上交大制冷原理與技術課件02制冷原理與技術

第二章

制冷原理與技術

在講述制冷空調技術時,開利的故事更為人著迷.開利博士于1903年發(fā)明了空調,百年的歷史長河中空調使人類徹底改變了生活.

第二章制冷原理與技術第一節(jié)蒸汽壓縮式制冷第二節(jié)吸收和吸附式制冷第三節(jié)其它形式的制冷第一節(jié)

蒸氣壓縮式制冷

利用制冷劑液體在氣化時（蒸發(fā)時）產生的吸熱效應，達到制冷目的。

液體蒸發(fā)制冷的特征

液體蒸發(fā)制冷構成循環(huán)的四個基本過程是：

①制冷劑液體在低壓（低溫）下蒸發(fā)，成為低壓蒸氣

②將該低壓蒸氣提高壓在普通高壓蒸氣

③將高壓蒸氣冷凝，使之成為高壓液體

④高壓液體降低壓力重新變?yōu)榈蛪阂后w，返回到①從而完成循環(huán)。2.1.1蒸氣壓縮式制冷循環(huán)(一)單級蒸氣壓縮式制冷循環(huán)1．朗肯循環(huán)2．勞倫茨循環(huán)3．跨臨界循環(huán)雙筒型煤油燃燒器釜式燃燒器蒸發(fā)燃燒器燃油噴霧燃燒器

（二）多級蒸氣壓縮式制冷循環(huán)2.1.1蒸氣壓縮式制冷循環(huán)

制冷循環(huán)就是通過一定的能量補償，從低溫熱源吸熱，向高溫熱源排熱。熱源的溫度決定制冷劑吸熱與排熱的溫度與壓力，相應地決定了制冷循環(huán)中的高低壓側的壓力比。(一)單級蒸氣壓縮式制冷循環(huán)

容積式壓縮機的單級壓比受壓縮機容積效率和壓縮終了溫度的制約通常被限制在8～10

離心式壓縮機的單級壓縮比受工質分子量大小與葉輪的周邊速度制約通常被限制在2～41．朗肯循環(huán)單級蒸氣壓縮制冷的典型循環(huán)

空調、制冷、食品冷藏溫度范圍大量使用的循環(huán)基本朗肯循環(huán)有回熱的朗肯循環(huán)圖2-1基本朗肯循環(huán)循環(huán)T—S圖：1—2壓縮過程2—3冷卻冷凝過程

3—4節(jié)流過程4—1蒸發(fā)吸熱過程

朗肯循環(huán)圖例TS1243圖2-2有回熱的朗肯循環(huán)T—S圖：1‘—2壓縮過程2—3冷凝過程3—3’液體過冷過程3＇—4節(jié)流過程4—1蒸發(fā)過程1—1＇吸氣過熱過程TS1’243’312．勞倫茨循環(huán)

朗肯循環(huán)的主要特征

循環(huán)中的兩個相變過程變成伴隨有降溫的定壓凝結和伴隨有升溫的定壓蒸發(fā)。

有兩個定壓定溫的相變過程與純質制冷劑及共沸混合制冷劑的壓力特性相適應。勞倫茨循環(huán)

勞倫茨循環(huán)圖例圖2-3勞倫茨循環(huán)

TS12433．跨臨界循環(huán)

將CO2作為制冷劑用于空調制冷的溫度范圍時，由于CO2的臨界溫度低（僅30℃），排熱將在超臨界區(qū)進行。而吸熱則在臨界點以下進行，整個循環(huán)跨越臨界點。

定義圖2-4CO2跨臨界循環(huán)1—2壓縮過程；2—3氣體冷卻過程；3—4氣體冷卻過程；4—5節(jié)流過程；5—6蒸發(fā)過程；0—1氣體過熱過程。

TS1265304（二）多級蒸氣壓縮式制冷循環(huán)

單級蒸氣壓縮制冷機運行時制冷劑的冷凝壓力是由環(huán)境介質（如空氣或水）溫度所決定。在一定的冷凝溫度下蒸發(fā)溫度的降低冷凝壓力和蒸發(fā)壓力之差（pk-po）增大壓縮比pk/po變大

單級壓縮循環(huán)所能達到的最低制冷溫度是有限的。通常，最低只能達到-40℃左右。原因:受單級活塞式壓縮機的極限使用條件的限制。

我國活塞式制冷壓縮機標準GB10875--89中規(guī)定了不同制冷機使用溫度在高溫、中溫和低溫的不同溫度范圍。

單級蒸氣壓縮活塞式制冷機，壓縮比一般不超過10。當蒸發(fā)溫度過低，超出極限使用條件時會帶來如下問題：

(1)壓縮比增大時壓縮機的輸氣系數(shù)λ大為降低，壓縮機的輸氣量及效率顯著下降。(2)壓縮機排氣溫度過高，使?jié)櫥偷恼扯燃眲∠陆?，影響壓縮機的潤滑。當排氣溫度與潤滑油的閃點接近時，會使?jié)櫥吞蓟灾略陂y片上產生結碳現(xiàn)象。

所以，為了獲得比較低的溫度（－40～－70℃），同時又能使壓縮機的工作壓力控制在一個合適的范圍內，就要采用多級壓縮循環(huán)。(3)制冷劑節(jié)流損失增加，單位質量制冷量及單位容積制冷量下降過大，經濟性下降。

采用哪一種型式有利則與制冷劑種類、制冷劑容量及其它條件有關。常用的組成型式有：

1.一級節(jié)流、中間完全冷卻的兩級壓縮制冷循環(huán)（如圖2-5所示）

2.一級節(jié)流、中間不完全冷卻的兩級壓縮制冷循環(huán)（如圖2-6所示）

3.兩級節(jié)流、中間完全冷卻的兩級壓縮制冷循環(huán)

（如圖2-7所示）

4.兩級節(jié)流、中間不完全冷卻的兩級壓縮制冷循環(huán)（如圖2-8所示）

5.兩級節(jié)流、具有中溫蒸發(fā)器的中間完全冷卻兩級壓縮制冷循環(huán)

（如圖2-9所示）圖2-5一級節(jié)流、中間完全冷卻的兩級壓縮制冷循環(huán)

(a)流程圖

b)lgp-h圖圖2-6一級節(jié)流、中間不完全冷卻的兩級壓縮制冷循環(huán)(a)流程圖(b)lgp-h圖圖2-7兩級節(jié)流、中間完全冷卻的兩級壓縮制冷循環(huán)(a)流程圖(b)lgp-h圖圖2-8兩級節(jié)流、中間不完全冷卻的兩級壓縮制冷循環(huán)(a)流程圖(b)lgp-h圖圖2-9兩級節(jié)流、具有中溫蒸發(fā)器的中間完全冷卻兩級壓縮制冷循環(huán)(a)流程圖(b)lgp-h圖（四）復疊式蒸氣壓縮式制冷循環(huán)

