輔助設(shè)備和自控裝置

第七章

輔助設(shè)備和自控裝置

本章學(xué)習(xí)的基本要求：(1)熟悉制冷裝置中設(shè)置輔助設(shè)備和自控裝置的目的。(2)熟悉各個(gè)輔助設(shè)備和自控裝置的基本工作原理及其在制冷系統(tǒng)中的功能。(3)了解氨和氟利昂制冷系統(tǒng)中所用的輔助設(shè)備的區(qū)別。(4)熟悉電磁閥的選用和安裝要求。(5)熟悉制冷裝置中安裝高、低壓力繼電器的重要性，以及它的控制裝置。制冷裝置除裝有四大主件以外，根據(jù)制冷系統(tǒng)的運(yùn)行特點(diǎn)和要求還設(shè)置一些輔助設(shè)備和自控裝置，其主要目的是：

(1)使制冷裝置能更有效和安全地運(yùn)行；(2)簡(jiǎn)化管理，節(jié)省操作人員，提高制冷裝置運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性；(3)提高用戶的用冷質(zhì)量，穩(wěn)定用冷場(chǎng)合所需要的冷量和溫度。

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第一節(jié)輔助設(shè)備

一、油分離器

位置：油分離器裝在壓縮機(jī)排出口和冷凝器之間。

作用：分離高壓氣體中的潤(rùn)滑油，避免使過量的油進(jìn)入冷凝器和蒸發(fā)器影響傳熱效果。

1、慣性式油分離器

是氟利昂制冷系統(tǒng)中常用的一種能自動(dòng)回油的油分離器。

壓縮機(jī)排出的高壓氣體進(jìn)入容器，因截面積擴(kuò)大使氣流速度突然降低，同時(shí)因出口方向與原氣流方向不—致，這時(shí)高壓氣體中的油就被分離（靠慣性）出來并沉積在容器底部。

當(dāng)?shù)撞坑臀贿_(dá)到一定高度時(shí)，浮球閥開啟，潤(rùn)滑油在Pk－P0壓差作用下經(jīng)回油管自動(dòng)流入壓縮機(jī)曲軸箱。第七章

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第一節(jié)輔助設(shè)備

一、油分離器2、離心式分油器

通常在大型的氨或氟利昂制冷系統(tǒng)使用。

壓縮機(jī)的排氣沿筒體的切線方向進(jìn)入分離器，并沿內(nèi)壁螺旋導(dǎo)向片作螺旋狀流動(dòng)，在離心力的作用下，排出氣體中的油滴被分離出來，沿簡(jiǎn)體內(nèi)壁下流。

分油后的蒸氣則由中心管中引出，并經(jīng)過三層篩板阻擋，進(jìn)一步分離其中的油滴。分離下來的油積存在簡(jiǎn)體底部，當(dāng)積油量達(dá)到一定數(shù)量后，可由手動(dòng)或經(jīng)浮球閥自動(dòng)放出。第七章

輔助設(shè)備和自控裝置

第一節(jié)輔助設(shè)備

一、油分離器

3、洗滌式油分離器

這種油分離器多用在大型氨制冷系統(tǒng)。

其筒體上裝有進(jìn)、出氣管、放油管和進(jìn)液管。氨液進(jìn)口應(yīng)比儲(chǔ)液器的氨液面低250mm左右，以使氨液可借助重力流人油分離器。

壓縮機(jī)排出的高溫氨氣直接進(jìn)入氨液中，氨氣中所含的油便得到洗滌，溫度降低，沉積在分離器的底部。洗滌后的氨氣離開液面經(jīng)傘形罩排出。氨氣在流經(jīng)傘形罩時(shí)，其中少量潤(rùn)滑油還可以進(jìn)一步被分離出來。

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第一節(jié)輔助設(shè)備

二、儲(chǔ)液器儲(chǔ)液器的作用：

制冷裝置運(yùn)行時(shí)，平衡和穩(wěn)定系統(tǒng)內(nèi)的制冷劑循環(huán)量，使制冷裝置正常運(yùn)行。制冷裝置需檢修時(shí)，可將制冷劑收進(jìn)儲(chǔ)液器內(nèi)，以免浪費(fèi)制冷劑或因外逸而污染環(huán)境。

