制冷原理與裝置-制冷設備培訓課件(共111頁).ppt

1、 第六章 制冷設備 學習要點： 1、掌握制冷裝置中的主要換熱設備包括: 冷凝器、蒸發(fā)器、冷凝蒸發(fā)器、中間冷卻器、回熱器、過冷器等的結(jié)構(gòu)特點、工作原理及設計計算。 2、掌握熱力膨脹閥、電子膨脹閥及毛細管節(jié)流裝置的工作原理、結(jié)構(gòu)特點及計算方法。 3、了解各種輔助設備包括: 油別離器、空氣別離器、氣液別離器、貯液器、過濾枯燥器以及膨脹容器等的工作原理及結(jié)構(gòu)特點。 4、掌握制冷裝置中各種管道的計算方法。 5、了解制冷裝置中常用的絕熱材料及計算方法。 第二節(jié)制冷裝置的換熱設備第二節(jié)制冷裝置的換熱設備 一、制冷裝置熱交換設備的結(jié)構(gòu)一、制冷裝置熱交換設備的結(jié)構(gòu) 一冷凝器一冷凝器 1. 水冷式冷凝器水冷式冷凝

2、器工作原理：用水作為冷卻介質(zhì)，帶走制冷劑冷凝工作原理：用水作為冷卻介質(zhì)，帶走制冷劑冷凝時放出的熱量。時放出的熱量。 (1) 殼管式冷凝器：殼管式冷凝器： 特點：水在管內(nèi)流動，制冷劑蒸氣在管外凝結(jié)。特點：水在管內(nèi)流動，制冷劑蒸氣在管外凝結(jié)。 殼管式冷凝器的形式及適用場合：殼管式冷凝器的形式及適用場合： 1立式殼管式冷凝器，適用于大型氨制冷裝置；立式殼管式冷凝器，適用于大型氨制冷裝置； 2 臥式殼管式冷凝器，普遍使用大、中型氨或臥式殼管式冷凝器，普遍使用大、中型氨或氟利昂制冷裝置中。氟利昂制冷裝置中。 1)臥式殼管式冷凝器：臥式殼管式冷凝器：結(jié)構(gòu)特點：臥式殼管式冷凝器在管板外側(cè)設結(jié)構(gòu)特點：臥式殼管

3、式冷凝器在管板外側(cè)設有左右端蓋，蓋的內(nèi)側(cè)具有滿足水流程需要有左右端蓋，蓋的內(nèi)側(cè)具有滿足水流程需要的隔腔，保證冷卻水在管程中往返流動，使的隔腔，保證冷卻水在管程中往返流動，使冷卻水從一側(cè)端蓋的下部進入冷凝器，經(jīng)過冷卻水從一側(cè)端蓋的下部進入冷凝器，經(jīng)過假設干個流程后由同側(cè)端蓋的上部流出。假設干個流程后由同側(cè)端蓋的上部流出。 冷卻水在冷凝器內(nèi)流過一次稱做一個流程。冷卻水在冷凝器內(nèi)流過一次稱做一個流程。采用多流程設計主要是為了減小水的流通面采用多流程設計主要是為了減小水的流通面積，提高冷卻水流速，增強水側(cè)換熱效果。積，提高冷卻水流速，增強水側(cè)換熱效果。國產(chǎn)臥式殼管式冷凝器一般為國產(chǎn)臥式殼管式冷凝器一般

4、為 410 個流程。個流程。 傳熱管可采用鋼管，也可采用銅管。采用傳熱管可采用鋼管，也可采用銅管。采用銅管時傳熱系數(shù)可提高銅管時傳熱系數(shù)可提高10%左右。銅管易于左右。銅管易于在管外加工肋片，以利于氟利昂側(cè)的傳熱，在管外加工肋片，以利于氟利昂側(cè)的傳熱，一般在采用銅質(zhì)肋片管以后，其氟利昂側(cè)換一般在采用銅質(zhì)肋片管以后，其氟利昂側(cè)換熱系數(shù)較相同規(guī)格光管大熱系數(shù)較相同規(guī)格光管大1.52倍。倍。 2立式殼管式冷凝器：立式殼管式冷凝器：結(jié)構(gòu)特點：與臥式殼管式冷凝器的不同點在于它的殼體兩結(jié)構(gòu)特點：與臥式殼管式冷凝器的不同點在于它的殼體兩端無端蓋，制冷劑過熱蒸氣由豎直殼體的上部進入殼內(nèi)，端無端蓋，制冷劑過熱蒸

5、氣由豎直殼體的上部進入殼內(nèi)，在豎直管簇外冷凝成為液體，然后從殼體下部引出。殼體在豎直管簇外冷凝成為液體，然后從殼體下部引出。殼體的上端口設有配水槽，管簇的每一根管口裝有一個水分配的上端口設有配水槽，管簇的每一根管口裝有一個水分配器，冷卻水通過該分配器上的斜分水槽進入管內(nèi)，并沿內(nèi)器，冷卻水通過該分配器上的斜分水槽進入管內(nèi)，并沿內(nèi)外表形成液膜向下流動，以提高外表傳熱系數(shù)，節(jié)約冷卻外表形成液膜向下流動，以提高外表傳熱系數(shù)，節(jié)約冷卻水循環(huán)量。冷卻水由下端流出并集中到水池內(nèi)，再用泵送水循環(huán)量。冷卻水由下端流出并集中到水池內(nèi)，再用泵送到冷卻塔降溫后，可循環(huán)使用。到冷卻塔降溫后，可循環(huán)使用。2套管式冷凝器：

