制冷机的其它辅助设备及管道V.ppt

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1、制 冷 原 理,7.1 膨胀机构及阀门,供液方式,直接膨胀供液 重力供液 液泵供液,一、直接膨胀供液,1）方式：通过膨胀阀直接向蒸发器供液，供液动力来自系统高低压差。2）特点：供液动力来自于系统内部的压力差；系统简单，操作方便；有闪发蒸气进入蒸发器；供液容易出现不均；蒸发器为单一通道，盘管长度受限（流动阻力问题）；3）适用范围：主要用于氟利昂系统；成套空调冷冻水或低温盐水的氨系统；生活服务性小冷库。,二、重力供液,1）方式：利用制冷剂液柱的重力来向蒸发器供液。2）特点：向蒸发器供给制冷剂液体，且便于均匀供液；压缩机吸入前经过氨液分离器，保证干压缩；氨液分离器液面相对稳定，便于实现液面自控；蒸发

2、压力受液柱静压影响；氨液分离器安装一定要高于蒸发器，一般高出最高盘管0.52m；3）适用范围:小型氨制冷系统,三、液泵供液,1）方式：利用液泵向蒸发器供液。2）特点：供液无闪发蒸气，回气无液滴，系统运行安全有效；供液稳定，可按负荷要求向蒸发器供液；供液动力大，供液量大(为实际蒸发量的36倍)，制冷效果好；供液量充分，回流过热度小，可以提高压缩效率和制冷系数；制冷系统动力增加1%1.5%；3）适用范围：大中型冷库，人工冰场等,氨系统,1)主要设备：压缩机、冷凝器、蒸发器、膨胀阀；2)辅助设备：油分离器、高压贮液器、集油器、紧急泄氨器、不凝性气体分离器、氨液分离器、排液桶、低压循环桶、氨泵3)流

3、程：制冷剂系统 油系统 空气分离系统 泄氨系统 水系统 4)特点：油分离器不可少 不设回热器 设紧急泄氨阀,氟利昂系统,1）主要设备：压缩机、冷凝器、蒸发器、膨胀阀；2）辅助设备：油分离器、贮液器、干燥过滤器、回热器。3）流程：制冷剂系统 4）特点：油分离器按需设置 设回热器改善制冷循环 安装干燥过滤器不可少,四、节流机构的作用类型,节流降压调节供液量 节流原理,1.手动节流阀2.浮球节流阀 3.热力膨胀阀 4.毛细管,1.手动节流阀（膨胀阀、调节阀）,结构：阀芯、阀座、手轮工作原理：利用阀芯与阀座间隙变化调节工质通过量应用：只有氨制冷系统或试验装置中使用。作为备用阀装在旁通管路上，以备应急或

4、检修自动膨胀阀时使用。,2.浮球节流阀,原理：根据满液式蒸发器的液面变化来控制蒸发器的供液量，可控制蒸发器的液面高度，同时节流降压。应用：广泛使用于满液式蒸发器的氨制冷系统中分类：直通式：工质先进入浮球室再由阀门控制进入蒸发器的流量 特点：结构简单，但液面波动较大，调节阀稳定性较差非直通式：工质直接进入蒸发器，盈亏由浮球室调节控制 特点：液面稳定，调节工作稳定，但构造及安装复杂 高压浮球阀低压浮球阀,3.热力膨胀阀,原理：利用蒸发器出口处制冷剂蒸汽过热度的变化调节供液量。结构：金属膜片、阀座、阀芯、旋转弹簧座应用：氟利昂系统中广泛使用（与非满液式蒸发器配合使用）。,热力膨胀阀作用,热力膨胀阀,

5、分类：（1）内平衡式结构特点:金属膜片两侧工质来自感温包和阀出口。原理：关阀力 制冷剂蒸发压力 金属膜片受力 弹簧力（按要求过热度调节）开阀力 感温包内工质压力适用：蒸发器流程短及阻力小的制冷系统。,分类：（2）外平衡式结构特点：金属膜片两侧工质来自感温包和蒸发器出口。原理：关阀力 蒸发器出口压力(减去了蒸发器阻力)金属膜片受力 弹簧力（按要求过热度调节）开阀力 感温包内工质压力适用：蒸发器压力损失较大的制冷系统。,热力膨胀阀,热力膨胀阀,选配与安装选配时膨胀阀制冷量应大于蒸发器制冷量阀体应尽量接近蒸发器，以及调节和拆修都比较方便的部位；阀体应垂直安装，其位置高于感温包的位置；膨胀阀前应装过滤

