1、制冷设备学习,一、热交换器,概念：实现两种（或两种以上）温度不同的流体间相互传热的设备。 分类：冷凝器、蒸发器。,（一）、冷凝器 1、作用：将压缩机升压排出的制冷剂过热蒸汽冷却冷凝成制冷剂液体，并放热于冷却介质（空气或水）中。,2、冷库常用冷凝器： 1）、立式壳管式冷凝器多用于大中型氨制冷系统，垂直安放室外，适用于水质差、水温较高而水量充足地区。 立式冷凝器冷却水从上部进入冷凝器，在分水器的作用下以螺旋状流过管程，与壳程的高温、高压氨气换热，使过热氨气等压冷凝成氨液。,技术特性 设计压力：2.0MPa 设计温度:50 水压试验：2.5MPa 气密试验：2.0MPa 制冷剂：R717,数据参数,
2、回忆：设备中安全阀、平衡管、混合气体管、放油阀、氨汽进管、氨液出管分别与系统中什么连接其作用？ 安全阀： 与大气相接。 平衡管： 与高压贮液器相接。平衡系统中压力 混合气体管： 与空气分离器相接。目的排除系统中不凝性气体。 放油阀： 与集油器相接。将冷凝器积聚的润滑油排除。 氨汽进管： 与油分离器相接。 氨液出管： 高压贮液器。 冷凝器水内最佳流速：0.8m/s1.5m/s, 冷凝器空气流速： 2m/s4m/s,2)、卧室壳管式冷凝器用于大中型氨、氟里昂制冷系统中，小型冷库冷凝机组、空调冷水机组中常用。 氨用卧室壳管式冷凝器： 工作原理:来自压缩机的高温高压氨蒸汽，由冷凝器壳体的顶部进气口进入
3、冷凝器的壳程，在固定于管板上的冷凝管束上放热冷凝成液体，氨液由壳体的底部出液口流出。冷却水从端盖下法兰口进入，受端盖内的分隔板的导向，在冷凝器的换热管内呈多流程来回流动。吸收热量后从端盖上法兰排出。冷凝器圆筒上还设有安全阀接口、放空气口、压力表接口、平衡口，在端盖上还设有放气口和放水口。,冷却水下进上出优点:1、保证管内充满水。2、启动时有利于排除管内空气。3、符合冷热液体间的传热流动特性。 卧室壳管式冷凝器 优点：1）、传热系数高2）、结构紧凑 缺点：1）、泄露不易发现2）、水质要求高3）、占地面积大,3）、氟用卧室壳管式冷凝器（空调冷水机组中常用） 管内采用铜管的好处：1、铜比钢的导热系数
4、大2、延展性好，能加工高效螺纹管。3、管壁面光滑，液体流动阻力小，不易结垢4、冷量大，体积小,蒸发式冷凝器,蒸发式冷凝器以水和空气作为冷却介质。它利用水蒸发时吸收热量使管内制冷剂蒸气凝结。水经水泵提升再由喷嘴喷淋到传热管的外表面，形成水膜吸热蒸发变成水蒸气，然后被进入冷凝器的空气带走。未被蒸发的水滴则落到下部的水池内。箱体上方设有挡水栅。用于阻挡空气中的水滴散失。,应注意以下问题：1）进口空气的湿球温度ts1与当地气象条件有关。2）风量配备与ts1有关。ts1越高则所要求的送风量就越大，送风耗能也越多。所以送风量的配备应从节能和性能要求两方面综合考虑。3）水量配备应以保证润湿全部换热表面为原则
5、。随意增大配水量会造成水泵功耗上升，水的飞散损失增大，运行成本提高。,（二）、蒸发器 1、作用：在蒸发器中，制冷剂液体在低压、低温汽化吸收被冷却介质的热量，成为低温低压下的制冷剂饱和蒸汽和过热蒸汽，从而在制冷系统中输出和产生冷量。 2、安装位置位于节流阀和回气管或气液分离器之间，安装于需要冷却、冻结的冷间或场所。,分类：满液式和干式 满液式卧式壳管蒸发器：制冷剂走壳程，载冷剂走管程。复习满液式卧式壳管蒸发器的工作原理？干式卧式壳管蒸发器：制冷剂走管程，载冷剂走壳程。,3、冷库常用蒸发器类型,1.壳管式满液式蒸发器： 一般为卧式结构，制冷剂在壳内管外蒸发；载冷剂在管内流动，一般为多程式。载冷剂的
