氟利昂冷庫(kù)的制冷工藝設(shè)計(jì)及電氣安全措施

   氟利昂是一種常用的高、中、低溫制冷劑，它無(wú)色，無(wú)味，不燃燒，不爆炸，化學(xué)性能穩(wěn)定，具有良好的熱力特性，操作更為方便等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于冷庫(kù)制冷系統(tǒng)中，特別是小型氟利昂冷庫(kù)更受歡迎。氟利昂可以適應(yīng)不同制冷溫度的要求，能制取的低蒸發(fā)溫度為-120℃。氟利昂能不同程度的溶解潤(rùn)滑油，不易在系統(tǒng)中形成油膜，對(duì)傳熱影響很小。

　　1　配機(jī)工藝設(shè)計(jì) 
　　機(jī)組與冷庫(kù)的匹配有一定的適用范圍，但由于國(guó)產(chǎn)氟機(jī)組品種規(guī)格少，常采用多臺(tái)小機(jī)組的辦法來(lái)解決。 
　　配機(jī)一般是按冷庫(kù)熱負(fù)荷確定的，但通常情況下小冷庫(kù)進(jìn)、出貨無(wú)規(guī)律可言，熱負(fù)荷難以確定，因而假定了幾個(gè)條件：庫(kù)溫-10～-15℃。較大冷庫(kù)可按-18℃考慮，貯存肉類(lèi)期限1～2個(gè)月，日大進(jìn)鮮貨量為庫(kù)容量的3～5％。根據(jù)耗冷計(jì)算和實(shí)際使用考核，我們確定的冷庫(kù)較佳配機(jī)情況如下表： 
　　上表中機(jī)組曲適用容積比現(xiàn)行一般做法大出了許多，且機(jī)組還有一定裕度，如果小冷庫(kù)都能按此標(biāo)準(zhǔn)配機(jī)，就能達(dá)到節(jié)能的目的。要達(dá)到以上標(biāo)準(zhǔn)，就應(yīng)采取相應(yīng)的對(duì)策。多臺(tái)機(jī)組的使用：若油路沒(méi)能平衡，禁止并聯(lián)運(yùn)行，但各機(jī)組間應(yīng)設(shè)供液、回汽過(guò)橋閥；正常情況下分打，在故障維修時(shí)可相互借打。 
　　2　配管工藝設(shè)計(jì) 
　　視冷庫(kù)負(fù)荷來(lái)決定蒸發(fā)排管的面積，但配管時(shí)需注意下列要點(diǎn)： 
　　配管比要高些，即蒸發(fā)面積要大些，因小庫(kù)開(kāi)門(mén)等影響大，且排管傳熱系數(shù)比氨的要?。↘F=0.75～0.85KNH3），推薦庫(kù)房建筑面積：蒸發(fā)面積=1：1～1.8。 
　　通路長(zhǎng)度要適當(dāng)，理論計(jì)算雖然是在100米以上，但實(shí)際上60～80米效果較好。 
　　排管的型式好在停機(jī)時(shí)不要匯集液體以免沖缸，而且一定要能回注，除頂管外都應(yīng)設(shè)回濁彎。排管間接管和回汽管均應(yīng)考慮管徑大小，既要保證回油速度又要防止阻力過(guò)大。 
　　多排管單路分液器供液，各排管長(zhǎng)度、路數(shù)、型式等都應(yīng)一致，以防結(jié)霜不一。多型式排管多路供液，其各排管間的長(zhǎng)度、阻力要力求相近，選擇恰當(dāng)?shù)呐蛎涢y大小和回汽管徑。 
　　熱力膨脹閥好選用外平衡式，安裝位置盡可能離蒸發(fā)器入口近點(diǎn)，膨脹閥應(yīng)留出大約20％的裕度。 
　　分液器的出液管徑應(yīng)根據(jù)通路負(fù)荷來(lái)選擇，管路盡可能短，避免過(guò)大壓降和產(chǎn)生二次節(jié)流。 
　　

   3　三重防沖缸設(shè)計(jì)與安全運(yùn)行 
　　小型氟剝昂機(jī)組智能化程度高，一般都是自動(dòng)的，因而機(jī)組的安全、可靠性異常重要，主要包括三部分：防止沖缸，斷水和斷電。 
