制冷技術(shù)10節(jié)流機構(gòu)

制冷技術(shù)10節(jié)流機構(gòu)第1頁/共124頁一.手動節(jié)流閥（膨脹閥、調(diào)節(jié)閥）結(jié)構(gòu)：閥芯、閥座、手輪工作原理：利用閥芯與閥座間隙變化調(diào)節(jié)工質(zhì)通過量應用：只有氨制冷系統(tǒng)或試驗裝置中使用。作為備用閥裝在旁通管路上，以備應急或檢修自動膨脹閥時使用。第2頁/共124頁二.浮球式膨脹閥原理：根據(jù)滿液式蒸發(fā)器的液面變化來控制蒸發(fā)器的供液量，可控制蒸發(fā)器的液面高度，同時節(jié)流降壓。應用：廣泛使用于滿液式蒸發(fā)器的氨制冷系統(tǒng)中分類：直通式：工質(zhì)先進入浮球室再由閥門控制進入蒸發(fā)器的流量特點：結(jié)構(gòu)簡單，但液面波動較大，調(diào)節(jié)閥穩(wěn)定性較差非直通式：工質(zhì)直接進入蒸發(fā)器，盈虧由浮球室調(diào)節(jié)控制特點：液面穩(wěn)定，調(diào)節(jié)工作穩(wěn)定，但構(gòu)造及安裝復雜第3頁/共124頁浮球閥工作過程用于具有自由液面的蒸發(fā)器，如臥式滿液式蒸發(fā)器的供液量的自動調(diào)節(jié)。通過浮球調(diào)節(jié)閥的調(diào)節(jié)作用，在蒸發(fā)器中可以保持大致恒定的液面。浮球閥有一個鑄鐵的外殼，用液體連接管與氣體連接管分別與被控制的蒸發(fā)器的液體和蒸氣兩部分相連接，因而浮球閥殼體的液面與蒸發(fā)器內(nèi)的液面一致。當蒸發(fā)器內(nèi)的液面降低時，殼體內(nèi)的液面也隨之降低，浮子落下，閥針便將孔口開大，則浮球閥出液量增大。第4頁/共124頁二浮球式膨脹閥第5頁/共124頁三.熱力膨脹閥原理：利用蒸發(fā)器出口處制冷劑蒸汽過熱度的變化調(diào)節(jié)供液量。結(jié)構(gòu)：金屬膜片、閥座、閥芯、旋轉(zhuǎn)彈簧座應用：氟利昂系統(tǒng)中廣泛使用（與非滿液式蒸發(fā)器配合使用）。第6頁/共124頁熱力膨脹閥第7頁/共124頁熱力膨脹閥第8頁/共124頁（一）內(nèi)平衡式熱力膨脹閥內(nèi)平衡式熱力膨脹閥由閥體、推桿、閥座、閥針、彈簧、調(diào)節(jié)桿、感溫包、聯(lián)接管、感應膜片等部件組成第9頁/共124頁（一）內(nèi)平衡式熱力膨脹閥第10頁/共124頁內(nèi)平衡式熱力膨脹閥第11頁/共124頁第12頁/共124頁內(nèi)平衡式熱力膨脹閥工作特點:金屬膜片兩側(cè)工質(zhì)來自感溫包和閥出口。原理：膜片兩側(cè)力平衡決定開度金屬膜片受力：P1+P2=P3P1-閥后制冷劑蒸發(fā)壓力

P2-彈簧力（按要求過熱度調(diào)節(jié)）P3-感溫包內(nèi)工質(zhì)壓力適用：蒸發(fā)器流程短及阻力小的制冷系統(tǒng)第13頁/共124頁內(nèi)平衡式熱力膨脹閥的工作原理

工作時，彈性金屬膜片上部受感溫包內(nèi)工質(zhì)的壓力P3作用，下面受蒸發(fā)器入口壓力P1與彈簧力P2的作用。膜片在三個力的作用下，向上或向下鼓起,從而使閥孔關(guān)下或開大，用以調(diào)節(jié)蒸發(fā)器的供液量。當進入蒸發(fā)器的液量小于蒸發(fā)器熱負荷的需要時，則蒸發(fā)器出口蒸氣的過熱度增大，膜片上方的壓力大于下方的壓力，這樣就迫使膜片向下鼓出，通過頂桿壓縮彈簧，并把閥針頂開，使閥孔開大，則供液量增大。反之則出口處蒸氣的過熱度減小，感溫系統(tǒng)中的壓力降低，膜片上方的作用力小于下方的作用力時，使膜片向上鼓出，彈簧伸長，頂桿上移并使閥孔關(guān)小，對蒸發(fā)器的供液量也就隨之減少。熱力膨脹閥的過熱度由開啟過熱度和有效過熱度組成，開啟過熱度與彈簧的預緊力有關(guān)，有效過熱度與彈簧的強度及閥針的行程有關(guān)。膨脹閥的彈簧是按標準工況設(shè)計的，機組在標準工況下，機組滿負荷或變負荷運行均維持較高的COP值。但在大壓差工況下，蒸發(fā)壓力降低，蒸發(fā)器負荷需求的液量減少，但實際情況相反，在吸氣過熱度不變的情況下，由于蒸發(fā)壓力降低，蒸發(fā)器出口壓力P1相應降低，膜片上下的壓差變大，使主閥開度增大，供液量增加；但在小壓差工況下，蒸發(fā)壓力上升，蒸發(fā)器負荷需求的液量增多，但實際情況是在吸氣過熱度不變的情況下，由于蒸發(fā)壓力上升，蒸發(fā)器出口壓力P1相應提高，膜片上下的壓差變小，使主閥開度減小，供液量減少；在變負荷下亦如此。因此熱力膨脹閥在變工況下供液量的調(diào)節(jié)方面需進一步改進。第14頁/共124頁（二）外平衡式熱力膨脹閥外平衡式熱力膨脹閥a)外平衡式熱力膨脹閥結(jié)構(gòu)b)膨脹閥的安裝與工作原理