由兩個（或數(shù)個）不同制冷劑工作的單級（也可以是多級）制冷系統(tǒng)組合而成。定義最低蒸發(fā)溫度制冷劑制冷循環(huán)型式-80℃R22-R23R22單級或兩級壓縮—R23單級壓縮組合的復疊式循環(huán)R507-R23R507單級或兩級壓縮—R23單級壓縮組合的復疊式循環(huán)R290-R23R290兩級壓縮—R23單級壓縮組合的復疊式循環(huán)-100℃R22-R23R22兩級壓縮—R23單級或兩級壓縮組合的復疊式循環(huán)R507-R23R507兩級壓縮—R23單級或兩級壓縮組合的復疊式循環(huán)R22-R1150R22兩級壓縮—R1150單級壓縮組合的復疊式循環(huán)R507-R1150R507兩級壓縮—R1150單級壓縮組合的復疊式循環(huán)-120℃R22-R1150R22兩級壓縮—R1150兩級壓縮組合的復疊式循環(huán)R507-R1150R507兩級壓縮—R1150兩級壓縮組合的復疊式循環(huán)R22-R23-R50R22單級壓縮—R23單級壓縮—R50單級壓縮組合的復疊式循環(huán)R507-R23-R50R507單級壓縮—R23單級壓縮—R50單級壓縮組合的復疊式循環(huán)

1.兩個單級壓縮循環(huán)組成的復疊式制冷機

高溫壓縮機冷凝器節(jié)流閥冷凝蒸發(fā)器高溫系統(tǒng)制冷劑R23壓縮機冷凝蒸發(fā)器回熱器節(jié)流閥蒸發(fā)器膨脹容器組成低溫系統(tǒng)制冷劑R22圖2-10由兩個單級系統(tǒng)組成的復疊式制冷機

a)制冷循環(huán)系統(tǒng)b)T-s圖

2.一個兩級壓縮循環(huán)和一個單級壓縮循環(huán)組成的復疊式制冷機

高溫部分一級節(jié)流中間不完全冷卻節(jié)流前液體過冷帶回熱的兩級壓縮循環(huán)R22或R507低溫部分帶回熱的單級壓縮循環(huán)制冷劑低溫高溫最低蒸發(fā)溫度可達-110℃R23或R1150圖2-11高溫部分為兩級壓縮循環(huán)、低溫部分為單級壓縮循環(huán)組成的復疊式制冷循環(huán)系統(tǒng)原理圖a1—低溫部分壓縮機a2—高溫部分低壓級壓縮機a3—高溫部分高壓級壓縮機b—冷凝器c1、c2、c3—節(jié)流閥d—蒸發(fā)器d12冷凝-蒸發(fā)器e1—低溫部分氣-液熱交換器e2—高溫部分氣-液熱交換器f—高溫部分中間冷卻器圖2-12高溫部分為兩級壓縮循環(huán)、低溫部分為單級壓縮循環(huán)組成的復疊式制冷循環(huán)lgp-h圖(a)高溫部分(b)低溫部分

3.三個單級壓縮循環(huán)組成的復疊式制冷機

循環(huán)中溫高溫低溫中溫R23高溫R22或R507低溫R50、R1150或R170制冷劑最低蒸發(fā)溫度可達－120℃～－140℃開式半開式4.用CO2作為第二制冷劑的復疊式制冷機二氧化碳液體干冰冷凝節(jié)流降壓制冷機圖2-14CO2的壓力—焓示意圖

圖2-15生產干冰的復疊式循環(huán)原理圖及溫熵圖(a)系統(tǒng)原理圖(b)T-S圖（一）簡單單級蒸氣壓縮式制冷的理論循環(huán)計算

單級理論循環(huán)是建立在以下一些假設的基礎上的：

（1）壓縮過程為等熵過程，即在壓縮過程中不存在任何不可逆損失

（2）在冷凝器和蒸發(fā)器中，制冷劑的冷凝溫度等于冷卻介質的溫度，蒸發(fā)溫度等于被冷卻介質的溫度，且冷凝溫度和蒸發(fā)溫度都是定值

（4）制冷劑在管道內流動時，沒有流動阻力損失，忽略動能變化，除了蒸發(fā)器和冷凝器內的管子外，制冷劑與管外介質之間沒有熱交換

（5）制冷劑在流過節(jié)流裝置時，流速變化很小，可以忽略不計，且與外界環(huán)境沒有熱交換

（3）離開蒸發(fā)器和進入壓縮機的制冷劑蒸氣為蒸發(fā)壓力下的飽和蒸氣，離開冷凝器和進入膨脹閥的液體為冷凝壓力下的飽和液體

圖2-16理論循環(huán)在T-s圖（a）和lnp-h圖（b）上的表示

按照熱力學第一定律，對于在控制容積中進行的狀態(tài)變化存在如下關系：（2-1）

這里，把自外界傳入的功作為負值。對上式積分可以得到整個過程的表達式：（2-2）

按照式（2-1）和式（2-2），單級壓縮蒸氣制冷機循環(huán)的各個過程有如下關系：q0稱為單位制冷量，習慣上取為正值，在T-s圖上用面積1-5-b-a-1代表，而在lgp-h圖上則用線段5-1表示。(2)冷凝過程：

dw=0dq=dhqk=h2-h4

（2-4）

(3)節(jié)流過程：

w=0q=0Δh=0h4=h5

（2-5）

（1）壓縮過程:dq=0,因而

dw=dhw=h2-h1

（2-3）

（4）蒸發(fā)過程：dw=0因而

dq=dhq0=h1-h5=h1-h4

（2-6）單位制冷量q0壓縮蒸氣制冷循環(huán)單位制冷量可按式（2-6）計算。單位制冷量也可以表示成汽化潛熱r0和節(jié)流后的干度x5的關系：為了說明單級壓縮蒸氣制冷機理論循環(huán)的性能，采用下列一些性能指標，這些性能指標均可通過循環(huán)各點的狀態(tài)參數(shù)計算出來。

(2-7)

