制冷原理與設(shè)備-制冷系統(tǒng)輔助設(shè)備

1、制冷原理與設(shè)備-制冷系統(tǒng)輔助設(shè)備第10章 制冷系統(tǒng)輔助設(shè)備l完整的蒸汽壓縮式制冷系統(tǒng)中，除壓縮機(jī)、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(jì)和平安的運行，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，根本上可以分為兩大類：l (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；l (2)改善運行指標(biāo)及運行條件的設(shè)備，如油別離器、集油器、氨液別離器、空氣別離器以及各種貯液桶(或器)等。l在制冷系統(tǒng)中還配有用以調(diào)節(jié)、控制與保證平安運行所需的器件、儀表和連接管道的附件等。概概 述述第10章 制冷系統(tǒng)輔助設(shè)備l10.1 制冷系統(tǒng)流程框圖l10.1.1 熱泵型

2、冷水機(jī)組 l熱泵型冷水機(jī)組又稱為冷暖型冷水機(jī)組，多用于風(fēng)冷式機(jī)組和小型空調(diào)機(jī)組 l冷暖型機(jī)組可在夏季向空調(diào)系統(tǒng)提供冷凍水源，而在冬季可向空調(diào)系統(tǒng)提供空調(diào)熱水水源，或直接向室內(nèi)提供冷風(fēng)和熱風(fēng) 。l制冷回路流程 l制熱回路流程 第10章 制冷系統(tǒng)輔助設(shè)備1風(fēng)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枯燥過濾器 8貯液罐 9氣液別離器 10壓縮機(jī) 11四通換向閥 12單向閥1 13單向閥2 14單向閥3 15單向閥4 16低壓接口 17高壓接口熱泵型風(fēng)冷式冷水機(jī)組原理圖第10章 制冷系統(tǒng)輔助設(shè)備l10.1.2 小型冷庫 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

3、熱力膨脹閥 4低壓表 5壓力控制器 6壓縮機(jī) 7高壓表 8油別離器 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枯燥過濾器 16回?zé)崞?17電磁閥第10章 制冷系統(tǒng)輔助設(shè)備分液頭 使制冷劑均勻地分配到蒸發(fā)器的各路管組中。壓力控制器 壓縮機(jī)工作時的平安保護(hù)控制裝置。油別離器 把潤滑油別離出來，并返回到曲軸箱去。熱氣沖霜管 定期加熱蒸發(fā)器而除霜。冷卻塔 利用空氣使冷卻水降溫，循環(huán)使用，節(jié)約用水。冷卻水泵 冷卻水循環(huán)的輸送設(shè)備枯燥過濾器 除去冷凝器中的水份和雜質(zhì)，防止膨脹閥冰堵或堵塞?；?zé)崞?過冷液體制冷劑，提上下壓蒸汽溫度，消除壓縮機(jī)的液擊。電磁閥 壓縮

4、機(jī)停機(jī)后自動切斷輸液管路，起保護(hù)壓縮機(jī)的作用。10.1.2 小型冷庫小型冷庫 第10章 制冷系統(tǒng)輔助設(shè)備l10.2 中間冷卻器l10.2.1中間冷卻器的作用l中間冷卻器是用以冷卻兩個壓縮級之間被壓縮的氣體或蒸氣的設(shè)備。制冷系統(tǒng)的中間冷卻器能降低低壓級壓縮機(jī)的排氣溫度即高壓級的吸氣溫度，以防止高壓級壓縮機(jī)的排氣溫度過高；還能使進(jìn)入蒸發(fā)器的制冷劑液得到過冷，減少管中的閃發(fā)氣體，從而提高壓縮機(jī)的制冷能力。它應(yīng)用在氟利昂或氨的雙級或多級壓縮制冷系統(tǒng)中，連接在低壓級的排氣管和高壓級的吸氣管之間。第10章 制冷系統(tǒng)輔助設(shè)備l10.2.2 氨用中間冷卻器l中間冷卻器系用以裝置在雙級氨制冷裝置的低壓和高壓缸之

5、間，使由低壓缸排出的熱氣在經(jīng)過本器時到達(dá)冷卻的目的。同時使自貯氨器流經(jīng)本器中盤管的氨液過冷以增加制冷效應(yīng)。l中間冷卻器操作注意以下事項：l中間冷卻器內(nèi)氣體流速一般為0.50.8m/s。l蛇形盤管內(nèi)氨液流速一般為0.40.7m/s，其出口氨液溫度比進(jìn)口低35。l中間冷卻器的中間壓力一般在0.3MPa表壓左右，不宜超過0.4MPa表壓。l高壓級的吸氣過熱度，即吸氣溫度比中間冷卻器的中間溫度高24 第10章 制冷系統(tǒng)輔助設(shè)備l10.2.3 氟用中間冷卻器l氟利昂制冷系統(tǒng)在雙級壓縮時大都采用一次節(jié)流中間不完全冷卻循環(huán)，低壓級排出的高溫氣體在管道中間與中間冷卻器蒸發(fā)汽化的低溫飽和氣體混合后再被高壓級吸入

