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冷凍機 系指用壓縮機改變冷媒氣體的壓力變化來達到低溫製冷的機械設備。所採用的壓縮機,因其使用條件和壓縮工作介質的不同,它有不同於一般的空氣壓縮機。按冷凍機結構和工作原理上的差別,它與空氣壓縮機類似,也可分為活塞式、螺桿式、離心式等幾種不同形式。冷凍機是壓縮製冷設備中最重要的組成部分之一。

1簡介

冷凍機有水冷式、風冷式兩種。
水冷式製冷效果較好,但需要冷卻水,風冷式靈活方便,無需冷卻水,適合缺水地區或需移動場合使用。
工業冷凍機

  工業冷凍機

冷凍機的工作介質即為製冷系統中擔負著傳遞熱量任務的製冷劑,常用的製冷劑有:氟里昂、氨、溴化鋰、氯甲烷等,其中氟里昂按其氣化溫度及化學分子式的不同有氟11(R-11)、氟12(R-12)、氟13(R-13)、氟21(R-21)、氟22(R-22)、氟113(R-113)、氟114(R-114)、氟142(R-142)等多種。上述製冷劑可分別用於低壓(冷凝壓力小於0.3-0.3MPa)高溫(蒸發溫度大於0℃)、中壓(冷凝壓力1-2MPa)中溫(蒸發溫度0—-50℃)及高壓(冷凝壓力大於2MPa)低溫(蒸發溫度小於-50℃)的製冷系統里。
配備:
1、壓縮機:日本松下、大金、谷輪、比澤爾等壓縮機超高能效,低噪音,安全可靠 ;
2、泵浦: LG、源立、FFC大流量冷凍機專用渦流水泵,不堵塞起動扭矩大;
3、電腦PC板,觸摸式控制,安全方便;
4、溫控器:進口液晶顯示溫控電子板;
5、美國進口ALCO膨脹閥、過濾器;
6、 內置外覆絕熱材料的304不鏽鋼水箱1個;
7、韓國LG電器;
8、安全保護系統
壓縮機延時起動保護 冰水泵過載及指示燈 壓縮機過載保護 馬達反轉保護及指示燈 壓縮機過載保護及指示燈 冷媒不足保護及指示燈 冷媒高壓安全閥散熱不良保護及指示燈故障警報蜂鳴器。

2工作原理

將空氣冷卻至露點溫度以下,空氣中的水氣即凝結成水。將凝結水排除再加熱即可獲得低濕度的空氣。空氣的冷卻來源可使用冷凍機的冷媒、冰水或滷水,現代冷凍除濕機通常採用冷凍除濕機專用壓縮機製冷。
冷凍機

  冷凍機

高標冷凍除濕機原理濕度概念。
雙級製冷循環系統
雙級製冷循環是在單級製冷循環的基礎上發展起來的,其壓縮過程分兩個階段進行,來自蒸發器的製冷劑蒸汽先進入低壓級汽缸壓縮到中間壓力,經過中間冷卻后再進入高壓級汽缸,壓縮到冷凝壓力進入冷凝器中。一般蒸發溫度在-25℃~-50℃時,應採用雙級壓縮機進行製冷。 製冷系統由蒸發器、雙級壓縮機、油分離器、冷凝器、中間冷卻器、貯氨器、氨液分離器、節流閥及其它附屬設備等組成,相互間通過管子聯接成一個封閉系統。其中,中間冷卻器利用少量液態製冷工質在中間壓力下汽化吸熱,使低壓級排出的過熱蒸汽得到冷卻,降低高壓級的吸氣溫度,同時還使高壓液態製冷工質得到冷卻。
製冷劑循環系統
蒸發器中的液態製冷劑吸收水中的熱量並開始蒸發,最終製冷劑與水之
車用冷凍機

  車用冷凍機

間形成一定的溫度差,液態製冷劑亦完全蒸發變為氣態,后被壓縮機吸入並壓縮(壓力和溫度增加),氣態製冷劑通過冷凝器(風冷/水冷)吸收熱量,凝結成液體。通過膨脹閥(或毛細管)節流后變成低溫低壓製冷劑進入蒸發器,完成製冷劑循環過程。
圖1-風冷式冷凍機製冷劑循環系統圖
冷凍機
圖2-水冷式冷凍機製冷劑循環系統圖
冷凍機
(說明:圖1-風冷式冷水機是利用殼管蒸發器使水與冷媒進行熱交換,冷媒系統在吸收水中的熱負荷,使水降溫產生冷水后﹐通過壓縮機的作用使熱量帶到翅片式冷凝器,再由散熱風扇散失到外界的空氣中(風冷卻);圖2-水冷式冷水機是利用殼管蒸發器使水與冷媒進行熱交換,冷媒系統在吸收水中的熱負荷,使水降溫產生冷水后﹐通過壓縮機的作用將熱量帶至殼管式冷凝器,由冷媒與水進行熱交換﹐使水吸收熱量后通過水管將熱量帶出外部的冷卻塔散失(水冷卻))
電器自控系統
包括電源部分和自動控制部分。
電源部分是通過接觸器,對壓縮機、風扇、水泵等供應電源。
自動控制部分包括溫控器、壓力保護、延時器、繼電器、過載保護等
互組合達到根椐水溫自動啟停,保護等功能。