由式（3-7）可知，制冷劑的汽化潛熱越大，或節(jié)流所形成的蒸氣越少（x5越?。﹦t循環(huán)的單位制冷量就越大。(2)單位容積制冷量qv(2-8)(3)理論比功w0對于單級蒸氣壓縮制冷機的理論循環(huán)來說，理論比功可表示為(2-9)單級壓縮蒸氣制冷機的理論比功也是隨制冷劑的種類和制冷機循環(huán)的工作溫度而變的。(4)單位冷凝熱qk單位（1kg）制冷劑蒸氣在冷凝器中放出的熱量，稱為單位冷凝熱。單位冷凝熱包括顯熱和潛熱兩部分

(2-10)

比較式（2-6）、（2-9）和（2-10）可以看出，對于單級壓縮式蒸氣制冷機理論循環(huán)，存在著下列關系(2-11)(5)制冷系數(shù)

對于單級壓縮蒸氣制冷機理論循環(huán)，制冷系數(shù)為

(2-12)

制冷系數(shù)愈大經濟性愈好冷凝溫度越高制冷系數(shù)越小蒸發(fā)溫度越低(6)熱力完善度單級壓縮蒸氣制冷機理論循環(huán)的熱力完善度按定義可表示為(2-13)這里εc為在蒸發(fā)溫度（T0）和壓縮機排氣溫度（T2）之間工作的逆卡諾循環(huán)的制冷系數(shù)。熱力完善度愈大，說明該循環(huán)接近可逆循環(huán)的程度愈大。

（二）液體過冷、氣體過熱及回熱對理想循環(huán)性能的影響

上面所述的循環(huán)，是單級壓縮蒸氣制冷機的基本循環(huán)，也是最簡單的循環(huán)。在實用上，根據實際條件對循環(huán)往往要作一些改進，以便提高循環(huán)的熱力完善度。在單級制冷機循環(huán)中，這一改進主要有液體過冷、吸氣過熱及由此而產生的回熱循環(huán)。將節(jié)流前的制冷劑液體冷卻到低于冷凝溫度的狀態(tài)，稱為過冷。1.液體過冷帶有過冷的循環(huán)，叫做過冷循環(huán)。采用液體過冷對提高制冷量和制冷系數(shù)都是有利的圖2-17過冷循環(huán)在T-s圖（a）和lgp-h圖（b）上的表示(2-14)與無過冷的循環(huán)1-2-3-4-5-1相比，過冷循環(huán)的單位制冷量的增加量為

在圖2-17（a）中，

q0以面積5‘-5-b-c表示，在圖2-17（b）中，

q0以線段5’-5表示。因兩個循環(huán)的理論比功w0相同，過冷循環(huán)的制冷系數(shù)比無過冷循環(huán)的制冷系數(shù)要大。(2-15)2.吸入蒸氣的過熱

壓縮機吸入前的制冷劑蒸氣的溫度高于吸氣壓力下制冷劑的飽和溫度時，稱為過熱。具有吸氣過熱的循環(huán)，稱為過熱循環(huán)。圖2-18示出了過熱循環(huán)1-1‘-2’-3-4-5-1的T-s圖和lgp-h圖。圖中1-1‘是吸氣的過熱過程，其余與基本循環(huán)相同。

圖2-18過熱循環(huán)在T-s圖（a）和lgp-h圖（b）上的表示

(2-16)

(2-17)有效過熱循環(huán)的制冷系數(shù)可表示為

(2-18)由制冷劑的T-s圖我們可以得到，在過熱區(qū)，過熱度越大，其等熵線的斜率越大，根據式（2-17），得

（2-19）圖2-19有效過熱的過熱度對制冷系數(shù)的影響過熱度℃R502R600aR290R134aR22NH3045.337.444.444.155.993.03073.965.772.172.986.3131.5表2-2過熱度對排氣溫度的影響

(2-20)

若不計回熱器與環(huán)境空氣之間的熱交換，則液體過冷的熱量等于使蒸氣過熱的熱量，其熱平衡關系為

3.回熱循環(huán)利用回把熱使節(jié)流前的制冷劑液體與壓縮機吸入前的制冷劑蒸氣進行熱交換，使液體過冷、蒸氣過熱，稱之為回熱。圖2-21回熱循環(huán)在T-s圖（a）和lgp-h圖（b）上的表示（2-21）

由式（2-21）可以求出

（2-22）回熱循環(huán)的性能指標如下：單位制冷量

（2-23）

單位容積制冷量（2-24）

單位功

制冷系數(shù)

（2-26）由圖（2-21）可知，與無回熱循環(huán)1-2-3-4-5-1相比較，回熱循環(huán)的單位制冷量增大了

（2-27）（2-25）循環(huán)的單位功可近似地表示成（2-29）但單位功也增大了（2-28）

單位容積制冷量和制冷系數(shù)可表示成

（2-30）

(2-31)即（2-32）如果要使回熱循環(huán)的單位容積制冷量及制冷系數(shù)比無回熱循環(huán)高，其條件應是（三）單級蒸氣壓縮式制冷實際循環(huán)計算

實際循環(huán)和理論循環(huán)有許多不同之處，除了壓縮機中的工作過程以外，主要還有下列一些差別：

1．流動過程有壓力損失。

2．制冷劑流經管道及閥門時同環(huán)境介質間有熱交換。3．熱交換器中存在溫差。圖2-22實際循環(huán)在T-s圖（a）和lg

p-h圖（b）上的表示圖2-23簡化后的實際循環(huán)在lgp-h圖上的表示下面是按照這樣簡化后的循環(huán)的性能指標的表達式，各下標對應于圖2-23所示的狀態(tài)點。

（2-33）

這些同理論循環(huán)的計算完全一致。1．單位制冷量、單位容積制冷量及單位理論功2．單位冷凝熱

（2-34）上式中點2狀態(tài)的焓值用下式計算

（2-35）式中

為壓縮機的指示效率，它被定義為等熵壓縮過程耗功量與實際壓縮過程耗功量之比。3．制冷劑的循環(huán)流量

式中為制冷量，通常由設計任務給出。

（2-36）4．壓縮機的理論功率和指示功率分別為

（2-37）

（2-38）5．實際制冷系數(shù)

（2-39）

6．冷凝器的熱負荷

（2-40）式中為壓縮機的機械效率。（四）兩級壓縮制冷循環(huán)計算在圖2-5~

圖2-9所示的二級壓縮制冷循環(huán)中，制取冷量的都是低壓部分的蒸發(fā)過程，其單位制冷量：

q0=h1-h4

低壓壓縮機的單位理論功：

wd=h2-h1

當制冷機的冷負荷為Q0時，低壓級制冷劑循環(huán)量：

=

(2-41)

