冷冻机

1简介

        冷冻机有水冷式、风冷式两种。 水冷式制冷效果较好，但需要冷却水，风冷式灵活方便，无需冷却水，适合缺水地区或需移动场合使用。冷冻机的工作介质即为制冷系统中担负着传递热量任务的制冷剂，常用的制冷剂有：氟里昂、氨、溴化锂、氯甲烷等，其中氟里昂按其气化温度及化学分子式的不同有氟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）等多种。上述制冷剂可分别用于低压（冷凝压力小于0.3-0.3MPa）高温（蒸发温度大于0℃）、中压（冷凝压力1-2MPa）中温（蒸发温度0—-50℃）及高压（冷凝压力大于2MPa）低温（蒸发温度小于-50℃）的制冷系统里。

2工作原理

        将空气冷却至露点温度以下，空气中的水气即凝结成水。将凝结水排除再加热即可获得低湿度的空气。空气的冷却来源可使用冷冻机的冷媒、冰水或卤水，现代冷冻除湿机通常采用冷冻除湿机专用压缩机制冷。高标冷冻除湿机原理湿度概念。

单级制冷循环系统

        单级制冷机是应用比较广泛的一类制冷机，它可以应用于制冰、空调、食品冷藏及工业生产过程等方面。单级制冷循环是指制冷剂在制冷系统内相继经过压缩、冷凝、节流、蒸发四个过程，便完成了单级制冷机的循环，即达到了制冷的目的。 制冷系统由蒸发器、单级压缩机、油分离器、冷凝器、贮氨器、氨液分离器、节流阀及其它附属设备等组成，相互间通过管子联接成一个封闭系统。其中，蒸发器是输送冷量的设备，液态制冷剂蒸发后吸收被冷却物体的热量实现制冷；压缩机是系统的心脏，起着吸入、压缩、输送制冷剂蒸汽的作用；油分离器用于沉降分离压缩后的制冷剂蒸汽中的油；冷凝器将压缩机排出的高温制冷剂蒸汽冷凝成为饱和液体；贮氨器用来贮存冷凝器里冷凝的制冷剂氨液，调节冷凝器和蒸发器之间制冷剂氨液的供需关系；氨液分离器是氨重力供液系统中的重要附属设备；节流阀对制冷剂起节流降压作用同时控制和调节流入蒸发器中制冷剂液体的流量，并将系统分为高压侧和低压侧两部分。

双级制冷循环系统

       双级制冷循环是在单级制冷循环的基础上发展起来的，其压缩过程分两个阶段进行，来自蒸发器的制冷剂蒸汽*入低压级汽缸压缩到中间压力，经过中间冷却后再进入高压级汽缸，压缩到冷凝压力进入冷凝器中。一般蒸发温度在-25℃~-50℃时，应采用双级压缩机进行制冷。 制冷系统由蒸发器、双级压缩机、油分离器、冷凝器、中间冷却器、贮氨器、氨液分离器、节流阀及其它附属设备等组成，相互间通过管子联接成一个封闭系统。其中，中间冷却器利用少量液态制冷工质在中间压力下汽化吸热，使低压级排出的过热蒸汽得到冷却，降低高压级的吸气温度，同时还使高压液态制冷工质得到冷却。

制冷剂运行原理

       进入冷凝盘管的高温气态制冷剂通过盘管壁与盘管外侧喷淋水和空气进行热交换，制冷剂气体的温度随着在管内的时间加长而下降，由气态逐渐变成液态。用风机*风力，使喷淋水充分覆盖在盘管外表面上，从而提高了换热效率。喷淋水和空气吸收盘管壁的热量后温度升高，部分水由液态变成气态，带走管壁上大量热量，湿热空气中的水份被挡水板截住引入PVC热交换层中，热空气排出。PVC热交换层中的水被流过的新风冷却，温度降低，流入集水槽中，再由水泵送入喷淋系统中，继续循环。散失到空气中的水份由水位控制装置自动调节补充。

