风冷式冷水机组的在蚕种冷库中的应用

钟利军

(江西省蚕桑茶叶研究所 330202)

风冷式冷水机组的在蚕种冷库中的应用

钟利军

(江西省蚕桑茶叶研究所 330202)

介绍了风冷式冷水机组的系统构成、工作原理及在蚕种冷库中的应用效果。

风冷式冷水机组；结构；原理；应用

制冷系统是蚕种冷藏保护的关键设备。江西省蚕种冷库自建库以来一直采用氨制冷压缩机制冷。氨制冷系统存在体积大、系统构成复杂、耐压要求高、设备腐蚀性大、易发生泄漏、安全隐患大、运行成本高等问题。为此2014年11月改用风冷式冷水机组冷藏蚕种。经过两年的使用证明，该设备安全、稳定、节能、经济实惠，完全适应蚕种冷藏的要求。

1 系统的构成

制冷设备风冷式冷水机组型号FLS-36，共2台机组，其中一台为备用。该机组以空气为介质，氟利昂为制冷剂，乙二醇为载冷剂。该机组的运行是通过制冷剂循环系统、水循环系统、电器自控系统三个相互关联的系统来完成。

1.1 制冷剂循环系统

制冷剂循环系统由压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器、风机、循环水泵、以及一些辅助设备构成。

1.1.1 压缩机

压缩机是整个系统的核心，它的作用是把低温气体通过压缩机压缩成高温气体，最后气体在换热器中和其他的介质进行换热，压缩机的好坏会直接影响制冷效果。FLS-36型机组为全封闭涡旋式压缩机，具有结构简单紧凑，工作性能高，密封性好、低噪音的特点，采用卸载降压启动，能有效避免对电网的冲击，是制冷系统的主导机型。

1.1.2 制冷剂

制冷剂为氟利昂，型号F22。氟利昂是一种透明、无味、无毒、不易燃烧、爆炸和化学性稳定的制冷剂。不同化学组成和结构的氟里昂制冷剂热力性质相差很大，可适用于高温、中温和低温制冷机，以适应不同制冷温度的要求。氟利昂的热力学性能与氨相近。标准气化温度为-40.8℃，通常冷凝压力不超过1.6MPa。氟利昂不燃、不爆，使用时比氨安全可靠。

1.1.3 冷凝器、蒸发器

冷凝器是放热的设备，该机组采用空气冷却式冷凝器。其作用是将压缩机排出的高温高压的制冷剂过热蒸汽冷却成液体或气液混合物。制冷剂在冷凝器中放出的热量由冷却介质(水或空气)带走。

该机组为板式蒸发器，蒸发器的作用是利用液态低温制冷剂在低压下易蒸发，转变为蒸气并吸收被冷却介质的热量，达到制冷目的。板式换热器传热效率高，一般为壳管式的3倍，体积小，重量轻，结构紧凑，易安装。

1．1．4 热力膨胀阀

采用外平衡式热力膨胀，热力膨胀阀是通过感受蒸发器出口气态制冷剂的过热度来控制进入蒸发器的制冷剂流量。使冷凝器出来的高压液体节流降压，使液态制冷剂在低压(低温)下汽化吸热。

1．1．5 风机

该机组冷却风机为离心式，一台机组配一台风机。

1．1．6 循环泵

为台湾源丽管道泵，扬程可达26m。

1.2 水循环系统

水循环系统是由水泵将水从水箱抽出到需冷却的设备，冷却水将热量带走后温度升高，再回到冷冻水箱中。库房降温是将载冷剂乙二醇用泵输送到库房排管中，比直冷式(用氟利昂直接蒸发降温)更利于保持库房温度的稳定性。

1．2．1 乙二醇保温箱

乙二醇保温箱用于贮存乙二醇溶液，同时也能起到蓄冷的作用，便于更好地进行热交换。保温箱采用201不锈钢材料，可存贮乙二醇溶液约为3t。

1．2．2 载冷剂

乙二醇水溶液是目前被广泛使用的一种载冷剂，其腐蚀性小，无色、无味、无电解性、无燃烧性。克服了盐水对机械设备、管道的腐蚀，降低了设备的维修率，延长了设备的使用寿命。乙二醇作载冷剂主要是为了降低冰点，一般根据所需温度要求加原液20%～50%，水：乙二醇=6：4。