儲(chǔ)液器的分類：高壓儲(chǔ)液器、低壓儲(chǔ)液器、排液桶、低壓循環(huán)桶。1、高壓儲(chǔ)液器

高壓儲(chǔ)液器裝設(shè)在冷凝器和膨脹閥之間，為了使冷凝器中的液體制冷劑順利地流人儲(chǔ)液器，儲(chǔ)液器的位置應(yīng)低于冷凝器300mm以上。

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第一節(jié)輔助設(shè)備

二、儲(chǔ)液器高壓儲(chǔ)液器的容量應(yīng)滿足以下要求：

(1)對(duì)于中小型制冷系統(tǒng)，應(yīng)能收容制冷裝置中全部充液量；(2)裝有多臺(tái)蒸發(fā)器的制冷系統(tǒng)，儲(chǔ)液容量應(yīng)為最大一臺(tái)蒸發(fā)器的制冷劑液量和儲(chǔ)液器中正常儲(chǔ)液量之和；(3)為了防止溫度變化對(duì)制冷劑的熱膨脹，儲(chǔ)液器中最大收容量為其容器體積的80％。第七章

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第一節(jié)輔助設(shè)備

二、儲(chǔ)液器2、低壓儲(chǔ)液器

低壓儲(chǔ)液器位于壓縮機(jī)吸氣管之前。用于收集氨液分離器所分離出來的低壓氨液，避免壓縮機(jī)發(fā)生液擊。

低壓儲(chǔ)液器進(jìn)液管與氨液分離器的出液管相接，其出液管連接液體分配站或排液桶。桶上還有熱氨加壓管，以便加壓后把桶內(nèi)液體排出。此外，桶上還有壓力表、安全閥、減壓管、均壓管、液位計(jì)和放油管等接頭。由于各系統(tǒng)的蒸發(fā)溫度和壓力不同，應(yīng)分別設(shè)置各系統(tǒng)的低壓貯液器?？紤]低壓貯液器處于低溫狀態(tài)，桶外應(yīng)包隔熱層。

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第一節(jié)輔助設(shè)備

二、儲(chǔ)液器3．排液桶

排液桶主要用于重力供液系統(tǒng)，專供庫(kù)房熱氨沖霜時(shí)容納排回的氨液。排液桶的結(jié)構(gòu)和低壓貯液器一樣，只是管路連接不完全一樣。

排液桶上的回液管與各設(shè)備的排液管相接。從庫(kù)房排回的氨液，待其中夾帶的潤(rùn)滑油沉淀后，由排液管排至液體分配站后再向系統(tǒng)供液，也可通過液體分配站上的過橋閥，經(jīng)排液桶的回液管直接送往指定的庫(kù)房，沉淀后的潤(rùn)滑油經(jīng)下面的放油管送往集油器。第七章

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第一節(jié)輔助設(shè)備

二、儲(chǔ)液器4．低壓循環(huán)桶

低壓循環(huán)桶常稱為低壓循環(huán)貯液器，既起氣液分離作用，又起貯存液體制冷劑的作用。

如圖為立式氨用低壓循環(huán)桶

。進(jìn)氣管與蒸發(fā)器的回氣總管連接，出氣管與壓縮機(jī)的吸氣管相連。

在循環(huán)桶內(nèi)，吸氣管與壁之間有傘形擋板，使進(jìn)入循環(huán)桶內(nèi)的氣液混合物中的液滴，在速度降低、流向改變和擋板的阻撓作用下與氣體分離，讓壓縮機(jī)抽吸干飽和蒸氣。進(jìn)氣管底部周圍有開口，管端焊有底板，避免氣液混合物沖向桶底影響泵的連續(xù)供液。此外，低壓循環(huán)桶還設(shè)有進(jìn)液管，放油排污管和壓力表，安全閥，液面指示器及浮球閥平衡管的管接頭。如果低壓循環(huán)桶兼作排液桶，桶壁上還設(shè)有排液管的管接頭。