1－平衡管接頭2－薄膜外室3－感溫包4－薄膜內(nèi)室5－膜片6－毛細管7－上閥體8－彈簧9－調(diào)節(jié)桿10－閥桿11－下閥體12－閥芯第15頁/共124頁外平衡式熱力膨脹閥第16頁/共124頁外平衡式熱力膨脹閥工作特點:金屬膜片兩側(cè)工質(zhì)來自感溫包和蒸發(fā)器出口。原理：膜片兩側(cè)力平衡決定開度金屬膜片受力：P1+P2=P3P1-蒸發(fā)器出口制冷劑蒸發(fā)壓力

P2-彈簧力（按要求過熱度調(diào)節(jié)）P3-感溫包內(nèi)工質(zhì)壓力適用：蒸發(fā)器流程長及阻力大的制冷系統(tǒng)第17頁/共124頁外平衡式熱力膨脹閥的工作原理

工作時，彈性金屬膜片上部受感溫包內(nèi)工質(zhì)的壓力P3作用，下面受蒸發(fā)器出口壓力P1與彈簧力P2的作用。膜片在三個力的作用下，向上或向下鼓起,從而使閥孔關(guān)下或開大，用以調(diào)節(jié)蒸發(fā)器的供液量。當進入蒸發(fā)器的液量小于蒸發(fā)器熱負荷的需要時，則蒸發(fā)器出口蒸氣的過熱度增大，膜片上方的壓力大于下方的壓力，這樣就迫使膜片向下鼓出，通過頂桿壓縮彈簧，并把閥針頂開，使閥孔開大，則供液量增大。反之則出口處蒸氣的過熱度減小，感溫系統(tǒng)中的壓力降低，膜片上方的作用力小于下方的作用力時，使膜片向上鼓出，彈簧伸長，頂桿上移并使閥孔關(guān)小，對蒸發(fā)器的供液量也就隨之減少。熱力膨脹閥的過熱度由開啟過熱度和有效過熱度組成，開啟過熱度與彈簧的預緊力有關(guān)，有效過熱度與彈簧的強度及閥針的行程有關(guān)。膨脹閥的彈簧是按標準工況設(shè)計的，機組在標準工況下，機組滿負荷或變負荷運行均維持較高的COP值。但在大壓差工況下，蒸發(fā)壓力降低，蒸發(fā)器負荷需求的液量減少，但實際情況相反，在吸氣過熱度不變的情況下，由于蒸發(fā)壓力降低，蒸發(fā)器出口壓力P1相應降低，膜片上下的壓差變大，使主閥開度增大，供液量增加；但在小壓差工況下，蒸發(fā)壓力上升，蒸發(fā)器負荷需求的液量增多，但實際情況是在吸氣過熱度不變的情況下，由于蒸發(fā)壓力上升，蒸發(fā)器出口壓力P1相應提高，膜片上下的壓差變小，使主閥開度減小，供液量減少；在變負荷下亦如此。因此熱力膨脹閥在變工況下供液量的調(diào)節(jié)方面需進一步改進。第18頁/共124頁第19頁/共124頁（三）感溫包的充注充注形式：充注工質(zhì)：可與制冷工質(zhì)相同，也可以不同。第20頁/共124頁液體充注：要求感溫包內(nèi)始終有液體存在，即保證膜片上方壓力始終為飽和壓力。

過熱度控制示意圖P3感溫包壓力P1＋P2第21頁/共124頁氣體充注同種工質(zhì)，但限量。當?shù)陀谝?guī)定值時，溫包內(nèi)有液體存在，工作與液體充注相同。但當超過時，溫包內(nèi)全部汽化，壓力幾乎不再隨溫度變化，因此閥的開度不變。圖5-8充氣熱力膨脹閥感溫包內(nèi)制冷劑特性曲線第22頁/共124頁交叉充注感溫包內(nèi)充注不同工質(zhì)。圖5-9交叉充液式熱力膨脹閥的特性曲線第23頁/共124頁（四）熱力膨脹閥選配與安裝1、熱力膨脹閥選擇的目的對整個系統(tǒng)的性能發(fā)揮起著重要作用；使蒸發(fā)器最大限度地加以利用,并使蒸發(fā)器始終和熱負荷匹配。一般選配時膨脹閥制冷量大于蒸發(fā)器制冷量。第24頁/共124頁2、熱力膨脹閥與系統(tǒng)不匹配時的現(xiàn)象

熱力膨脹閥與系統(tǒng)不匹配時，會使系統(tǒng)的制冷劑流量時多時少，導致熱力膨脹閥的制冷量時大時小。當制冷量過小時，會使蒸發(fā)器供液不足，產(chǎn)生過大熱度，對系統(tǒng)性能會造成不利的影響；當制冷量過大時，會引起震蕩，間歇性的使蒸發(fā)器供液過量，導致壓縮機的吸氣壓力出現(xiàn)劇烈波動，甚至有液態(tài)制冷劑進入壓縮機,引起液擊(濕沖程)現(xiàn)象。第25頁/共124頁3、熱力膨脹閥選擇的依據(jù)熱力膨脹閥的選擇根據(jù)制冷系統(tǒng)的制冷劑種類、蒸發(fā)溫度范圍和蒸發(fā)器過熱負荷的大小來進行。熱力膨脹閥選擇方法及一般步驟如下：

1)確定系統(tǒng)的制冷劑型號。

2)確定蒸發(fā)器的蒸發(fā)溫度,冷凝溫度及制冷量。

3)熱力膨脹閥進出口的壓力差。第26頁/共124頁3、熱力膨脹閥選擇方法兩種：1）計算法；2）查圖表選擇?；静襟E：a、確定膨脹閥兩端的壓力差；ΔP=PK-∑ΔPi-Po

(1)

式中：PK――冷凝壓力，∑ΔPi――為ΔP1＋ΔP2＋ΔP3＋ΔP4（ΔP1為液體管路阻力損失；ΔP2為彎頭、閥件等得阻力損失；ΔP3為液體管升高得壓力損失，ΔP3＝ρɡh；ΔP4為分液頭及分液毛細管得阻力損失，通常各為0.5bar）;

