CN2486924Y - 大中型氨制冷机组 - Google Patents

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Abstract

一种大中型氨制冷机组,它是在冷凝器和蒸发器之间的主供液管路上设计并联有一喷射器。该喷射器设有一与冷凝器的输出端相连的横截面向内逐渐缩小的喷射通道、一与蒸发器的输入端相连的横截面向外逐渐扩大的扩压通道和一与气液分离器的液态氨输出端相连的引射通道,上述喷射通道、扩压通道和引射通道的交汇处设有一低压混合室。该喷射器取代了原机组中的贮液器,使得新机组具有结构简单紧凑、成本低廉、稳定性好、制冷效率高等特点。

Description

大中型氨制冷机组
本实用新型涉及大中型制冷设备，特别是指一种大中型氨制冷机组。
目前，大中型制冷设备所使用的制冷工质多为氟里昂R22或氨R717，但氟里昂R22对臭氧层有一定的破坏作用，根据《蒙特利尔议定书》的要求将在2030年内逐渐淘汰直至禁止使用。选择新工质成为制冷行业的当务之急，而新工质包括氟里昂R134a等由于性能或价格的原因都无法得到广泛推广，因此用氨作为制冷工质的整机机组具有广阔的市场前景。当氨工质在制冷循环过程中其吸气过热度基本为零时，氨在进入压缩机之前并非完全呈气态，而是有一定量的氨呈液态，一旦压缩机吸气口所吸入的氨含液相成分，不仅整个制冷循环无法正常工作，活塞式压缩机甚至会发生爆裂的危险。为了保证压缩机吸气口所吸入的氨为完全蒸发的气相成分，传统的制冷机组采用的是位差供液这一方式：即在冷凝器和蒸发器之间加装一贮液器来调节和控制整个机组中氨的循环量；在蒸发器和压缩机之间加装一气液分离器，通过气液分离器对从蒸发器中过来的未能完全蒸发的气液两相氨进行分离，气液分离器利用其本身的液压头与蒸发器中的液压头的位差将其中的液相部分重新导入到蒸发器中进行再蒸发，气相部分则进入到压缩机的吸气口实现系统的循环。这种传统的做法存在以下弊端：1.体积庞大、制作困难：为了保证气液分离器能正常工作，需保证其与蒸发器的液位差，此液位差需克服氨在蒸发器内流动所形成的压力损失。氨在普通壳管式换热器中的压力损失一般为0.02MPa，而液态氨在0℃时其密度ρ＝0.63×103kg/m3，由此计算需将气液分离器布置在高出蒸发器进口液位约3.1m的位置，极其不利于装配、安装和调试。2.效率偏低、成本偏高：由于机组中依靠重力的作用将气液分离器内的液态氨重新导入蒸发器，而在各个不同工况下机组循环氨量不同，这就需要贮液器和气液分离器有相当的容量来调剂，相应所需注入的循环氨量大为增加，使得蒸发器的换热效率低下。同时由于贮液器和气液分离器体积相对较大，其容器类别为二类压力容器，出厂前需经过设计、制造、试验、检验等复杂工序，其成本相对较高。
本实用新型的目的就是要提供一种结构简单紧凑、加工和运行成本低廉、稳定性好、制冷效率高的大中型氨制冷机组。
为实现此目的，本实用新型所设计的大中型氨制冷机组，包括有由压缩机、油分离器、冷凝器、蒸发器、气液分离器及其相应连接管道构成的氨制冷循环组件。在上述冷凝器和蒸发器之间由电磁阀和节流阀构成的主供液管路上还并联有一由喷射器构成的辅供液管路。该喷射器设有一与冷凝器的输出端相连的横截面向内逐渐缩小的喷射通道、一与蒸发器的输入端相连的横截面向外逐渐扩大的扩压通道和一与气液分离器的液态氨输出端相连的引射通道。上述喷射通道、扩压通道和引射通道的交汇处设有一低压混合室。喷射通道的作用是提升从冷凝器输出端而来的高温、高压的液态氨的速度；引射通道的作用是将气液分离器中分离出来的低压液态氨重新导入到引射器中；扩压通道的作用是将来自喷射通道和引射通道的氨提升到正常蒸发压压力，并将混合后的氨导入到蒸发器中；混合室的作用是提供一个低于气液分离器内压力的腔室，使得液态氨能利用压差顺利地从气液分离器进入到喷射器中。总之，机组中所设计的喷射器的作用相当于一个无外功泵，利用它可以成功地将气液分离器中分离出来的液态氨重新导入蒸发器中实现循环。