　　3.1　防止沖缸工藝設(shè)計(jì) 
　　應(yīng)該使用具有緩沖，貯液能力的汽液分離——熱交換器，它能將回汽汽、液分離，使供液過(guò)冷防止閃發(fā)氣體，回汽通過(guò)冷熱交換還能為膨脹閥開(kāi)啟提供過(guò)熱度，可減少過(guò)熱蒸發(fā)面積。 
　　排管型式及布局在一定程度上可防止沖缸。排管的型式設(shè)置要防止停機(jī)時(shí)液體的集中匯集，如實(shí)在無(wú)法避免，可設(shè)置混合排管來(lái)替代。比如以頂排管代替墻排管就不會(huì)集液；如系統(tǒng)流程是先通過(guò)墻管，再到頂管而回到汽，液分離器和機(jī)組，這樣就減少了沖缸的可能性。 
　　電氣控制也應(yīng)考慮防止沖缸，即當(dāng)庫(kù)溫達(dá)到要求而供液電磁閥關(guān)閉后，機(jī)組仍舊運(yùn)行，抽空到一定低壓后，由壓力控制器動(dòng)作而停機(jī)。需要引起注意的是，壓力控制器的動(dòng)作壓力調(diào)整要適當(dāng)，太高機(jī)組易反復(fù)頻繁開(kāi)停，太低易從軸封不嚴(yán)處抽入空氣。 
　　3.2　防止斷水 
　　斷水將引起冷凝壓力和溫度升高，并可能使電機(jī)超負(fù)荷而損壞，還可能使易熔塞超溫而熔化，導(dǎo)致制冷劑外泄。防止斷水做法；a、是給機(jī)組配上手動(dòng)復(fù)位式壓力控制器，當(dāng)超壓后機(jī)組即不能自動(dòng)再開(kāi)；b、是在供水管路上增設(shè)壓力或流量控制器，當(dāng)水壓低于調(diào)定值時(shí)則不能開(kāi)機(jī)。 
　　3.3　防止斷電 
　　用電的緊張導(dǎo)致斷電事故頻頻發(fā)生，機(jī)組斷電停運(yùn)后，因?yàn)檎舭l(fā)器中的液體較多或因液體過(guò)于集中一處，一旦恢復(fù)供電，自動(dòng)開(kāi)機(jī)，就會(huì)有沖缸的危險(xiǎn)。預(yù)防的方法是設(shè)斷電保護(hù)，使斷電后的電源無(wú)法自動(dòng)接通，保證恢復(fù)供電后通過(guò)人工指令方能接通電源開(kāi)機(jī)。 
　　4　電氣控制系統(tǒng)工藝設(shè)計(jì) 
　　4.1　啟停控制 
　　自動(dòng)控制原理為：溫度控制器控制供液電磁伐，供液電磁伐控制低壓壓力控制器，低壓壓力控制器控制冷凍機(jī)。具體分述如下： 
　　4.1.1　自動(dòng)開(kāi)機(jī)：庫(kù)溫升到上限——溫度控制器動(dòng)作——供液電磁伐開(kāi)——回汽壓力升高至上限——低壓壓力控制器動(dòng)作——水電磁伐（風(fēng)冷機(jī)組沒(méi)有，下同）與冷凍機(jī)同時(shí)開(kāi)。 
　　4.1.2　自動(dòng)停機(jī)：庫(kù)溫下降至下限——溫度控制器動(dòng)作——供液電磁伐關(guān)——回汽壓力降至下限，低壓壓力控制器動(dòng)作——水電磁伐與冷凍機(jī)同時(shí)停。 
　　4.1.3　反復(fù)開(kāi)、停機(jī)：庫(kù)溫降至下限停機(jī)后，由于蒸發(fā)器內(nèi)存液續(xù)續(xù)蒸發(fā)和庫(kù)溫回升都會(huì)引起回汽壓力緩慢升高，當(dāng)升至上限時(shí)，低壓控制器動(dòng)作，水電磁伐與冷凍機(jī)同時(shí)開(kāi)，回汽壓力降至下限后，低壓控制器動(dòng)作，水電磁伐與冷凍機(jī)又停，如此反復(fù)開(kāi)，停機(jī)組。但只要低壓壓力控制器的上下限值調(diào)整得適當(dāng)，這種反復(fù)開(kāi)，停次數(shù)很少時(shí)間也短（一分鐘左右）。 
