制冷原理与装置第六章--制冷设备课件.ppt

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1、2023/5/251第六章第六章 制冷设备制冷设备第一节第一节 概述概述第二节第二节 制冷装置的换热设备制冷装置的换热设备 第三节第三节 制冷装置的节流设备制冷装置的节流设备第四节第四节 制冷装置的辅助设备制冷装置的辅助设备2023/5/252第一节第一节 概述概述制冷装置中具有各种功能的热交换器和一些用于改善制冷装置中具有各种功能的热交换器和一些用于改善制冷装置运行条件、提高装置运行效率的器件，统称制冷装置运行条件、提高装置运行效率的器件，统称为制冷设备。为制冷设备。制冷设备分为制冷设备分为主要设备主要设备辅助设备辅助设备2023/5/253主要设备包括主要设备包括压缩机压缩机冷凝器冷凝器节

2、流机构节流机构蒸发器蒸发器中间冷却器中间冷却器冷凝冷凝蒸发器等蒸发器等是制冷装置中必不可少的设备。是制冷装置中必不可少的设备。2023/5/254辅助设备有辅助设备有各种分离器各种分离器各种贮液器各种贮液器回热器回热器过冷器过冷器膨胀容器等膨胀容器等是为提高系统运行的经济性、安全性以及操作的是为提高系统运行的经济性、安全性以及操作的方便性而设置的。方便性而设置的。表表61为国标规定的制冷设备容器的压力试验标为国标规定的制冷设备容器的压力试验标准。准。第六章图片第六章图片表表61.tif2023/5/256一、冷凝器一、冷凝器冷凝器是制冷装置中的主要热交换器之一。冷凝器是制冷装置中的主要热交换器

3、之一。作用：将压缩机排出的高温、高压气体冷却、冷凝作用：将压缩机排出的高温、高压气体冷却、冷凝成饱和液体。成饱和液体。按冷凝器所使用的冷按冷凝器所使用的冷却介质种类的不同却介质种类的不同水冷式水冷式空气冷却式空气冷却式蒸发式蒸发式三种三种2023/5/257（一）水冷式冷凝器（一）水冷式冷凝器主要包括主要包括壳管式壳管式套管式套管式两种两种2023/5/2581、壳管式冷凝器、壳管式冷凝器立式壳管式冷凝器立式壳管式冷凝器结构：图结构：图61示出了立式壳管式冷凝器及示出了立式壳管式冷凝器及卧式壳管式冷凝器的结构。卧式壳管式冷凝器的结构。第六章图片第六章图片图图61.tif冰轮生产的立式壳管式冷凝

4、器的结构见下图。冰轮生产的立式壳管式冷凝器的结构见下图。冰轮设备图片冰轮设备图片冰轮立式壳管式冷凝器冰轮立式壳管式冷凝器.tif冰轮生产的立式壳管式冷凝器的型号表示：冰轮生产的立式壳管式冷凝器的型号表示：LNA-25160；LNA-200B370B。2023/5/2510卧式壳管式冷凝器卧式壳管式冷凝器结构：图结构：图6 61 1示出了立式壳管式冷凝器及卧示出了立式壳管式冷凝器及卧式壳管式冷凝器的结构。式壳管式冷凝器的结构。第六章图片第六章图片 图图6 61.tif1.tif冰轮生产的卧式壳管式冷凝器的结构见下图。冰轮生产的卧式壳管式冷凝器的结构见下图。冰轮设备图片冰轮设备图片 冰轮卧式壳管式

5、冷凝器冰轮卧式壳管式冷凝器.tif.tif冰轮生产的卧式壳管式冷凝器的型号表示：冰轮生产的卧式壳管式冷凝器的型号表示：WN15GWN15G720G720G。2023/5/2511特点特点优点：优点：水侧做成多流程，水的流速较大，冷凝器水侧做成多流程，水的流速较大，冷凝器的传热系数大。氨用当水侧流速的传热系数大。氨用当水侧流速w=0.8w=0.81.5m/s1.5m/s时，时，K K可达到可达到9309301160w/m1160w/m2 2k k，q qA A达到达到407140715234w/m5234w/m2 2。冷却水温升大，循环水量小。冷却水温升大，循环水量小。结构紧凑，占地面积小。结构

6、紧凑，占地面积小。缺点：缺点：冷却水侧流程多，水流动阻力大，水泵功冷却水侧流程多，水流动阻力大，水泵功率消耗大。率消耗大。清洗困难，对水质要求高。清洗困难，对水质要求高。污垢热阻对冷凝器换热效果的影响具体数据：污垢热阻对冷凝器换热效果的影响具体数据：第六第六章图片章图片 污垢热阻对冷凝器换热效果的影响污垢热阻对冷凝器换热效果的影响.tif.tif2023/5/2513特点：特点：冷却水与制冷剂呈逆流式，传热冷却水与制冷剂呈逆流式，传热效果较好。当水流速为效果较好。当水流速为1 12m/s2m/s时，传热系时，传热系数数K K在在930w/m930w/m2 2k k左右。左右。结构简单，制作方便

