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乙二醇融霜系统在二氧化碳制冷中的应用及操作原理

时间:2023-06-15 理论教育 版权反馈
【摘要】:乙二醇融霜主要应用于二氧化碳制冷系统。乙二醇融霜的蒸发器盘管中增加了几组加热管,如图4-60所示。做附加融霜回路的蒸发器,通常把热乙二醇的进口温度控制在15~20℃之间。乙二醇浓度需要按照所处环境的最低温度对应的冰点选择。再用泵把溶液注入乙二醇贮罐,贮罐的另一侧连接融霜泵。在需要融霜时,融霜泵起动,把热乙二醇送到需要融霜的蒸发器附加融霜回路。图4-61 多台蒸发器采用的乙二醇融霜系统

乙二醇融霜系统在二氧化碳制冷中的应用及操作原理

乙二醇融霜(采用制冷换热管,即与蒸发盘管结构一样)[3]主要应用于大型制冷系统,即采用冷风机作为蒸发器的二氧化碳制冷系统,或者氟利昂制冷系统的融霜系统中。

优点:采用制冷系统加热乙二醇,除霜效率相对高,除霜时间短,仅需要增加集水盘乙二醇盘管。无液锤现象。

缺点:比热气除霜能耗稍大,投资成本高,需要乙二醇泵。

乙二醇融霜(采用独立换热管,即与蒸发盘管结构一样)主要应用于二氧化碳制冷系统。

优点是:采用制冷系统加热乙二醇,除霜效率相对高,除霜时间短,也没有液锤现象。

缺点是:比采用制冷蒸发盘管冷风机价格贵,投资成本高,需要乙二醇泵,比热气融霜能耗稍大,出风压降大(增加额外的管子)。相对传统热气融霜的温度较低(管内容积小),盘管非常复杂(重叠的弯头),融霜结束后残留冰的风险更大。

乙二醇融霜的蒸发器盘管中增加了几组加热管,如图4-60所示。这些加热管首先进入集水盘,加热集水盘,然后通过交错管回路将除霜加热管引入盘管,通过自身散热以及翅片传热给蒸发器盘管。

乙二醇融霜通常应用于二氧化碳和氟利昂冷库制冷系统,冷风机采用附加的回路进行融霜是比较适合的,尤其是二氧化碳系统。优点是和二氧化碳直接采用热气化霜比,化霜效率更高一些,化霜周期也短一些。还有系统管道与阀门的选择压力不需要很高,而且也不需要配置专用压缩机,以便提高二氧化碳融霜压力。但是也有不利的地方,主要体现在:在制冷换热盘管内插入一组专门用于化霜的盘管会增加一部分成本,并且风侧的阻力会提高,能耗方面略有提高。

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图4-60 乙二醇融霜盘管在冷风机上的位置

笔者在沈阳的某个冷库观察过这种融霜系统。融霜速度比氨系统直接融霜速度慢一些,次数也稍微多一些,每天融霜四次,每次30min。与二氧化碳直接采用热气融霜相比,时间要快许多,后者一般要1h或者更多,而且次数也不少。

做附加融霜回路的蒸发器,通常把热乙二醇的进口温度控制在15~20℃之间(过低的温度融霜效果不好,过高的温度会导致二氧化碳部分压力升高,同时使蒸发器周围容易出现蒸汽雾)。乙二醇浓度需要按照所处环境的最低温度对应的冰点选择。特别是低温库,乙二醇系统适合用于-18℃及以上的库温(有资料显示也可以使用低于-18℃以下的冷库)。因为库温越低,乙二醇的浓度越大,浓度增加意味着黏度也增加,乙二醇泵的功率也同时增加。

在正常运行中,必须注意调节和保持足够高的乙二醇溶液百分比,以避免盘管的冻结和爆裂,即乙二醇溶液的冰点必须低于制冷剂在盘管中的蒸发温度。

乙二醇融霜系统与普通采暖管道系统相似,如图4-61所示[13]。热量从压缩机的排气管道取一根支路连接板式换热器,板式换热器的另一侧通入乙二醇溶液并且加热。再用泵把溶液注入乙二醇贮罐,贮罐的另一侧连接融霜泵。在需要融霜时,融霜泵起动,把热乙二醇送到需要融霜的蒸发器附加融霜回路。在附加融霜回路的入口安装有一个电动二通阀,出口处安装一个单向阀。为了防止融霜回路的压力过高,还需要在进液总管安装一个旁通电磁阀,当乙二醇溶液系统压力过高时,把部分乙二醇溶液旁通到回液管流回贮罐中。

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图4-61 多台蒸发器采用的乙二醇融霜系统

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