從而可算出低壓壓縮機消耗的理論功率：

（2-42）Ptd=

對于中間完全冷卻的兩級循環(huán)：

qmgh9+qmdh2=qmgh3+qmdh4qmg=qmd(h2-h4)/(h3-h9)

（2-43）高壓壓縮機的單位理論功為

wg=h7-h3

由此可得高壓壓縮機的理論功率：Ptg==

(2-44)根據制冷系數(shù)的定義，兩級壓縮制冷循環(huán)的理論制冷系數(shù)為

（2-45）（2-46）對于中間不完全冷卻的兩級循環(huán)，根據中間冷卻器的熱平衡關系qmgh9=（qmg-qmd）h3+qmdh4可得到流經高壓級壓縮機的制冷劑流量：qmg=qmd(h3-h4)/(h3-h9)

(2-47)高壓壓縮機的單位理論功為

wg=h7-h6

qmgh6=(qmg–qmd)h3

+qmdh2

h6==

（2-48）高壓壓縮機消耗的理論功率：Ptg=qmgwg=

（2-49）中間不完全冷卻的兩級循環(huán)的理論制冷系數(shù)為

（2-50）于前述兩級節(jié)流、具有中溫蒸發(fā)器的中間完全冷卻兩級壓縮制冷循環(huán)進行高壓級壓縮機制冷劑流量計算時，應該加上流經中溫蒸發(fā)器的制冷劑流量qmm。qmm=式中,Qm為中溫蒸發(fā)器的制冷量。對于這一制冷系統(tǒng)，流經高壓級壓縮機的制冷劑流量和低壓級壓縮機的制冷劑流量之間有下列關系qmg=qmd+qmm

根據中間冷卻器的熱平衡關系可求得高壓壓縮機和低壓壓縮機的制冷劑流量比

循環(huán)理論制冷系數(shù)為

（2-52）

qmdh2+qmgh9+qmmh3（2-51）

=qmdh4+qmgh3+qmmh4壓縮機實際過程的排氣焓值為（2-53）高壓壓縮機實際過程的排氣焓值（中間完全冷卻）為

（2-54）一些文獻曾給出了確定中間壓力（或中間溫度）的經驗公式或圖線。下面列舉幾個推薦應用的公式：按壓力的比例中項確定中間壓力

(2-55)式中Pm,Po和Pk分別為中間壓力、蒸發(fā)壓力和冷凝壓力,單位MPa。按式求出的中間壓力和制冷循環(huán)的最佳中間壓力有一定的偏差。但公式很簡單，可用于初步估算。按溫度的比例中項確定中間壓力

(2-56)式中Tm

,To和Tk分別為中間溫度，蒸發(fā)溫度和冷凝溫度,單位均為K。

用經驗公式直接計算最佳中間壓力

對于兩級氨制冷循環(huán)，拉賽(A.Rasi)提出了較為簡單的最佳中間溫度計算式：tm=0.4tk+0.6to+3

(2-57)式中，tm,tk和to分別表示中間溫度，冷凝溫度和蒸發(fā)溫度，單位均為℃。上式不只適用于氨，在－40～40℃溫度范圍內，對于R12也能得到滿意的結果。圖2-24最佳中間溫度的確定（五）復疊式制冷循環(huán)計算

復疊式制冷循環(huán)是由單級或兩級壓縮制冷循環(huán)組成的，在制冷機循環(huán)中除個別兼供中溫冷量的循環(huán)外，制取冷量的均是低溫部分的蒸發(fā)過程5-1（參見圖2-10），其單位質量制冷量為

qod=h1-h5

(2-58)

低溫部分消耗的單位理論功：

wd=h2-h1'

(2-59)

低溫部分的制冷量為Qod時，則其循環(huán)制冷劑流量為：qmd=

(2-60)壓縮機的軸功率為：

Pd=qmd（2-61)

式中,ηid為低溫部分壓縮機的指示效率；ηmd為低溫部分縮機的機械效率。壓縮機的理論輸氣量為：qvtd=

(2-62)=式中λd為低溫部分壓縮機的輸氣系數(shù)。

高溫部分循環(huán)制冷劑流量為：qmg=

(2-63)壓縮機的理論輸氣量為：qvt=

（2-64）

式中λg為低溫部分壓縮機的輸氣系數(shù)。根據上述計算即可求出壓縮機的軸功率P：

=

(2-65)式中ηig為高溫部分壓縮機的指示效率；ηmg為高溫部分壓縮機的機械效率。

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稱為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⒈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：①因為是往復運動，轉速不宜太高②氣缸工作腔有余隙容積③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④結構復雜，零部件多。⑤往復式壓縮機不允許吸氣帶液⒉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。

⒊渦旋式壓縮機結構簡單復雜的形線極高的精度要求數(shù)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(shù)HSPF提高

整個系統(tǒng)的效率提高，即季節(jié)能效比SEER提高⒋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⒌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：

①結構簡單、轉速高、輸氣量大，故體積、重量小

②制冷劑不與潤滑油接觸，避免了油對制冷劑的影響

③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(xiàn)喘振。

喘振現(xiàn)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。

⒈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⒉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(xiàn)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⒈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⒉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。

⒊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。⒋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。⒌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(shù)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)BK″KK′QOKQOMSS

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⑴熱動式膨脹閥⑵電磁式膨脹閥⑶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，將與管內制冷劑發(fā)生熱交換制冷劑在管道中流動會產生管道壓降關于制冷劑管道應考慮的問題是：

按制冷劑的四個主要組成部件分割，制冷劑管道有：

排氣管高壓液管低壓液管吸氣管（五）其它部件四個主要部件壓縮機冷凝器節(jié)流件蒸發(fā)器不可缺少管道附加凈化貯集分離設備⒈過濾器

⒉干燥器⒊貯液器

⒋集油器

⒌油分離器⒍空氣分離器2.1.4蒸汽壓縮式制冷裝置的自動調節(jié)