3操作規程

停機
1、將能量調節柄打在減載位置,使滑閥退到「0」。
2、按主機停車按鈕,停主機。
3、關閉吸氣閥。
4、停油泵。
5、停水泵。

4潤滑特點

螺桿式
螺桿式冷凍機的潤滑部位有:凸凹螺桿(亦稱陰陽轉子)的轉動嚙合部;轉動的螺桿與殼體的相對滑動表面;螺桿前後的滑動軸承;主動螺桿的平衡活塞及軸端的機械密封摩擦面。在上述潤滑部位均開有與壓力油相通的油口。在能量調節閥上或殼體上開設的大小不同、相隔一定距離的油孔可使潤滑壓力油直接噴射到轉子上,即可冷卻潤滑轉子和殼體,又可對運動部位的間隙進行密封,以減少被壓縮氣體的泄漏,並降低運轉雜訊。
由於調壓閥調節的潤滑油的壓力通常比冷凝壓力高0.2-0.3MPA,潤滑油量可相當於冷凍機輸氣量的1%-2%。潤滑泵可直接用轉子本身驅動,也可做成外傳動式的。通常都將油分離器作為潤滑系統的油箱。目前應用較廣的是離心—重力型和填料—重力型的油分離器。
此外在螺桿式冷凍機中也多採用二級油分離器,二級油分離器分離出的潤滑油可利用吸、排氣壓差不經油泵直接被壓送到吸氣腔,對軸承、平衡活塞等處進行潤滑。在該種潤滑系統中普遍採用著列管式油冷卻器,使油溫保持在20-50℃,冷卻介質可用水或冷凍機自身的製冷劑來蒸發冷卻潤滑油。潤滑系統中的精過濾器的進出口壓差不應超過0.1MPa,否則應清洗或更換濾芯。
潤滑油
鑒於冷凍機特殊的工作性質,對起潤滑介質也提出了某些相應的具體要求,為此而研製了專用冷凍機潤滑油。
在選用潤滑油時,應根據冷凍機的型式、所用製冷劑的類型及其蒸發溫度、以及冷凍機的具體工作條件(如速度高低、負荷大小、工作環境等)加以綜合分析比較,以便確定冷凍機潤滑油的具體規格或牌號。
對小型低速(平均線速度小於2m/s)雙缸活塞式冷凍機可選用N15或N22號冷凍機油,對大、中型高速(平均速度大於3m/s)多缸活塞式冷凍機可選用N32或N46的冷凍機油,對排氣溫度高、負荷重,使用條件特別惡劣的活塞式冷凍機可選用N68的冷凍機油;對噴油潤滑的螺桿式冷凍機可選用N32、或N46冷凍機油;對小型乾式(非噴油潤滑)螺桿式冷凍機和離心式冷凍機,因潤滑油可不與製冷劑接觸,可按齒輪箱和主軸承的負荷情況選用N32或N46的冷凍油,也可選用粘度等極相當於L-TSA32或L-TSA46的汽油機油。

5故障維護

冷凍機潤滑系統正常工作的主要標誌是:
1)油壓表指定穩定,指示壓力對活塞或冷凍機應比吸氣壓力高0.05-0.3MPA,對螺桿式冷凍機應比冷凝壓力高0.2-0.3MPa。
2)曲軸箱中的油溫應保持在10-65℃之間,最適宜的工作溫度為35-55℃。
冷凍機