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第一節(jié)輔助設(shè)備

三、過濾干燥器

位置：過濾干燥器通常裝在毛細(xì)管、膨脹閥之前。作用：過濾制冷系統(tǒng)內(nèi)部的雜質(zhì)(金屬屑、砂粒、纖維等)及過量的水分。

結(jié)構(gòu)：其外殼為無縫鋼管，管內(nèi)兩端按一定要求放置濾網(wǎng)和紗布等物，用來過濾雜質(zhì)，中間放置吸濕性能較強(qiáng)的無水氯化鈣，用來吸收水分。

干燥劑類型：無水氯化鈣、硅膠、分子篩、三氧化二鋁等。分子篩是目前常用的干燥劑。

分子篩是用多種化學(xué)元素制成的固體物質(zhì)，其結(jié)晶構(gòu)造中有許多空隙。分子篩規(guī)格很多，使用時(shí)必須加以選擇。第七章

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第一節(jié)輔助設(shè)備

四、熱交換器在氟利昂制冷系統(tǒng)采用回?zé)嵫h(huán)時(shí)使用。

圖b—盤管式熱交換器。其外殼用無縫鋼管或銅管制作，內(nèi)裝銅制螺旋盤管。來自冷凝器或儲(chǔ)液器的制冷劑液體在盤管內(nèi)流動(dòng)，而來自蒸發(fā)器的低溫制冷劑蒸氣在盤管外流動(dòng)。由于兩種流體在逆流過程的熱交換，使液體制冷劑過冷，壓縮機(jī)吸氣過熱。

圖a—具有氣液分離的熱交換器。常在氟利昂冷藏庫(kù)制冷系統(tǒng)中使用。

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第一節(jié)輔助設(shè)備

五、安全閥、熔塞安全閥安裝在制冷系統(tǒng)高壓容器(如高壓儲(chǔ)液罐、冷凝器等)上。

如圖為彈簧壓力式安全閥的結(jié)構(gòu)圖，當(dāng)制冷劑壓力超過規(guī)定值時(shí)，閥門克服彈簧壓力而跳動(dòng)，超壓的制冷劑被排放到大氣當(dāng)中。當(dāng)制冷劑的壓力低于額定壓力后，安全閥即自動(dòng)關(guān)閉。

安全閥應(yīng)定期由有關(guān)部門校驗(yàn)并加鉛封。

小型制冷系統(tǒng)往往用一定厚度的易熔金屬片做成易熔塞取代安全閥。當(dāng)壓力超過規(guī)定值時(shí)，金屬片會(huì)被擊穿，壓力將被釋放。

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第一節(jié)輔助設(shè)備

六、氨液分離器

位置：設(shè)在蒸發(fā)器和壓縮機(jī)之間的吸氣總管上，各個(gè)管道的連接口如圖所示。應(yīng)用：在大型氨制冷系統(tǒng)（重力供液系統(tǒng)）中作氣、液分離之用。分離末蒸發(fā)的氨液微滴避免壓縮機(jī)沖缸。避免氣體與氨液一起送人蒸發(fā)器，則會(huì)影響蒸發(fā)器的傳熱效果。

在系統(tǒng)中，氨液分離器的正常液面應(yīng)高于蒸發(fā)器冷卻排管最高層液面0．5—2m，利用兩者液面之差保證蒸發(fā)器的供液。

由于氨液分離器在低溫下工作，因此它的外殼應(yīng)敷設(shè)絕熱層。

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第一節(jié)輔助設(shè)備

七、集油器

作用：收集氨制冷系統(tǒng)中，油分離器、冷凝器、儲(chǔ)液器和蒸發(fā)器等容器放出的潤(rùn)滑油。

放油時(shí)，先打開連接吸氣管道和進(jìn)油管道上的閥門，使一個(gè)容器中的油進(jìn)入集油器。由于集油器與吸氣管連接，所以筒內(nèi)處在低壓狀態(tài)下。當(dāng)油位達(dá)到一定高度時(shí)，關(guān)閉上述兩個(gè)閥門，然后打開放油閥，使油逐漸放出，存人容器。如果放出的潤(rùn)滑油不符合使用要求，則必須通過再生設(shè)備清理，去除油中的雜質(zhì)和水分才能重復(fù)使用。