要確保制冷空調系統(tǒng)能夠正常運行，并達到要求的運行參數(shù)指標，就要對制冷空調系統(tǒng)許多熱工參數(shù)進行控制。

溫度濕度壓力流量液位（一）制冷裝置的基本控制回路

1．蒸發(fā)器的供液控制及其控制元件蒸發(fā)器的供液控制元件包括熱力膨脹閥毛細管浮球閥電子膨脹閥1）熱力膨脹閥的供液控制

迄今為止，熱力膨脹閥仍是壓縮式制冷裝置中蒸發(fā)器制冷劑流量控制的主要元件。它在制冷裝置中的作用主要包括：a）使高壓常溫的制冷劑液體在經熱力膨脹閥時節(jié)流降壓，變?yōu)榈蛪旱蜏氐闹评鋭裾羝?進入蒸發(fā)器，在蒸發(fā)器內蒸發(fā)吸熱，從而達到制冷降溫的目的。

b）按照感溫包感受到的蒸發(fā)器出口制冷劑蒸汽過熱度的變化，來改變膨脹閥的開啟度，自動調整流入蒸發(fā)器的制冷劑流量，使制冷劑流量始終與蒸發(fā)器的熱負荷相匹配。c）通過熱力膨脹閥的控制，使蒸發(fā)器出口的制冷劑蒸汽保持一定的過熱度，這樣即能保證蒸發(fā)器傳熱面積的充分利用，又可以防止壓縮機出現(xiàn)液擊沖缸現(xiàn)象。

從調節(jié)特性來分析，熱力膨脹閥屬于直接作用式比例調節(jié)器。熱力膨脹閥熱力膨脹閥的自動控制原理內平衡熱力膨脹閥外平衡熱力膨脹閥

外平衡熱力膨脹閥與內平衡熱力膨脹閥的主要區(qū)別

有一個專用的外平衡管接頭，為引入外平衡壓力所用

調節(jié)桿的形式等也有所不同熱力膨脹閥實物圖熱力膨脹閥的工作原理

外平衡熱力膨脹閥的安裝選擇熱力膨脹閥時，主要考慮下列因素：①按系統(tǒng)采用的制冷劑②要考慮系統(tǒng)的蒸發(fā)溫度③閥前制冷劑過冷度會影響閥后兩相制冷劑的干度④冷凝器至閥前的液管肯定有壓力降（a）內平衡（b）外平衡圖2-45熱力膨脹閥開啟過熱度的變化表2-1蒸發(fā)溫度對膨脹閥容量的影響蒸發(fā)溫度/℃50-5-10-15-20-25-30-35-40相對容量1.00.90.80.750.660.570.490.410.390.38

表2-2閥前液體過冷對膨脹閥容量的影響過冷度/℃48.3511.116.722.227.833.4相對容量R12,R22,R5021.01.141.171.241.311.371.42R7171.01.121.231.391.481.51.6

表2-3冷凝器/儲液器與蒸發(fā)器之間的高差引起的靜壓損失Δp高差/m369121518Δp/MPaR120.0390.0770.1160.1550.1940.232R220.0350.070.1060.1410.1760.211R5020.0360.0720.1070.1430.1790.215工質冷凝溫度/℃Δp/MPa0.050.100.150.200.250.30Δt/℃R12302.65.48.311.514.718.3402.14.46.39.211.814.5501.83.75.67.69.611.7R22301.63.35.16.98.810.8401.42.84.25.77.28.8501.22.33.54.76.07.2R502301.53.24.86.58.210.0401.32.64.05.46.88.3501.12.23.44.55.76.9表2-4液體側壓力損失為Δp時不產生氣體閃發(fā)必須的最小過冷度Δt

2）電子膨脹閥供液控制

控制品質不高調節(jié)系統(tǒng)無法實施計算機控制系統(tǒng)的運行過程只能實施靜態(tài)匹配閥工作溫度范圍窄溫包遲延大在低溫調節(jié)場合振蕩問題比較突出

熱力膨脹閥用于蒸發(fā)器供液控制仍然存在著許多問題

熱動式電子膨脹閥供液控制系統(tǒng)

TQ型為直接驅動式

PHTQ型為帶自給放大的結構，用于大冷量系統(tǒng)。

熱動式亦稱參考壓力系統(tǒng)（PRS）電子膨脹閥，為Danfoss公司的專利產品，適用中大型制冷裝置的供液控制，該形式電子膨脹閥的結構見圖2-46。熱動式電子膨脹閥實物圖（TQ型）（a）TQ型（b）PHTQ型圖2-46熱動式膨脹閥的結構1-閥頭2-止動螺釘3-O型圈4-電線套管5、6-螺釘7-電線8-上蓋9-墊片10-電線旋入口11密封圈12、13-墊片14-端板15-膜頭16-NTC傳感元件17-PTC加熱元件18-節(jié)流組件19-閥體圖

電磁式電子膨脹閥供液控制

電磁式膨脹閥結構見上節(jié)圖2-40所示，電磁線圈通電前處于全開位置，通電后，由于電磁力的作用，磁性材料所支撐的柱塞被吸引上升，從而帶動針閥使開度變小。閥的開度取決于加在線圈上的控制電壓（或電流），故可以通過改變控制電壓調節(jié)流量。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

電磁式膨脹閥流量特性0150300線圈電流（mA）控制電壓（V）00.51100流量（%）

電動式電子膨脹閥供液控制系統(tǒng)

和熱動式相似，電動式電子膨脹閥也由發(fā)信器、控制器和電動式膨脹閥組成。與熱動式的差別主要是閥的驅動部分，電動式膨脹閥由電動機驅動，目前使用最多的是四相永磁式步進電動機，有直接驅動型與減速型。

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—出口電動式膨脹閥流量特性脈沖數(shù)050100150200250100流量（%）特性利用四相步進電動機控制閥門開度，全開閉閥需500次脈沖，可用于制冷和熱泵系統(tǒng)制冷劑流量控制，也可用于除濕、除霜控制質量/gKBM型約260（4*3.52kW以下）約280（5*3.52kW以下）驅動電壓/VDC12消耗功率/W6LAM型約220使用工質R22工作壓力/MPa0-3閥開閉時間/s12最大工作壓差/MPa2.25工作溫度/℃-30-70表2-5KBM型和LAM型電子膨脹閥的技術參數(shù)

由于采用電子膨脹閥控制，使得先進的控制手段運用于制冷劑流量調節(jié)成為可能，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

1)流量調節(jié)不受冷凝壓力變化的影響。對膨脹閥前制冷劑過冷度的變化具有補償作用。

2)由于電信號傳遞快，執(zhí)行動作迅速、準確，故能夠及時、準確地調節(jié)流量。即使負荷變化劇烈，也能避免振蕩。

3)能夠將蒸發(fā)器出口過熱度控制到最小，從而最大限度地提高蒸發(fā)器傳熱面積的利用率。

4)在裝置的整個運行溫度范圍，可以有相同的過熱度設定值。

5)可以根據裝置的實際情況決定調節(jié)規(guī)律，不僅限于采用比例調節(jié)，還可以采用比例積分或其他調節(jié)規(guī)律；并且能夠進行調節(jié)器參數(shù)整定。