6、器；感温包安装在蒸发器出口吸气管道水平部分，并且要用没有吸湿性的材料充分隔热.,感温包的充注方式同工质液体充注液体交叉充注气体充注吸附充注,热力膨胀阀,电子膨胀阀也是根据蒸发器出口温度即过热度来对阀门的开度进行调节，所不同的是先将温度信号转换成电信号，再利用电信号改变阀门的开度。电磁式利用电磁线圈内电流的变化来实现阀门的控制，图10-10电动式利用脉冲电压驱动脉冲电机来实现控制，图10-12（直动型），10-14（减速型）热动式利用热敏电阻阻值随温度变化改变加热电流（加热量）来实现。,电子膨胀阀,4.毛细管,原理：利用孔径和长度变化产生压力差，实现节流降压，控制制冷剂流量。应用：主要用于热负荷

7、较小的家用制冷器具中，同时要求制冷系统有比较稳定的冷凝压力和蒸发压力，如空调、冰箱。特点：一般采用铜管，结构简单，制造方便，价格便宜，不易产生故障。压缩机停止运行后，冷凝器和蒸发器的压力可以自动达到平衡，减轻了再次启动电动机的负荷。对制冷剂流量的调节能力很低。,5.电磁阀,自动接通或切断管路常开型通电关闭 常闭型通电开启直接作用式作用力小，可控制管径小及流量小；间接作用式作用力大，可对大流量进行控制。,6.截止阀(手动截止阀),7.2 辅助设备,一、油分离器,1、作用：分离制冷剂中携带的润滑油 2、类型：过滤式 油分离器类型 洗涤式 离心式 填料式,3、结构及工作原理,洗涤式,离心式,填料式,

8、油分离器,油分离器设计及连接,4、设计：5、管道连接：,油分离器内气体流速，填料式油分离器宜采用0.30.5（ms），其它型式油分离器宜采用不大于0.8m/s,二、集油器,1、作用：收集并放出润滑油；2、位置：与油分离器、冷凝器、贮液器、蒸发器等设备相连。3、应用:,小型制冷装置采用一台集油器大中型制冷装置采用高低压集油器,三、高压贮液器,1、结构：2、选型设计：,制冷装置中每小时氨液的总循环量（Kg/h）,高压贮液器的容积系数，查手册取值,氨液充满度，一般宜取70%,冷凝温度下液氨的比容 L/Kg,四、空气分离器,1、作用：分离制冷剂中混杂凝性气体，并回收净化后的制冷剂。2、原理：降温冷凝3

9、、类型：立式：适宜自控空气+氨气空气分离器中部放热冷凝氨液+空气放空气 氨液空气分离器冷却盘管吸热蒸发氨气压缩机吸气管的气液分离器,空气分离器,3、类型：卧式：又称四重管式,五、气液分离器,1、作用：将制冷剂蒸气与 制冷剂液体进行分离2、分类：主要为氨液分离器机房用：分离蒸发器来的低压 蒸气中的液滴，避免压缩机湿压缩；库房用：分离由节流阀来的制冷剂中的闪发气体，只让氨液进入蒸发器，提高蒸发器热交换效果，兼分配液体。3、设计：桶径,氨液分离器内气体流速，一般采用0.5m/s,六、低压循环贮液桶,1、结构：2、类型：立式和卧式2、设计:,低压循环桶内气体流速，立式宜采用0.5m/s，卧式宜采用0.

10、8m/s,低压循环桶截面积系数，立式宜采用1，卧式宜采用0.3,压缩机理论吸气量m3/h,低压循环桶气体出气口的个数,七、排液桶,作用：设备检修或蒸发器除霜时暂时储存制冷剂液体。结构：设计：,最大的一个蒸发器总容积,冷却设备注氨量的百分数,排液桶氨液充满度，一般宜取0.7,八、过滤器和干燥器,1、过滤器：气体过滤器：压缩机吸气管路上或压缩机吸气腔；液体过滤器：调节阀或自动控制阀前的液体管路上。2、干燥器：只在氟利昂系统中使用，吸附水分，防止冰塞。位置：冷凝器（或贮液器）与热力膨胀阀之间。特点：常与过滤器结合做成干燥过滤器，既干燥又过滤。3、结构：图10-36,10-37,10-38,10-39