6、高壓機(jī)。l高壓液體經(jīng)膨脹閥降壓節(jié)流后，進(jìn)入中間冷卻器，吸收了蛇形盤管及中間冷卻器器壁的熱量而汽化，通過出氣管進(jìn)入低壓級與高壓級連結(jié)的管道里與低壓級排出的高溫氣體混合，到達(dá)冷卻低壓排氣的效果 。氟用中間冷卻器氟用中間冷卻器 第10章 制冷系統(tǒng)輔助設(shè)備l10.3 別離與貯存設(shè)備l10.3.1 氣液別離器l制冷系統(tǒng)中的氣液別離設(shè)備，用于重力供液系統(tǒng)中，如氨液別離器，將蒸發(fā)器出來的蒸氣中的液滴別離掉，以提高壓縮機(jī)運轉(zhuǎn)的平安性；它也用在貯液器后面，用來別離因節(jié)流降壓而產(chǎn)生的閃發(fā)氣體，不讓它進(jìn)入蒸發(fā)器，以提高蒸發(fā)器工作效率l別離原理主要利用氣體和液體的密度不同，通過擴(kuò)大管路通徑減小速度以及改變速度的方向，

7、使氣體和液體別離 l氣液別離器有立式和臥式兩種 l正常工作時，其進(jìn)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10章 制冷系統(tǒng)輔助設(shè)備l10.3.2 貯液器l1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保證供給和調(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平安閥 4放空氣管 5放油管接頭 6平衡管 7進(jìn)液管第10章 制冷系統(tǒng)輔助設(shè)備2低壓貯液器低壓貯液器 根據(jù)用途的不同可分為低壓

8、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(yīng)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(fēng)機(jī)或冷卻排管內(nèi)排出的氨液，并別離氨液中的潤滑油。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(jìn)行氣、液別離和沉淀潤滑油 1加壓管 2平衡管 3壓力表 4平安閥 5出液管 6進(jìn)液管 7放油管 第10章 制冷系統(tǒng)輔助設(shè)備l10.3.3 油別離器l工作的根本原理如下：l1利用油的重度與制冷劑氣體重度的不同，進(jìn)行沉降別離。l2利用擴(kuò)大通道截面降低氣體流速一般約在0.81m/s，造成輕與重的物質(zhì)易別離。l3迫使氣體流動方向改變，使重的油與輕的氣進(jìn)行別離。l4氣體流動撞擊

9、器壁，由于粘度不同、質(zhì)量不同產(chǎn)生的反向速度也不同，促使油的沉降別離。l1洗滌式油別離器 第10章 制冷系統(tǒng)輔助設(shè)備l2過濾式或填料式油別離器l通常用于小型氟里昂制冷系統(tǒng)中 過濾式或填料式油別離器第10章 制冷系統(tǒng)輔助設(shè)備l3離心式油別離器l在筒體上部設(shè)置有螺旋狀導(dǎo)向葉片，進(jìn)氣從筒體上部沿切線方向進(jìn)入后，順導(dǎo)向葉片自上而下作螺旋狀流動，在離心力的作用下，進(jìn)氣中的油滴被別離出來，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，同時也能使別離出來的油沿?fù)醢辶鞯较虏抠A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

10、縮機(jī)，也可采用手動方式回油 第10章 制冷系統(tǒng)輔助設(shè)備l10.4 制冷劑凈化與平安設(shè)備l10.4.1 枯燥器、過濾器和枯燥過濾器l1枯燥器 l2過濾器 l3枯燥過濾器 l常用的有過濾器和枯燥過濾器兩種 枯燥過濾器a) 直角式 b) 直通式第10章 制冷系統(tǒng)輔助設(shè)備枯燥劑濾網(wǎng)枯燥過濾器第10章 制冷系統(tǒng)輔助設(shè)備10.4.2 空氣別離器空氣別離器 制冷系統(tǒng)中進(jìn)入空氣的原因有：1制冷系統(tǒng)在投產(chǎn)前或大修后，因未徹底去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(dāng)?shù)蛪合到y(tǒng)在負(fù)壓下工作時，通過密封不嚴(yán)密處竄入空氣。 系統(tǒng)中有空氣帶來的

11、害處是：1導(dǎo)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(jìn)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(dǎo)致制冷機(jī)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10章 制冷系統(tǒng)輔助

12、設(shè)備空氣別離器有多種形式，以下圖為氨系統(tǒng)以往常用的臥式不凝性氣體別離器稱四套管式空氣別離器。它安裝在殼管式冷凝器的上方，也可單獨安裝 四套管式空氣別離器 第10章 制冷系統(tǒng)輔助設(shè)備第10章 制冷系統(tǒng)輔助設(shè)備常用的立式空氣別離器，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別離器內(nèi)被冷卻，制冷劑蒸氣被冷凝成液體，可從下部排出，不凝性氣體集中于別離器上部，經(jīng)放氣口排出。立式空氣別離器 第10章 制冷系統(tǒng)輔助設(shè)備10.4.3 集油器集油器也稱放油器，只用于氨制冷系統(tǒng)中。其作用是存放從油別離器、冷凝器、貯液器、中間