Po—蒸發(fā)壓力，KPa。

第27頁/共124頁3、熱力膨脹閥選擇方法b、確定閥的形式：選擇內(nèi)平衡還是外平衡，由蒸發(fā)器中的壓力降而定。例如：對R22系統(tǒng)，當壓力降超過相應蒸發(fā)溫度1℃，均宜采用外平衡式熱力膨脹閥。

c、選擇閥的型號和規(guī)格：根據(jù)φ0和計算的膨脹閥前后的ΔP與蒸發(fā)溫度t0由計算決定（5-1、5-2式）或有關(guān)表中查得閥的型號和閥的容量。

所選擇的熱力膨脹閥的容量比蒸發(fā)器的實際熱負荷大20－30％；第28頁/共124頁4、熱力膨脹閥安裝（1）安裝前檢查其是否完好，特別是感溫機構(gòu)部分；（2）安裝位置，必須在靠近蒸發(fā)器的地方，閥體應垂直安裝，不能傾斜或顛倒安裝；（3）安裝時，應注意使感溫機構(gòu)內(nèi)的液體始終保持在感溫包內(nèi)，因此感溫包應比閥體裝得低一些；（4）感溫包盡可能安裝在蒸發(fā)器的出口水平回氣管上，一般應遠離壓縮機吸氣口1.5m以上；并且要用沒有吸濕性的材料充分隔熱；感溫包絕不能置于有積液的管路上；圖5-11感溫包的安裝位置第29頁/共124頁4、熱力膨脹閥安裝（5）若蒸發(fā)器出口帶有氣液交換器時，一般將感溫包裝在蒸發(fā)器的出口處，即熱交換器之前；（6）感溫包安置于蒸發(fā)器回氣管緊貼管壁包扎緊密，接觸處應將氧化皮清除干凈，露出金屬本色；當回氣管直徑小于25mm時，感溫包可扎在回氣管的頂部；當直徑大于25mm時，可扎在回氣管的下側(cè)45°處，以防管子底部積油等因素，影響感溫包的正確感溫。閥體應盡量接近蒸發(fā)器，以及調(diào)節(jié)和拆修都比較方便的部位；（7）膨脹閥前應裝過濾器；第30頁/共124頁四、電子膨脹閥電子式膨脹閥是近年國內(nèi)外新開發(fā)的產(chǎn)品。電子膨脹閥利用被調(diào)節(jié)參數(shù)產(chǎn)生的電信號，控制施加于膨脹閥上的電壓或電流，進而達到調(diào)節(jié)供液量目的。電子膨脹閥的優(yōu)點是：流量調(diào)節(jié)范圍大；控制精度高；適用于智能控制；能適用于高效率的制冷劑流量的快速變化。電子膨脹閥有日本鷺工DKV型、美國艾柯EX2型、國產(chǎn)DPF-18A型等。第31頁/共124頁電磁式電子膨脹閥圖5-12電磁式電子膨脹閥（a）結(jié)構(gòu)圖；（b）開度－電壓關(guān)系圖1－柱塞彈簧；2－線圈；3－柱塞；4－閥座；5－彈簧；6－針閥；7－閥桿第32頁/共124頁電動式電子膨脹閥電動式電子膨脹閥電動式電子膨脹閥是依靠步進電機驅(qū)動針閥，分直動型和減速型兩種。（1）直動型（2）減速型第33頁/共124頁電動式電子膨脹閥--直動型圖5-13直動型電動式電子膨脹閥（a）結(jié)構(gòu)圖；（b）流量－脈沖數(shù)關(guān)系圖1－轉(zhuǎn)子；2－線圈；3－針閥；4－閥桿第34頁/共124頁電動式電子膨脹閥--減速型圖5-14減速型電動式電子膨脹閥（a）結(jié)構(gòu)圖；（b）流量－脈沖數(shù)關(guān)系圖1－轉(zhuǎn)子；2－線圈；3－針閥；4－閥桿；5－減速齒輪組第35頁/共124頁電子膨脹閥吸氣過熱度控制系統(tǒng)由電子膨脹閥、壓力傳感器、溫度傳感器、控制器組成初設(shè)：工作時，壓力傳感器將蒸發(fā)器出口壓力P1、溫度傳感器將壓縮機吸氣過熱度傳給控制器，控制器將信號處理后，隨后輸出指令作用于電子膨脹主閥的步進電機，將閥開到需要的位置。以保持蒸發(fā)器需要的供液量。調(diào)節(jié)：根據(jù)蒸發(fā)器出口壓力P1變化、壓縮機吸氣過熱度變化，電子膨脹閥的步進電機實時輸出變化的動力，這個實時輸出變化的動力能及時克服各種工況和各種負荷情況下主膨脹閥變化的彈簧力，使閥的開度滿足蒸發(fā)器供液量的需求，進而蒸發(fā)器的供液量能實時與蒸發(fā)負荷相匹配，即電子膨脹閥可通過控制器人為設(shè)定，有效的控制過熱度。第36頁/共124頁電子膨脹閥從全閉到全開狀態(tài)其用時僅需幾秒鐘，反應和動作速度快，開閉特性和速度均可人為設(shè)定；電子膨脹閥可在10%--100%的范圍內(nèi)進行精確調(diào)節(jié)，且調(diào)節(jié)范圍可根據(jù)不同產(chǎn)品的特性進行設(shè)定。選用電子膨脹閥——吸氣過熱度控制，機組無論在標準工況下、變工況、滿負荷、變負荷運行維持較高的COP值水平。第37頁/共124頁五.毛細管原理：利用孔徑（內(nèi)徑一般≦1mm）和長度變化產(chǎn)生壓力差，實現(xiàn)節(jié)流降壓，控制制冷劑流量。應用：主要用于熱負荷較小的家用制冷器具中，同時要求制冷系統(tǒng)有比較穩(wěn)定的冷凝壓力和蒸發(fā)壓力，如空調(diào)、冰箱。（10kW以下）特點：一般采用銅管，結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，價格便宜，不易產(chǎn)生故障。壓縮機停止運行后，冷凝器和蒸發(fā)器的壓力可以自動達到平衡，減輕了再次啟動電動機的負荷。對制冷劑流量的調(diào)節(jié)能力很低。第38頁/共124頁毛細管中制冷劑壓力及狀態(tài)變化