3工作流程

        工业冷水机组系统的运作是通过三个相互联系的系统：制冷剂循环系统、 水循环系统、电器自控系统。

制冷剂循环系统

        蒸发器中的液态制冷剂吸收水中的热量并开始蒸发，终制冷剂与水之间形成一定的温度差，液态制冷剂亦*蒸发变为气态，后被压缩机吸入并压缩（压力和温度增加），气态制冷剂通过冷凝器（风冷/水冷）吸收热量，凝结成液体。通过膨胀阀（或毛细管）节流后变成低温低压制冷剂进入蒸发器，完成制冷剂循环过程。

水循环系统

       水泵负责将水从水箱抽出泵到用户需冷却的设备，冷冻水将热量带走后 温度升高，再回到冷冻水箱中。

电器自控系统

       包括电源部分和自动控制部分。 电源部分是通过接触器，对压缩机、风扇、水泵等供应电源。 自动控制部分包括温控器、压力保护、延时器、继电器、过载保护等 互组合达到根椐水温自动启停，保护等功能。

4操作规程

  开启

1、选择开关搬向手动位置。

2、打开压缩机的排气截止阀。

3、滑阀指针在“0”的位置上，即10%负荷位置。

4、按电加热按钮，加热灯亮，油温升至40℃后，按加热停止钮。

5、按水泵起动钮，向油冷却器供水。

6、按油泵按钮起动油泵，同时回油电磁阀C自动开启。

7、5秒到10秒钟后，油压与排气压力压差可达 0.4 ～0.6Mpa，按主机 起动钮，压缩机起动，旁通电磁阀A也即自动打开，回油电磁阀C自 动关闭。

8、观察吸气压力表，逐步开启吸气截止阀。 压缩机进入运转状态，A阀自动关闭，调整油压调节阀，使油压（喷油 压力与排气压力）差为0.15～0.3Mpa

9、压缩机运转的压力、温差正常后，检查各运动部位、测温、测压点的密封 情况。

停机

1、将能量调节柄打在减载位置，使滑阀退到“0”。

2、按主机停车按钮，停主机。

3、关闭吸气阀。

4、停油泵。

5、停水泵。

5润滑特点

    活塞式

        在活塞式冷冻机中，需要润滑的摩擦部位有：活塞与气缸的壁面；连杆大头轴瓦与曲柄销；连杆小头轴瓦与活塞销；活塞销与活塞销座；前后滑动轴承的轴瓦和主轴颈以及主轴轴封的静动摩擦密封面等。在小型低速冷冻机中简单的润滑方式是飞溅润滑，即在冷冻机的曲轴箱内，借助于曲轴的连杆大头的回转搅动油面，将润滑油甩到摩擦表面使之润滑，但对有些摩擦表面润滑油难以达到，润滑不充分，易造成大的摩擦和磨损，故这种润滑方式可靠性差，已很少单独采用。

        在新、老系列的冷冻机中大多采用着强制性循环润滑，即利用油泵将油强制输送到各润滑点。活塞式冷冻机的润滑多为内传动系统，即润滑系统不单独设立油箱和油泵站，而是采用冷冻机的曲轴箱兼作润滑油箱，专门的润滑泵与曲轴的一端相连，润滑装置与冷冻机构成了一个整体。

       油泵经孔为0.28-0.154mm的筛网式粗滤器从曲轴箱中吸油，而后经过滤精度为10-20μm的纸质或粉末冶金式的精细滤油器将冷冻机润滑油压出，一路润滑油被送到曲轴的前端，润滑轴封、前主轴承、曲柄销及连杆小头，另一路压力油进到曲轴的后端，润滑后主轴承、曲柄销及连杆小头，此外该压力油还同时被送到油分配阀，用于控制能量调节结构。润滑系统中还应带有压力表、调压阀等*元件，调压阀用于调节润滑油的压力并可使多余的润滑油流回曲轴箱。在该系统中气缸面是利用连杆小头挤出的油和连杆大头甩出的油实现摩擦面的润滑。