6、它是由不同直徑的管套管式冷凝器：它是由不同直徑的管子套在一起，并彎制成螺旋形或蛇形的一種子套在一起，并彎制成螺旋形或蛇形的一種水冷式冷凝器。水冷式冷凝器。 2. 空氣冷卻式冷凝器空氣冷卻式冷凝器(1)空氣自由運動的空冷冷凝器：該冷凝器利用空氣在空氣自由運動的空冷冷凝器：該冷凝器利用空氣在管外流動時吸收制冷劑排放的熱量后，密度發(fā)生變化管外流動時吸收制冷劑排放的熱量后，密度發(fā)生變化引起空氣的自由流動而不斷地帶走制冷劑蒸氣的凝結(jié)引起空氣的自由流動而不斷地帶走制冷劑蒸氣的凝結(jié)熱。它不需要風機，沒有噪聲，多用于小型制冷裝置。熱。它不需要風機，沒有噪聲，多用于小型制冷裝置。管：管：46mm, 邦迪管鋼邦迪

7、管鋼 管外鍍銅管外鍍銅管間距管間距：410cm翅片：翅片：1.41.6絲絲翅片間距：翅片間距：410mm傳熱系數(shù)：傳熱系數(shù)： 1517.5W/(m2 K) (2) 空氣強制流動的空冷冷凝器空氣強制流動的空冷冷凝器肋片一般采用肋片一般采用 鋁片制成，鋁片制成，套在套在 銅管外，由彎頭連接成蛇銅管外，由彎頭連接成蛇管管組。肋片根部用二次翻邊與管外壁接觸，管管組。肋片根部用二次翻邊與管外壁接觸，經(jīng)機械或液壓脹管后，二者緊密接觸以減少經(jīng)機械或液壓脹管后，二者緊密接觸以減少其傳熱熱阻。一般肋片距離在其傳熱熱阻。一般肋片距離在24mm范圍。范圍。由低噪聲軸流式通風機迫使空氣流過肋片間由低噪聲軸流式通風機迫

8、使空氣流過肋片間隙，通過肋片及管外壁與管內(nèi)制冷劑蒸氣進隙，通過肋片及管外壁與管內(nèi)制冷劑蒸氣進行熱交換，將其冷凝成為液體。這種冷凝器行熱交換，將其冷凝成為液體。這種冷凝器的傳熱系數(shù)較空氣自由流動型冷凝器高，約的傳熱系數(shù)較空氣自由流動型冷凝器高，約為為 。適用于中、小型氟利。適用于中、小型氟利昂制冷裝置。昂制冷裝置。 mm4 . 02 . 0mm1610 3.蒸發(fā)式冷凝器蒸發(fā)式冷凝器蒸發(fā)式冷凝器以水和蒸發(fā)式冷凝器以水和空氣作為冷卻介質(zhì)?？諝庾鳛槔鋮s介質(zhì)。它利用水蒸發(fā)時吸收它利用水蒸發(fā)時吸收熱量使管內(nèi)制冷劑蒸熱量使管內(nèi)制冷劑蒸氣凝結(jié)。水經(jīng)水泵提氣凝結(jié)。水經(jīng)水泵提升再由噴嘴噴淋到傳升再由噴嘴噴淋到傳熱

9、管的外外表，形成熱管的外外表，形成水膜吸熱蒸發(fā)變成水水膜吸熱蒸發(fā)變成水蒸氣，然后被進入冷蒸氣，然后被進入冷凝器的空氣帶走。未凝器的空氣帶走。未被蒸發(fā)的水滴那么落到被蒸發(fā)的水滴那么落到下部的水池內(nèi)。箱體下部的水池內(nèi)。箱體上方設有擋水柵，用上方設有擋水柵，用于阻擋空氣中的水滴散失。于阻擋空氣中的水滴散失。二蒸發(fā)器二蒸發(fā)器 蒸發(fā)器按其冷卻的介質(zhì)不同分為冷卻液體載冷蒸發(fā)器按其冷卻的介質(zhì)不同分為冷卻液體載冷劑的蒸發(fā)器和冷卻空氣的蒸發(fā)器。根據(jù)供液方式劑的蒸發(fā)器和冷卻空氣的蒸發(fā)器。根據(jù)供液方式的不同，有滿液式、干式、循環(huán)式和噴淋式等。的不同，有滿液式、干式、循環(huán)式和噴淋式等。 1. 滿液式蒸發(fā)器滿液式蒸發(fā)器

10、 結(jié)構(gòu)型式結(jié)構(gòu)型式: 1臥式殼管式、臥式殼管式、2直管式、直管式、3螺旋管式等。螺旋管式等。 (1)臥式殼管式滿液式蒸發(fā)器：臥式殼管式滿液式蒸發(fā)器：工作原理：制冷劑在殼內(nèi)管外蒸發(fā)；載冷劑在管工作原理：制冷劑在殼內(nèi)管外蒸發(fā)；載冷劑在管內(nèi)流動，一般為多程式。載冷劑的進出口設在端內(nèi)流動，一般為多程式。載冷劑的進出口設在端蓋上，取下進上出走向。制冷劑液體從殼底部或蓋上，取下進上出走向。制冷劑液體從殼底部或側(cè)面進入殼內(nèi)，蒸氣由上部引出后返回到壓縮機。側(cè)面進入殼內(nèi)，蒸氣由上部引出后返回到壓縮機。殼內(nèi)制冷劑始終保持約為殼徑的殼內(nèi)制冷劑始終保持約為殼徑的70%80%靜液面靜液面高度。高度。采用殼管式滿液式蒸發(fā)

11、器應注意以下問題：采用殼管式滿液式蒸發(fā)器應注意以下問題： 1) 以水為載冷劑，其蒸發(fā)溫度降低到以水為載冷劑，其蒸發(fā)溫度降低到 以下時，管內(nèi)可能會結(jié)冰，嚴重時會導致傳以下時，管內(nèi)可能會結(jié)冰，嚴重時會導致傳熱管脹裂。熱管脹裂。 2) 低蒸發(fā)壓力時，液體在殼體內(nèi)的靜液柱低蒸發(fā)壓力時，液體在殼體內(nèi)的靜液柱會使底部溫度升高，傳熱溫差減小。會使底部溫度升高，傳熱溫差減小。 3) 與潤滑油互溶的制冷劑，使用滿液式蒸與潤滑油互溶的制冷劑，使用滿液式蒸發(fā)器存在著回油困難。發(fā)器存在著回油困難。 4) 制冷劑充注量較大。同時不適于機器在制冷劑充注量較大。同時不適于機器在運動條件下工作，液面搖晃會導致壓縮機沖運動條件