毛細管是最簡單的節(jié)流裝置，毛細管是一根有規(guī)定長度的直徑很細的紫銅管，它的內(nèi)徑一般為0.5～2mm毛細管中制冷劑壓力及狀態(tài)變化第39頁/共124頁第40頁/共124頁2.毛細管尺寸的確定基本分析：兩相流，流動復雜，工況變化性能會隨之改變；毛細管幾何尺寸差異，會影響其性能發(fā)揮；純理論分析，無法完全解決選配問題；基本計算方法：初選：由流量（Mr）、入口過冷度、進口壓力（P1），用計算圖表進行初選；優(yōu)化：安裝后，實驗優(yōu)化確定具體尺寸。第41頁/共124頁2.毛細管尺寸的確定流量系數(shù)Ψ

（5-3）式中：

Mr——試驗流量（標準流量）

Ma——實際流量同工況同流量下，管長與內(nèi)徑的關(guān)系：

（5-4）內(nèi)徑影響遠大于長度。內(nèi)徑差5%，長度差25%第42頁/共124頁圖5-16標準毛細管進口狀態(tài)與流量關(guān)系圖

圖中看出：流量（Mr）、入口過冷度（⊿t0）、進口壓力（P1），的關(guān)系。上述三組參數(shù)，已知其二，可查未知。用于確定標準流量（Mr）。

第43頁/共124頁圖5-17毛細管相對流量系數(shù)ψ與幾何尺寸關(guān)系圖圖中看出：流量系數(shù)（Ψ）、內(nèi)徑（di）、相對管長（λ=L/di）的關(guān)系。上述三組參數(shù)，已知其二，可查未知。用于確定管長和內(nèi)徑。第44頁/共124頁毛細管初選計算步驟1、已知工況（工質(zhì)、⊿t0、P1）由圖5-16，求標準流量（Mr）；2、由實際流量（Ma）、標準流量（Mr），求流量系數(shù)Ψ；3、由流量系數(shù)Ψ，內(nèi)徑（或管長L），查圖5-17，求管長L（或內(nèi)徑）；初選完成。再經(jīng)實驗優(yōu)化，即可定型。第45頁/共124頁六、節(jié)流短管

節(jié)流短管:是一種定截面節(jié)流孔口的節(jié)流裝置，已被應用于部分汽車空調(diào)、少量冷水機組和熱泵機組中。短管的主要優(yōu)點是價格低廉、制造簡單、可靠性好、便于安裝，取消了熱力膨脹閥系統(tǒng)中用于判別制冷負荷大小所增加的感溫包等，具有良好的互換性和自平衡能力。圖5-18節(jié)流短管結(jié)構(gòu)示意圖1—出口濾網(wǎng)；2—節(jié)流孔；3—密封圈；4—塑料外殼；5—進口濾網(wǎng)第46頁/共124頁第二節(jié)制冷系統(tǒng)輔助設(shè)備完整的蒸汽壓縮式制冷系統(tǒng)中，除壓縮機、冷凝器、膨脹閥和蒸發(fā)器四個主件外，為了保證系統(tǒng)正常、經(jīng)濟和安全的運行，還需設(shè)置一定數(shù)量的其它輔助設(shè)備。輔助設(shè)備的種類很多，按照它們的作用，基本上可以分為兩大類：

(1)維持制冷循環(huán)正常工作的設(shè)備，如兩級壓縮的中間冷卻器等；

(2)改善運行指標及運行條件的設(shè)備，如油分離器、集油器、氨液分離器、空氣分離器以及各種貯液桶(或器)等。在制冷系統(tǒng)中還配有用以調(diào)節(jié)、控制與保證安全運行所需的器件、儀表和連接管道的附件等。概述第47頁/共124頁第二節(jié)制冷系統(tǒng)輔助設(shè)備一、貯液器1．高壓貯液器高壓貯液器一般位于冷凝器之后，作用是：1）貯存冷凝器流出的制冷劑液體，使冷凝器的傳熱面積充分發(fā)揮作用；2）保證供應和調(diào)節(jié)制冷系統(tǒng)中有關(guān)設(shè)備需要的制冷劑液體循環(huán)量；3）起到液封作用，即防止高壓制冷劑蒸氣竄至低壓系統(tǒng)管路中去。高壓貯液器a）氨貯液器

b）氟利昂貯液器1－壓力表閥2－出液管3－安全閥4－放空氣管5－放油管接頭6－平衡管7－進液管第48頁/共124頁2、低壓貯液器

根據(jù)用途的不同可分為低壓貯液器和排液桶等。低壓貯液器與排液桶屬低溫設(shè)備，筒體外應設(shè)置保溫層排液桶的作用是貯存熱氨融霜時由被融霜的蒸發(fā)器如冷風機或冷卻排管內(nèi)排出的氨液，并分離氨液中的潤滑油。一般布置于設(shè)備間靠近冷庫的一側(cè),更重要的作用是對融霜后的排液進行氣、液分離和沉淀潤滑油1－加壓管2－平衡管