        冷冻机中所采用的润滑泵通常有外啮合齿轮式油泵、内啮合齿轮式油泵（俗称月牙泵）和摆线转子式油泵（俗称梅花泵）等3种。对于外啮合齿轮泵吸压油口的位置确定后，泵的旋转方向是一定的，不可逆转，对全封闭和半封闭式冷冻机，因冷冻机机壳与电动机机壳连成一体，从外部难以辨别泵的转向，容易造成齿轮泵转向的错误而使润滑失灵，故外啮合齿轮泵在冷冻机中较少应用。对内啮合齿轮泵而言，月牙体（分开吸、压油腔，保证内外齿轮顶密封的构件）可做成具有自动定位的结构，不论齿轮的旋转方向如何都不改变吸、压油口的位置，故对油泵的转向无限制，因此在新系列封闭和半封闭式冷冻机中广为应用。摆线转子泵与内啮合齿轮泵类似，也可做到对泵的旋转方向无限制，此外摆线转子泵齿形简单，加工容易，结构紧凑，在冷冻机中有着广阔的应用前景。

螺杆式

       螺杆式冷冻机的润滑部位有：凸凹螺杆（亦称阴阳转子）的转动啮合部；转动的螺杆与壳体的相对滑动表面；螺杆前后的滑动轴承；主动螺杆的平衡活塞及轴端的机械密封摩擦面。在上述润滑部位均开有与压力油相通的油口。在能量调节阀上或壳体上开设的大小不同、相隔一定距离的油孔可使润滑压力油直接喷射到转子上，即可冷却润滑转子和壳体，又可对运动部位的间隙进行密封，以减少被压缩气体的泄漏，并降低运转噪声。

       由于调压阀调节的润滑油的压力通常比冷凝压力高0.2-0.3MPA，润滑油量可相当于冷冻机输气量的1%-2%。润滑泵可直接用转子本身驱动，也可做成外传动式的。通常都将油分离器作为润滑系统的油箱。应用较广的是离心—重力型和填料—重力型的油分离器。

       此外在螺杆式冷冻机中也多采用二级油分离器，二级油分离器分离出的润滑油可利用吸、排气压差不经油泵直接被压送到吸气腔，对轴承、平衡活塞等处进行润滑。在该种润滑系统中普遍采用着列管式油冷却器，使油温保持在20-50℃，冷却介质可用水或冷冻机自身的制冷剂来蒸发冷却润滑油。润滑系统中的精过滤器的进出口压差不应超过0.1MPa，否则应清洗或更换滤芯。

离心式

       离心式冷冻机的主要润滑部位是增速齿轮、主轴承及轴端的机械密封。通常齿轮箱可兼做润滑油箱，其中装有电加热器可对润滑油进行预热，油泵用于将油抽送到专设的高位油箱，再由高位油箱把油引到所需的润滑部位，该种方式可防止油泵供油系统突然故障或冷冻机突然断电停机时，油泵无油供给而冷冻机仍保持运转或借惯性继续高速回转，因无润滑而造成设备摩擦部位的“烧伤”或“咬合”事故。

润滑油

       鉴于冷冻机特殊的工作性质，对起润滑介质也提出了某些相应的具体要求，为此而研制了专用冷冻机润滑油。 在选用润滑油时，应根据冷冻机的型式、所用制冷剂的类型及其蒸发温度、以及冷冻机的具体工作条件（如速度高低、负荷大小、工作环境等）加以综合分析比较，以便确定冷冻机润滑油的具体规格或牌号。 对小型低速（平均线速度小于2m/s）双缸活塞式冷冻机可选用N15或N22号冷冻机油，对大、中型高速（平均速度大于3m/s）多缸活塞式冷冻机可选用N32或N46的冷冻机油，对排气温度高、负荷重，使用条件特别恶劣的活塞式冷冻机可选用N68的冷冻机油；对喷油润滑的螺杆式冷冻机可选用N32、或N46冷冻机油；对小型干式（非喷油润滑）螺杆式冷冻机和离心式冷冻机，因润滑油可不与制冷剂接触，可按齿轮箱和主轴承的负荷情况选用N32或N46的冷冻油，也可选用粘度等极相当于L-TSA32或L-TSA46的汽油机油。