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第一節(jié)輔助設(shè)備

八、空氣分離器

使用場(chǎng)合：通常設(shè)置在低溫氨制冷系統(tǒng)內(nèi)。

作用：分離氨制冷系統(tǒng)內(nèi)的氨和空氣，并把空氣放出，使系統(tǒng)正常運(yùn)行。類型：目前在氨制冷系統(tǒng)中，常用的空氣分離器有臥式套管式和立式盤管式兩種

1、立式盤管式空氣分離器立式盤管式空氣分離器的殼體由無縫鋼管制成，內(nèi)部有一組蛇形蒸發(fā)管組。分離器上焊有混合氣體入口、氨液出口、氨液進(jìn)口，回氣、放空氣、壓力表等管接頭，其上還設(shè)有溫度計(jì)插座，殼體外面包有隔熱層。

高壓貯液器送來并經(jīng)節(jié)流后的氨液進(jìn)入蛇形蒸發(fā)管組，在其中吸熱汽化，而進(jìn)入器內(nèi)的混合氣體則被冷卻。冷卻后，混合氣體中被冷凝的氨液沉積于分離器底部，由出液口排出，分離出來的窄氣則從上側(cè)部的空氣口放出。分離器上設(shè)置有溫度計(jì)，當(dāng)空氣分離器的頂部溫度接近壓縮機(jī)排氣壓力下的飽和溫度時(shí)，說明系統(tǒng)中已基本上不含有空氣，若溫度明顯低于飽和溫度，則系統(tǒng)中仍有較多空氣，還須繼續(xù)排放。第七章

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第一節(jié)輔助設(shè)備

八、空氣分離器

2．臥式套管式空氣分離器

套管式空氣分離器由四根不同直徑和無縫鋼管套焊制成。由內(nèi)往外數(shù)，其中內(nèi)管1與內(nèi)管3相通，內(nèi)管2與外管4相通，外管4通過旁通管與內(nèi)管1相通。在旁通管上裝有節(jié)流閥。四根套管皆有管接頭與各自有關(guān)的設(shè)備和容器相通。

高壓氨液經(jīng)節(jié)流后進(jìn)入空氣分離器的內(nèi)管l和內(nèi)管3腔中，低溫氨液吸收管外混合氣體的熱量而汽化，經(jīng)內(nèi)管3、出氣管去系統(tǒng)氨液分離器或低壓循環(huán)貯液器的進(jìn)氣管。自冷凝器和高壓貯液器來的混合氣體，在空氣分離器的外管4和內(nèi)管2腔中，受內(nèi)管1、3腔中的低溫氨液的冷卻，混合氣體中氨氣凝結(jié)成氨液積聚在管4底部。當(dāng)積液多時(shí)，關(guān)閉管l上的節(jié)流閥，開啟旁通管上的節(jié)流閥，由旁通管供入管1作蒸發(fā)吸熱用。而不凝性氣體(含空氣)經(jīng)內(nèi)管2出氣管閥門排至盛水容器中。

套管式空氣分離器它分離的效果較好，操作方便，在各類冷庫(kù)中使用較多。

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第一節(jié)輔助設(shè)備

九、緊急泄氨器

緊急泄氨器是氨制冷系統(tǒng)裝設(shè)的安全保護(hù)裝置。

緊急泄氨器的液管與儲(chǔ)液器和蒸發(fā)器連接，水管與消防用水管連接。

發(fā)生緊急情況時(shí)(如火災(zāi)等)，打開水管和液管上的閥門，使大量水與氨混合，混合后的稀氨水溶液排人下水道，防止制冷系統(tǒng)因壓力過高而破裂。

緊急泄氨器應(yīng)放置在行走方便的部位。第七章

輔助設(shè)備和自控裝置

第一節(jié)輔助設(shè)備

十、中間冷卻器

中間冷卻器是實(shí)現(xiàn)雙級(jí)制冷循環(huán)所必須具備的設(shè)備。

圖a為一次節(jié)流、中間完全冷卻的中間冷卻器，這適用于氨系統(tǒng)。圖b為不完全中間冷卻所用的中間冷卻器，它適用于氟利昂系統(tǒng)。中間冷卻器它的外殼要用絕熱材料隔熱（因?yàn)槠湔舭l(fā)溫度低于環(huán)境溫度）。第七章