3－壓力表4－安全閥

5－出液管

6－進液管7－放油管第49頁/共124頁二氣液分離器氨用立式氣液分離器氨制冷系統(tǒng)中的氣液分離設(shè)備。用于重力供液系統(tǒng)中，如氨液分離器，將蒸發(fā)器出來的蒸氣中的液滴分離掉，以提高壓縮機運轉(zhuǎn)的安全性；它也用在貯液器后面，用來分離因節(jié)流降壓而產(chǎn)生的閃發(fā)氣體，不讓它進入蒸發(fā)器，以提高蒸發(fā)器工作效率氣液分離器有立式和臥式兩種正常工作時，其進氣閥、回氣閥、供液閥、出液閥、浮球的均壓閥、壓力表閥都是常開的第50頁/共124頁氟利昂用筒體型氣液分離器圖5-21氟利昂用筒體型氣液分離器分離原理：利用氣體和液體的密度不同，通過擴大管路通徑減小速度以及改變速度的方向，使氣體和液體分離.第51頁/共124頁過濾器和干燥器1．過濾器2．干燥器3．干燥過濾器第52頁/共124頁1．過濾器壓縮機磨損、制冷管內(nèi)壁脫落產(chǎn)生雜質(zhì)需要隨時去除,因此需要用過濾器濾除制冷系統(tǒng)中的小顆粒鐵質(zhì)雜質(zhì)。第53頁/共124頁2．干燥器氟制冷劑不溶水。系統(tǒng)易發(fā)生冰堵，這時制冷系統(tǒng)中沒有制冷劑循環(huán)流動,失去制冷作用。表現(xiàn)為系統(tǒng)的低壓值過低,冰堵前后的管子有明顯的溫差,（膨脹閥處結(jié)霜）,應在膨脹閥前設(shè)置干燥器。第54頁/共124頁干燥過濾器a)直角式b)直通式第55頁/共124頁干燥過濾器干燥劑濾網(wǎng)干燥過濾器第56頁/共124頁四、油分離器慣性式洗滌式離心式過濾式第57頁/共124頁四、油分離器

慣性式基本原理如下：1）利用油的重度與制冷劑氣體重度的不同，進行沉降分離。2）利用擴大通道截面降低氣體流速（一般約在0.8～1m/s），造成輕與重的物質(zhì)易分離。3）迫使氣體流動方向改變，使重的油與輕的氣進行分離。4）氣體流動撞擊器壁，由于粘度不同、質(zhì)量不同產(chǎn)生的反向速度也不同，促使油的沉降分離。第58頁/共124頁洗滌式油分離器第59頁/共124頁第60頁/共124頁離心式油分離器

在筒體上部設(shè)置有螺旋狀導向葉片，進氣從筒體上部沿切線方向進入后，順導向葉片自上而下作螺旋狀流動，在離心力的作用下，進氣中的油滴被分離出來，沿筒體內(nèi)壁流下，制冷劑蒸汽由筒體中央的中心管經(jīng)三層篩板過濾后從筒體頂部排出。筒體中部設(shè)有傾斜擋板，將高速旋轉(zhuǎn)的氣流與貯油室隔開，同時也能使分離出來的油沿擋板流到下部貯油室。貯油室積存的油可通過筒體下部的浮球閥裝置自動返回壓縮機，也可采用手動方式回油第61頁/共124頁過濾式或填料式油分離器通常用于小型氟里昂制冷系統(tǒng)中過濾式或填料式油分離器第62頁/共124頁五集油器集油器也稱放油器，只用于氨制冷系統(tǒng)中。其作用是存放從油分離器、冷凝器、貯液器、中間冷卻器或蒸發(fā)器中分離出來的潤滑油，并遵照一定的放油操作規(guī)程把制冷系統(tǒng)中的積油在低壓狀態(tài)下放出系統(tǒng)，這樣既安全，又減少了制冷劑的損失。第63頁/共124頁輔助設(shè)備在小型冷庫中的硬用水冷式小型氟利昂冷庫制冷系統(tǒng)流程圖

1－蒸發(fā)器2－分液頭3－熱力膨脹閥4－低壓表5－壓力控制器6－壓縮機7－高壓表

8－油分離器

9－熱氣沖霜管10－截止閥11－冷卻塔12－冷卻水泵13－冷卻水量調(diào)節(jié)閥14－冷凝器15－干燥過濾器

16－回熱器17－電磁閥第64頁/共124頁輔助設(shè)備在風冷熱泵中1－風扇2－翅片式換熱器3－套管式換熱器4－水泵5－膨脹閥6－視鏡

7－干燥過濾器

8－貯液罐

9－氣液分離器

10－壓縮機11－四通換向閥12－單向閥113－單向閥214－單向閥315－單向閥416－低壓接口17－高壓接口熱泵型風冷式冷水機組原理圖第65頁/共124頁6不凝氣體分離器制冷系統(tǒng)中進入空氣的原因有：1）制冷系統(tǒng)在投產(chǎn)前或大修后，因未徹底清除空氣故空氣存在制冷系統(tǒng)中。2）日常維修時，局部管道、設(shè)備未經(jīng)抽真空，就投入工作。3）系統(tǒng)充氨、充氟、加油時帶入空氣。4）當?shù)蛪合到y(tǒng)在負壓下工作時，通過密封不嚴密處竄入空氣。第66頁/共124頁系統(tǒng)中有空氣帶來的危害1）導致冷凝壓力升高。在有空氣的冷凝器中，空氣占據(jù)了一定的體積，且具有一定的壓力，而制冷劑也具有一定的壓力。根據(jù)道爾頓定律：一個容器（設(shè)備）內(nèi)，氣體總壓力等于各氣體分壓力之和。所以在冷凝器中，總壓力為空氣和制冷劑壓力之和。冷凝器中空氣越多，其分壓力也就越大，冷凝器總壓力自然升高。2）由于空氣的存在，冷凝器傳熱面上形成的氣體層，起到了增加熱阻的作用，從而降低了冷凝器的傳熱效率。同時，由于空氣進入系統(tǒng)，使系統(tǒng)含水量增加，而腐蝕管道和設(shè)備。3）由于空氣存在，冷凝壓力的升高，會導致制冷機產(chǎn)冷量下降和耗電量增加。4）如有空氣存在，在排氣溫度較高的情況下，遇油類蒸氣，容易發(fā)生意外事故。第67頁/共124頁四套管式空氣分離器

