節(jié)流裝置和輔助設(shè)備課件

1、第5章 節(jié)流裝置和輔助設(shè)備第5章 節(jié)流裝置和輔助設(shè)備第1節(jié) 節(jié)流裝置作用：(1)對(duì)高壓液態(tài)制冷劑節(jié)流降壓，保證冷凝器和蒸發(fā)器之間的壓力差，使蒸發(fā)器內(nèi)的也太制冷劑在要求的低壓下蒸發(fā)，達(dá)到制冷的目的； (2)調(diào)節(jié)供入蒸發(fā)器的制冷劑流量，以適應(yīng)蒸發(fā)器的熱負(fù)荷變化。又稱：流量控制機(jī)構(gòu)( Metering Device ) 第1節(jié) 節(jié)流裝置作用：(1)對(duì)高壓液態(tài)制冷劑節(jié)流降壓，保證第1節(jié) 節(jié)流裝置類型：(1) 手動(dòng)膨脹閥(2) 浮球膨脹閥(3) 熱力膨脹閥（TEV）(4) 電子膨脹閥(5) 毛細(xì)管(6) 節(jié)流短管第1節(jié) 節(jié)流裝置類型：一、手動(dòng)膨脹閥僅用于：氨制冷系統(tǒng)、實(shí)驗(yàn)裝置、旁路備用等。一、手動(dòng)膨脹閥

2、僅用于：二、浮球膨脹閥除了節(jié)流降壓、調(diào)節(jié)流量之外，還可保持蒸發(fā)器內(nèi)一定的液位。適用于：具有自由液面的蒸發(fā)器，如 滿液式蒸發(fā)器 低壓循環(huán)貯液桶 中間冷卻器類型：直通式、非直通式二、浮球膨脹閥除了節(jié)流降壓、調(diào)節(jié)流量之外，還可保持蒸發(fā)器內(nèi)一直通式浮球膨脹閥供液通過浮球室和下部的液體平衡管流入蒸發(fā)器。特點(diǎn)：構(gòu)造簡(jiǎn)單； 浮球室液面波動(dòng)大，浮球傳遞給閥芯的沖擊力也大，易損壞。 直通式浮球膨脹閥供液通過浮球室和下部的非直通式浮球膨脹閥閥門機(jī)構(gòu)在浮球室外部，節(jié)流后的制冷劑不經(jīng)過浮球室直接流入蒸發(fā)器。特點(diǎn)：浮球室液面穩(wěn)定；結(jié)構(gòu)和安裝較復(fù)雜。非直通式浮球膨脹閥閥門機(jī)構(gòu)在浮球室外部，節(jié)流后的制冷劑不經(jīng)過三、熱力膨脹

3、閥工作原理：通過蒸發(fā)器出口處氣態(tài)制冷劑的過熱度控制閥的開度。用于：非滿液式蒸發(fā)器。型式：內(nèi)平衡式、外平衡式。三、熱力膨脹閥工作原理：通過蒸發(fā)器出口處氣態(tài)制冷劑的過熱度控（一）內(nèi)平衡式熱力膨脹閥（一）內(nèi)平衡式熱力膨脹閥（一）內(nèi)平衡式熱力膨脹閥p1閥后制冷劑的壓力，作用在膜片下部，使閥門向關(guān)閉方向移動(dòng)；p2彈簧作用力，也施加于膜片下方，使閥門向關(guān)閉方向移動(dòng)，其作用力大小可通過調(diào)整螺絲予以調(diào)整；p3感溫包內(nèi)制冷劑的壓力，作用在膜片上部，使閥門向開啟方向移動(dòng)，其大小取決于感溫包內(nèi)制冷劑的性質(zhì)和感溫包感受的溫度。（一）內(nèi)平衡式熱力膨脹閥p1閥后制冷劑的壓力，作用在膜片（二）外平衡式熱力膨脹閥（二）外平衡