6、进出口设在端盖上，取下进上出走向。制冷剂液体从壳底部或侧面进入壳内，蒸气由上部引出后返回到压缩机。壳内制冷剂始终保持约为壳径70%80%的静液面高度。,应注意以下问题：1）以水为载冷剂，其蒸发温度降低到0以下时，管内可能会结冰，严重时会导致传热管胀裂。2）低蒸发压力时,液体在壳体内的静液柱会使底部温度升高,传热温差减小。3）与润滑油互溶的制冷剂，使用满液式蒸发器存在着回油困难。4）制冷剂充注量较大。同时不适于机器在运动条件下工作，液面摇晃会导致压缩机冲缸事故。,工作原理：高压氨液节流后进入卧式蒸发器的壳体内蒸发，吸收管内载冷剂(水或盐水)热量，造成低温以冷却水、盐水或其它介质。 技术特性 设计
7、压力：壳程1.4MPa 管程0.4MPa 设计温度：38 水压试验：壳程1.75MPa 管程0.6MPa 壳程气密试验：1.4MPa 制冷剂：R717,2.干式蒸发器干式蒸发器是一种制冷剂液体在传热管内能够完全气化的蒸发器。其传热管外侧的被冷却介质是载冷剂（水）或空气，制冷剂则在管内吸热蒸发，其每小时流量约为传热管内容积的20%30%。增加制冷剂的质量流量，可增加制冷剂液体在管内的湿润面积。同时其进出口处的压差随流动阻力增大而增加，以至使制冷系数降低。,干式蒸发器按其被冷却介质的不同分为冷却液体介质型和冷却空气介质型两类。,（1）冷却液体介质的干式蒸发器：图示出了壳管式干式蒸发器的直管式和U形
8、管式的结构型式。它们的共同特点是壳内装有多块圆缺形折流板，目的在于提高管外载冷剂流速、增强换热效果。,干式壳管式蒸发器的特点是：能保证进入制冷系统的润滑油顺利返回压缩机；所需要的制冷剂充注量较小，仅为同能力满液式蒸发器的1/3；用于冷却水时，即使蒸发温度达到0，也不会发生冻结事故；可采用热力膨胀阀供液，这比满液式的浮球阀供液更加可靠。,二、中间冷却器,1、作用 1）、将压缩机低压级排出的过热蒸汽冷却为中间压力下的饱和蒸汽 2）、冷却节流前液体，对高压氨液进行过冷，提高制冷系统的产冷量。 3）、分离低压级压缩机中夹带的润滑油,2、技术特性： 设计压力：1.4MPa 设计温度：38 水压试验：1.
9、75MPa 气密试验：1.4MPa 制冷剂：R717,2、技术特性： 设计压力：1.4MPa 设计温度：38 水压试验：1.75MPa 气密试验：1.4MPa 制冷剂：R717,设备型号： ZLA - 1.0 ZLA - 1.5 ZLA - 2.0 ZLA - 3.5 ZLA - 6.0,三、油分离器,1）、位置：位于制冷压缩机和冷凝器之间。 2）、作用：压缩机在工作中，汽化的润滑油蒸汽和飞溅的小油滴会与制冷剂蒸汽混合在一起排出，在冷凝器或蒸发器的换热面上被冷而形成油膜，降低制冷效果。将压缩机排出过热蒸汽中夹带的润滑油分离出来。,3）、设计温度、设计压力和试验压力 设计温度：150 设计压力：
10、2.5MPa 试验压力： 气压试验：2.3MPa 4）、分类：YFA洗涤式和YF-TL填料式 洗涤式（ YFA）YFA洗涤式油分离器中，高压氨气经过高压氨液的洗涤降温，气流方向改变，速度降低，使高压氨气中的油逐步得到分离,型号：YFA-40 YFA-50 YFA-65 YFA-80 YFA-100 YFA-125 YFA-150 YFA-200,思考：设备上进器管上平衡空的作用？平衡压缩机的排气管路、油分离器和冷凝器之间的压力。 安装使用注意什么问题？正常液面应高出进气管底端125-150mm，安装时冷凝器的出液水平管段要比油分器的进液管高出200-300mm左右。,填料式油分离器（ YF-T