12、下工作，液面搖晃會導致壓縮機沖缸事故。缸事故。 (2)立式蒸發(fā)器直管式和螺旋管式蒸立式蒸發(fā)器直管式和螺旋管式蒸發(fā)器：發(fā)器：工作特點：制冷劑液體在管內(nèi)蒸發(fā)吸熱，工作特點：制冷劑液體在管內(nèi)蒸發(fā)吸熱，載冷劑在管外循環(huán)流動，通過攪拌器以載冷劑在管外循環(huán)流動，通過攪拌器以增強傳熱效果，使管外載冷劑降溫。增強傳熱效果，使管外載冷劑降溫。優(yōu)點：在蒸發(fā)溫度降低時也不會發(fā)生傳優(yōu)點：在蒸發(fā)溫度降低時也不會發(fā)生傳熱管凍裂。缺點：在使用鹽水作載冷劑熱管凍裂。缺點：在使用鹽水作載冷劑時，因其與空氣接觸易造成傳熱管嚴重時，因其與空氣接觸易造成傳熱管嚴重腐蝕。因此應注意加強系統(tǒng)與空氣隔離腐蝕。因此應注意加強系統(tǒng)與空氣隔離的

13、措施。的措施。 從傳熱性能和經(jīng)濟性分析，宜采用螺從傳熱性能和經(jīng)濟性分析，宜采用螺旋管式蒸發(fā)器取代直管式蒸發(fā)器。旋管式蒸發(fā)器取代直管式蒸發(fā)器。 2.干式蒸發(fā)器干式蒸發(fā)器 干式蒸發(fā)器是一種制冷劑液體在傳熱管內(nèi)能夠干式蒸發(fā)器是一種制冷劑液體在傳熱管內(nèi)能夠完全氣化的蒸發(fā)器。其傳熱管外側(cè)的被冷卻介質(zhì)完全氣化的蒸發(fā)器。其傳熱管外側(cè)的被冷卻介質(zhì)是載冷劑水或空氣，制冷劑那么在管內(nèi)吸熱是載冷劑水或空氣，制冷劑那么在管內(nèi)吸熱蒸發(fā)，其流量約為傳熱管內(nèi)容積的蒸發(fā)，其流量約為傳熱管內(nèi)容積的20%30%。增。增加制冷劑的質(zhì)量流量，可增加制冷劑液體在管內(nèi)加制冷劑的質(zhì)量流量，可增加制冷劑液體在管內(nèi)的濕潤面積。同時其進出口處的

14、壓差隨流動阻力的濕潤面積。同時其進出口處的壓差隨流動阻力增大而增加，以至使制冷系數(shù)降低。增大而增加，以至使制冷系數(shù)降低。 (1) 冷卻液體介質(zhì)的干式蒸發(fā)器：冷卻液體介質(zhì)的干式蒸發(fā)器： 干式殼管式蒸發(fā)器的特點是：能保證進入制冷系統(tǒng)的潤滑油順利返回壓縮機；所需要的制冷劑充注量較小，僅為同能力滿液式蒸發(fā)器的1/3; 用于冷卻水時，即使蒸發(fā)溫度到達 ，也不會發(fā)生凍結(jié)事故；可采用熱力膨脹閥供液，這比滿液式的浮球閥供液更加可靠。 此外，對于多程式干式蒸發(fā)可能會發(fā)生同流程的傳熱管氣液分配不均的情況。C0(2) 冷卻空氣的干式蒸發(fā)器：冷卻空氣的干式蒸發(fā)器： 1) 冷卻自由運動空氣的蒸發(fā)器：冷卻自由運動空氣的蒸

15、發(fā)器： a) 墻排管墻排管 b)頂排管頂排管 c)擱架式排管擱架式排管 2)冷卻強制流動空氣的蒸發(fā)器又稱冷風機：套片管套片管管：管：716mm紫銅管紫銅管管間距：管間距：25mm35mm 翅片：鋁箔，翅片：鋁箔，0.10.4mm翅片間距：翅片間距：24mm風速：風速：2.53.5m/s傳熱系數(shù)：傳熱系數(shù)： 2550W/(m2 K)進風溫度：環(huán)境溫度，進風溫度：環(huán)境溫度， 一般一般35出風溫度：出風溫度： 進風溫度進風溫度810冷凝溫度：進風溫度冷凝溫度：進風溫度15沿氣流方向管排數(shù)：沿氣流方向管排數(shù)：26排排 3.循環(huán)式蒸發(fā)器循環(huán)式蒸發(fā)器這種蒸發(fā)器中，這種蒸發(fā)器中，制冷劑在其管內(nèi)反復循環(huán)吸熱蒸

16、制冷劑在其管內(nèi)反復循環(huán)吸熱蒸發(fā)直至完全氣化，發(fā)直至完全氣化，故稱做循環(huán)式蒸發(fā)器。循環(huán)式故稱做循環(huán)式蒸發(fā)器。循環(huán)式蒸發(fā)器多應用于大型的液泵供液和重力供液冷庫蒸發(fā)器多應用于大型的液泵供液和重力供液冷庫系統(tǒng)或低溫環(huán)境試驗裝置。系統(tǒng)或低溫環(huán)境試驗裝置。三低溫制冷裝置的制冷劑換熱器三低溫制冷裝置的制冷劑換熱器 1.中間冷卻器中間冷卻器它是兩級壓縮制冷裝置的它是兩級壓縮制冷裝置的關(guān)鍵設備，用于同時冷卻關(guān)鍵設備，用于同時冷卻低壓級壓縮機的排氣和高低壓級壓縮機的排氣和高壓制冷劑液體，使之獲得壓制冷劑液體，使之獲得較大的過冷度。中間冷卻較大的過冷度。中間冷卻器內(nèi)具有的壓力稱做中間器內(nèi)具有的壓力稱做中間壓力，該壓