4、式熱力膨脹閥（二）外平衡式熱力膨脹閥使用外平衡式熱力膨脹閥的蒸發(fā)器阻力損失值(R22) 蒸發(fā)溫度 （） 10 0 -10 -20 -30-40-50阻力損失 （kPa） 42 33 26 19 14 10 7（二）外平衡式熱力膨脹閥使用外平衡式熱力膨脹閥的蒸發(fā)器阻力損 帶保險(xiǎn)結(jié)構(gòu)的雙向熱力膨脹閥1 膜盒1-1 感溫管1-2 連接毛細(xì)管1-3 頂蓋1-4 膜片1-5 底蓋1-6 限位塊1-7 感溫劑 2 閥體2-1 閥座孔3 壓力傳遞管4 閥針5 閥芯6 平衡彈簧7, 8 液體連接管 帶保險(xiǎn)結(jié)構(gòu)的雙向熱力膨脹閥1 膜盒（三）感溫包的充注由制冷劑種類、蒸發(fā)溫度，決定感溫系統(tǒng)的充注物質(zhì)和充注方式。充

5、注方式： (1)充液式 (2)充氣式 (3)交叉充液式 (4)混合充注式 (5)吸附充注式（三）感溫包的充注由制冷劑種類、蒸發(fā)溫度，決定感溫系統(tǒng)的充注1. 充液式熱力膨脹閥充液量應(yīng)足夠大，以保證在任何溫度下，感溫包內(nèi)都有液體存在。感溫系統(tǒng)內(nèi)的壓力是所充注液體的飽和壓力。優(yōu)點(diǎn)：閥的工作不受膨脹閥和平衡毛細(xì)管所處環(huán)境溫度的影響；溫度低于感溫包感知的溫度也能正常工作。不足：隨蒸發(fā)溫度的降低，過熱度明顯上升，導(dǎo)致充液式熱力膨脹閥溫度適應(yīng)范圍較小。1. 充液式熱力膨脹閥充液量應(yīng)足夠大，以保證在任何溫度下，感1. 充液式熱力膨脹閥蒸發(fā)溫度5時(shí)，蒸發(fā)器出口制冷劑的過熱度為5 (線段ab)當(dāng)蒸發(fā)溫度為-15和

6、-40時(shí)，過熱度分別為8 (線段cd)和15 (線段ef)1. 充液式熱力膨脹閥蒸發(fā)溫度5時(shí)，2. 充氣式熱力膨脹閥充注物質(zhì)：與制冷系統(tǒng)相同的制冷劑；充注量：取決于熱力膨脹閥工作時(shí)的最高蒸發(fā)溫度(tA)，在該溫度下，所充注的液體應(yīng)全部氣化。當(dāng)感溫包內(nèi)溫度低于tA時(shí)，感溫包內(nèi)壓力-溫度的關(guān)系為制冷劑的飽和特性曲線；當(dāng)感溫包內(nèi)溫度高于tA時(shí)，感溫包內(nèi)的制冷劑為氣態(tài)，溫度增加、壓力變化卻不大。2. 充氣式熱力膨脹閥充注物質(zhì)：與制冷系統(tǒng)相同的制冷劑；2. 充氣式熱力膨脹閥當(dāng)系統(tǒng)的蒸發(fā)溫度超過最高限定溫度時(shí)，蒸發(fā)器出口處過熱度很大，但閥門并不能開大?？煽刂茖?duì)蒸發(fā)器的供液量，避免系統(tǒng)蒸發(fā)溫度過高時(shí)，壓縮機(jī)