6工业冷冻机组配置及冷却原理

        组成及原理图 冷水机组组成：制冷机组系统、制冷剂循环系统、水循环系统、电器自控保护系统、热交换器、冷冻水泵、水箱（根据客户需要配置）、自动补水浮球阀、水流量开关等部件组成

工作原理

       机组利用热交换原理，通过换热器把冷冻水温度降低至所需温度（普通≥5℃，低温≥-20℃），水通过冷冻水泵打入蒸发水箱进行热交换，产生冷冻水，水泵吸入打入蒸发器水箱进行循环。当冷冻水不足时，冷冻水流无法推动水流量开关叶片，冷冻机停止运行，这时自动补水装置开始工作进行补水，可以通过液位显示来判断水箱水位，再次开启冷水机组。

  制冷剂循环系统

         蒸发器中的液态制冷剂吸收水中的热量并开始蒸发，终制冷剂与水之间形成一定的温度差，液态制冷剂亦*蒸发变为气态，后被压缩机吸入并压缩（压力和温度增加）,气态制冷剂通过冷凝器（风冷/水冷）吸收热量，凝结成液体。通过膨胀阀（或毛细管）节流后变成低温低压制冷剂进入蒸发器，完成制冷剂循环过程。

电器控制系统

        包括电源部分和自动控制部分。电源部分是通过接触器，对压缩机、风扇、水泵等供应电源。自动控制部分包括温控器、压力保护、延时器、继电器、过载保护等相互组合达到根椐水温自动启停，保护等功能。

特点

1、高品质压缩机作为工业冷水机的心脏（产地欧美日*压缩机，内置安全保掮，低噪音，省电耐用）。 2、水箱式蒸发器内置自动补水装置，省去工程安装中的彭胀水箱方便安装及保养，适用于大温差小流量等特殊场合。

3、水冷式冷凝器使用新外螺纹铜管制作，散热量大，体积小巧。运用新CAD/CAM加工技术，配合CNC加工中心制作完成，结构紧凑，可靠性高，外形美观，节能。

4、工业冷水机机组配置：配置微电脑控制系统，内置压缩机干燥过滤器过及膨胀阀，维修手阀接口等装置，确保了机器可靠安全运行方便了保养维修。

应用行业

        塑胶业的模具冷却、电镀业的电镀池冷却、电子工业各种冷却、化工业各种冷却、制药业各种冷却、食品工业的冷却、保鲜业的冷却恒温、各种空调设备激光技术、焊接、机械切削加工、非切削加工、铸造、表面处理、医疗设备、电子行业、电路板生产、电子蕊片制造、化工、造纸、制药业、食品加工业、铝型材、铝合金、钢化玻璃、镀膜玻璃生产、超声波清冼、首饰加工、皮草加工、油墨生产等。

7故障维护

        润滑系统维护 冷冻机润滑系统正常工作的主要标志是：

1）油压表指定稳定，指示压力对活塞或冷冻机应比吸气压力高0.05-0.3MPA，对螺杆式冷冻机应比冷凝压力高0.2-0.3MPa。

2）曲轴箱中的油温应保持在10-65℃之间，适宜的工作温度为35-55℃。

3）曲轴箱中的油面应足够，并应长期稳定。

4）滤油器的滤芯不应堵塞，对带压差发 冷冻机 冷冻机 讯的精细滤油器应具有堵塞的发讯指示。润滑系统常见的故障是：油泵无压、调压失灵及压力表指针剧烈摆动。其主要原因在于：