17、力下制冷劑液壓力，該壓力下制冷劑液體保持一定的液面高度。體保持一定的液面高度。 2.回熱器 回熱器一般是指氟利昂制冷裝置中的氣一液熱交換器，它的主要作用是使進入熱力膨脹閥前的液體得到必要的過冷，以減少閃發(fā)氣體產(chǎn)生，保證節(jié)流效果的正常發(fā)揮。同時還可使回氣到達過熱狀態(tài)后進入壓縮機，以防止壓縮機液擊故障。 3.冷凝一蒸發(fā)器冷凝一蒸發(fā)器 用于復疊式制冷循環(huán)，它既是低溫級制冷劑的用于復疊式制冷循環(huán)，它既是低溫級制冷劑的冷凝器，又是高溫級制冷劑的蒸發(fā)器。常見的結(jié)冷凝器，又是高溫級制冷劑的蒸發(fā)器。常見的結(jié)構(gòu)型式有繞管式、直管式和套管式三種。構(gòu)型式有繞管式、直管式和套管式三種。 (1) 繞管式冷凝蒸發(fā)器繞管式

18、冷凝蒸發(fā)器 (2直管式冷凝一蒸發(fā)器直管式冷凝一蒸發(fā)器 (3)套管式冷凝一蒸發(fā)器：套管式冷凝一蒸發(fā)器： 它結(jié)構(gòu)簡單，易于制造。它結(jié)構(gòu)簡單，易于制造。但當為蛇形套管管組結(jié)構(gòu)時，但當為蛇形套管管組結(jié)構(gòu)時，外形尺寸較大，所以它僅適外形尺寸較大，所以它僅適用于小型復疊式制冷裝置。用于小型復疊式制冷裝置。四板式換熱器四板式換熱器 它由許多金屬板片貫疊連接而成，片與片之間它由許多金屬板片貫疊連接而成，片與片之間采用焊接密封，形成傳熱板兩側(cè)的冷、熱流體通采用焊接密封，形成傳熱板兩側(cè)的冷、熱流體通道，在流動過程中道，在流動過程中通過板壁進行熱交換。兩種流體在流道內(nèi)呈逆流通過板壁進行熱交換。兩種流體在流道內(nèi)呈逆流

19、式換熱態(tài)勢，加之板片外表制成瘤形、波紋形、式換熱態(tài)勢，加之板片外表制成瘤形、波紋形、人字形等等各種形狀有利于破壞流體的層流膜層，人字形等等各種形狀有利于破壞流體的層流膜層，在低速下產(chǎn)生旋渦，形成旺盛紊流，強化了傳熱在低速下產(chǎn)生旋渦，形成旺盛紊流，強化了傳熱作用。作用。二、制冷裝置二、制冷裝置 熱交換設備的計算熱交換設備的計算 制冷熱交換器的計算主要是傳熱計算。它制冷熱交換器的計算主要是傳熱計算。它分為兩種情況：分為兩種情況： 一種是給定兩傳熱介質(zhì)流量及其進出口溫一種是給定兩傳熱介質(zhì)流量及其進出口溫度，計算所需要的傳熱面積和結(jié)構(gòu)尺寸，稱度，計算所需要的傳熱面積和結(jié)構(gòu)尺寸，稱之為設計計算；之為設計

20、計算； 另一種是對熱交換器在給定兩種介質(zhì)流量另一種是對熱交換器在給定兩種介質(zhì)流量和進口溫度的情況下，計算兩傳熱介質(zhì)的出和進口溫度的情況下，計算兩傳熱介質(zhì)的出口溫度，叫做校核計算。其計算方法通常是口溫度，叫做校核計算。其計算方法通常是采用傳熱方程計算法。采用傳熱方程計算法。二冷凝器計算二冷凝器計算 1.冷凝器熱負荷確實定冷凝器熱負荷確實定冷凝器熱負荷是其計算的主要依據(jù)，冷凝器熱負荷是其計算的主要依據(jù)，為了簡化計算，還可由下式確定，即：為了簡化計算，還可由下式確定，即： 式中，式中， 為冷凝器負荷系數(shù)，對于氨制冷裝置和為冷凝器負荷系數(shù)，對于氨制冷裝置和氟利昂制冷裝置的氟利昂制冷裝置的 可分別由圖可

21、分別由圖618a、b查出。查出。 2.臥式殼管式冷凝器的計算臥式殼管式冷凝器的計算 (1) 設計計算參數(shù)的選擇：參閱表設計計算參數(shù)的選擇：參閱表62。 (2) 臥式殼管式冷凝器設計計算舉例：通過設計計臥式殼管式冷凝器設計計算舉例：通過設計計算舉例，旨在說明其設計計算的方法和步驟。算舉例，旨在說明其設計計算的方法和步驟。0c0c水冷冷凝器計算舉例例：現(xiàn)有一臺配用例：現(xiàn)有一臺配用612.5FG壓縮機的冷水壓縮機的冷水機組，制冷劑為機組，制冷劑為R22。額定工況額定工況t02，冷凝溫度冷凝溫度tk40，冷卻水進口溫度冷卻水進口溫度tw131，制冷量制冷量Q0340KW，試為該機試為該機組設計一臺臥式

22、水冷冷凝器。組設計一臺臥式水冷冷凝器。例：制冷量例：制冷量Q02.8KW，空氣的進口參數(shù)：空氣的進口參數(shù)：干球溫度干球溫度t127， 濕球溫度濕球溫度ts119.5， 制冷劑為制冷劑為R22，蒸發(fā)溫度蒸發(fā)溫度t09， 制冷劑流量制冷劑流量Gd0.01772kg/s， 試設計一臺冷卻強制流動空氣的試設計一臺冷卻強制流動空氣的干式干式蒸蒸發(fā)器。發(fā)器。冷卻強制流動空氣的干式蒸發(fā)器的計算解解: 1.進行初步結(jié)構(gòu)規(guī)劃進行初步結(jié)構(gòu)規(guī)劃 第三節(jié)制冷裝置的節(jié)流機構(gòu)第三節(jié)制冷裝置的節(jié)流機構(gòu)一、制冷劑液體膨脹過程分析一、制冷劑液體膨脹過程分析制冷劑液體的膨脹特性隨節(jié)流裝置的通道形態(tài)不制冷劑液體的膨脹特性隨節(jié)流裝置

