蒸氣壓縮式制冷系統(tǒng)的構成(好)

2 1 3蒸氣壓縮式制冷系統(tǒng)的構成 壓縮機熱交換設備節(jié)流機構管道各種控制閥輔助部件 蒸氣壓縮式制冷系統(tǒng)的構成 一 壓縮機 圖2 25制冷和空調用壓縮機的分類及結構示意圖 壓縮式制冷系統(tǒng)的心臟 主機 有用能的輸入制冷劑在系統(tǒng)中的循環(huán)流動 整機性能可靠性壽命噪聲 壓縮機 壓縮機按壓縮原理有兩大類 容積型速度型 容積型壓縮機 速度型壓縮機 通過對運動機構作功 以減少壓縮式容積 提高蒸氣壓力來完成壓縮功能 由旋轉部件連續(xù)將角動量轉換給蒸氣 再將該動量轉為壓力 圖2 26各類壓縮機在制冷和空調工程中的應用范圍 活塞式壓縮機 機體 曲軸箱 氣缸活塞吸 排氣閥曲軸連桿機構 組成 活塞式壓縮機有以下特點 因為是往復運動 轉速不宜太高 氣缸工作腔有余隙容積 氣缸工作腔必須設置吸 排氣閥 使吸 排氣過程產生阻力損失 結構復雜 零部件多 往復式壓縮機不允許吸氣帶液 回轉式壓縮機 回轉機最普通的為固定葉片式結構 常常又稱作 滾動活塞式壓縮機 比往復機更可靠是同等能力下尺寸小制造成本低 優(yōu)點 固定葉片 葉片只滑動不轉動 沒有吸氣閥 特點 回轉機當前研究與開發(fā)的重點 回轉機的局限性 壓縮機中任何基本磨損 軸承 軸 轉子或葉片等磨損 都使間隙變大 并明顯影響壓縮機性能 降低振動與噪聲 改善油處理和減小摩擦 渦旋式壓縮機 結構簡單復雜的形線極高的精度要求 數控機床技術的發(fā)展 制造困難 渦旋機 渦旋機在技術上的特長 沒有氣閥在制冷裝置中 可靠性大大提高 軸的扭矩更均勻 運轉平穩(wěn) 壓力脈動小 振動和噪聲低 在給定吸氣條件下 渦旋機的容積效率幾乎與壓力比無關 不存在余隙容積的影響 能夠用同一個電動機在很寬的工作范圍內高效運轉 長處 熱泵的季節(jié)供熱系數HSPF提高 整個系統(tǒng)的效率提高 即季節(jié)能效比SEER提高 螺桿式壓縮機 近年來 隨著螺桿機可靠性方面的改進 它在中等容量的制冷與空調裝置上的應用更為廣泛了 螺桿機在部分負荷時的效率比離心機高8 10 而且不存在離心機的喘振問題 特點 離心式壓縮機 離心式壓縮機依靠氣流速度變化的動力學效應 起到壓縮作用 吸入氣體由葉輪旋轉達到很高速度 然后導入渦殼使速度能轉變成壓力能 級壓力比受葉輪圓周速度與制冷劑性質的影響 輪周速度受制于材料強度和氣體動力條件 一級葉輪可以達到的壓力比 級壓力比 一般為3 4 一般限制輪周速度不超過制冷劑進口處音速的1 4 1 5倍 離心機的特點是 結構簡單 轉速高 輸氣量大 故體積 重量小 制冷劑不與潤滑油接觸 避免了油對制冷劑的影響 與前述各種容積式壓縮機特性一個重要的不同之處是 它的吸 排氣壓力差 或壓力比 與吸氣量有密切關系 吸氣量變化還影響機器效率 在部分負荷運行時 有可能出現喘振 喘振現象就是氣流在流道內來回撞擊而不能正常輸出 二 熱交換設備 制冷系統(tǒng)的熱交換設備主要是冷凝器和蒸發(fā)器 它們是制冷劑與外部熱源介質之間發(fā)生熱交換的設備 冷凝器 用冷凝器將制冷劑從低溫熱源吸收的熱量及壓縮后增加的熱焓排放到高溫熱源 冷凝器按冷卻方式 空氣冷卻式冷凝器中根據管外空氣流動方式 空氣冷卻式水冷式蒸發(fā)冷卻式 自然對流空氣冷卻式冷凝器強制對流空氣冷卻式冷凝器 圖2 27自然對流空氣冷卻式冷凝器 圖2 28空氣強制對流冷凝器 1 肋片2 傳熱管3 上封板4 左端板5 進氣集管6 彎頭7 出液集管8 下封板9 前封板10 通風機11 裝配螺釘 圖2 29氨臥式殼管式冷凝器 圖2 30氟利昂套管式冷凝器 圖2 31蒸發(fā)式冷凝器結構原理 1 通風機2 擋水柵3 傳熱管組4 水泵5 濾網6 補水閥7 噴水嘴 蒸發(fā)器 蒸發(fā)器是制冷機中的冷量輸出設備 