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桶泵直冷與熱虹吸

桶泵直冷系統熱虹吸式蒸發器系統特點:?1、該化工制冷系統選用撬塊式機組,性能穩定、降耗節能、COP高;2、撬塊化裝置結構緊湊,便于現場管理維護;3、機組配蒸發式冷凝器,使得系統運行費用低、節省初投資和空間;4、系統采用西門子PLC,控制簡單可靠,系統維修時間短。?機房實景圖一、桶泵的主要組成??低壓循環桶:用于儲存\循環液態冷媒。??屏蔽泵:為液態冷媒的循環提供動力(海密梯克)。??控制器及回油裝
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描述
參數

桶泵直冷系統

熱虹吸式蒸發器

系統特點:

 

1、該化工制冷系統選用撬塊式機組,性能穩定、降耗節能、COP高;

2、撬塊化裝置結構緊湊,便于現場管理維護;

3、機組配蒸發式冷凝器,使得系統運行費用低、節省初投資和空間;

4、系統采用西門子PLC,控制簡單可靠,系統維修時間短。

 

機房實景圖

一、桶泵的主要組成

Ø 低壓循環桶:用于儲存\循環液態冷媒。

Ø 屏蔽泵:為液態冷媒的循環提供動力(海密梯克)。

Ø 控制器及回油裝置:系統增加引射回油。

Ø 閥件及液位儀器:為保障系統的穩定運行,主要閥件全部采用“丹佛斯”品牌。

 

二、桶泵的工作原理

Ø 通過壓縮機組將液態冷媒送到桶泵的低壓循環桶內;

Ø 通過屏蔽泵抽取液態冷媒送入末端進行制冷工作;

Ø 末端回氣仍進入低壓循環桶內;

Ø 桶內液位的高低連接液位閥,其決定壓縮機組的開/關;

 

三、桶泵系統的優勢

Ø 供液均勻,制冷速度快;

Ø 節能效果好,功耗??;

Ø 供液距離和高度可達到100米;

1、制冷劑主要流向:制冷劑從壓縮機排氣口出來后進入油分離器,再從油分離器出來后進入冷凝器,從冷凝器出后依次經過角閥、干燥過濾器、角閥、視液鏡到達節流裝置。從節流裝置出來后分成二路,一路直接進入氣液分離器;另一路進入浮球閥。節流后的液態制冷劑從氣液分離器進入虹吸式蒸發器,再從虹吸式蒸發器回到氣液分離器,最后從氣液分離器回到壓縮機吸氣口。
2、油分離器回油:潤滑油從油分離器出來后依次經過角閥、油過濾器、角閥、機械油位調節器、視液鏡,回到壓縮機吸氣口。
3、油冷卻器制冷劑流向:制冷劑從氣液分離器出來后進入油冷卻器,再回到氣液分離器。
4、氣液分離器回油:采用引射回油的方法,從冷凝器引出一路高壓氣體通過引射泵將氣液分離器內部的潤滑油引回壓縮機吸氣口。
本系統有兩處進行技術引進:
1、油冷卻器采用虹吸式結構
原油冷卻器冷媒控制元氣件:電磁閥、角閥、熱力膨脹閥;
采用虹吸式結構后只用電磁閥,節省角閥、熱力膨脹閥。
2、節流、液面控制采用一體式。

五、熱虹吸蒸發器綜合特點

Ø  提供的低壓制冷劑液體為飽和狀念,不存在節流閃發氣體的影響,因此其傳熱效率更高。

Ø  供液均勻具有滿液式蒸發器換熱管完全浸泡的特點。

Ø  載冷介質走殼程,因此水在較低的流速下.即可達到紊流狀態,因此載冷劑側具有更高的傳熱系數。同時,由于工質液體走管程,其流速也大大提高,其制冷劑側的傳熱系數也大幅提高,因此,虹吸式蒸發器的總的傳熱性能大幅提高。

Ø  由于載冷介質走殼程,因此其沿程阻力也大大降低。

Ø  工質充注量少。

Ø  氟利昂機組回油采用自動引射回油。

Ø  設備的液位控制采用的PMFL+SV控制,可實現連續的自動調節,可靠性好。

應用解決方案-化工行業

項目需求:某化工企業新上生產項目中反應釜等化工設備需要制冷。

解決方案:根據該項目特點,我公司為該項目設計了一個化工制冷系統。

設備選型:防爆型桶泵撬塊冷水機組

三、虹吸式蒸發器的優勢:
1、干式蒸發器
 干式蒸發器對介質的粘度要求不高,動力粘度在0.550mPa.s范圍內都可以取得較好的效果,例如:二氯甲烷液體(-5,5bar時的粘度只有0.56mPa.s50%v/v)的丙二醇溶液(-15時的粘度達到50 mPa.s)。在高粘度流體的設計中,必須考慮折流板泄漏引起的換熱系數的下降。高粘度流體(粘度大于20 mPa.s)的流速一般低于0. 5 m/ s, 即便是按 GB 151 – 1999 設計折流板與圓筒之間的間隙和換熱管與折流板之間的間隙,其泄漏率一般也會超過20%。