1）曲轴箱中油温过低，冷冻润滑油的粘度过大，泵进口滤油器滤网过密，滤芯被堵塞，以及油面太低，油泵吸油困难，造成吸空现象。

2）油泵长期工作，泵的磨损严重，内漏过大，容积效果明显降低。

3）调压阀芯被卡死在开启位置或调压阀的弹簧失效。

4）系统严重外漏。

       冷冻机润滑部位的故障不属润滑系统自身的问题，但也会终将导致系统的故障。如气缸处活塞环结构选用、加工装配不当可造成大量跑油现象，以及轴封处异常渗漏将使曲轴箱中油面明显下降，进而导致油泵的吸空现象；再如连杆大小头轴瓦及前后主轴承装配间隙太小，润滑油太脏以及长期使用润滑油变质等都将加大运动部件的摩擦和磨损，或同时因气缸磨损严重出现高低压窜气，都将导致曲轴箱发热，油温升高，润滑油粘度降低，从而形成润滑条件的恶性循环和造成润滑系统的故障。因此对润滑系统的故障分析应是综合性的，即除润滑系统自身的问题外还应从冷冻机的运行状况予以检查、分析和判断，如有无异常的振动、声响、发热及渗漏等等。润滑系统的维护应注意以下各点：

1）按冷冻润滑油规定的换油指标定期检查油质，更换或补充经过滤的新油。

2）定期更换或清洗滤芯、管路及曲轴箱。

3）日常点检中注意观察油面、油温、油压是否正常。

4）在中、大修时应注意检查和调整油泵的端面间隙，必要时应予换泵。泵的端面间隙视大小规格不同约为0.03-0.08mm，具体数值请参看有关泵的装配技术要求和出厂规定。

辅助设备的维护

1、性能稳定：采用多个压缩机并联使用，每个压缩机自带一个独立的制冷回路，即蒸发器、冷凝器也*独立；所有压缩机由统一的微电脑控制系统指挥，逐个开、关机，相互之间绝不会相互干扰，而无需再购其它备用机。 2、省电节能：采用多个中小功率压缩机并联使用，开、关机时对电网的干扰极小，随着负荷的变化，机组便自动确定开机的数量，保证开启的压缩机处于佳工作状态，从而有效节约电能。

新维修法

       冷冻机一般使用列管式换热器以完成物料热交换，换其中碳钢材质的管板在作为冷却器使用时，管板与列管的焊缝经常出现腐蚀泄漏，泄漏物进入冷却水系统会造成物料浪费及环境污染，严重时还会影响企业安全生产。冷冻机管板与列管焊缝的腐蚀以孔蚀和缝隙腐蚀为主，管板表面会有许多腐蚀产物和积沉物，分布着大小不等泡。以海水为介质时，还会产生电偶腐蚀。

清洗保养

       冷冻机长期运行会导致设备被水垢堵塞，将会使效率降低、能耗增加、寿命缩短。如果水垢不能被及时地清除，就会面临设备维修、停机或者报废更换的危险。长期以来传统的清洗方式如机械方法（刮、刷）、高压水、化学清洗（酸洗）等在对冷冻机清洗时出现很多问题：不能*清除水垢等沉积物，并对设备造成腐蚀，残留的酸对材质产生二次腐蚀或垢下腐蚀，终导致更换设备，此外，清洗废液有毒，需要大量资金进行废水处理。企业可采用环保清洗剂避免上述情况，其具有、环保、安全、无腐蚀特点，不但清洗效果良好而且对设备没有腐蚀，能够保证空压机的长期使用。

       案例说明：某大型化工企业冷冻机，为螺杆式盐水机组，型号YSLG20F，制冷剂R22，电机功率220KW，冷却水进水温度30℃，盐水出水温度-10℃，制冷量565KW。水循环系统结构较严重，导致制冷系统排气压力、排气温度升高，压缩机的制冷量减少，耗电量增加，达不到正常负荷。采用福世泰克清洗后温度从80℃降到50℃；排气压力17 Kg降到10Kg，符合企业要求。