11、L）,YF-TL填料式油分离器中，由特殊导流片作用，高压氨气中的油在离心力作用下初步分离后，通过不锈钢填料层，使油得到进一步分离。有冷却水套：一把安装在制冷压缩机组上壳体外没有冷却水套：设于制冷机和冷凝器之间。 技术特性：设计压力：2.0MPa 设计温度：150 水试验：2.5MPa 气密试验：2.0MPa 制冷剂：R717,四、高压贮液器(氨、氟),位置：位于冷凝器之后，必须保证冷凝器内液体能借其液位差流入贮液器。 作用：1）、储存冷凝器流出的制冷剂液体，是冷凝器的传热面积充分发挥作用。2）、保证供应和调节制冷系统中有关设备需要的制冷剂液体循环量。3）、起到液封作用，防止高压制冷剂蒸汽窜至低
12、压系统管路去。,高压贮液器的容量应该满足下列的几个条件：（1）高压贮液器的容量一般应能收容系统中全部充液量。（2）在有多台蒸发器时，高压贮液器的容量可为最大蒸发器的充液量与贮液器中正常液量之和。（3）为了防止温度变化时，因热膨胀，造成危险，贮液器的贮存量不应超过贮液器本身容积的80%。,平衡液位计氨液进 安全阀 1.5MPa压力表 平衡管 氨液出 放空气阀 (排污),五、氨液分离器,位置:蒸发器通往压缩机的回气管路上.安装于机房内或库房的调节站之上. 作用氨液分离器是用分离自蒸发器来的氨气所携带的液氨，防止液氨进到氨压缩机产生液体冲击造成事故 、经蒸发器吸热汽化后的制冷剂蒸气在其被吸入压缩机之
13、前进行汽液分离,确保压缩机做干压缩. 保证制冷剂液体顺利均匀进入蒸发器. 氨用汽液分离器还能起到分离润滑油的作用.,型号 AFA-50 AFA-65 AFA-80 AFA-100 AFA-125 AFA-150 AFA-200 AFA-300,六、低压循环贮液器,位置:蒸发器通往压缩机的回气管路上 作用:1)、分离由蒸发器返回气体中所带液体、并贮存 2）、液体经过加压再重新供入系统 ，均匀供液3）、融霜排液,设备型号：,七、排液桶,排液桶用于冷库系统中，暂时贮存冷风机或蒸发排管冲霜时排出的低压液体。容器上装有安全阀，其开启压力为1.81MPa。 作用: 1)、贮存热氨融霜时由冷风机或冷却排管内
14、排出的氨液，并分离氨液中润滑油。 2）、用于中冷器、低压循环桶、汽液分离器等设备液位过高或检修时的排液。,设备型号：,八、集油器,作用： ）收集从油分离器、冷凝器、贮液器、中冷器、蒸发器、排液桶等设备放出的润滑油，并将润滑油夹带的氨液分离出来。 ）、在低压状况下将油放出,这样可减少氨的损失并保证工作人员的安全. ）、型号：JY150-500,九、空气分离器,利用制冷剂冷却混合气体，使汽气分离变成汽液分离。 作用：分离和清除制冷系统中不凝性气体，保证制冷系统安全工作。型号: KF-32 KF-50,十、经济器,经济器用于二次进气螺杆压缩机制冷系统中，在蒸发温度比较低（-25以下）的工况下，普通单
15、级螺杆压缩机的效率降低、制冷量减小、排气温度较高，采用经济器补气循环，能改善单级螺杆压缩制冷循环的效率，提高制冷量，降低压缩机排气温度。经济器的使用可使单级螺杆压缩机应用范围更广，更经济。,螺杆经济器分氨用、氟用两个系列。 氨用经济器为满液式换热器，一部分氨液节流后在管外蒸发后进入压缩机补气口，另一部分氨液在管内被过冷。 氟用经济器为干式换热器，一部分氟里昂液体节流后在管内蒸发后进入压缩机补气口，另一部分氟里昂液体在管外被过冷。,氨系列经济器参数表,十一、卧式桶氨泵组合装置,本系列组合装置将卧式低压循环贮液桶和两台离心屏蔽氨泵组装在同一钢架上，工艺管路，阀门，自控元件，电气元件，均已装配齐全，