7、過載。2. 充氣式熱力膨脹閥當(dāng)系統(tǒng)的蒸發(fā)溫度超過最高限定溫度時(shí)，蒸3. 其它充注式熱力膨脹閥交叉充液式：感溫包內(nèi)的感溫物質(zhì)不同于制冷系統(tǒng)的制冷劑；混合充注式：感溫包內(nèi)除了充注與系統(tǒng)不同的制冷劑以外，還充注一定量的不凝性氣體；吸附充注式：感溫包內(nèi)裝填吸附劑或充注吸附性氣體。3. 其它充注式熱力膨脹閥交叉充液式：感溫包內(nèi)的感溫物質(zhì)不同（四）熱力膨脹閥的選配和安裝選配時(shí)需考慮： (1)制冷劑種類 (2)蒸發(fā)溫度范圍 (3)閥后蒸發(fā)器的最大制冷量 (4)閥前后壓差；保證膨脹閥的容量與蒸發(fā)器的負(fù)荷相匹配。（四）熱力膨脹閥的選配和安裝選配時(shí)需考慮：（四）熱力膨脹閥的選配和安裝閥體安裝：位置應(yīng)靠近蒸發(fā)器；垂

8、直放置，不可傾斜、顛倒；感溫包的安裝： （1）方法：纏在吸氣管上，緊貼管壁、包扎緊密。與管壁接觸處應(yīng)將氧化皮清除干凈。 吸氣管外徑小于22mm時(shí)，包在管子上部； 吸氣管外徑大于22mm時(shí)，安裝在吸氣管水平軸線以 下45之間。為防止感溫包受外界溫度的影響，包扎好后需再纏包不吸水絕熱材料。（四）熱力膨脹閥的選配和安裝閥體安裝：位置應(yīng)靠近蒸發(fā)器；垂直感溫包的安裝方法：感溫包的安裝方法：（四）熱力膨脹閥的選配和安裝(2)感溫包安裝位置蒸發(fā)器出口、壓縮機(jī)的吸氣管段上，且盡可能裝在水平管段上。不得置于有積液、積油處！為防止因水平管積液、膨脹閥操作失誤，蒸發(fā)器出口處吸氣管需要抬高時(shí)，抬高處要設(shè)存油彎；不然，

9、要將感溫包安裝在立管上。（四）熱力膨脹閥的選配和安裝(2)感溫包安裝位置感溫包安裝位置（續(xù)1）感溫包安裝位置（續(xù)1）（四）熱力膨脹閥的選配和安裝(2)感溫包安裝位置（續(xù)2）采用外平衡式熱力膨脹閥時(shí)：外平衡管一般連接在蒸發(fā)器出口、感溫包后的壓縮機(jī)吸氣管上，接口應(yīng)位于吸氣管頂部，以防被潤(rùn)滑油堵塞。為了抑制制冷系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)的波動(dòng)，也可將外平衡管連接在蒸發(fā)管壓力降較大的部位。（四）熱力膨脹閥的選配和安裝(2)感溫包安裝位置（續(xù)2）四、電子膨脹閥特點(diǎn)：利用被調(diào)節(jié)參數(shù)產(chǎn)生的電信號(hào)，控制施加于膨脹閥上的電壓或電流，達(dá)到調(diào)節(jié)供液量目的。供液量調(diào)節(jié)范圍寬、調(diào)節(jié)反應(yīng)快。按驅(qū)動(dòng)方式不同，分為： （1）電磁式 （2）電

10、動(dòng)式：又分直動(dòng)型和減速型兩種。四、電子膨脹閥特點(diǎn)：1.電磁式電子膨脹閥1柱塞彈簧 2線圈 3柱塞 4閥座 5彈簧 6針閥 7閥桿開度電壓關(guān)系圖1.電磁式電子膨脹閥1柱塞彈簧 2線圈 3柱塞 4閥座 5彈2.電動(dòng)式電子膨脹閥由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)針閥，分直動(dòng)型和減速型兩種流量脈沖數(shù)關(guān)系圖1轉(zhuǎn)子 2線圈 3針閥 4閥桿直動(dòng)型電動(dòng)式電子膨脹閥2.電動(dòng)式電子膨脹閥由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)針閥，流量脈沖數(shù)關(guān)系圖1 減速型電動(dòng)式電子膨脹閥流量脈沖數(shù)關(guān)系圖1轉(zhuǎn)子 2線圈 3針閥 4閥桿 5減速齒輪組 減速型電動(dòng)式電子膨脹閥流量脈沖數(shù)關(guān)系圖1轉(zhuǎn)子 2線圈 3電子膨脹閥的控制信號(hào)（1）過熱度調(diào)節(jié)：用于干式蒸發(fā)器在蒸發(fā)器出口設(shè)置溫