空氣分離器有多種形式，下圖為氨系統(tǒng)以往常用的臥式不凝性氣體分離器稱四套管式空氣分離器。它安裝在殼管式冷凝器的上方，也可單獨安裝第68頁/共124頁第69頁/共124頁立式空氣分離器常用的立式空氣分離器，它與臥式相比其是操作簡單，并能實現(xiàn)自動控制。它由貯液筒供給液氨，在盤管中蒸發(fā)吸熱，使容器溫度下降，來自冷凝器和高壓貯液筒的混合氣體在分離器內(nèi)被冷卻，制冷劑蒸氣被冷凝成液體，可從下部排出，不凝性氣體集中于分離器上部，經(jīng)放氣口排出。立式空氣分離器第70頁/共124頁七安全裝置1.安全閥作用：當發(fā)生壓力超過容器或設(shè)備的允許值，通過安全閥制冷系統(tǒng)中的制冷劑迅速排出卸壓，以保護人員和設(shè)備的安全用于大于0.28m3的容器；安全閥設(shè)置在制冷系統(tǒng)的：高壓貯液器、冷凝器、蒸發(fā)器、儲液器、壓縮機等壓力較高的設(shè)備上。第71頁/共124頁七安全裝置--1.安全閥設(shè)于高低壓氣管間的安全閥口徑：

mm（5-5）式中：V—壓縮機排氣量C1—系數(shù)，見表5-3設(shè)于容器上的安全閥口徑：

mm（5-6）式中：D—容器直徑；L—容器長度；C2—系數(shù)，見表5-3圖5-33安全閥第72頁/共124頁七安全裝置—2熔塞在小型系統(tǒng)中代替安全閥：1、一般直徑小于152mm,內(nèi)部凈容積小于0.085m3；2、不可燃制冷劑（如氟利昂）內(nèi)部凈容積小于1m3；低熔點金屬熔化溫度一般在75℃，一般為合金，熔點與組分有關(guān)?？筛鶕?jù)工質(zhì)及工作條件選定低熔點金屬組分及熔點。圖5-34熔塞第73頁/共124頁七安全裝置3緊急泄氨器緊急泄氨器設(shè)置在氨制冷系統(tǒng)的高壓貯液器、蒸發(fā)器等貯氨量較大的設(shè)備附近。其作用是當發(fā)生重大事故或出現(xiàn)嚴重自然災害，又無法挽救情況下，通過緊急泄氨器將制冷系統(tǒng)中的氨液與水混合后迅速排入下水道，以保護人員和設(shè)備的安全圖5-35緊急泄氨器第74頁/共124頁第三節(jié)控制機構(gòu)作用：調(diào)節(jié)負荷，溫度控制工作過程保護種類：制冷劑壓力調(diào)節(jié)閥壓力開關(guān)溫度開關(guān)和電磁閥第75頁/共124頁一、制冷劑壓力調(diào)節(jié)閥——蒸發(fā)壓力調(diào)節(jié)閥原理有蒸發(fā)壓力調(diào)節(jié)閥、吸氣壓力調(diào)節(jié)閥、冷凝壓力調(diào)節(jié)閥。作用：（一）蒸發(fā)壓力調(diào)節(jié)閥蒸發(fā)壓力調(diào)節(jié)閥的工作原理蒸發(fā)壓力調(diào)節(jié)閥安裝在蒸發(fā)器的回氣總管上,通過控制回氣的流通量來維持蒸發(fā)壓力穩(wěn)定。調(diào)節(jié)原理是:蒸發(fā)壓力調(diào)節(jié)閥通過感應制冷劑回氣流入端的壓力(P1)來改變閥門的開啟度,從而控制回氣流量。當P1高于設(shè)定值時,閥口開啟度增大,回氣量增多,P1下降;當P1低于設(shè)定值時,閥口開啟度減小,回氣量減少,P1升高。即通過改變對回氣管中回氣的流通橫截面大小的改變,使制冷劑的回氣量與壓縮機的吸氣壓力相吻合,達到最佳的制冷效果。第76頁/共124頁一、制冷劑壓力調(diào)節(jié)閥——蒸發(fā)壓力調(diào)節(jié)閥作用作用1、維持恒定的蒸發(fā)壓力，使蒸發(fā)器的表面溫度保持恒定。調(diào)節(jié)器的控制可調(diào)節(jié)。通過調(diào)節(jié)器在吸氣管路上的節(jié)流作用，使制冷劑的流量同蒸發(fā)器的負荷相匹配。2、防止蒸發(fā)壓力過低（如防止冷水機組中蒸發(fā)器凍裂）。當蒸發(fā)器中的壓力低于設(shè)定值時，調(diào)節(jié)器關(guān)閉。。3、當制冷系統(tǒng)采用多個蒸發(fā)器，并要求達到不同的控制溫度時，為維持各自的蒸發(fā)溫度(壓力)，必須進行蒸發(fā)壓力調(diào)節(jié)。分為：直動型蒸發(fā)壓力調(diào)節(jié)閥控制型蒸發(fā)壓力調(diào)節(jié)閥第77頁/共124頁一、制冷劑壓力調(diào)節(jié)閥——蒸發(fā)壓力調(diào)節(jié)閥將蒸發(fā)壓力調(diào)節(jié)閥(圖中KVP)安裝在溫度高的蒸發(fā)器出口管路上，對高溫蒸發(fā)器出口制冷劑蒸氣再次節(jié)流，使其壓力與低溫蒸發(fā)器出口壓力相同，同時可以維持該冷室的蒸發(fā)壓力恒定。該系統(tǒng)中還必須在溫度低的蒸發(fā)器出口管路上裝止回閥(見下圖中NRV)，其目的是防止停機時，高溫蒸發(fā)器中的制冷劑蒸氣倒流至低溫(低壓)蒸發(fā)器中凝結(jié)，不僅破壞低溫冷室的正常工作，而且會使壓縮機產(chǎn)生液擊。第78頁/共124頁一、制冷劑壓力調(diào)節(jié)閥——蒸發(fā)壓力調(diào)節(jié)閥直動型蒸發(fā)壓力調(diào)節(jié)閥第79頁/共124頁一、制冷劑壓力調(diào)節(jié)閥——蒸發(fā)壓力調(diào)節(jié)閥控制型蒸發(fā)壓力調(diào)節(jié)閥第80頁/共124頁一、制冷劑壓力調(diào)節(jié)閥——壓縮機吸氣壓力調(diào)節(jié)閥（二）壓縮機吸氣壓力調(diào)節(jié)閥設(shè)置在蒸發(fā)器出口和壓縮機進口之間的自動閥，它根據(jù)出口壓力來調(diào)節(jié)蒸氣流量，以免壓縮機進口的吸入壓力超過規(guī)定的值，用于防止驅(qū)動壓縮機的電動機過載。分類：直動型、控制型。右圖為直動型，使用于中小型低溫系統(tǒng)，中大型系統(tǒng)，使用控制型。第81頁/共124頁一、制冷劑壓力調(diào)節(jié)閥——冷凝壓力調(diào)節(jié)閥（三）冷凝壓力調(diào)節(jié)閥冷凝壓力變化的影響：冷凝壓力過高，制冷量下降，能效比下降，機組不能達到工作要求（問：壓力增高的原因？）