16、构成桶泵一体化供液装置。本系列装置具有自动供液，液位显示，液高报警，氨泵自动保护，自动或手动操作等功能。 ZWB 说明： 第一位Z：表示自动型 第二位W：表示卧式桶 第三位B：表示氨泵 第四部分表示：卧式桶容积（m3） 第五部分表示：每台氨泵流量（m3/h 第六部分表示：氨泵扬程（m）,型号: ZWB1-640 ZWB2.5-640 ZWB3.5-640 ZWB5-640,十二、虹吸罐,压缩机排出的高温高压氨蒸汽经蒸发式冷凝器冷凝后变成液体，首先进入虹吸罐，在虹吸罐的液面达到溢流口进入贮液器而向蒸发器供液。而虹吸罐溢流口以下的液体经虹吸罐的出液口依靠重力流向螺杆压缩机的油冷却器，在油冷却器中吸
17、收润滑油的热量后蒸发变成气体，经回气口回到虹吸罐，气体所携带的液体在虹吸罐中得到分离，干燥气体在压缩机排气所造成的虹吸作用的推动下而进入蒸发式冷凝器得到了冷凝，冷凝下来的液体又进入了下一轮循环。,（三）紧急泄氨器图4-43为紧急泄氨器的构造示意图。其顶部为直径32mm的氨液入口，侧面为直径32mm的给水管入口，可与消防水管或自来水管相通。,紧急泄氨器,（一）安全阀图4-41为微启式弹簧安全阀。当压力超过规定数值时，阀门自动开启，将制冷剂排出系统。,图4-41 安全阀,第二节 节流机构,节流机构是制冷装置中的重要部件之一，它的作用是将冷凝器或贮液器中冷凝压力下的饱和液体（或过冷液体），节流后降至
18、蒸发压力和蒸发温度，同时根据负荷的变化，调节进入蒸发器制冷剂的流量。,按照节流机构的供液量调节方式可分为以下五个类型：（1）手动调节的节流机构：一般称做手动节流阀。以手动方式调整阀孔的流通面积来改变向蒸发器的供液量。其结构与一般手动阀门相似。多用于氨制冷装置。,（2）用于液位调节的节流机构：通常称做浮球调节阀。它利用浮球位置随液面高度变化而变化的特性控制阀芯开闭，达到稳定蒸发器内制冷剂的液量的目的。它可作为单独的节流机构使用，也可作为感应元件与其他执行元件配合使用，适用中型及大型氨制冷装置。,（3）用蒸气过热度调节的节流机构：这种节流机构包括热力膨胀阀和电热膨胀阀。它通过蒸发器出口蒸气过热度的
19、大小调整热负荷与供液量的匹配关系，以此控制节流孔的开度大小，实现蒸发器供液量随热负荷变化而改变的调节机制。主要用于氟利昂制冷系统及中间冷却器的供液量调节。,（4）用电子脉冲进行调节的节流机构：在现代舒适性空调装置中，有一种以数字化测检空调舒适度(如房间内的温度、湿度、气流状况、人员增减、人体衣着条件等)作为房间空气调节控制基础的新型舒适节能型空调装置。它根据检测到的房间舒适度(即PMV值大小)，相应改变压缩机转速，产生最佳舒适状态所需要的制冷(制热)量，从而有效地避免了开停调节式空调器因开停温差产生的能量浪费。,（5）不进行调节的节流机构：这类节流机构如节流管（俗称毛细管），恒压膨胀阀，节流短
20、管及节流孔等。一般在工况比较稳定的小型制冷装置（如家用电冰箱、空调器等）中使用。它具有结构简单、维护方便的特点。,一、手动节流阀,手动节流阀又称手动调节阀或膨胀阀，是最老式的节流机构，其外形与普通截止阀相似。它由阀体、阀芯、阀杆、填料函、填料压盖、上盖和手轮等零件组成。节流阀与截止阀的不同之处，在于它的阀芯为针型或具有V形缺口的锥体，而且阀杆采用细牙螺纹。这样当旋转手轮时，可使阀门的开启度缓慢地增大或减小，以保证良好的调节性能。,二、浮球节流阀,浮球节流阀（或称浮球调节阀）是用于具有自由液面的蒸发器（如卧式壳管式蒸发器、直立管式或螺旋管式蒸发器）的供液量的自动调节。通过浮球调节阀的调节作用，在
