎn)冷量。
　　4、融霜系統(tǒng)優(yōu)化
　　4.1 盤管
　　盤管形式的采用高溫載冷劑進(jìn)行暖液融霜。與載冷系統(tǒng)相反，載冷劑與高溫制冷劑進(jìn)行換熱，將高溫的載冷劑用泵加壓反向輸送到逐個(gè)冷庫間，進(jìn)行暖液融霜。暖液融霜相比電融霜庫溫升高約少10℃，能耗降低9%左右。同時(shí)有效利用高溫制冷的熱量，起到節(jié)能的作用。
　　4.2 冷風(fēng)機(jī)
　　冷風(fēng)機(jī)形式的采用水沖霜，利用水泵或噴水裝置向冷風(fēng)機(jī)管表面噴水，使霜層被水的熱量融化并去掉的方法。水沖霜操作簡單、時(shí)間短，是非常有效的方法。
　　5、載冷劑的選擇
　　5.1 鹽水
　　鹽水的凝固溫度隨濃度而變，氯化鈣鹽水的較低凝固溫度為-55℃；氯化鈉鹽水的較低凝固溫度為-21.2℃。氯化鈣和氯化鈉溶液對設(shè)備腐蝕性很大，較常見的現(xiàn)象是形成點(diǎn)腐蝕、碳鋼設(shè)備的電化學(xué)腐蝕、破壞氧化膜、形成絡(luò)合物。時(shí)間久了會(huì)嚴(yán)重腐蝕設(shè)備、管道、蒸發(fā)器。
　　5.2乙二醇
　　性質(zhì)穩(wěn)定，與水混溶，其溶液的凝固點(diǎn)隨濃度而變,通常用它們的水溶液作為載冷劑。雖然乙二醇溶液的凝固點(diǎn)低,可達(dá)-50℃以下，但是低溫下溶液的粘度上升非常迅速,因此，一般工業(yè)應(yīng)用溫度為-20℃以上。其水溶液有腐蝕性，原因有三個(gè)：1）乙二醇氧化成酸性物質(zhì)；2）電化學(xué)腐蝕；3）氣泡潰滅穴蝕。
　　5.3 改性多元醇（冰河冷媒）
　　經(jīng)過改性的多元醇，添加了防腐蝕劑、增溶劑、水穩(wěn)劑、防霉劑等，徹底解決了一些腐蝕問題和低溫黏度大的問題。溫度可達(dá)-50℃，均可滿足冷藏庫、冷凍庫的溫度要求。
五大優(yōu)勢
　?、俚蜏亓鲃?dòng)性強(qiáng)，降低系統(tǒng)能耗；
　?、谧柚构鼙诮Y(jié)垢，保持系統(tǒng)清潔；
　?、蹨p少凝結(jié)雜質(zhì)，延長液體壽命；
　　④抑制液體揮發(fā)，減少使用消耗；
　?、菀种萍?xì)菌霉變，防止生物污染。


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  詞條說明

• 防凍劑、防凍液、不凍液、低溫環(huán)境抗凍、無水**防凍液、**導(dǎo)液、換熱器**導(dǎo)液冷水機(jī)組常用載冷劑及優(yōu)缺點(diǎn)

  機(jī)是一種是能夠提供恒溫、恒流、恒壓的冷卻設(shè)備，其工作原理是載冷劑先在蒸發(fā)器處被冷卻，獲得冷量，然后被泵輸送到需要冷量的各個(gè)地方，吸收熱量之后又回到蒸發(fā)器再被冷卻，如此循環(huán)往復(fù)，以達(dá)到連續(xù)供冷的目的。那么，常用的冷水機(jī)組載冷劑有哪些？有什么樣的優(yōu)缺點(diǎn)呢？ 常用載冷劑的分類 水 優(yōu)點(diǎn)：它具有比熱大、密度小、對冷水機(jī)組和管道腐蝕性小、不燃燒、不爆炸、無毒、化學(xué)穩(wěn)定性好、**易得。 缺點(diǎn)：冰點(diǎn)高，僅能運(yùn)用

• 載冷劑有哪些種類 載冷劑

  首先我們要知道起泡劑本身是不產(chǎn)生氣泡的。我們在向充氣煤漿中添加起泡劑后，它能將氣流分散成大量直徑合適，并具有一定穩(wěn)定性的小氣泡，氣泡與疏水性煤粒粘附，實(shí)現(xiàn)礦化，升浮到液面，形成泡沫層。 為什么起泡劑具有這樣的作用呢？因?yàn)槠鹋輨┦请s極性分子，其極性基親水，與水分子強(qiáng)烈地互相吸引，所以朝向水層，而非極性基處于空氣中或氣泡內(nèi)。這樣起泡劑就在氣液界面上實(shí)現(xiàn)單分子層的定向吸附和排列。 起泡劑的主要作用有以下

• 對于載冷劑的要求以及優(yōu)勢

  選擇載冷劑需考慮以下各點(diǎn)： ①凍結(jié)溫度低，必須**制冷的操作溫度； ②傳熱分系數(shù)大,即 熱導(dǎo)率和熱容要大,而 粘度要小； ③性質(zhì)穩(wěn)定，腐蝕性??； ④安全無毒、價(jià)格低廉； ⑤價(jià)格便宜，便于獲得。 優(yōu)勢 綜合來看，使用載冷劑的優(yōu)勢在于： 1、可以使制冷機(jī)系統(tǒng)聚集在較小的范圍里，便于整個(gè)裝置的制造、安裝、運(yùn)行管理，提高制冷效率。同時(shí)將冷量傳送到遠(yuǎn)處。另外還將減少制冷劑系統(tǒng)制冷劑的充灌量和減少制冷劑泄漏

• 載冷劑有哪些種類

  1水：它性質(zhì)穩(wěn)定、安全可靠，無毒害和腐蝕作用，流動(dòng)傳熱性較好，還是廉價(jià)易得物質(zhì)。不足之處在于凝固點(diǎn)為0°C，相對而言比較高。由于較高凝固點(diǎn)的限制使之只適用于工作溫度在0℃以上的高溫載冷場合。即在0°C以上的人工冷卻過程和空調(diào)裝置中，水是***適宜的載冷劑。如空氣調(diào)節(jié)設(shè)備等。工業(yè)用的循環(huán)冷卻水，溫度一般在10-30℃。 2鹽水:即氯化鈣或氯化鈉的水溶液,可用于鹽水制冰機(jī)和間接冷卻的冷藏裝置，或冷卻袋