浮球調節(jié)閥是根據液位變化進行流量控制的直接作用式比例控制器低壓浮球閥高壓浮球閥3）浮球調節(jié)閥供液控制

低壓浮球閥常直接和滿液式蒸發(fā)器連通，按蒸發(fā)器液位的高低，調節(jié)從貯液器進到滿液式蒸發(fā)器的制冷劑流量，其結構與安裝見圖2-49所示。

高壓浮球調節(jié)閥根據冷凝器或高壓貯液器中的液位變化，控制流向蒸發(fā)器的供液量，制冷劑流量調節(jié)導閥與主閥的配置見圖2-48a)系統(tǒng)布置b）高壓浮球閥SV與主閥PMFH的配置圖2-48高壓浮球調節(jié)用例。EVM-電磁導閥SV（H）-高壓浮球閥PMFH-主閥a)系統(tǒng)布置b）低壓浮球閥SV與主閥PMFH的配置圖2-49低壓浮球調節(jié)用例。EVM-電磁導閥SV（H）-低壓浮球閥PMFH-主閥閥型號額定容量/kWR717R22R134aR404AR12R502SV1254.73.93.73.13.4SV3641310.09.77.98.8表2-6SV型浮球閥的額定容量

2.蒸發(fā)器各參數(shù)的調節(jié)供液調節(jié)蒸發(fā)溫度調節(jié)蒸發(fā)壓力調節(jié)庫溫調節(jié)蒸發(fā)器各參數(shù)的調節(jié)1)庫溫調節(jié)冷庫溫度保持穩(wěn)定熱負荷變化時冷量迅速跟著變化實現(xiàn)連續(xù)無級調節(jié)圖2-50庫溫雙位溫度調節(jié)器控制壓縮機的啟停

2)蒸發(fā)壓力調節(jié)

在制冷裝置中進行蒸發(fā)壓力調節(jié)只要有兩個目的：

保持蒸發(fā)溫度恒定（壓力恒定），使冷庫溫度波動減少，保證冷藏物品質量，減少干耗。對于一臺壓縮機配一個蒸發(fā)器,多臺壓縮機配一臺蒸發(fā)器的系統(tǒng)。

一個壓縮機配用多個蒸發(fā)器（一機多庫），各蒸發(fā)器在不同蒸發(fā)壓力下工作，如魚、肉庫要求-10℃、乳品庫要求2℃，菜和水果庫要求5℃，需要在乳品庫與菜與水果庫蒸發(fā)器出口處安裝蒸發(fā)壓力調節(jié)器。圖2-51蒸發(fā)壓力調節(jié)系統(tǒng)及其調節(jié)過程a）蒸發(fā)壓力調節(jié)系統(tǒng)圖（一機一庫）b）蒸發(fā)壓力調節(jié)過程圖a）調節(jié)原理圖1-壓縮機2-冷凝器3-儲液器4-膨脹閥5-蒸發(fā)器6-止回閥7-主閥8-壓力導閥b）調節(jié)原理圖

c）在系統(tǒng)中的安裝部位1-調整桿2-閥盤

3-保護蓋4-閥體5-鋼珠6-接管7-密封墊片8-密封罩9-壓力表接頭10-壓力平衡波紋管

11-脈沖阻尼器一機多蒸發(fā)器時蒸發(fā)壓力調節(jié)原理圖與蒸發(fā)壓力調節(jié)器結構圖各種主閥實物圖各種導閥實物圖圖2-53恒壓主閥與導閥結構圖1-手輪2-調節(jié)桿3-密封圈4-輔助彈簧5-輔節(jié)流閥

6-膜片7-墊片

8-輔助孔道9-進口接管10-主濾器11-手動強開機構12-輔閥座13-過濾板14-止回閥片15-墊片16-壓力平衡小孔17-活塞18-推桿19-“O”型圈20-主節(jié)流閥芯21-主閥板22-墊片23-泄放塞24-主彈簧3冷凝器控制及其控制元件

1）水冷式冷凝壓力控制

2）風冷式冷凝壓力控制從空氣側控制即改變冷凝器的空氣流量從制冷劑側控制即改變冷凝器中制冷劑兩相流的有效傳熱面積圖2-55冷凝壓力控制系統(tǒng)布置圖1-壓縮機2-冷凝器3-儲液器4-壓力式水量調節(jié)閥5-溫度控制的水量調節(jié)閥水冷式冷凝壓力控制a)b)

b)間接作用式（二次開啟式）1-傳壓毛細管接頭2-調節(jié)彈簧3-波紋管4-推桿5-上部側蓋6-導閥組件7-導閥閥芯8-伺服彈簧9-螺釘10-泄放塞11-導閥進口濾網12-主閥13-節(jié)流通道14-閥蓋15-調節(jié)螺母圖2-54典型壓力式水量調節(jié)閥結構a)直接作用式1-傳壓細管2-波紋管承壓板3-可調彈簧座4-簧片5-調節(jié)彈簧6-下部彈簧座7-O形圈8-防漏小活塞9-導向套10-底板11-調節(jié)螺桿12-閥芯13-閥盤密封橡膠圈14-螺釘；圖2-56溫度式水量調節(jié)閥結構1-溫包2-毛細管填料箱3-波紋管4-推桿5-調節(jié)螺母6-上部側蓋7-隔熱墊8-閥蓋9-伺服彈簧10-進口濾網11-節(jié)流通道12-主閥13-導閥組件風冷式冷凝壓力控制

－－從空氣側控制

①風扇電動機變速。

②

風閥控制調節(jié)冷凝空氣氣流，減小冷凝器外側的風速，可提高冷凝壓力。

③冷凝風機開、?？刂?。風冷式冷凝壓力控制

－－從制冷劑側控制冷凝器出口管上安裝一只高壓調節(jié)閥KVR－－調節(jié)冷凝器的內空間，從而調節(jié)冷凝的有效傳熱面積。

壓縮機排氣管與貯液器入口管間接旁通管，在旁通管上安裝一只差壓調節(jié)閥NRD－－使儲液器保持在一定的壓力上。

圖2-57制冷劑側冷凝壓力控制系統(tǒng)4.壓縮機能量調節(jié)及其控制元件壓縮機能量調節(jié)－調整壓縮機的產冷量始終與外界熱負荷相平衡作用：使制冷裝置的產冷量始終與外界熱負荷相匹配，提高系統(tǒng)運行的經濟性；如壓縮機沒有能量調節(jié)，蒸發(fā)壓力（或蒸發(fā)溫度）的波動會較大，制冷倉室溫度波動也隨之增大，同時當蒸發(fā)壓力小到一定程度后，會引起壓縮機啟動、停車頻繁；第三，能夠保證系統(tǒng)的輕載啟動，避免引起電網負載過大的波動。