  冷凍機

3)曲軸箱中的油麵應足夠,並應長期穩定。
4)濾油器的濾芯不應堵塞,對帶壓差發訊的精細濾油器應具有堵塞的發訊指示。潤滑系統最常見的故障是:油泵無壓、調壓失靈及壓力表指針劇烈擺動。其主要原因在於:
1)曲軸箱中油溫過低,冷凍潤滑油的粘度過大,泵進口濾油器濾網過密,濾芯被堵塞,以及油麵太低,油泵吸油困難,造成吸空現象。
2)油泵長期工作,泵的磨損嚴重,內漏過大,容積效果明顯降低。
3)調壓閥芯被卡死在開啟位置或調壓閥的彈簧失效。
4)系統嚴重外漏。
冷凍機潤滑部位的故障不屬潤滑系統自身的問題,但也會終將導致系統的故障。如氣缸處活塞環結構選用、加工裝配不當可造成大量跑油現象,以及軸封處異常滲漏將使曲軸箱中油麵明顯下降,進而導致油泵的吸空現象;再如連桿大小頭軸瓦及前後主軸承裝配間隙太小,潤滑油太臟以及長期使用潤滑油變質等都將加大運動部件的摩擦和磨損,或同時因氣缸磨損嚴重出現高低壓竄氣,都將導致曲軸箱發熱,油溫升高,潤滑油粘度降低,從而形成潤滑條件的惡性循環和造成潤滑系統的故障。因此對潤滑系統的故障分析應是綜合性的,即除潤滑系統自身的問題外還應從冷凍機的運行狀況予以檢查、分析和判斷,如有無異常的振動、聲響、發熱及滲漏等等。潤滑系統的維護應注意以下各點:
1)按冷凍潤滑油規定的換油指標定期檢查油質,更換或補充經過濾的新油。
2)定期更換或清洗濾芯、管路及曲軸箱。
3)日常點檢中注意觀察油麵、油溫、油壓是否正常。
4)在中、大修時應注意檢查和調整油泵的端面間隙,必要時應予換泵。泵的端面間隙視大小規格不同約為0.03-0.08mm,具體數值請參看有關泵的裝配技術要求和出廠規定。

6清洗保養

冷凍機長期運行會導致設備被水垢堵塞,將會使效率降低、能耗增加、壽命縮短。如果水垢不能被及時地清除,就會面臨設備維修、停機或者報廢更換的危險。長期以來傳統的清洗方式如機械方法(刮、刷)、高壓水、化學清洗(酸洗)等在對冷凍機清洗時出現很多問題:不能徹底清除水垢等沉積物,並對設備造成腐蝕,殘留的酸對材質產生二次腐蝕或垢下腐蝕,最終導致更換設備,此外,清洗廢液有毒,需要大量資金進行廢水處理。企業可採用高效環保清洗劑避免上述情況,其具有高效、環保、安全、無腐蝕特點,不但清洗效果良好而且對設備沒有腐蝕,能夠保證空壓機的長期使用。福世泰克清洗劑(特有的添加濕潤劑和穿透劑,可以有效清除用水設備中所產生的最頑固的水垢(碳酸鈣)、銹垢、油垢、粘泥等沉澱物,同時不會對人體造成傷害,不會對鋼鐵、紫銅、鎳、鈦、橡膠、塑料、纖維、玻璃、陶瓷等材質產生侵蝕、點蝕、氧化等其他有害的反應,可大大延長設備的使用壽命。
案例說明:某大型化工企業冷凍機,為螺桿式鹽水機組,型號YSLG20F,製冷劑R22,電機功率220KW,冷卻水進水溫度30℃,鹽水出水溫度-10℃,製冷量565KW。水循環系統結構較嚴重,導致製冷系統排氣壓力、排氣溫度升高,壓縮機的製冷量減少,耗電量增加,達不到正常負荷。採用福世泰克清洗后溫度從80℃降到50℃;排氣壓力17 Kg降到10Kg,符合企業要求。

7故障處理

冷凍機最新維修方法
冷凍機一般使用列管式換熱器以完成物料熱交換,換其中碳鋼材質的管板在作為冷卻器使用時,管板與列管的焊縫經常出現腐蝕泄漏,泄漏物進入冷卻水系統會造成物料浪費及環境污染,嚴重時還會影響企業安全生產。冷凍機管板與列管焊縫的腐蝕以孔蝕和縫隙腐蝕為主,管板表面會有許多腐蝕產物和積沉物,分佈著大小不等泡。以海水為介質時,還會產生電偶腐蝕。針對冷凍機上述故障,當代最新維修方法是採用高分子複合材料的方法,其中應用最為成熟的是美嘉華技術體系。高分子材料具有優異的粘著性能及抗溫、抗化學腐蝕性能,材料為100%固體,沒有可揮發性物質,在封閉的環境里可以安全使用而不會收縮,特別是其良好的隔離雙金屬腐蝕和出色的耐沖刷性能,從根本上杜絕了冷凍機修復部位的腐蝕滲漏,可以為冷凍機提供一個長久的保護塗層。相對傳統方法更加具有優勢,目前在國內冷凍機維修中也逐步取代傳統方法。
高分子材料治理冷凍機滲漏

  高分子材料治理冷凍機滲漏

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