21、这些设备中可以保持大致恒定的液面。同时浮球调节阀有起节流降压的作用。浮球调节阀广泛使用于氨制冷装置中。可分为直通式和非直通式两种。,三、热力膨胀阀,热力膨胀阀属于一种自动膨胀阀，又称热力调节阀或感温调节阀，是应用最广的一类节流机构。它是利用蒸发器出口制冷剂蒸气的过热度调节阀孔开度以调节供液量的，故适用于没有自由液面的蒸发器，如干式蒸发器、蛇管式蒸发器和蛇管式中间冷却器等。根据热力膨胀阀内膜片下方引入蒸发器进口或出口压力，分为内平衡式或外平衡式两种。,直通式浮球调节阀结构比较简单，但由于液体的冲击作用引起壳体内液面波动较大，使调节阀的工作不太稳定，而且液体从壳体流入蒸发器，是依靠静液柱的高度差，
22、因此液体只能供到容器的液面以下。非直通式浮球调节阀工作比较稳定，而且可以供液到蒸发器的任何部位。,1.热力膨胀的工作原理,内平衡式热力膨胀阀由感温包、毛细管、阀座、膜片、顶杆、阀针及调节机构等构成。膨胀阀是接在蒸发器的进液管上，感温包中充注有的工质与系统中制冷剂相同，感温包设置在蒸发器出口处的管外壁上。,由于过热度的影响，其出口处温度t1与蒸发温度t0之间存在着温差tg，通常称做过热度。,感温包感受到t1后，使整个感应系统处于t1对应的饱和压力pb。该压力通过毛细管传到膜片上侧，在膜片侧面施有调整弹簧力pT和蒸发压力p0，三者处于平衡时有pb=pT+p0。,从热力膨胀阀的工作原理可以看出，其阀
23、芯的调节动作来源于pb=p1+p0。而在膜片上下侧的压力平衡是以蒸发器内压力p0作为稳定条件，所以称之为内平衡式热力膨胀阀。,在许多制冷装置中，蒸发器的管组长度较大，从进口到出口存在着较大的压降p0，造成蒸发器进出口温度各不相同，p0不是一个固定值。即在这种情况下若使用上述内平衡式热力膨胀阀，则会因蒸发器出口温度过低而造成pbpT+p0，造成热力膨胀阀的过度关闭，以至丧失对蒸发器实施供液量调节的能力。,外平衡式热力膨胀阀将内平衡式热力膨胀阀膜片驱动力系中的蒸发压力p0，改为由外平衡管接头引入的蒸发器出口压力pw取代，以此来消除蒸发器管组内的压降p0所造成的膜片力系失衡，而带来的使膨胀阀失去调节
24、能力的不利影响。,由于pw=p0-p0，尽管蒸发器出口过热度偏低，但膜片力系变成为pb=pT+(p0-p0)，即pb=pT+pw时，仍然能保证在允许的装配过热度范围内达到平衡。在这个范围内，当pbpT+pw时，表示蒸发器热负荷偏大，出口过热度偏高，膨胀阀流通面积增大，使制冷剂供液量按比例增大。反之按比例减小。,2.热力膨胀阀的选择与使用,1.为了稳定蒸发器的工作，在确定热力膨胀阀容量时，一般应取蒸发器热负荷的1.21.3倍。,2.为了保证感温包采样信号的准确性，当蒸发器出口管径小于22mm时，感温包可水平安装在管的顶部；当管径大于22mm时，则应将感温包水平安装在管的下侧方45o的位置，然后外包绝热材料。绝对不可随意安装在管的底部。也要注意避免在立管，或多个蒸发器的公共回气管上安装感温包。,3.外平衡式热力膨胀阀的外平衡管应接于感温包后约100mm处，接口一般位于水平管顶部，以保证调节动作的可靠性。,4.为了使热力膨胀阀节流后的制冷剂液体均匀地分配到蒸发器的各个管组，通常是在膨胀阀的出口管和蒸发器的进口管之间设置一种分液接头。,