11、度傳感器或壓力傳感器，以采集蒸發(fā)器出口制冷劑的過熱度，反饋調(diào)節(jié)控制閥的開度；前饋加反饋復(fù)合調(diào)節(jié)，可消除由于蒸發(fā)器管壁與傳感器熱容造成的過熱度控制滯后，改善系統(tǒng)調(diào)節(jié)品質(zhì)，在很寬的蒸發(fā)溫度區(qū)域使過熱度控制在目標(biāo)范圍內(nèi)；（2）指定調(diào)節(jié)程序熱泵機(jī)組除霜、壓縮機(jī)排氣溫度控制（3）液位調(diào)節(jié)：用于滿液式蒸發(fā)器電子膨脹閥的控制信號(hào)（1）過熱度調(diào)節(jié)：用于干式蒸發(fā)器五、毛細(xì)管直徑0.72.5mm、長(zhǎng)度0.66m的細(xì)長(zhǎng)紫銅管廣泛用于小型全封閉直冷裝置工作原理：液體比氣體更容易通過毛細(xì)管。五、毛細(xì)管直徑0.72.5mm、長(zhǎng)度0.66m的細(xì)長(zhǎng)紫銅具有一定再冷度的液態(tài)制冷劑進(jìn)入毛細(xì)管后，沿管長(zhǎng)方向壓力和溫度的變化：具有一

12、定再冷度的液態(tài)制冷劑進(jìn)入毛細(xì)管后，沿管長(zhǎng)方向壓力和溫度五、毛細(xì)管供液能力取決于：毛細(xì)管入口處制冷劑的狀態(tài)（壓力、溫度）毛細(xì)管的幾何尺寸（長(zhǎng)度、內(nèi)徑）尺寸確定：要求的制冷劑流量毛細(xì)管入口處制冷劑的狀態(tài)五、毛細(xì)管供液能力取決于：毛細(xì)管的特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低；無運(yùn)動(dòng)部件；系統(tǒng)不需要裝設(shè)貯液器、制冷劑充注少；壓縮機(jī)停轉(zhuǎn)后，冷凝器和蒸發(fā)器內(nèi)的壓力可較快達(dá)到平衡，減輕電機(jī)的啟動(dòng)負(fù)荷。調(diào)節(jié)性能差，供液量不能隨工況變化而調(diào)節(jié)；適用于蒸發(fā)溫度變化不大、工況比較穩(wěn)定的場(chǎng)合。毛細(xì)管的特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低；六、節(jié)流短管是一種定截面節(jié)流孔口的節(jié)流裝置已被應(yīng)用于部分汽車空調(diào)、少量冷水機(jī)組和熱泵機(jī)組中主要優(yōu)點(diǎn)：價(jià)格低廉

13、、制造簡(jiǎn)單、可靠性好、便于安裝，取消了熱力膨脹閥系統(tǒng)中用于判別制冷負(fù)荷大小所增加的感溫包等，具有良好的互換性和自平衡能力。六、節(jié)流短管是一種定截面節(jié)流孔口的節(jié)流裝置節(jié)流短管的結(jié)構(gòu)：1出口濾網(wǎng)；2節(jié)流孔；3密封圈；4塑料外殼；5進(jìn)口濾網(wǎng)節(jié)流短管的結(jié)構(gòu)：1出口濾網(wǎng)；2節(jié)流孔；3密封圈；4塑料外殼；第2節(jié) 輔助設(shè)備設(shè)置輔助設(shè)備的目的：改善直冷系統(tǒng)的工作條件；提高運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和可靠性。類型：制冷劑的貯存、分離、凈化潤(rùn)滑油的分離、收集安全保護(hù)第2節(jié) 輔助設(shè)備設(shè)置輔助設(shè)備的目的：一、貯液器 貯液器的結(jié)構(gòu)一、貯液器 貯液器的結(jié)構(gòu)一、貯液器 貯液器與冷凝器的連接一、貯液器 貯液器與冷凝器的連接一、貯液器小型制