輔助設(shè)備和自控裝置

第二節(jié)自控裝置

一、自動(dòng)控制閥1．電磁閥

電磁閥是由電流通過電磁鐵產(chǎn)生電磁吸力來控制的閥門。電磁閥通常安裝在膨脹閥前，用來直接控制進(jìn)入蒸發(fā)器的制冷劑量。也可以安裝在壓縮機(jī)卸載油缸之前，控制壓縮機(jī)氣缸的卸載。

目前常用的電磁閥有兩種形式：

(1)直接啟閉式電磁閥由閥體和電磁頭兩部分組成。

當(dāng)電磁頭中的線圈通電時(shí)，線圈與銜鐵產(chǎn)生感應(yīng)磁場(chǎng)，銜鐵帶動(dòng)閥針上移，閥孔被打開，流體正常流動(dòng)。當(dāng)電源被切斷時(shí)，磁場(chǎng)消失，銜鐵靠自重和彈簧力下落，閥針將閥孔關(guān)閉，流體停止流動(dòng)。

直接啟閉式電磁閥結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便可靠。但它僅適用于控制直徑為3mm以下的閥孔。第七章

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第二節(jié)自控裝置

一、自動(dòng)控制閥

(2)間接啟閉式電磁閥動(dòng)作過程分兩次進(jìn)行(故又稱兩次開閥)。當(dāng)電磁頭中的線圈通電后，銜鐵和閥針上移，首先打開操縱孔(孔徑較小)使浮閥上部空間的制冷劑通過操縱孔流向閥的出口，上部壓力迅速下降，這樣浮閥在壓差作用下上升，再打開閥孔。當(dāng)線圈切斷電源時(shí)，銜鐵和閥針下落并關(guān)閉操縱孔，制冷劑通過浮閥上的平衡孔進(jìn)入上部空間，使浮閥兩側(cè)壓力平衡，在自重和彈簧力作用下而下落，使閥孔關(guān)閉。第七章

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第二節(jié)自控裝置

一、自動(dòng)控制閥

(3)電磁閥的選用與安裝1)應(yīng)根據(jù)外接管路的內(nèi)徑選用，目前國(guó)產(chǎn)電磁閥的內(nèi)徑(通徑)有3mm，6mm，8mm，10mm，13mm，16mm，19mm，25mm，32rnm等規(guī)格。2)氟利昂制冷系統(tǒng)一般選用銅質(zhì)電磁閥；氨系統(tǒng)一定選用不銹鋼電磁閥。3)根據(jù)電磁閥控制線路所用電源和電壓選配，如AC電源36V，220V，380V；DC電源24V，110V，220~等。4)電磁閥應(yīng)水平安裝，流體流動(dòng)方向應(yīng)與閥體標(biāo)注箭頭相同，切勿裝反。5)安裝點(diǎn)的環(huán)境溫度不應(yīng)超過40℃，也不應(yīng)安裝在潮濕地方，以免燒壞線圈。

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第二節(jié)自控裝置

一、自動(dòng)控制閥

2．蒸發(fā)壓力調(diào)節(jié)閥

是一種控制閥前壓力的恒壓閥。它僅適用于小型制冷系統(tǒng)。

作用：調(diào)節(jié)蒸發(fā)器中制冷劑的蒸發(fā)壓力(或溫度)。

制冷劑蒸氣進(jìn)入閥內(nèi)時(shí)，由于蒸氣壓力作用，將克服彈力，推動(dòng)閥芯上移，使閥孔打開，制冷劑蒸氣由出口流入壓縮機(jī)吸氣管。