本实用新型的优点在于：机组中所设计采用的喷射器取代了原来传统的贮液器，这样既可以省去贮液器，又可以大幅减小气液分离器的体积，降低气液分离器的高度，从而使整机的结构更加简单紧凑，所占空间大幅缩小，加工制造和安装成本大幅下降。而且由于喷射器的强制作用使制冷工质氨在蒸发器内的热交换效果更好，并可完全消除压缩机吸气带液现象，使得机组的制冷效率和运行的稳定性均大幅提高。同时由于喷射器的使用简化机组结构，减少了制冷工质氨的用量，所需注入的氨量仅为原来设备的10％，这样极大地降低了机组的运行成本，也减小了由于氨泄漏可能造成的安全隐患。
以下结合附图对本实用新型的实施例作进一步的详细描述：
附图为一种大中型氨制冷机组的结构示意图。
图中所示的大中型氨制冷机组，包括有压缩机1，压缩机1的输出端与油分离器2的输入端相连，油分离器2的输出端与冷凝器3的输入端相连，冷凝器3的输出端有两条相互并联的供液管路与蒸发器7的输入端相连，其中的主供液管路由含电磁阀5和节流阀6的管系构成，辅供液管路由含喷射器4的管系构成，蒸发器7的输出端与气液分离器8的输入端相连，气液分离器8的气态氨输出端与压缩机1的输入端相连。上述喷射器4形似三通结构，其与冷凝器3的输出端相连的喷射通道44的横截面向内逐渐缩小，以提升所输入氨液的流速；其与蒸发器7的输入端相连的扩压通道41的横截面向外逐渐扩大，以提升所输出氨液的压力；其与气液分离器8的液态氨输出端相连的引射通道43长度较短，与其它两通道呈垂直布置；上述喷射通道44、扩压通道41和引射通道43在喷射器4内部的交汇处设有一空间较大的低压混合室42，以确保气液分离器8中的液态氨能顺利进入。
上述氨制冷机组的工作过程是这样的：气态的饱和低压制冷工质氨在与用于润滑的冷冻机油混合后，经压缩机1绝热压缩成为过饱和的高温高压蒸气进入油分离器2。在油分离器2中绝大多数冷冻机油被分离出来，并利用排气压力和吸气压力间的压差再次被喷入压缩机1中实现油路的再循环。经过油分离器2后的气态氨进入冷凝器3，被冷却介质冷却成为高压的饱和液态氨。出冷凝器3的液态氨分为两路，其中一路经含有电磁阀5和节流阀6的主供液管路，大约有90％的氨通过此管路，另一路经含有喷射器4的辅供液管路，大约有10％的氨通过此管路。经上述主、辅供液管路节流后的氨部分气化变为低温低压的饱和两相工质后进入蒸发器7。在蒸发器7中液态氨在与冷媒介质进行热交换后气化为饱和的气液两相工质进入气液分离器8。在气液分离器8中两相工质被分离，其中的液态氨被喷射器4重新引入蒸发器7中实现再循环，气态氨则被压缩机1吸入而完成一次循环。冷凝压力和蒸发压力的压差为1.0Mpa左右，在本氨制冷循环中通过使用喷射器4利用了这1.0Mpa的压差，成功地将气液分离器8中分离出来的氨重新导入蒸发器7中实现循环。

Claims (1)

  1. 一种大中型氨制冷机组，包括有由压缩机(1)、油分离器(2)、冷凝器(3)、蒸发器(7)、气液分离器(8)及其相应连接管道构成的氨制冷循环组件，其特征是：在上述冷凝器(3)和蒸发器(7)之间由电磁阀(5)和节流阀(6)构成的主供液管路上还并联有一由喷射器(4)构成的辅供液管路；该喷射器(4)设有一与冷凝器(3)的输出端相连的横截面向内逐渐缩小的喷射通道(44)、一与蒸发器(7)的输入端相连的横截面向外逐渐扩大的扩压通道(41)和一与气液分离器(8)的液态氨输出端相连的引射通道(43)，喷射通道(44)、扩压通道(41)和引射通道(43)的交汇处设有一低压混合室(42)。
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