2、滿液式蒸發器
    滿液式蒸發器具有高效、 穩定的特點,常用的溫度范圍為+ 40~ – 60 e 。中大型離心式冷水機組、 螺桿式冷水機組一般選用滿液式蒸發器在中大型工業冷凍領域低黏度流體(動力黏度低于6 mPa . s) 的換熱也選擇滿液式蒸發器即便是分批次的反應釜冷卻滿液式蒸發器也可以達到令人滿意的效果。對于高黏度流體動力黏度高于6 mPa . s) ,由于滿液式蒸發器管內流體的雷諾數較低,往往低于2 000,管內處于層流,傳熱可想而知非常低,這樣引起了熱阻分配的不平衡比如管內的熱阻占90%以上。滿液式蒸發器一般采用液位控制的方式,在實際應用中控制冷凝器液位或直接控制蒸發器的液位都是不錯的選擇。滿液式蒸發器由于是大空間沸騰,自然回油比較困難所以滿液式蒸發器必須考慮回油問題否則長時間運行以后,過多的潤滑油會累積到低溫側, 導致換熱效果逐漸下降。

3、虹吸式蒸發器
對于中大型的高黏度流體的換熱虹吸式蒸發器是非常好的選擇。虹吸式蒸發器的結構與干式蒸發器的結構比較相近不同之處是虹吸式蒸發器進口為過冷液體出口為氣液混合物干式蒸發器進口為氣液混合物出口為過熱氣體。從計算機模擬情況來看同一工況下,虹吸式蒸發器的蒸發側的換熱系數遠高于干式蒸發器(高效換熱管除外) ,但是虹吸式蒸發器的驅動力主要是液柱產生的壓力。液柱高度的存在會影響壓縮機的吸氣壓力尤其大,非常小的壓差就有可能引起飽和溫度大的變化,進而急劇降低系統的能效。比如對于 R22 來說,- 40 的蒸發溫度下相當于每0.36的液柱高度,吸氣壓力會降低5 kPa, 相應蒸發溫度降低 1  以上。因此在低溫情況下一定要注意壓縮機吸氣壓降。潤滑油對虹吸式蒸發器的運行影響比較小,因為富油層一般位于氣液分離器上部,對換熱管幾乎沒有多大影響。
在動力黏度> 6 mPa. s 的介質、分批次冷卻的冷凍水或其他流體,這兩條件中虹吸式蒸發器是最佳選擇。冷凍水0以下常用的載冷劑有40%乙二醇溶液、鹽水。

四、系統原理圖

虹吸蒸發器由兩部分組成,上部為氣液分離器,下部為虹吸式蒸發器(如圖1所示),屬于重力型再循環蒸發器。節流后的制冷劑液體進入氣液分離器,其中保持一定的靜液壓力,憑借重力向蒸發器供液,液態制冷劑在蒸發器中吸熱,部分氣化使進出口液體產生密度差(位能差),此壓差產生動力,使制冷劑在管程的質量流率和循環倍率提高。這種由于相變引起密度改變的自循環現象叫熱虹吸。

一、熱虹吸原理

虹吸現象是液態分子間引力與位能差所造成的,即利用水柱壓力差,使水上升后再流到低處.由于管口水面承受不同的大氣壓力,水會由壓力大的一邊流向壓力小的一邊,直到兩邊的大氣壓力相等,容器內的水面變成相同的高度,水就會停止流動,.利用虹吸現象很快就可將容器內的水抽出。 
   虹吸管是人類的一種古老發明,早在公元前1世紀,就有人造出了一種奇特的虹吸管。 
   事實上,虹吸作用并不完全是由大氣壓力所產生的,在真空里也能產生虹吸現象。使液體向上升的力是液體間的分子內聚力。在發生虹吸現象時,由于管內向外流的液體比流入管子內的液體多,兩邊的重力不平衡,所以液體就會繼續沿一個方向流動。在液體流入管子里,越往上壓力就越低。如果液體上升的管子很高,壓力會降低到使管內產生氣泡(由空氣或其他成分的氣體構成),虹吸管的作用高度就是由氣泡的生成而決定的。因為氣泡會使液體斷開,氣泡兩端的氣體分子之間的作用力減至0,從而破壞了虹吸作用,因此管子一定要裝滿水。在正常的大氣壓下,虹吸管的作用比在真空時好,因為兩邊管口上所受到的大氣壓提高了整個虹吸管內部的壓力。
   設想一下,一臺冷水機組,蒸發器進口為液體,出口為過熱氣體,整個蒸發過程是否也產生了位能差,是否可以應用虹吸原理完成整個蒸發過程,答案是可以的。

 

二、虹吸式蒸發器結構及工作原理

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