冷凝壓力下降，節(jié)流機構(gòu)的壓差不足，流量下降，制冷量不足，機組不能達到工作要求（問：壓力下降的原因？）不同冷卻介質(zhì)，有不同的調(diào)節(jié)手段。（問：從原理看，有幾種基本手段？）

第82頁/共124頁一、制冷劑壓力調(diào)節(jié)閥——冷凝壓力調(diào)節(jié)閥

風冷冷凝器冷凝壓力調(diào)節(jié)：原理：改變冷凝器有效傳熱面積和改變冷凝器的傳熱能力（注意冬季冷凝壓力不足的情況）。*從制冷劑側(cè)控制，改變冷凝器的有效傳熱面積;從空氣側(cè)控制，即改變冷凝器的傳熱能力。

制冷劑側(cè)控制（右圖）：采用旁通調(diào)節(jié)方法控制冷凝壓力，在冷凝器出口管安裝一只高壓調(diào)節(jié)閥，在壓縮機排氣管與高壓儲液器入口管間接旁通管，在旁通管上安裝一只差壓調(diào)節(jié)閥。高壓調(diào)節(jié)閥感受進口壓力與冷凝壓力設(shè)定值差值，比例開啟。

第83頁/共124頁風冷冷凝器冷凝壓力調(diào)節(jié)冷凝壓力調(diào)節(jié)的過程為:

冬季，壓縮機開機前，冷凝器和儲液器中壓力低，高壓調(diào)節(jié)閥和差壓調(diào)節(jié)閥關(guān)閉。開機后，Pk上升，但低于調(diào)節(jié)閥的開啟設(shè)定值，高壓調(diào)節(jié)閥仍關(guān)閉，壓縮機排出的制冷劑積存在冷凝器內(nèi)，積液使冷凝器的有效傳熱面積減小，冷凝壓力逐步升高。當冷凝壓力升到高壓調(diào)節(jié)閥的開閥值以上時，閥開啟，液體進入儲液器。調(diào)節(jié)的真正目的是使儲液器維持在正常的壓力上，以便為膨脹閥提供足夠的供液動力，所以差壓調(diào)節(jié)閥在閥前后建立起壓力差時即打開，將壓縮機的排氣通到儲液器（熱氣旁通到儲液器），使儲液器壓力升高。由于高壓調(diào)節(jié)閥的節(jié)流，差壓調(diào)節(jié)閥前后的壓力差仍存在，使差壓調(diào)節(jié)閥依然保持開啟狀態(tài)。運轉(zhuǎn)達到穩(wěn)定平衡時，高壓調(diào)節(jié)閥部分打開，冷凝器部分積液;差壓調(diào)節(jié)閥部分打開，有熱氣旁通到儲液器。隨著外界氣溫變暖，維持正常冷凝壓力平衡時，高壓調(diào)節(jié)閥的開度增大，而差壓調(diào)節(jié)閥的開度變小，直至高壓調(diào)節(jié)閥全開、差壓調(diào)節(jié)閥全關(guān)，制冷劑走正常循環(huán)路徑。

第84頁/共124頁高壓調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)第85頁/共124頁一、制冷劑壓力調(diào)節(jié)閥——冷凝壓力調(diào)節(jié)閥水冷冷凝器冷凝壓力調(diào)節(jié)：冷凝壓力調(diào)節(jié)閥分為直動型和控制型，安裝在冷凝器的冷卻水管路上（通常安裝在冷凝器的進水端），根據(jù)冷凝壓力的變化來調(diào)節(jié)冷卻水的流量。它是通過直接感應制冷劑循環(huán)的壓力變化，調(diào)節(jié)閥門開度，控制冷卻水流量。當壓縮機的冷凝壓力升高（即冷凝壓力升高）時，閥門會自動開大，使較多的冷卻水進入冷凝器，加快制冷劑冷凝；反之，當冷凝壓力下降時，閥門會自動關(guān)小，使進入冷凝器的冷卻水量減少。使冷凝壓力保持在一定的范圍內(nèi)。第86頁/共124頁直動型水量調(diào)節(jié)閥第87頁/共124頁控制型水量調(diào)節(jié)閥第88頁/共124頁補充：水流量繼電器