如制冷劑壓力升高，則閥孔開度增加，流出的制冷劑量增加，蒸發(fā)器內(nèi)壓力降低。反之，當(dāng)來自蒸發(fā)器的制冷劑偏低，閥孔關(guān)小，流出的制冷劑量減少，蒸發(fā)器內(nèi)壓力升高。可通過調(diào)節(jié)桿和調(diào)節(jié)彈簧實(shí)現(xiàn)對(duì)調(diào)節(jié)蒸發(fā)壓力值的設(shè)定。調(diào)節(jié)彈簧的彈力越大，控制的蒸發(fā)壓力也越高，庫(kù)溫亦上升。第七章

輔助設(shè)備和自控裝置

第二節(jié)自控裝置

一、自動(dòng)控制閥

3．組合式恒壓閥

適用于通徑較大的接管調(diào)節(jié)閥前壓力。

組合式恒壓閥是由壓力導(dǎo)閥與主閥組成。

主閥閥孔的啟閉和調(diào)節(jié)由壓力導(dǎo)閥根據(jù)閥前的流體壓力控制。閥前壓力增大，主閥活塞的下移位置增加，主閥開度增大，使制冷劑流量加大鬧前壓力(即蒸發(fā)壓力)下降。

組合式恒壓閥的控制壓力，可通過調(diào)節(jié)輔助彈簧的彈力而獲得。

可轉(zhuǎn)動(dòng)強(qiáng)開機(jī)構(gòu)11使閥孔強(qiáng)行開啟。

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第二節(jié)自控裝置

一、自動(dòng)控制閥4．主閥一導(dǎo)閥組件主閥本身不會(huì)動(dòng)作，必須與導(dǎo)閥配合使用。

導(dǎo)閥可以是恒壓閥，也可以是電磁閥，導(dǎo)閥通過管路與主閥連接，并根據(jù)導(dǎo)閥輸入的壓力信號(hào)使主閥啟閉。

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第二節(jié)自控裝置

一、自動(dòng)控制閥

5．水量調(diào)節(jié)閥

安裝在冷凝器（小型水冷式制冷裝置）進(jìn)水管上。

作用：控制冷凝壓力，節(jié)省冷卻水量。

當(dāng)冷凝器的進(jìn)水溫度過高或水量不足時(shí)，壓縮機(jī)的排氣壓力上升，閥內(nèi)波紋管被壓縮，并通過調(diào)節(jié)桿和頂桿向下推動(dòng)閥門，使閥塞開大，水量增加，壓縮機(jī)排氣壓力下降。當(dāng)排氣壓力過低時(shí)，波紋管伸張，傳給頂桿的壓力減小，閥塞在彈簧作用下向上移動(dòng)使閥孔關(guān)小，通過的水量減少。

當(dāng)壓縮機(jī)停止工作時(shí)，水量調(diào)節(jié)閥自動(dòng)關(guān)閉。

可通過調(diào)節(jié)螺絲調(diào)節(jié)排氣壓力使閥門保持一定開啟度。

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第二節(jié)自控裝置

二、繼電器

1．溫度繼電器

溫度繼電器是對(duì)用冷部位(如空調(diào)室、冷凍水、冷藏庫(kù))的溫度及其波動(dòng)范圍進(jìn)行控制的電開關(guān)。

溫度繼電器的種類：水銀導(dǎo)電表式、半導(dǎo)體式以及比例式的溫度繼電器。

目前蒸汽壓力式（以壓力作用原理來推動(dòng)電觸點(diǎn)通、斷）溫度繼電器使用較多。如WJ35型溫控器，可專供各種空調(diào)器使用。主要技術(shù)性能如下：

溫度調(diào)節(jié)范圍(15～27℃)±2℃

動(dòng)作靈敏度≯1．5℃

兩微動(dòng)開關(guān)動(dòng)作溫度差1～2℃觸點(diǎn)容量220V，5A

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第二節(jié)自控裝置

二、繼電器2．壓力繼電器

壓力繼電器是一種受壓力信號(hào)控制的電器開關(guān)。

作用：控制壓縮機(jī)運(yùn)行時(shí)的排氣壓力和吸氣壓力。

壓縮機(jī)排氣壓力過高會(huì)增加電耗，影響機(jī)器壽命，并有可能產(chǎn)生意外事故；

壓縮機(jī)吸氣壓力過低時(shí)