1)壓縮機吸氣卸載和運行臺數(shù)控制

這種方法是根據吸氣壓力大小，以相應的壓力控制器（通常為雙位調節(jié)器）控制壓縮機間斷運轉，以調節(jié)制冷量。因為吸氣壓力比蒸發(fā)壓力測取更方便，同樣可以代表系統(tǒng)運行負荷的變化，且反應迅速，故廣為采用。另外也可以根據溫度進行調節(jié)。

壓縮機能量調節(jié)的方法比較多，下面介紹幾種常用的方法：吸氣壓力控制器直接控制壓縮機投入運行時間與臺數(shù)壓力控制器-電磁閥式能量調節(jié)油壓比例調節(jié)器式能量調節(jié)系統(tǒng)壓縮機Ⅰ號機Ⅱ號機Ⅲ號機壓力控制器LPⅠLPⅡLPⅢ上限接通壓力ps/MPa0.20（-9℃）0.22（-7℃）0.30（-2℃）下限斷開壓力ps/MPa0.09（-20℃）0.11（-18℃）0.15（-14℃）差動值/MPa0.11（11℃）0.11（11℃）0.15（12℃）控制器斷開壓力/MPa接通壓力/MPa差動值/MPa壓力控制器P4/40.23（-9℃）（表壓）0.28（6℃）0.05壓力控制器P3/40.22（1℃）0.26（4℃）0.04低壓控制器LP0.2（-1℃）0.24（3℃）0.03表2-7各臺壓縮機開停壓力設定值表2-8壓力控制器的接通壓力與斷開壓力圖2-60壓力控制器-電磁閥式能量調節(jié)原理圖。1-液壓泵2-濾油器3-曲軸4-液壓調節(jié)閥5-汽缸卸載機構的液壓缸6-液壓差表7-吸氣管

1DF、2DF-電磁滑閥P3/4、P4/4-壓力控制器LP-低壓控制器。

圖2-61油壓比例調節(jié)器式能量調節(jié)系統(tǒng)結構圖。

1-底板2-本體3-配油室4-限位鋼珠5-能級彈簧6-外罩7-配油滑閥8-滑閥彈簧9-恒節(jié)流閥10-杠桿支點11-杠桿12-球閥13-噴嘴14-頂桿15-拉簧16-波紋管17-定值彈簧18-通大氣孔19-調節(jié)螺釘20孔道圖2-62油壓比例調節(jié)器式能量調節(jié)系統(tǒng)原理圖控制器吸氣壓力/MPa工作氣數(shù)缸能量工作狀態(tài)卸載狀態(tài)油壓比例控制器0.240.208100%0.230.19675%低壓控制器0.22（接通）0.13（斷開）450%表2-9油壓控制壓力設定值將制冷系統(tǒng)高壓側氣體旁通到低壓側的一種能量調節(jié)方式主要用于壓縮機無卸載機構的壓縮機組目的是保證當熱負荷降低，吸氣壓力下降到低壓控制值以下時，機組仍然開啟,系統(tǒng)運行過程中仍然有較少的制冷量熱氣旁通能量調節(jié)方式，一般有二種

2)熱氣旁通能量調節(jié)熱氣向吸氣管旁通附加噴液冷卻熱氣向蒸發(fā)器中部或蒸發(fā)器前旁通a)系統(tǒng)原理圖b)CPC型旁通調節(jié)閥結構圖2-63旁通能量調節(jié)系統(tǒng)原理圖。1-保護蓋2-調整桿3-閥體4-脈動阻尼器5-波紋管6-閥盤。圖2-64旁通調節(jié)閥的工作特性圖

1-溫包固定夾

2-溫包

3-蓋帽

4-調整桿

5-填料箱

6-進口法蘭

7-不銹鋼濾網

8-墊片

9-感溫波紋管

10-平衡密封波紋管

11-隔板

12-出口法蘭

3-法蘭墊片

14-填料箱

15-調節(jié)桿

16-蓋帽

17-閥板

18-調節(jié)彈簧

A-噴液閥

B-節(jié)流閥

C-過濾器。

噴液調節(jié)閥結構圖圖2-66向蒸發(fā)器前旁通熱氣圖2-67帶平衡引壓管能量調節(jié)閥（CPCE型）和氣液混合頭（LG型）。1-出口2-主閥孔3-入口4-頂桿5-膜片6-主彈簧7-設定螺釘8-護蓋9-引壓管接口10-導閥孔11-活塞12-壓力平衡孔13-液體入口14-熱氣入口15-流出口

能量調節(jié)閥的技術參數(shù)（CPCE型）：調節(jié)范圍p0=0-0.6MPa最高工作溫度140℃最高工作壓力2.15MPa適用制冷劑R12、R22、R5023)壓縮機變速能量調節(jié)壓縮機制冷量功率消耗轉速成比例能量調節(jié)最佳方法采用變頻調速

吸氣壓力調節(jié)是要控制閥后壓力（吸氣壓力或稱曲軸箱壓力）恒定，通常用一只吸氣壓力調節(jié)閥來實現(xiàn)，它裝在壓縮機前的吸氣管中（見圖2-68）。4)吸氣壓力調節(jié)限制壓縮機吸入壓力防止它超過最大允許值在壓縮機長期停車后啟動主要功能圖2-68吸氣壓力調節(jié)閥a）結構圖b）在系統(tǒng)中的安裝位置

1-調整桿

2-閥盤

3-保護蓋

4-閥體

5-壓力平衡波紋管

6-脈動阻尼器

圖2-69吸氣壓力調節(jié)時吸氣壓力及流量變化過程ps-吸氣壓力ps1-調定吸氣壓力xp-比例帶范圍(xp=ps1-ps2)M-流經調節(jié)閥的流量h-閥全開時流量τ-時間5.制冷裝置的安全保護與附件

各種形式的制冷裝置安全保護系統(tǒng)是實現(xiàn)裝置自動化的基本組成部分。它能在制冷裝置運行參數(shù)出現(xiàn)不正常時，作出處理，防止事故發(fā)生。