11、,九、安全保护装置,1.紧急泄氨器：紧急情况时，快速排掉贮液器、蒸 发器中的氨液。2.安全阀：防止设备压力过高发生危险。3.易熔塞：小型氟里昂制冷系统常用易熔塞代替安 全阀,十、自控装置与自动调节,1.电磁阀（1）作用：自动接通或切断制冷系统的供液管路，广泛用于如冷藏箱、空调器等所匹配的氟利昂制冷机中。（2）位置：冷凝器与蒸发器间的管路上装有，可控制液体管路的启闭。（3）结构,十、自控装置与自动调节,2.电磁四通换向阀（1）作用：控制、改变制冷剂流量，使系统由制冷工况向热泵工况转变。（2）应用：主要用于热泵型家用空调器。（3）结构,十、自控装置与自动调节,3.压缩机的保护（高低压保护器）（1）

12、排气压力保护(高压保护)保护压缩机的排气压力不超压，属于安全保护装置。（2）吸气压力保护（低压保护）蒸发温度降低，使制冷机在不必要的低温下工作，会浪费电能，有时也会使液体载冷剂冻结。故吸气压力也必须严格控制，保持在一定压力以上，属于节能保护装置。（3）油压保护,小结,贮液器：高压贮液器、低压循环桶、排液桶分离器：油分离器、空气分离器、气液分离器、过滤器、干燥过滤器安全装置：安全阀、易熔塞、泄氨阀,7.3 制冷系统管道设计,一、制冷系统管道 组成,1.制冷剂管道：氨或氟利昂 2.载冷剂管道：水或盐水 3.冷却水管道：水 4.润滑油管道：制冷剂及润滑油,1.管材：无缝钢管2.管道连接：管与管焊接，

13、管与管件法兰连接 3.密封材料：普通橡胶4.管径确定：1）公式法：管道内制冷剂流速取值（表10-3）2）图表法：根据管道条件，确定选用的计算图表。再根据配管设计时的工况负荷量和管子当量长度，确定设计管道的公称直径。,二、制冷剂管道设计-氨系统,氨管道,三、制冷剂管道设计-氟利昂系统,1.管材：紫铜管：Dg25mm 无缝钢管：Dg25mm 2.管道连接：焊接、法兰连接、螺蚊连接 3.密封材料：丁腈橡胶4.管径确定：先选择计算图表，再根据设计工况制冷能力和管子当量长度，以及蒸发温度，确定设计管道的管径。（图10-4010-44）,氟利昂管道,四、制冷剂管道基本布置原则,1.保证各蒸发器充分供液；2

14、.避免压力损失过大；3.防止液态制冷剂进入压缩机；4.防止压缩机润滑不足；5.应考虑操作和检修方便，适当注意整齐。,五、氨管道的布置要求,1.总要求：系统安全运行，方便操作检修，经济合理，使用氨用仪表。2.重力供液水平管不能上凸下凹，防止“气囊”“液囊”。3.管道坡度和坡向要求：一般坡向与制冷剂流向一致。,六、氟里昂管道的布置要求,1.总要求：氟利昂系统应保证回油良好，管道设计时应注意带油问题。有坡度的管道，都坡向制冷剂流动的方向。2.吸气管 1）吸气管应有不小于0.01的坡度，坡向压缩机，以便于回油。2）蒸发器高于压缩机时，其回气管应先向上弯曲至蒸发器的最高点，再向下通至压缩机。3）多台压缩

15、机并联运行时，曲轴箱上应装有均压管和油平衡管。4）上升吸气立管的氟利昂气体流速必须高于带油最低流速。,氟里昂管道的布置要求,2.排气管 1）应注意最低带油速度，并防止停机后排气管中可能凝结的液滴流回压缩机。应注意最低带油速度，并防止停机后排气管中可能凝结的液滴流回压缩机。2）排气管应有0.010.02的坡度，坡向油分离器或冷凝器。3）不用油分离器时，若压缩机低于冷凝器，排气管应设计成U形弯管。,七、管道的保温,1.保温材料包在管道设备外侧 2.保温层外需设防潮层（密封）3.安装时防止产生冷桥 4.保温材料：玻璃棉、软木、硅酸铝、聚苯乙烯、聚氨酯等 5.防潮材料：沥青油毡、塑料薄膜、铝箔等,按布