23、的通道形態(tài)不同而異。例如噴管漸縮管或拉伐爾管內(nèi)膨脹同而異。例如噴管漸縮管或拉伐爾管內(nèi)膨脹是接近等熵過程，而通過節(jié)流孔的膨脹那么屬于是接近等熵過程，而通過節(jié)流孔的膨脹那么屬于接近等焓過程，制冷劑通過其他通道如毛細管接近等焓過程，制冷劑通過其他通道如毛細管的膨脹過程介于二者之間。的膨脹過程介于二者之間。制冷劑液體膨脹具有以下特點：制冷劑液體膨脹具有以下特點：(1)液體通過膨脹后，溫度必然降低。其膨脹過程液體通過膨脹后，溫度必然降低。其膨脹過程的壓差的壓差 越大，那么溫度降低越大，那么溫度降低 也越大。而且溫差也越大。而且溫差 同過程無同過程無關(guān)。其原因在于兩相區(qū)內(nèi)飽和溫度與飽和壓力呈關(guān)。其原因在于

24、兩相區(qū)內(nèi)飽和溫度與飽和壓力呈對應關(guān)系。對應關(guān)系。(2)膨脹過程具有盡可能大的比體積比膨脹過程具有盡可能大的比體積比 且隨壓比且隨壓比 的增大而增大。從而使比體積比有限的膨脹機難的增大而增大。從而使比體積比有限的膨脹機難以實現(xiàn)。以實現(xiàn)。(3)膨脹過程的等熵焓降很小可利用的膨脹功很膨脹過程的等熵焓降很小可利用的膨脹功很小不加以利用損失也不會很大。因此在制冷裝小不加以利用損失也不會很大。因此在制冷裝置中均采用小孔或管道節(jié)流機構(gòu)，來實現(xiàn)液體制置中均采用小孔或管道節(jié)流機構(gòu)，來實現(xiàn)液體制冷劑的膨脹制冷。冷劑的膨脹制冷。12VV21pp1 1手動膨脹閥手動膨脹閥手動調(diào)節(jié)的節(jié)流機構(gòu)：一般稱做手動節(jié)流閥。手動調(diào)

25、節(jié)的節(jié)流機構(gòu)：一般稱做手動節(jié)流閥。以手動方式調(diào)整閥孔的流通面積來改變向蒸發(fā)以手動方式調(diào)整閥孔的流通面積來改變向蒸發(fā)器的供液量，其結(jié)構(gòu)與一般手動閥門相似。多器的供液量，其結(jié)構(gòu)與一般手動閥門相似。多用于氨制冷裝置。用于氨制冷裝置。(一節(jié)流機構(gòu)的種類：一節(jié)流機構(gòu)的種類： 1、手動調(diào)節(jié)的節(jié)流機構(gòu)、手動調(diào)節(jié)的節(jié)流機構(gòu) 2、用液位調(diào)節(jié)的節(jié)流機構(gòu)、用液位調(diào)節(jié)的節(jié)流機構(gòu) 3、用蒸汽過熱度調(diào)節(jié)的節(jié)流機構(gòu)、用蒸汽過熱度調(diào)節(jié)的節(jié)流機構(gòu) 4、用電子脈沖調(diào)節(jié)的節(jié)流機構(gòu)、用電子脈沖調(diào)節(jié)的節(jié)流機構(gòu) 5、不調(diào)節(jié)的節(jié)流機構(gòu)、不調(diào)節(jié)的節(jié)流機構(gòu)工作原理：利用浮球位置隨液面高度變化工作原理：利用浮球位置隨液面高度變化而變化的特性控制

26、閥芯開閉，到達穩(wěn)定而變化的特性控制閥芯開閉，到達穩(wěn)定蒸發(fā)器內(nèi)制冷劑液量的目的。它可作為蒸發(fā)器內(nèi)制冷劑液量的目的。它可作為單獨的節(jié)流機構(gòu)使用，也可作為感應元單獨的節(jié)流機構(gòu)使用，也可作為感應元件與其他執(zhí)行元件配合使用，適用中型件與其他執(zhí)行元件配合使用，適用中型及大型氨制冷裝置。及大型氨制冷裝置。 對于制冷劑液體主要在高壓側(cè)冷凝對于制冷劑液體主要在高壓側(cè)冷凝器或高壓貯液器的制冷機，采用高壓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，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，閥增大蒸發(fā)器供

27、液量；當液位降低時，閥關(guān)小，減少供液量。關(guān)小，減少供液量。2 浮球閥浮球閥 低壓浮球閥常直接和滿液式蒸發(fā)器連通，按蒸發(fā)器液位的上下，調(diào)節(jié)從貯液器進到滿液式蒸發(fā)器的制冷劑流量。3用蒸氣過熱度調(diào)節(jié)的節(jié)流機構(gòu)：用蒸氣過熱度調(diào)節(jié)的節(jié)流機構(gòu)： 這種節(jié)流機構(gòu)包括熱力膨脹閥和電熱膨脹這種節(jié)流機構(gòu)包括熱力膨脹閥和電熱膨脹閥。閥。 1熱力膨脹閥熱力膨脹閥工作原理：通過蒸發(fā)器出口蒸氣過熱度的大工作原理：通過蒸發(fā)器出口蒸氣過熱度的大小調(diào)整熱負荷與供液量的匹配關(guān)系，以此小調(diào)整熱負荷與供液量的匹配關(guān)系，以此控制節(jié)流孔的開度大小，實現(xiàn)蒸發(fā)器供液控制節(jié)流孔的開度大小，實現(xiàn)蒸發(fā)器供液量隨熱負荷變化而改變的調(diào)節(jié)機制。量隨熱負荷