制冷裝置的壓力保護

1)排氣壓力與吸氣壓力保護（高低壓力保護）

2)壓差保護圖2-72高低壓控制器開關動作。a)低壓控制器b)高壓控制器c)高低壓控制器1高低壓力保護類別型號低壓力/MPa高壓力/MPa電觸頭容量備注調節(jié)范圍（表壓）差動調節(jié)范圍(表壓）差動高低壓控制器YK3060.07-0.60.06-0.20.6-3.00.2-0.5AC300VA220/380VDC50W115/230VR12YWK-11-0.02-0.40.025-0.10.6-2.00.1-0.41）型號后有字母為A的為氨、氟通用，無字母A的只適用于氟里昂2）KP型為丹麥公司的產品KP15KP15KP15A-0.02-0.75-0.09-0.7-0.09-0.70.07-0.4固定0.07固定0.070.8-2.80.8-2.80.8-2.8固定0.4固定0.4AC16A,400VDC220V,12W低壓控制器KP1/(1A)KP1/(1A)-0.02-0.75-0.09-0.70.07-0.4固定0.07

同上高壓控制器KP5/(5A)

0.8-2.8固定0.4高低壓控制器實物圖油壓差保護壓縮機油泵壓差保護-保證運動部位得到充分的潤滑；

措施：在油壓差達不到要求時，令壓縮機停車制冷劑液泵壓差保護-保證運動部件的冷卻與潤滑，防止氣蝕

如氨泵壓差保護：在氨泵壓差達不到要求時，令氨泵停止工作

壓差保護用壓差控制器來實現(xiàn)為了不影響泵在無壓差下進行正常起動，由壓差所控制的停機動作應延時執(zhí)行

圖2-74JC3.5型油壓差控制器的工作原理

1-杠桿2-主彈簧3-頂桿4-壓差調節(jié)彈簧5-低壓波紋管6-試驗按鈕7-加熱器8-手動復位按鈕

9-降壓電阻(電源為380V時用)10-壓縮機開關電源11-高低壓力控制器

2-熱繼電器13-事故信號燈14-交流接觸器線圈15-壓縮機電機16-正常工作信號燈17-延時開關18-雙金屬片19-壓差開關20-高壓波紋管

壓差控制器實物圖

（1）高、低壓接口分別接油泵出口油壓和曲軸箱低壓切不可接反。

（2）控制器本體應垂直安裝，高壓口在下，低壓口在上。

（3）油壓差等于油壓表讀數(shù)與吸氣壓力表讀數(shù)的差值，不要誤以油壓表讀數(shù)為油壓差。

（4）油壓差的設定值一般調整為0.15MPa-0.2MPa。

（5）采用熱延時的壓差控制器，控制器動作過一次后，必須持熱元件完全冷卻（需5min左右）、手動復位后，才能再次啟動使用。

油壓差控制器在安裝使用時應注意：

壓縮機排氣溫度過高會使?jié)櫥瑮l件惡化、潤滑油結焦，影響機器壽命，嚴重時，引起制冷劑分解、爆炸（R717）。3)制冷裝置的溫度保護R717R22R502150℃145℃125℃。最高排氣溫度

對制冷系統(tǒng)高壓側容器的壓力保護，常通過泄放容器中制冷劑的辦法來實現(xiàn)。采用的保護件有：

安全閥易熔塞安全膜4)安全閥、易熔塞和安全膜圖2-75安全閥結構型式

圖2-76易熔塞和安全膜結構a）易溶塞b）安全膜

5)止回閥和觀察鏡

止回閥在制冷系統(tǒng)中的主要使用如下：

1）用在壓縮機排氣管上2）用在液體管上3）用在一機多庫的低壓氣管上

制冷系統(tǒng)中常用的觀察鏡有以下三類：液流觀察鏡液位觀察鏡制冷劑含水量觀察鏡圖2-78水分觀察鏡5.電磁閥

電磁閥是制冷空調自動控制中最常用的流體控制元件，是受電氣信號控制而動作的自動閥門，通常有二通、三通、四通等多種用途的控制流通或截止用電磁閥。

按結構與控制方式一次開啟式二次開啟式多次開啟式電磁閥實物

圖2-82無壓降開啟的控制式電磁主閥A-電磁導閥（常閉型）B-電磁導閥（常開型）

1-阻尼比2-外接口3-手動頂桿4-上蓋4a、4b、4c-上蓋4中的通道5-伺服活塞6-彈簧7-鎖環(huán)8-內襯套9-閥體9a-閥體中的通道10-閥桿11-閥芯12-閥板13-底蓋14堵頭無壓降開啟的控制式電磁主閥實物圖(二)蒸汽壓縮式制冷系統(tǒng)的自動控制舉例

隨著制冷機組在技術上與應用上的不斷發(fā)展，人們對機組的自動控制提出了更高的要求。自動控制系統(tǒng)已成為制冷機組的重要組成部分。自動控制系統(tǒng)經濟可靠優(yōu)化

對于蒸汽壓縮式機組來說，自動控制系統(tǒng)主要包括安全保護系統(tǒng)和能量調節(jié)系統(tǒng)。

以PLC、單片機等為控制主機的系統(tǒng)又增加了程序控制系統(tǒng)與微機控制系統(tǒng)。

安全保護系統(tǒng)完成機組監(jiān)視與保護的任務能量調節(jié)系統(tǒng)完成機組的控制、調整任務，它使機組的制冷量與外界熱負荷相匹配程序控制系統(tǒng)完成機組正常與非正常啟動和停止任務微機控制系統(tǒng)是機組檢測、控制、協(xié)調工作的指揮中心

1典型活塞式制冷機組的自動調節(jié)

活塞式制冷系統(tǒng)作為一種傳統(tǒng)的機型，仍被廣泛的應用，目前許多機型，包括各種冷水機組、各種冷庫，仍使用常規(guī)儀表進行控制。可編程控制器和專用單片機等實施控制變頻壓縮機、電子膨脹閥等設備自適應控制和模糊控制規(guī)律等先進的活塞式系統(tǒng)則采用1）空調用制冷裝置

圖2-83顯示了一空調用制冷系統(tǒng)的原理圖，該制冷系統(tǒng)所用的壓縮機沒有卸載裝置，冷凝器風機也不變速。它常被用于中小型公共場所的空調系統(tǒng)中。系統(tǒng)主要包括能量調節(jié)系統(tǒng)和安全保護系統(tǒng)。

圖2-83空調用制冷裝置控制系統(tǒng)能量調節(jié)系統(tǒng)壓縮機能量調節(jié)

旁通能量調節(jié)閥CPC②

，通過制冷劑在壓縮機出口的旁通，減小有效制冷量，提高壓縮機的吸氣壓力，使系統(tǒng)的制冷量能夠與較小的熱負荷相匹配。新風補償調節(jié)

專用的溫度式蒸發(fā)壓