食品速冻机械与设备.ppt

第十章食品速冻机械与设备第一节概述第一节概述第一节概述第一节概述第一节概述第二节机械制冷原理一、压缩式制冷循环
制冷剂在机械压缩制冷系统中的循环过程为：
等熵过程：1→2。经过蒸发器后，低压低温蒸气被压缩机吸入，经压缩提高压力以及温度，成为高压高温的过热蒸气。
等压过程：2→3。过热蒸气的温度高于环境介质（水或空气）的温度，此时的制冷剂蒸气能在常温下冷凝成液体状态。因而，当经过冷凝器后，冷却、冷凝成高压的液态制冷剂（低温高压液体）。
等焓过程：3→4。高压液体通过膨胀阀时，因节流作用而降压，制冷剂液本身温度下降（低温低压液体）。
等温过程：4→1。把这种低压低温的制冷剂引入蒸发器蒸发吸热，使周围空气及物料温度下降（制冷剂变为低温低压气体）。二、单级压缩制冷
1、制冷循环的问题
制冷循环是一种理论循环，实现起来有许多实际问题。
例如，蒸发器中抽吸出来的制冷剂蒸气常带有雾滴，带有雾滴的制冷剂蒸气不能使压缩机正常工作。
又如，压缩机中的润滑油会随温度升高而气化进入系统中，使得冷凝器和蒸发器的换热效率大大降低。
再如，由于没有制冷剂的贮存设备，整个系统工作会变得不稳定。
二、单级压缩制冷
2、实际的单级压缩制冷循环有：氨液分离器、分油器、贮氨罐等。二、单级压缩制冷
3、辅助设备的作用
分油器：冷凝器之前的除油装置，使得压缩机润滑油不再进入系统，从而提高了冷凝器和蒸发器的换热效率；
贮氨罐：冷凝器之后需安装一台（套）贮液罐起两方面的作用，一是保证系统运行平稳，二是可以方便地为多处用冷场所提供制冷剂。
氨液分离器：氨蒸气中携带的雾滴由氨液分离器消除，保证了压缩机正常工作；三、双级压缩制冷
1、压缩比与双级压缩
制冷循环若以压缩机和膨胀阀为界，可粗略地分成高压、高温和低压、低温两个区。
（1）压缩比
高压端压强对低压端压强的比值称为压缩比。
压缩比由高温端的冷凝温度和低温端蒸发温度确定。蒸发温度越低，压缩比越高。
（2）双级压缩
是指在制冷循环的蒸发器与冷凝器之间设两个压缩机，并在两压缩机间再设一个中间冷却器。
一般而言，当压缩比大于8时，采用双级压缩较为经济合理。
对氨压缩机来说，当蒸发温度在-25℃以下时，或冷蒸气压强大于1.2MPa时，宜采用双级压缩制冷。三、双级压缩制冷
2、双级压缩制冷循环图三、双级压缩制冷
2、双级压缩制冷循环图三、双级压缩制冷
2、双级压缩制冷循环图
蒸发器中形成的低压、低温制冷剂蒸气（状态点1），被低压级压缩机吸入，经绝热压缩至中间压力的过热蒸气（状态点2）而排出，进入同一压力的中间冷却器，被冷却至干饱和蒸气（状态点3）。
高压压缩段吸入如下干饱和蒸气：①来自低压压缩段的已被冷却的干饱和蒸气（即状态点3）；②来自高压段饱和液体制冷剂（状态点6）经膨胀阀节流（状态点6→9）降压后，在冷却低压段排出而尚未被冷凝的过热蒸气的过程中所形成的干饱和蒸气（状态点3）。
中压干饱和蒸气在高压段压缩机中被压缩到冷凝压力的过热蒸气（状态点4），在冷凝器中等压冷却到干饱和蒸气（状态点5)，并进一步等压冷凝（过冷）成饱和液体（状态点6）。然后分成两路。
一路便是上面所讲的，经膨胀阀节流降压后的制冷剂（状态点9），进入中间冷却器。一路先在中间冷却器的盘管内进行过冷，过冷后的制冷剂（状态点7）再经过膨胀阀节流降压，节流降压后的制冷剂（状态点8）进入蒸发器，蒸发吸热，产生冷效应。
四、制冷量与制冷系数
1、制冷量
制冷量是指在一定的操作条件（即一定的制冷剂蒸发温度、冷凝温度，过冷温度）下，单位时间制冷剂从被冷冻物取出的热量，以Q表示之，单位为W。
冷吨（RT）相当于24h内将1t0℃的水冷冻成同温度冰所放出的热量。
制冷系统的制冷量Q0与单位制冷量（qm，J/kg）和制冷剂循环量G（kg）关系：
Q0=Gqm
2、制冷系数

制冷系数ε是制冷量与输入功率之比，是衡量制冷机（或制冷系统）的重要技术经济指标。如制冷系数为3，即是说每消耗1kW的能量可以获得3kW(2580kcal/h）的制冷量。五、直接制冷与间接制冷
1、直接制冷与制冷剂
直接制冷（或称直接蒸发制冷）：制冷循环中，制冷剂吸热的蒸发器直接与被冷物体或被冷物体周围环境进行换热。一般应用于单台供冷设备，如冰淇淋凝冻机等。
制冷剂或制冷工质：制冷装置中不断循环流动以实现制冷的工作物质，制冷剂通过状态变化实现热量的传输，是人工制冷不可缺少的物质。制冷剂性质与制冷装置特性及操作条件有关。
常见制冷剂有-氨、氟利昂等。
氨一直是工业制冷中应用最广的制冷剂之一，它较为安全和对环境无影响。
以氟利昂系列制冷剂也曾经是主要的制冷剂。但由于大部分产品被证实对外层空间的臭氧层有破坏作用。
主要从热力学、物理化学及经济性和对环境影响等方面考虑的选择。五、直接制冷与间接制冷
2、间接制冷与载冷剂
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