28、變化而改變的調(diào)節(jié)機制。 熱力膨脹閥適用于沒有自由液面的蒸發(fā)器，熱力膨脹閥適用于沒有自由液面的蒸發(fā)器，如干式蒸發(fā)器、蛇管式蒸發(fā)器和蛇管式中如干式蒸發(fā)器、蛇管式蒸發(fā)器和蛇管式中間冷卻器等?，F(xiàn)主要用于氟利昂制冷機中，間冷卻器等。現(xiàn)主要用于氟利昂制冷機中，對于氨制冷機也可使用，但其結(jié)構(gòu)材料不對于氨制冷機也可使用，但其結(jié)構(gòu)材料不能用有色金屬。能用有色金屬。 1.內(nèi)平衡式熱力膨脹閥：在膜片上下側(cè)的壓力平內(nèi)平衡式熱力膨脹閥：在膜片上下側(cè)的壓力平衡以蒸發(fā)器內(nèi)壓力作為穩(wěn)定條件的熱力膨脹閥。衡以蒸發(fā)器內(nèi)壓力作為穩(wěn)定條件的熱力膨脹閥。 2. 外平衡式熱力膨脹閥：是將內(nèi)平衡式熱力膨脹外平衡式熱力膨脹閥：是將內(nèi)平衡式熱

29、力膨脹閥膜片驅(qū)動力系中的蒸發(fā)壓力改為由外平衡管接閥膜片驅(qū)動力系中的蒸發(fā)壓力改為由外平衡管接頭引入的蒸發(fā)器出口壓力頭引入的蒸發(fā)器出口壓力 取代，以此來消除蒸取代，以此來消除蒸發(fā)器管組內(nèi)的壓降所造成的膜片力系失衡，而帶發(fā)器管組內(nèi)的壓降所造成的膜片力系失衡，而帶來的使膨脹閥失去調(diào)節(jié)能力的不利影響。來的使膨脹閥失去調(diào)節(jié)能力的不利影響。二電子脈沖式膨脹閥二電子脈沖式膨脹閥 結(jié)構(gòu)：由步進電動機、閥芯、閥體、進出液管等結(jié)構(gòu)：由步進電動機、閥芯、閥體、進出液管等主要部件組成。主要部件組成。 工作原理：在制冷裝置運行過程中，由傳感器取工作原理：在制冷裝置運行過程中，由傳感器取到實時信號，輸入微型計算機進行處理后

30、，轉(zhuǎn)換到實時信號，輸入微型計算機進行處理后，轉(zhuǎn)換成相應的脈沖信號，驅(qū)動步進電動機獲得一定的成相應的脈沖信號，驅(qū)動步進電動機獲得一定的步距角，形成對應的閥芯上升或下降的移動距離，步距角，形成對應的閥芯上升或下降的移動距離，得到適宜的制冷劑在閥孔的流通面積和與熱負荷得到適宜的制冷劑在閥孔的流通面積和與熱負荷變化相匹配的供液量，實現(xiàn)了裝置的高精度能量變化相匹配的供液量，實現(xiàn)了裝置的高精度能量調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)。 由于變流量調(diào)節(jié)時間以秒計算，可以有效地杜由于變流量調(diào)節(jié)時間以秒計算，可以有效地杜絕超調(diào)現(xiàn)象發(fā)生。對于一些需要精細流量調(diào)節(jié)的絕超調(diào)現(xiàn)象發(fā)生。對于一些需要精細流量調(diào)節(jié)的制冷裝置，采用此種膨脹閥，可以得到

31、滿意可靠制冷裝置，采用此種膨脹閥，可以得到滿意可靠的高效節(jié)能效果。的高效節(jié)能效果。電動式膨脹閥流量特性4 4毛細管毛細管工作原理：毛細管節(jié)流是根據(jù)流體在一定幾何尺工作原理：毛細管節(jié)流是根據(jù)流體在一定幾何尺寸的管道內(nèi)流動產(chǎn)生摩阻壓降改變其流量的原寸的管道內(nèi)流動產(chǎn)生摩阻壓降改變其流量的原理。理。 毛細管用在小型而且不需要精確調(diào)節(jié)流量的制毛細管用在小型而且不需要精確調(diào)節(jié)流量的制冷裝置。冷裝置。家用冰箱家用冰箱冷柜冷柜房間空調(diào)器房間空調(diào)器 簡單簡單 廉價廉價 便于大批量生產(chǎn)便于大批量生產(chǎn)應用應用長處長處 絕熱膨脹過程中，制冷劑氟利昂在毛細管中流動時沿管長方向的壓力與溫度的分布特性R22、R12毛細管初

32、步選擇曲線圖毛細管初步選擇曲線圖設計用毛細管節(jié)流的制冷系統(tǒng)時應注意：設計用毛細管節(jié)流的制冷系統(tǒng)時應注意： 1系統(tǒng)的高壓側(cè)不要設置貯液器，以減系統(tǒng)的高壓側(cè)不要設置貯液器，以減少停機時制冷劑遷移量，防止啟動時發(fā)生少停機時制冷劑遷移量，防止啟動時發(fā)生“液擊。液擊。2制冷劑的充注量應盡量與蒸發(fā)容量相制冷劑的充注量應盡量與蒸發(fā)容量相匹配。必要時可在壓縮機吸氣管路上加裝氣匹配。必要時可在壓縮機吸氣管路上加裝氣液別離器。液別離器。3對初選毛細管進行試驗修正時，應保對初選毛細管進行試驗修正時，應保證毛細管的管徑和長度與裝置的制冷能力相證毛細管的管徑和長度與裝置的制冷能力相吻合，以保證裝置能到達規(guī)定的技術(shù)性能要