分別安裝在蒸發(fā)器和冷凝器的進、出水管之間，當冷凍水或冷卻水流量過低時可自動停機，用于防止蒸發(fā)壓力過低或冷凝壓力過高。第89頁/共124頁二、壓力開關(guān)和溫度開關(guān)（一）壓力開關(guān)作用：壓力保護，高壓、低壓、油壓都有限度，壓力開關(guān)是自動控制這些壓力不超限的電器。低壓開關(guān)（繼電器）高壓開關(guān)（繼電器）高低壓開關(guān)（繼電器）油壓差開關(guān)（繼電器）第90頁/共124頁低壓開關(guān)（繼電器）1、低壓繼電器接于制冷壓縮機吸氣管，用于防止壓縮機吸氣壓力過低。即：壓力過低，自動關(guān)機。壓力低，蒸發(fā)溫度低，制冷機COP值低。食品干耗大。（問：壓力過低的原因？）第91頁/共124頁壓力開關(guān)原理示意第92頁/共124頁高壓開關(guān)（繼電器）2、高壓繼電器接于制冷壓縮機排氣管，用于防止壓縮機排氣壓力過高。即：壓力過高，自動關(guān)機。壓力過高的危害：COP下降，制冷量下降，排氣溫度高，油溫高，裂解氣化等，甚至爆炸。第93頁/共124頁高低壓開關(guān)（繼電器）3、高、低壓繼電器接于制冷壓縮機吸氣管和排氣管，用于防止壓縮機排氣壓力過高及吸氣壓力過低。第94頁/共124頁油壓差開關(guān)（繼電器）4、油壓差開關(guān)（繼電器）與制冷壓縮機吸氣管及油泵出油管相接，用于防止油壓過低，壓縮機潤滑不良。第95頁/共124頁（二）溫度開關(guān)（二）溫度開關(guān)流體溫度控制的電器開關(guān)，例如：(1)安裝在蒸發(fā)器冷凍水管路上，用于防止冷凍水凍結(jié)。在有電子控制系統(tǒng)(PLC控制器)的制冷裝置中，溫度繼電器用水溫傳感器代替。(2)在壓縮機排氣腔內(nèi)或排氣管上，設(shè)置溫度繼電器或溫度傳感器，用于防止壓縮機排氣溫度過高，潤滑條件惡化，潤滑油碳化，影響壓縮機壽命。(3)冷庫溫度、空調(diào)溫度等等。制冷系統(tǒng)中常用:壓力式、雙金屬式、電阻式、電子式。第96頁/共124頁（二）溫度開關(guān)-壓力式第97頁/共124頁

三、電磁閥電磁力驅(qū)動的流體閥門。例如：膨脹閥前的給液管上的電磁閥電磁閥的驅(qū)動電路與壓縮機的驅(qū)動電路聯(lián)動。壓縮機啟動時，待壓縮機運轉(zhuǎn)后，電磁閥才通電。壓縮機停機時，先切斷電磁閥線圈電源，關(guān)閉電磁閥后再切斷制冷壓縮機電源。用于防止：壓縮機啟動過載；壓縮機停機后，高壓側(cè)的液體進入蒸發(fā)器。第98頁/共124頁電磁閥第99頁/共124頁電磁閥結(jié)構(gòu)圖第100頁/共124頁電磁四通換向閥主要用于熱泵型家用空調(diào)器制冷系統(tǒng)，是熱泵型空調(diào)器中的關(guān)鍵部件，其電磁線圈通電后改變制冷工質(zhì)的流向，使空調(diào)器由制冷工況轉(zhuǎn)變?yōu)闊岜霉r。

電磁四通換向閥電磁四通換向閥外形結(jié)構(gòu)1—導管2—電磁線圈3—主閥體4—主連接管5—電磁閥芯第101頁/共124頁電磁四通換向閥制冷工況時，由于受電源換向開關(guān)的控制，換向閥的電磁線圈的電源被切斷，銜鐵在彈簧1的推動下向左移，閥芯A將右閥孔關(guān)閉，閥芯B把左閥孔打開，如圖所示。電磁閥主要由閥芯A和B、彈簧1和2、銜鐵及電磁線圈組成。閥芯A和B以及銜鐵連成一體并一起移動。電磁四通換向閥的主體是四通閥，電磁閥的作用是控制四通閥，使制冷劑流向改變。第102頁/共124頁電磁四通換向閥制熱工況時，電源換向開關(guān)將換向閥的電磁線圈電源接通，線圈產(chǎn)生磁場，銜鐵被磁場吸引，向右移動，閥芯A打開右邊閥孔，閥芯B關(guān)閉左邊閥孔，如圖所示。電磁閥主要由閥芯A和B、彈簧1和2、銜鐵及電磁線圈組成。閥芯A和B以及銜鐵連成一體并一起移動。第103頁/共124頁第二節(jié)、制冷系統(tǒng)管路設(shè)計1.制冷劑管道：氨或氟利昂

2.載冷劑管道：水或鹽水

3.冷卻水管道：水

4.潤滑油管道：制冷劑及潤滑油

第104頁/共124頁考慮的因素需綜合考慮的因素：盡可能大的制冷量、低成本、正常的回油、功率消耗小、最小的制冷劑充注量、低噪聲、正確的制冷劑流量控制以及系統(tǒng)制冷量能夠從0到100%變化而且不會引起任何潤滑方面的故障；管路設(shè)計時應盡量保證停機后冷凝器與蒸發(fā)器內(nèi)的制冷劑液體不能沿管路流動造成制冷劑的遷移（因室內(nèi)、外溫差而造成的制冷劑遷移除外），絕對不允許進入壓縮機。對冷凝器位置高于蒸發(fā)器的機組，若停機后冷凝器中的制冷劑液體沿管路流進蒸發(fā)器，再次開機時，蒸發(fā)器出氣管就會大量帶液，系統(tǒng)無汽分或汽分太小的情況下都有可能對壓縮機造成液擊。第105頁/共124頁一、管路的布置原則1.

管材：銅管、無縫鋼管。氨只能用無縫鋼管；2.

管路盡可能短而直，管徑的選擇合理，以避免壓力損失過大；3.

按工藝流程合理，操作、維修、管理方便的原則進行管道的配置；4.根據(jù)制冷系統(tǒng)的不同特點和不同管段，必須設(shè)計有一定的坡度和坡向；5.保證各蒸發(fā)器充分供液，防止液態(tài)制冷劑進入壓縮機；6.制冷系統(tǒng)在運行中，如發(fā)生有部分停機或全部停機時，必須防止液態(tài)制冷劑進人制冷壓縮機，防止壓縮機潤滑不足。7.應能保持氣密、清潔和干燥；8.合理的特殊管型設(shè)計。輸送液體的管段，除特殊要求外，不允許設(shè)計成倒“U”字形管段，以免形成阻礙流動的氣囊；輸送氣體的管段，除特殊要求外，不允許設(shè)計成“U”字形管段，以免形成阻礙流動的液囊