16、局分开式系统闭式系统按蒸发器之间连接方式分按空调回水管布置分,八、冷冻水系统,并联水系统串联水系统,同程式回水系统异程式回水系统,直流式混合式机械循环式,九、冷却水系统,7.4 制冷机房设计,一、了解机房设计任务,1.空调用冷冻站：总制冷量，冷冻水供水、回水温度，冷水机组，冷 却水系统，冷冻水系统2.冷藏库制冷系统：冷藏量，冻结能力，制 冷装置，库房设计,二、收集机房设计原始资料,冷负荷资料：来源随制冷工艺的不同而异，如空调用冷冻站，其冷负荷由空调计算提供。同时要了解用户要求的供冷方式（直接、间接）。水质资料：冷却水水源的水质资料：浑浊度、含铁量、PH值、水温、供水情况等。气象资料：最高、最低

17、温度，大气压力、大气相对湿度等；地质资料：通常由土建专业提供。设备资料：各种设备的主要性能、技术规格、技术参数、设备外形图、安装图、出厂价格等。主要材料资料：保温材料、各种管材的技术性能、规格、价格等。工厂发展规划资料,三、确定系统总制冷量Q0,考虑：用户实际需要的制冷量 制冷系统本身和供冷系统的损失量 A为冷损失附加系数：直接供冷 A57 间接供冷 A715,四、确定制冷剂种类和系统形式,一般根据系统总制冷量、冷冻水量、水温及使用条件确定：1.制冷剂的确定Q0350kw，间接供冷或对卫生、安全无特殊要求时：宜用氨；Q0350kw，对卫生安全有特殊要求或直接供冷：宜用氟利昂。2.系统形式的确定

18、 单级压缩 单机工作 双级压缩 多机并联工作3.供冷方式：根据工程的实际需要来确定 直接供冷：冷藏库 间接供冷：大中型机制空调用制冷系统,五、确定系统设计工况,1.冷凝温度：由冷却介质温度及传热温差确定2.蒸发温度：由冷却对象的温度及传热温差确定3.过冷温度：比冷凝温度低354.吸气温度：氨系统：过热度58 氟系统：吸气温度155.工况确定后，即可绘制压焓图，进行循环热力计算，为选设备提供原始数据,1.选择原则：压缩机型式、台数、压缩级数的选择 大中型冷冻站：一般离心式或螺杆式 中小型冷冻站：一般活塞式或螺杆式2.压缩机制冷量计算选配压缩机：（三种方法）由理论输气量计算：由冷量换算公式计算：由

19、压缩机特性曲线确定3.压缩机轴功率的计算得出电机功率选配电机,六、选择压缩机及其配用电机,七、选配冷凝器、蒸发器,1.选择类型2.计算冷凝器、蒸发器传热面积，计算后应加上1015的裕度，确定冷凝器、蒸发器型号3.计算换热介质（冷却水、冷冻水）用量，设计水系统,八、选配制冷系统辅助设备,1.油分离器2.贮液器3.集油器4.空气分离器5.紧急泄氨器6.过滤器和干燥器7.回热器,九、制冷机房的布置,1.制冷机房位置尽可能靠近冷负荷中心，力求缩短输送管道；氨制冷机房应考虑到氨制冷剂的易燃易爆特性。2.大中型机房内主机宜与辅助设备及水泵分间布置，可单设泵房；3.压缩机一般情况下不少于两台，布置成对称或有规律的形式。压缩机的所以压力表、温度计等仪表，均应设置在操作时便于观察的地方，通常使其面向主要操作通道；4.立式冷凝器一般均装在室外，距外墙一般不宜超过5m；卧式冷凝器一般装在室内；蒸发式冷凝器一般布置在制冷站屋顶上；5.蒸发器位置应尽可能靠近压缩机，以缩短吸气管，减少压力降；6.设备间的净间距要求。,十、制冷剂管路的设计,1.管道布置2.管径确定3.阻力损失计算,十一、工程制图,1.设备布置平面图2.设备布置剖面图3.制冷系统图,十一、冷水机组,活塞式冷水机组螺杆式冷水机组离心式冷水机组涡旋式冷水机组,