33、吻合，以保證裝置能到達規(guī)定的技術(shù)性能要求。求。4毛細管內(nèi)徑必須均勻。其進口處應設毛細管內(nèi)徑必須均勻。其進口處應設置枯燥過濾器，防止水分和污物堵塞毛細管。置枯燥過濾器，防止水分和污物堵塞毛細管。 3. 分液頭分液頭: 為了使熱力膨脹閥節(jié)流后的制冷劑液體均勻地為了使熱力膨脹閥節(jié)流后的制冷劑液體均勻地分配到蒸發(fā)器的各個管組，通常是在膨脹閥的出口管和蒸分配到蒸發(fā)器的各個管組，通常是在膨脹閥的出口管和蒸發(fā)器的進口管之間設置一種分液接頭。它僅有一個進液口，發(fā)器的進口管之間設置一種分液接頭。它僅有一個進液口，卻有幾個甚至十幾個出液口，將膨脹閥節(jié)流后的制冷劑均卻有幾個甚至十幾個出液口，將膨脹閥節(jié)流后的制冷劑均

34、勻地分配到各個管組中或各蒸發(fā)器中。分液接頭的型勻地分配到各個管組中或各蒸發(fā)器中。分液接頭的型式很多，以降壓型分液接頭的使用效果最好。圖式很多，以降壓型分液接頭的使用效果最好。圖630示出示出了幾種壓降型分液頭的結(jié)構(gòu)型式，它們的特點是通道尺寸了幾種壓降型分液頭的結(jié)構(gòu)型式，它們的特點是通道尺寸較小，制冷劑液體流過時要發(fā)生節(jié)流，產(chǎn)生約較小，制冷劑液體流過時要發(fā)生節(jié)流，產(chǎn)生約50kPa壓差，壓差，同時在分液管中也約有相等的壓差，以致使蒸發(fā)器各通路同時在分液管中也約有相等的壓差，以致使蒸發(fā)器各通路管組總壓差大致相等，使制冷劑均勻分配到蒸發(fā)器中，各管組總壓差大致相等，使制冷劑均勻分配到蒸發(fā)器中，各局部傳熱

35、面積得到充分利用。在安裝分液頭時各分液管必局部傳熱面積得到充分利用。在安裝分液頭時各分液管必須具有相同的管徑和長度，以保證各路管組壓降相等。須具有相同的管徑和長度，以保證各路管組壓降相等。第四節(jié)第四節(jié) 蒸氣壓縮式制冷裝置的輔助設備蒸氣壓縮式制冷裝置的輔助設備一、制冷劑儲存、別離和凈化設備一、制冷劑儲存、別離和凈化設備 1. 高壓貯液器高壓貯液器 其用途是貯存高壓液體，設置在冷凝器之后，保證其用途是貯存高壓液體，設置在冷凝器之后，保證制冷系統(tǒng)在冷負荷變化時制冷劑供液量調(diào)節(jié)的需要。制冷系統(tǒng)在冷負荷變化時制冷劑供液量調(diào)節(jié)的需要。容量按循環(huán)量的容量按循環(huán)量的1/31/2計。最大計。最大80。 2.低壓

36、貯液器低壓貯液器 這種設置在低壓側(cè)的貯液器，一般用于大型氨這種設置在低壓側(cè)的貯液器，一般用于大型氨制冷裝置中，如氨泵循環(huán)的冷藏庫等。結(jié)構(gòu)與高制冷裝置中，如氨泵循環(huán)的冷藏庫等。結(jié)構(gòu)與高壓貯液器根本相同，僅僅是工作壓力較低。壓貯液器根本相同，僅僅是工作壓力較低。二空氣別離器二空氣別離器空氣別離器用于去除制冷系統(tǒng)中的空氣及其他不空氣別離器用于去除制冷系統(tǒng)中的空氣及其他不凝性氣體，起凈化制冷劑的作用。凝性氣體，起凈化制冷劑的作用。臥式空氣別離器臥式空氣別離器它是一種橫臥的四重套管式空氣別離設備。它的它是一種橫臥的四重套管式空氣別離設備。它的最內(nèi)層與第三層空間連通，并帶有吸氣壓力下蒸最內(nèi)層與第三層空間連

37、通，并帶有吸氣壓力下蒸發(fā)的制冷劑，同時最外層與第二層連通。帶有排發(fā)的制冷劑，同時最外層與第二層連通。帶有排氣壓力下冷凝的高壓混合氣體，由管壁的換熱形氣壓力下冷凝的高壓混合氣體，由管壁的換熱形成冷凝作用，使混合氣體中的不凝性氣體得以別成冷凝作用，使混合氣體中的不凝性氣體得以別離，并通過設在第二層的放氣管排放到系統(tǒng)外。離，并通過設在第二層的放氣管排放到系統(tǒng)外。臥式空氣別離器適用于中、大型氨制冷系統(tǒng)。臥式空氣別離器適用于中、大型氨制冷系統(tǒng)。 2. 立式空氣別離器立式空氣別離器如下圖，它由鋼管殼體如下圖，它由鋼管殼體和一組蒸發(fā)盤管組成。和一組蒸發(fā)盤管組成。采用冷凝器出來的制冷劑采用冷凝器出來的制冷劑液

38、體節(jié)流后送入盤管內(nèi)蒸液體節(jié)流后送入盤管內(nèi)蒸發(fā)，將盤管外來自冷凝器發(fā)，將盤管外來自冷凝器上部的高壓過熱蒸氣冷卻上部的高壓過熱蒸氣冷卻和冷凝。凝結(jié)下來的高壓和冷凝。凝結(jié)下來的高壓液體通過殼體底部的排液液體通過殼體底部的排液管回到貯液器，或者通過管回到貯液器，或者通過膨脹閥送入盤管重新利用。膨脹閥送入盤管重新利用。三氣液別離器三氣液別離器 其作用是別離來自蒸其作用是別離來自蒸發(fā)器的低壓蒸氣中的液發(fā)器的低壓蒸氣中的液滴，以保壓縮機吸入干滴，以保壓縮機吸入干飽和蒸氣。而氨用氣液飽和蒸氣。而氨用氣液別離器除上述作用外，別離器除上述作用外，還可令經(jīng)節(jié)流閥供給的還可令經(jīng)節(jié)流閥供給的氣液混合物別離，只讓氣液混合