1．2．3 热交换设备

乙二醇热交换排管采取下进、上出结构，规格为DN50的镀锌管制成U型排管。库房内排管规格为DN40，采用壁挂式，可提高库房的使用面积，也方便排管的保养维修。排管下面安装接水盘，接住冷凝水并排到库房外，能有效地控制库房湿度。

1.3 电器自动控制系统

电器自控系统包括电源部分和自动控制部分。电源部分由接触器、对压缩机、风扇、水泵等构成。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。

1．3．1 自控装置

为数显控制器，具备温度显示，设定温度，自动调节冷却水温度及压缩机延时保护功能。当出现故障时给出报警，同时复位指示灯闪烁，也可对当前故障、历史故障进行查询。配备两套制冷机组，两套机组可以单独使用，也可同时使用。

1．3．2 控制软件

为进口微功能中英文控制器，操作面板人性化，具有安全保护功能及故障指示，操作程序及故障状况直观，一目了然。

1．3．3 库温控制

采取运行独立的供冷控制系统，一间库房配备1台库温控制柜。

2 工作原理

安装在库房内的温度传感器将测到的库房温度信息传输给控制系统，系统根据库内温度和预置温度的差发出指令至水冷机组。如库内温度高于设定温度则发出工作指令，机组开始运行，同时水泵将乙二醇水溶液通过排管送入库房，达到降低库房温度的目的。当温度降至目的温度时，机组则停止工作，水泵继续工作，水泵根据实测温度和目的温度的差值控制进水流量，温度越接近，进水流量越小，使库房温度的变化始终围绕设定的目的温度上下波动。

3 使用效果

3.1 运行安全

该机组采用氟利昂为制冷剂，不存在氨泄漏事故发生，同氨制冷系统必需配备和制冷量相适应的附属设施，以及每年必须通过压力容器安全检测相比，其安全性大为提高，且运行噪音也降低。

3.2 使用方便

操作时，只需在温控箱上设置好目的温度，工作人员定时检查库房内温度即可。制冷系统结构紧凑，全部配套设施都集中在一个柜子里，维护保养方便。

3.3 节能环保

1台机组每天平均耗电约50度便能保证供冷，节省了电费。在不停电情况下，机组能正常运行，不需要专人操作开机，节省了人工，运行成本低。水冷机组以氟利昂作制冷剂、乙二醇水溶液作载冷剂，无毒无味，分别在密封管道内循环流动，无泄漏、不挥发，克服了盐水对机械设备、管道的腐蚀，降低了维修率，延长了使用寿命，同时具有环保作用。

3.4 建设投资少

该机组在装配性能上除具备水冷式螺杆机组系列的一般特征外，其最大的优点是不需要配备冷却水泵、冷却塔等辅助设备，只要是通风良好的地方便可以使用。按一间库房的面积35m2、体积126m3配套，需1台机组、1个二次循环泵、1台冷冻水循环泵、容量为2t的水箱、0.5t乙二醇防冻液、镀锌水管、盘管等，共需投资约8.8万元。

3.5 温度平稳

降温没有采用氟利昂直接式蒸发降温，而采用冷媒乙二醇用屏蔽泵输送到库房，达到库房降温的目的，这种方式有利于减少库房温度的波动及保持湿度。自2014年12月上旬运行，库房温度控制稳定，在正常运行状态下传感器测得的库房内温度变动范围可控制在±0.3℃以内，完全符合蚕种冷藏温度控制在±0.5℃以内的技术要求。

3.6 蚕种质量稳定

2015年和2016年全年共冷藏一代杂交种、三级原种二十多万张，经阶段性良卵率、孵化率等卵质调查，成绩均不低于往年，配发至全省及外省的蚕种反映良好，质量成绩稳定。

4 讨论

风冷式冷水机组用于冷藏蚕种，经过两年的使用表明,该制冷机组能有效提高冷库运行安全性能，杜绝了氨制冷系统的安全隐患，降低了运行成本，减少了人员配置。此类型机组适用于蚕种冷藏量较少的蚕种冷库。