13、冷卻器或蒸發(fā)器中別離出來的潤滑油，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)，這樣既平安，又減少了制冷劑的損失。 第10章 制冷系統(tǒng)輔助設(shè)備10.4.4 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(dāng)發(fā)生重大事故或出現(xiàn)嚴(yán)重自然災(zāi)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(hù)人員和設(shè)備的平安 第10章 制冷系統(tǒng)輔助設(shè)備l10.5 制冷裝置用壓力容器l10.5.1 分類l1. 壓力容器根本概念根據(jù)?容規(guī)?的規(guī)定，同時具備以下者為壓力容器：l1最高工作壓力大于等于0.1MPa不含液體靜壓力；l2內(nèi)

14、直徑非圓形截面指其最大尺寸大于等于0.15m，且容積V大于等于0.025m3；l3盛裝介質(zhì)為氣體、液化氣體或最高工作溫度高于等于標(biāo)準(zhǔn)沸點的液體。第10章 制冷系統(tǒng)輔助設(shè)備l壓力容器的壓力等級 l1低壓代號L：0.1MPaP1.6MPa。l2中壓代號M：1.6MPaP10MPa。l3高壓代號H：10MPaP100MPa。l4超高壓代號U：p100MPa。第10章 制冷系統(tǒng)輔助設(shè)備l3壓力容器的品種 l1反響壓力容器代號R l2換熱壓力容器代號E l3別離壓力容器代號S l4儲存壓力容器代號C，其中球罐代號為B 第10章 制冷系統(tǒng)輔助設(shè)備l4壓力容器的分類管理 l1第三類壓力容器 l1高壓容器。l

15、2毒性程度為極度和高度危害介質(zhì)的中壓容器。l3易燃或毒性程度為中度危害介質(zhì)，且pV乘積大于等于10MPam3的中壓儲存容器。l4易燃或毒性程度為中度危害介質(zhì)，且pV乘積大于等于0.5MPam3的中壓反響容器。l5毒性程度為極度和高度危害介質(zhì)，且pV乘積大于等于0.2MPam3的低壓容器。l6高壓、中壓管殼式余熱鍋爐。l7中壓搪玻璃壓力容器。l8使用強(qiáng)度級別較高指相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)中抗拉強(qiáng)度規(guī)定值下限大于等于540MPa的材料制造的壓力容器。l9移動式壓力容器，包括鐵路罐車、罐式汽車和罐式集裝箱等。l10容積大于等于50m3的球形儲罐。l11容積大于5m3的低溫液體儲存容器。第10章 制冷系統(tǒng)輔助設(shè)備l2

16、第二類壓力容器：l1中壓容器已有規(guī)定的除外。l2毒性程度為極度和調(diào)度危害介質(zhì)的低壓容器。l3易燃介質(zhì)或毒性程度為中度危害介質(zhì)的低壓反響器和低壓儲存容器。l4低壓管殼式余熱鍋爐。l5低壓搪玻璃壓力容器。l3第一類壓力容器l低壓容器已有規(guī)定的除外 第10章 制冷系統(tǒng)輔助設(shè)備l5制冷裝置用壓力容器 l以液化氣體為制冷劑、設(shè)計壓力不高于4.0MPa、設(shè)計溫度為19200最低蒸發(fā)溫度50的制冷裝置中承受制冷劑壓力的容器稱為制冷裝置用壓力容器.l依據(jù)設(shè)計壓力、使用制冷劑的不同，制冷裝置用壓力容器中一、二、三類壓力容器均有。 第10章 制冷系統(tǒng)輔助設(shè)備l10.5.2 結(jié)構(gòu)合理性l制冷裝置用壓力容器是指鋼制的內(nèi)部或外部可承受氣體或液體壓力，并對平安性有較高要求的密閉容器。l制冷裝置用壓力容器的壁厚與容器的內(nèi)徑、設(shè)計壓力、材料、焊接形式、介質(zhì)的腐蝕性等設(shè)計參數(shù)有關(guān)。l制冷裝置用壓力容器中間局部多為圓柱形，稱之為筒體，兩端為封頭，筒體和封頭上有接管、法蘭、支座等零部件。制冷裝置用壓力容器的封頭形狀有平板形封頭、碟形封頭、橢圓形封頭、球形封頭。 l從密封平安性的角度考慮，制冷裝置用壓力容器的連接結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量采用焊接結(jié)構(gòu)，可拆連接結(jié)構(gòu)多采用法蘭聯(lián)接。 l在換熱器選型時，考慮的因素是很多的，如材料、腐蝕、壓力、溫度差、壓力降、結(jié)垢、強(qiáng)度及