螺杆式制冷压缩机在冷藏库应用中的问题及解决方案文档格式.docx

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大大中中小小冷库按库温分为高温（又称恒温20～-5℃）、低温（-7～-25℃）、超低温（-30～-40℃）。

冷库按贮存产品分为蔬菜、水果、粮食、种子、糖类、奶类、肉类、水产类、药品。

最近有报道称：

一般标准低温冷库，库内运行温度比设计温度低5℃，能耗增加约20%。

因此可以看出冷库的持续经济运行，一直受到业内人士的关注。

冷库人工制冷，是使制冷工质即制冷剂在低压下蒸发吸热膨胀、压缩放热冷凝的循环过程。

压缩机的作用就是通过吸气造成系统降压使制冷剂蒸发吸热膨胀，同时对制冷剂气体进行压缩。

本文所讨论的主要是以氨（NH3）为制冷工质的压缩循环。

我国的食品冷库，在建国后得到较快的发展，这个时期，活塞式制冷压缩机占有市场主导地位，被冷库广泛采用，并在应用中不断改进。

譬如：

加长活塞行程，单机实现双级压缩等。

近几年，螺杆式制冷压缩机开始进入冷库制冷系统，它的显著优点是没有易损零件，几乎长年不需要维修，在生产厂家的大力宣传鼓动下，大有取代活塞式制冷压缩机的趋势。

螺杆式制冷压缩机适宜夏季空调制冷系统，这是因为，夏季需要开启空调的的环境温度一般在26～36℃，因为气温在29℃以下时，如果通风良好，就没有进行空调的必要。

在这种情况下，制冷剂的蒸发温度可以设为+5℃或更高，冷凝温度可以设定为概率最高气温或稍低，譬如34℃，以此参数确定相应压力下的压缩机气体压缩容积比，假如制冷剂为R22，容积比为2.35，取通用的2.5，相应冷凝温度36.4℃，可以达到基本匹配，也可以选用2.35。

即使有过压缩发生，也是可以接受的；

至于欠压缩，那是公认的不可避免的允许偏差。

除此以外，再以制冷机数量，辅以变频及能量调节，就可以达到理想节能的目的。

同样，螺杆压缩机用于船用制冷设备进行水产品的冷冻及贮藏，也是适用的。

这是因为，渔业时期，海水温度基本恒定，制冷剂的压缩容积比也相应基本恒定。

但是对于常年运行的以空气和水进行热交换的冷库制冷系统，有复杂的问题需要探讨和解决，根本问题就是全年的气温温差大，造成制冷剂的冷凝压力差大。

对于高温库，即恒温库，日平均气温低于库温时，不需要降温或仅靠自然通风，并根据贮品需要进行升温。

而地下室式高温库，则考虑地热对库温的影响。

一般低温冷库的库内温度要求-18℃，理论上说，日平均气温高于-17℃，就要进行人工降温。

也就是说，制冷剂的空气冷凝温度差大约在50℃左右。

即使水温设定为0℃，冷凝温差也在30℃以上。

把水温设定为0℃，有热力学的特殊意义；

既水由无限接近0℃到结冰放出的热量，等于把无限接近0℃的水加热到摄氏80℃所吸收的热量。

0℃的水有相当大的焓差。

螺杆压缩机的特性是需要确定制冷剂气体被压缩的容积比。

以氨为制冷剂的系统，设高温库内温度在0℃左右，制冷剂蒸发温度在-6～-10℃。

冷凝温度为0℃时，容积比为1.24～1.44；

冷凝温度为33℃时，容积比为3.55～4.12。

一般冷库库内温度-18℃，制冷剂蒸发温度在-23～-28℃之间，冷凝温度为0℃时，容积比为2.44～3.04；

冷凝温度为33℃时，容积比为6.97～8.67。

对于带有结冻间的制冷系统，制冷剂蒸发温度一般为-33℃，即蒸发压力相当于大气压，冷凝温度为0℃时，容积比为3.82；

冷凝温度为34℃时，容积比为11.421。

2006年，集团公司筹建一个一万多吨的冷库，由国内贸易工程设计研究院设计（考虑了再建一座万吨冷库的空间），当年10月动工。

那时我在一家工程造价咨询机构服务，没有参与筹建。

2007年初，我在参加该工程建设时，发现采用的螺杆式压缩机的内容积比有问题，设计单位只是按制冷量提交压缩机规格和高、低压机配搭形式，没有明确压缩机的内容积比。

我根据高温、低温库和结冻三个蒸发系统的情况，初步提出高、低压级的内容积比，并与厂家交换意见，现在看来，厂家还是一头雾水。

下面是当时生产厂家的两份信件：

目前，根据业务发展，集团公司决定再上一座大万吨冷库，必须增加原机房螺杆式制冷压缩机，因此有必要对螺杆式压缩机进行一次技术探讨。

大型冷库，一般有多个蒸发温度，为了节能，共用一个冷凝系统，对于活塞式制冷压缩机单级或双级犹如天生地设，而螺杆式压缩机却难于配合。

活塞式压缩机有什么优点呢？

为了合理确定螺杆机的容积比，有必要分析比较熟悉的活塞式压缩机的工作状况。

活塞式制冷压缩机排气与外部压力属无级软配合，压缩机机没有额外做功。

对于高温库的制冷，选用单级活塞式压缩机完全匹配。

下面先了解一下压缩机的工作过程：

对理想条件下的压缩机工作过程补充下图：

图10-1-1与图7-3的区别有三点：

1、标示了P1、P2；

2、加长了压缩区间；

3、增加了活塞气缸基本结构原理图。

图7-3的不足之处是4-1的加粗线改为虚线，粗线下移至真空线，并与1连接。

这就体现了压缩功的理论示意。

活塞式制冷压缩机需要确定被压缩制冷剂气体蒸发与压缩的压力比，对于高温库，氨在-10℃时的蒸发绝对压力为0.29075MPa，冬季的理想冷凝温度可达0℃，此时冷凝压力0.42941MPa，压力比1:

1.48；

夏季的冷凝压力在加大冷凝器及对冷却水进行良好冷却时，可控制在1.3123MPa——冷凝温度34℃，压力比1:

4.51，下面通过计算说明这种软配合。

多变压缩轴功指示功率计算公式如下：

这里有几个单位换算：

1J=N·

m；

MPa=106N/m2；

PV—MPa·

m3/h=106N·

m=106J=106W/3600。