制冷劑在蒸發(fā)器中蒸發(fā) 吸收低溫熱源介質 水或空氣 的熱量 達到制冷的目的 冷卻空氣的蒸發(fā)器 空氣自然對流時多采用光盤管結構空氣強制對流時采用翅片管結構 殼管式沉沒式 冷卻液體 水或其它液體載冷劑 的蒸發(fā)器 圖2 32臥式滿液式蒸發(fā)器結構 圖2 33干式殼管蒸發(fā)器 圖2 34空氣強制對流的蒸發(fā)器及其肋片管型式a 蒸發(fā)器b 繞片管c 套片管1 傳熱管2 肋片3 擋板4 通風機5 集氣管6 分液器 三 節(jié)流機構 節(jié)流機構是實現制冷循環(huán)所必須的四個基本的系統(tǒng)組成部件之一 位于冷凝器與蒸發(fā)器之間 對制冷劑的流動起扼制作用使來自冷凝器的高壓液態(tài)制冷劑壓力降低 控制進入蒸發(fā)器的制冷劑質流率 作用 毛細管 毛細管用在小型而且不需要精確調節(jié)流量的制冷裝置 家用冰箱冷柜房間空調器 簡單便宜便于大批量生產 應用 長處 圖2 36R22 R12毛細管初步選擇曲線圖 手動膨脹閥 通常與其它控制元件配合使用 一般只在短時期內使用 例如在冷凍初期輔助送液 或者在自動膨脹閥出故障時作為旁路備用閥 定壓膨脹閥 從保持蒸發(fā)壓力恒定為目的 自動調節(jié)蒸發(fā)器供液量 其結構原理是 由設定彈簧力和蒸發(fā)壓力產生的流體壓力之差提供閥打開方向的驅動力 當蒸發(fā)壓力降低時 閥開大 供液量增多 以補償蒸發(fā)壓力的下降 當蒸發(fā)壓力升高時 閥關小 供液量減少 抑制蒸發(fā)壓力上升 浮球閥 用液位控制供液量 以浮球 杠桿機構產生閥動作的驅動力 根據制冷機的情況 又分兩種 對于制冷劑液體主要在高壓側 冷凝器或高壓貯液器 的制冷機 采用高壓浮球閥 它的浮球感受冷凝器或高壓貯液器的液位 當液位升高時 閥開大 增大蒸發(fā)器供液量 當液位降低時 閥關小 減少供液量 熱力膨脹閥 廣泛用于干式蒸發(fā)器的供液量調節(jié) 以蒸發(fā)器出口處制冷劑的過熱度為控制參數 通過彈簧力設定靜態(tài)過熱度設定范圍一般為2 8 蒸發(fā)器出口制冷劑的過熱度低于靜態(tài)過熱度時閥處于關閉狀態(tài) 過熱度高于靜態(tài)過熱度時閥才打開 并按二者之偏差成比例地改變閥開度 即成比例地調節(jié)送入蒸發(fā)器的制冷劑質流率 a b c 圖2 37熱力膨脹閥結構原理圖 閥結構示意圖 閥與蒸發(fā)器連接圖 過熱度控制原理 圖2 38閥的靜態(tài)特性曲線及MSS線QOK 額定制冷能力曲線K 靜過熱度設定最佳時 閥K的靜特性閥B靜特性與蒸發(fā)器匹配不好K 靜過熱度設定過小時 閥K的靜特性閥K靜特性與蒸發(fā)器匹配好K 靜過熱度設定過大時 閥K的靜特性B 閥B的靜特性MSS 蒸發(fā)器的穩(wěn)定信號線 不穩(wěn)定區(qū) 圖2 39電子膨脹閥流量調節(jié)系統(tǒng)原理 a 按真實過熱度控制 b 按溫差控制 a b 目前 國際上流行的電子膨脹閥種類很多 按閥的結構型主要有三類 熱動式 電磁式和電動式 雙金屬片式的熱電膨脹閥已很少應用 6 電子膨脹閥 熱動式膨脹閥 電磁式膨脹閥 電動式膨脹閥 圖2 40電磁式膨脹閥結構 1 出口2 彈簧3 閥針4 閥桿5 柱塞彈簧6 柱塞7 線圈8 閥度9 入口 圖2 41電動式膨脹閥 直動型 1 入口2 針閥3 閥桿4 技術5 線圈6 出口 四 管道 用管道將制冷機各組成部件連接成一個完整的制冷系統(tǒng) 使制冷劑在封閉的系統(tǒng)中循環(huán) 管道的材質應與制冷劑相容管道與管道 管道與設備連接處必須可靠密封 采用焊接或可拆連接 法蘭或螺絲連接 連接處采用密封材料時 密封材料也必須與制冷劑相容管道與外界環(huán)境接觸 將與管內制冷