14、冷裝置、采用干式蒸發(fā)器的氟制冷裝置：采用較小的貯液器；采用臥式殼管式冷凝器的制冷系統(tǒng)，不需單獨(dú)設(shè)置貯液器；采用風(fēng)冷冷凝器的系統(tǒng)，一般應(yīng)設(shè)貯液器；高壓貯液器的存液量不超過自身容積的80%；低壓貯液器的存液量不超過自身容積的70%、不低于30%。一、貯液器小型制冷裝置、采用干式蒸發(fā)器的氟制冷裝置：采用較小二、氣液分離器 氟利昂用筒體型氣液分離器 氨用立式氣液分離器二、氣液分離器 氟利昂用筒體型氣液分離器 氨用立式氣液分離器三、過濾器和干燥器1.過濾器三、過濾器和干燥器1.過濾器 氟利昂液體過濾器干燥過濾器1筒體；2過濾芯；3彈性膜片；4波形多孔板；5聚酯墊 氟利昂液體過濾器干燥過濾器1筒體；四、油

15、分離器 慣性式油分離器四、油分離器 慣性式油分離器 洗滌式油分離器僅用于氨制冷系統(tǒng) 洗滌式油分離器僅用于氨制冷系統(tǒng) 離心式油分離器 離心式油分離器過濾式油分離器過濾式油分離器五、集油器五、集油器六、不凝性氣體分離器六、不凝性氣體分離器不凝性氣體分離器的工作原理：不凝性氣體分離器的工作原理：七、安全裝置安全閥、熔塞、緊急泄氨器安全閥：用彈簧或其他方法使其保持關(guān)閉的壓力驅(qū)動(dòng)閥，當(dāng)壓力超過設(shè)定值時(shí)，就會(huì)自動(dòng)泄壓。七、安全裝置安全閥、熔塞、緊急泄氨器熔塞：采用在預(yù)定溫度下會(huì)熔化的構(gòu)件來釋放壓力的一種安全裝置，通常用于直徑小于152mm，內(nèi)部?jī)羧莘e小于0.085m3的容器中。緊急泄氨器熔塞：采用在預(yù)定溫

16、度下會(huì)熔化的緊急泄氨器第4節(jié) 制冷劑管路的設(shè)計(jì)管材選擇：氟系統(tǒng)：銅管 系統(tǒng)容量較大時(shí)用無縫鋼管；氨系統(tǒng)：無縫鋼管 禁用銅及銅合金管和銅件。第4節(jié) 制冷劑管路的設(shè)計(jì)管材選擇：一、管路的布置原則(1)配管應(yīng)盡可能短且直， 以減少管道、制冷劑充注量、系統(tǒng)壓力降；(2)管道的布置應(yīng)不妨礙對(duì)壓縮機(jī)等設(shè)備的操作管理與檢修，不妨礙交通、不妨礙門窗的開關(guān)；(3)管道與墻面、頂棚，管道之間應(yīng)保持適當(dāng)間距；(4)管道穿過墻、地板、頂棚處應(yīng)有套管，套管直徑應(yīng)保證能安裝足夠的保溫層。一、管路的布置原則(1)配管應(yīng)盡可能短且直，（一）壓縮機(jī)的排氣管 氟利昂壓縮機(jī)排氣管 坡度不小于0.01 氨壓縮機(jī)排氣管（一）壓縮機(jī)的排