39、物別離，只讓液氨進入蒸發(fā)器。液氨進入蒸發(fā)器。 小型空調(diào)用氟利昂制冷裝置包括熱泵空調(diào)器小型空調(diào)用氟利昂制冷裝置包括熱泵空調(diào)器 所采用的氣液別離器有管道型和筒體型氣液別離所采用的氣液別離器有管道型和筒體型氣液別離器器四過濾器和枯燥器四過濾器和枯燥器 過濾器用于去除系統(tǒng)內(nèi)的機械雜質(zhì)、金屬屑、過濾器用于去除系統(tǒng)內(nèi)的機械雜質(zhì)、金屬屑、氧化皮等。氧化皮等。 氟利昂液體過濾器結(jié)構(gòu)氟利昂液體過濾器結(jié)構(gòu):采用無縫鋼管作為殼體，內(nèi)裝采用無縫鋼管作為殼體，內(nèi)裝 0.10.2mm網(wǎng)孔的黃銅絲網(wǎng)或不銹鋼絲網(wǎng)，兩端蓋用螺紋網(wǎng)孔的黃銅絲網(wǎng)或不銹鋼絲網(wǎng)，兩端蓋用螺紋與筒體連接并用錫焊焊牢。與筒體連接并用錫焊焊牢。 實際的氟利

40、昂過濾枯燥器: 枯燥劑一般采用無水氯化鈣、硅膠、活性氧化鋁和分子篩等，以吸收制冷劑液體中的水分。二、潤滑油的別離及收集設備二、潤滑油的別離及收集設備一油別離器一油別離器將制冷壓縮機排出的高壓蒸將制冷壓縮機排出的高壓蒸氣中的潤滑油進行別離，氣中的潤滑油進行別離，以保證裝置平安高效地運行。以保證裝置平安高效地運行。 分油原理：降低氣流速度分油原理：降低氣流速度和改變氣流方向，高壓蒸氣和改變氣流方向，高壓蒸氣中的油粒在重力作用下中的油粒在重力作用下得以別離。得以別離。 通常使用的油別離器有通常使用的油別離器有洗滌式、離心式、過濾式洗滌式、離心式、過濾式和填料式四種。和填料式四種。 1.洗滌式油別離器

41、洗滌式油別離器 2. 離心式油別離器 分油原理： 利用氣流在油別離器內(nèi)呈螺旋形流動產(chǎn)生離心力來到達分油目的。 3. 填料式油別離器 結(jié)構(gòu): 在殼內(nèi)設置多組填料，材質(zhì)一般為金屬絲網(wǎng)、毛氈、陶瓷環(huán)或金屬屑等，在殼內(nèi)形成過濾式分油，填料的組數(shù)越多其分油效果越好。 4. 過濾式油別離器 分油原理：壓縮機排出的高壓氣體進入油分離器后，在過濾網(wǎng)處突然改變流向和大幅度降低流速，加上過濾網(wǎng)的過濾作用，將混在高壓氣體中的油滴別離出來。分油后的蒸氣從筒體上側(cè)部管道引出。二集油器二集油器 集油器是氨制冷裝置中收集制冷設備中放出的潤集油器是氨制冷裝置中收集制冷設備中放出的潤滑油的容器?；偷娜萜?。 三、制冷裝置的管道

42、及其隔熱三、制冷裝置的管道及其隔熱一一 制冷裝置的管道系統(tǒng)制冷裝置的管道系統(tǒng) 1.制冷裝置的管徑選擇制冷裝置的管徑選擇 (1) 氟利昂系統(tǒng)的管徑選擇：氟利昂系統(tǒng)的管徑選擇： 回氣管管徑確實定：回氣管壓降對壓縮機制冷回氣管管徑確實定：回氣管壓降對壓縮機制冷能力有直接影響。一般氟利昂回氣管的允許壓能力有直接影響。一般氟利昂回氣管的允許壓降控制在相當于飽和蒸發(fā)溫度差降控制在相當于飽和蒸發(fā)溫度差 ，適宜的，適宜的管內(nèi)流速為管內(nèi)流速為815m/s。當管道較長阻力增大時，。當管道較長阻力增大時，應降低流速增大管徑保持其壓降不變，以保證應降低流速增大管徑保持其壓降不變，以保證壓縮機制冷量不受影響。壓縮機制冷

43、量不受影響。 R22系統(tǒng)回氣管最小管徑線算圖見圖系統(tǒng)回氣管最小管徑線算圖見圖6-48。其查。其查圖方法舉例如下：圖方法舉例如下： R22回氣管道有直管回氣管道有直管20m各種管件的當量直徑總各種管件的當量直徑總數(shù)數(shù) 制冷負荷為制冷負荷為58.15kw,蒸發(fā)溫度蒸發(fā)溫度 計算銅管回氣管內(nèi)徑。計算銅管回氣管內(nèi)徑。 (3) 氨系統(tǒng)的管徑選擇：氨其單位制冷量較大，粘性和密度均較氟利昂小，在相同循環(huán)量時氨循環(huán)所產(chǎn)生的壓降要小。因而管徑選擇時壓降可取小些。對回氣管一般控制在相當于飽和蒸發(fā)溫度差 低于氟利昂的飽和蒸發(fā)溫度差 的范圍。 氨系統(tǒng)排氣管和液管也以控制在相當于飽和冷凝溫度差 0.5為宜，因氨與油不互溶，無需考慮帶油速度問題。冷凝后的泄液管內(nèi)流速不超過 0.5m/s 即可。氨管管徑線算圖見圖6-51所示。圖右側(cè)局部適用于單級壓縮氨制冷系統(tǒng)和兩級壓縮系統(tǒng)的高壓級，右側(cè)局部適用于其低壓級。 (4) 水系統(tǒng)的管徑選擇：水管管徑選擇主要取決于水泵或載冷劑泵壓頭所允許的壓降。其最小管徑不應小于25mm,管徑在 100mm，以下者管內(nèi)流速不要超過1m/s， 管徑大時流速可以偏高一些，但不宜超過2m/s,以免磨損。 2. 管道系統(tǒng)的阻力計算制冷裝置的管道系統(tǒng)中有單