　　4.1.4　事故開(kāi)停機(jī)：當(dāng)冷卻水不足，斷水或誤操作等引起排汽壓力升高超12kg／cm2（表壓）時(shí)，高壓壓力控制器動(dòng)作，水電磁伐與冷凍機(jī)同時(shí)停，以保證運(yùn)行安全。停機(jī)后當(dāng)壓力降至9kg／cm2（表壓）時(shí)，水電磁伐與冷凍機(jī)自動(dòng)再開(kāi)。
　　4.2　安全報(bào)警 
　　為保障進(jìn)庫(kù)人員安全，在庫(kù)內(nèi)門(mén)幢上設(shè)按鈕開(kāi)關(guān)，庫(kù)外門(mén)撞上方設(shè)閃光蜂鳴器，當(dāng)人被鎖在庫(kù)內(nèi)時(shí)可按開(kāi)關(guān)呼救，以策安全。 
　　5　除霜控制工藝 
　　停機(jī)除霜法是將壓縮機(jī)停止，冷風(fēng)機(jī)的風(fēng)扇持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，利用庫(kù)溫將翅片表面的霜除去，此種除霜方式僅適用于庫(kù)溫高于+3℃的場(chǎng)所。它和電熱除霜法一樣，被廣泛應(yīng)用于小型冷庫(kù)中。為便于直觀教學(xué)和培訓(xùn)，實(shí)訓(xùn)臺(tái)同時(shí)采用了兩種除霜方式，并利用轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)進(jìn)行切換。電控柜中的機(jī)械式冷庫(kù)除霜控制器可以控制除霜周期和兩次除霜之間的間隔。同樣出于教學(xué)目的，可以利用全自動(dòng)微電腦溫度控制器來(lái)進(jìn)行除霜控制。微電腦控制器的除霜傳感器探頭牢固地置于蒸發(fā)器回液管上，通過(guò)控制回氣溫度控制除霜周期和間隔。 
　　6　保護(hù)控制 
　　配置多種安全保護(hù)措施，包括高低壓壓力保護(hù)，電機(jī)過(guò)載保護(hù)，除霜超溫保護(hù)等。當(dāng)其中任何一項(xiàng)出現(xiàn)故障時(shí)立即切斷壓縮機(jī)電源，停止制冷裝置運(yùn)行，并通過(guò)控制柜上的多個(gè)故障指示燈對(duì)應(yīng)顯示出故障原因，幫助排除故障。此外，任何緊急情況下操作人員均可通過(guò)急停按鈕強(qiáng)制緊急停車(chē)，并在總供電線路中裝有漏電保護(hù)器。還可模擬真實(shí)冷庫(kù)設(shè)置了庫(kù)內(nèi)反鎖報(bào)警照明燈和蜂鳴器。 

　　7　排管系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置貯液器 
　　排管系統(tǒng)客積大，配制冷劑多，按機(jī)組能力配置排管其充液量將大大超過(guò)機(jī)組本身允許能力，所以一定要另設(shè)貯液器才行。貯液器的大小由充液置決定，一般排管的充液量約為容積的25％左右，據(jù)此可估算系統(tǒng)充液量，應(yīng)按容積15％考慮，貯液器安裝位置應(yīng)低于冷凝器，冷凝器出液口與貯液器進(jìn)液口高差在300mm左右為宜。風(fēng)冷機(jī)組將貯液器與冷凝器置于同一平面做法也會(huì)占據(jù)部分冷凝面積，我們?cè)谑褂脮r(shí)均作改裝并按需配貯液器。 
　　排管材料與規(guī)格。一般外徑D25～D38×2.2～3.0范圍的無(wú)縫鋼管均可使用，常用D32～D38管。這里有個(gè)經(jīng)濟(jì)管徑問(wèn)題，即kg／m3或元／m3。制冷效果上管徑不好，經(jīng)濟(jì)性上大管偏省，彎管半徑是D25R=50，D32R=65，D38R=75。