17、氣管 氟利昂壓縮機(jī)排氣管 氨壓縮機(jī)排氣管有容量調(diào)節(jié)的制冷壓縮機(jī)，應(yīng)保證系統(tǒng)在低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，能將潤(rùn)滑油從排氣立管中帶走采用雙排氣立管。 雙排氣立管管道連接立管A管徑小最低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)保證潤(rùn)滑油能被氣流帶走；立管B管徑較大，滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)保證潤(rùn)滑油能被氣流帶走。有容量調(diào)節(jié)的制冷壓縮機(jī)，應(yīng)保證系統(tǒng)在低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，能將潤(rùn)滑油（二）壓縮機(jī)的吸氣管 氟利昂壓縮機(jī)吸氣管 雙吸氣立管管道連接有容量調(diào)節(jié)的氟系統(tǒng)采用（二）壓縮機(jī)的吸氣管 氟利昂壓縮機(jī)吸氣管 雙吸氣立管管道連接氟利昂壓縮機(jī)并聯(lián)時(shí)的管路連接氟利昂壓縮機(jī)并聯(lián)時(shí)的管路連接（四）供液管冷凝器高于蒸發(fā)器時(shí)的管道布置供液管抬高至少2m后再聯(lián)至蒸發(fā)器，但膨脹閥前如果

18、安裝有電磁閥則不必如此。（四）供液管冷凝器高于蒸發(fā)器時(shí)的管道布置供液管抬高至少2m后均勻供液蒸發(fā)器上下布置時(shí)，供液管向上抬高，管內(nèi)壓力降低并伴隨部分液體氣化，應(yīng)防止閃發(fā)蒸氣進(jìn)入最高處的蒸發(fā)器。均勻供液蒸發(fā)器上下布置時(shí)，供液管向上抬高，管內(nèi)壓力降低并伴高差較大的蒸發(fā)器給液 一根立管為數(shù)個(gè)高差較大的蒸發(fā)器供液時(shí)，可使閃發(fā)蒸氣均勻分配。高差較大的蒸發(fā)器給液 一根立管為數(shù)個(gè)高差較大的蒸發(fā)器供液時(shí)，氨供液管路上放油防止積油影響供液，在管路最低點(diǎn)、調(diào)節(jié)站的低處設(shè)放油閥。氨供液管路上放油防止積油影響供液，在管路最低點(diǎn)、調(diào)節(jié)站的低處二、制冷劑管道管徑的確定（一）原則(1)應(yīng)綜合考慮經(jīng)濟(jì)性、壓力降、回油三個(gè)因素

19、。(2)氟系統(tǒng)：吸、排氣管路的壓力損失不超過相應(yīng)溫度變化1 氨系統(tǒng)：吸、排氣管路的壓力損失不超過相應(yīng)溫度變化0.5 (3)從冷凝器至貯液器的液管，管內(nèi)流速應(yīng)小于0.5 m/s； 從貯液器至膨脹閥的液管：防止液態(tài)制冷劑氣化造成供液不足 離開冷凝器時(shí)有35的過冷度； 管內(nèi)流速保持在0.51.25m/s，壓力降不大于0.5bar； 膨脹閥高于貯液器達(dá)4m時(shí)，須有5的過冷度。(4)氟系統(tǒng)的吸氣管徑應(yīng)保證潤(rùn)滑油順利返回壓縮機(jī)。二、制冷劑管道管徑的確定（一）原則R22回氣管、排氣管的最低帶油流速：R22回氣管、排氣管的最低帶油流速：（二）確定方法計(jì)算法使用圖表確定。（二）確定方法計(jì)算法思考題1. 熱力膨脹閥和電子膨脹閥是如何自動(dòng)調(diào)節(jié)供入蒸發(fā)器的制冷劑流量以適應(yīng)熱負(fù)荷變化的？分析熱力膨脹閥和電子膨脹閥在變?nèi)萘恐评湎到y(tǒng)中的適用性。2. 分析充液式和充氣式外平衡熱力膨脹閥的工作過程。如果兩者感溫包均忘記安裝于蒸發(fā)器出口（5）而是放置在