7、。结构简单，制作方便。套管长度较大时，下部管间易被液体充套管长度较大时，下部管间易被液体充斥，传热面积不能得到充分利用。斥，传热面积不能得到充分利用。金属消耗量较大，一般只用于小型氟利金属消耗量较大，一般只用于小型氟利昂制冷装置。昂制冷装置。2023/5/25151 1、空气自由流动的空气冷却式冷凝器、空气自由流动的空气冷却式冷凝器 结构见图结构见图6 64 4。在蛇形管的两侧焊有在蛇形管的两侧焊有1.41.4 1.6mm1.6mm的钢丝，的钢丝，以加大管外传热面积，以加大管外传热面积，提高空气侧的表面传热提高空气侧的表面传热系数。系数。传热管一般采用传热管一般采用4 4 6mm6mm的复合钢

8、管（管外的复合钢管（管外镀铜），以保证其与钢镀铜），以保证其与钢丝的良好焊接性能。丝的良好焊接性能。2023/5/2516这种冷凝器不用风机，无噪声，但传热系这种冷凝器不用风机，无噪声，但传热系数小，多用于小型制冷装置。一般其传热数小，多用于小型制冷装置。一般其传热系数可达系数可达151517.5w/m17.5w/m2 2K K。2023/5/2518（三）蒸发式冷凝器（三）蒸发式冷凝器蒸发式冷凝器以蒸发式冷凝器以水和空气作为冷却介质水和空气作为冷却介质。利用水汽化吸收汽化潜热，使管内制冷剂利用水汽化吸收汽化潜热，使管内制冷剂蒸汽凝结；制冷剂蒸汽凝结放出的热量也蒸汽凝结；制冷剂蒸汽凝结放出的热

9、量也有一部分由空气温度升高，吸收显热带走。有一部分由空气温度升高，吸收显热带走。汽化的水蒸气被进入冷凝器的未饱和湿空汽化的水蒸气被进入冷凝器的未饱和湿空气带走，未被蒸发的水滴则落到冷凝器箱气带走，未被蒸发的水滴则落到冷凝器箱体下部的水池内。体下部的水池内。2023/5/25191 1、结构原理见下图：、结构原理见下图：主要由主要由送风系统送风系统、供水供水喷淋系统喷淋系统、换热器换热器三部三部分组成。分组成。2023/5/2520冰轮生产的蒸发式冷凝器结构如下：冰轮生产的蒸发式冷凝器结构如下：2023/5/25212、冰轮蒸发式冷凝器的型号表示、冰轮蒸发式冷凝器的型号表示ZNA-2402400

10、后面的数值表示设计工况的排热量，后面的数值表示设计工况的排热量，kw。设计工况条件：设计工况条件：t干干=35，t湿湿=24，P=2MPa2023/5/2522蒸发式冷凝器设计参数的选择应注意以下问题：蒸发式冷凝器设计参数的选择应注意以下问题：进口空气的湿球温度与当地的气象条件有关。其进口空气的湿球温度与当地的气象条件有关。其参数选择可参照参数选择可参照JB/T7658.5-95JB/T7658.5-95氨制冷装置用蒸发氨制冷装置用蒸发式冷凝器标准。式冷凝器标准。风量配备与湿球温度有关。湿球温度越高，则要风量配备与湿球温度有关。湿球温度越高，则要求的送风量越大，送风耗能也越多。送风量的配备求的

11、送风量越大，送风耗能也越多。送风量的配备应从节能和性能要求两方面综合考虑。应从节能和性能要求两方面综合考虑。水量配备应以保证润湿全部换热表面为原则。增水量配备应以保证润湿全部换热表面为原则。增大配水量会造成水泵功率消耗上升，水的飞散损失大配水量会造成水泵功率消耗上升，水的飞散损失增大，运行成本提高。增大，运行成本提高。2023/5/2524二、蒸发器二、蒸发器蒸发器也是系统中的主要热交换设备。蒸发器也是系统中的主要热交换设备。其作用为让制冷剂在其中汽化，吸收被冷却介质其作用为让制冷剂在其中汽化，吸收被冷却介质的热量，达到制冷的目的。的热量，达到制冷的目的。按照被冷却介质种类的不同，按照被冷却介

12、质种类的不同，冷风机冷风机 冷却空气的冷却空气的蒸发器可分为蒸发器可分为 冷却排冷却排管管 卧式壳管式卧式壳管式 冷却液体载冷剂的冷却液体载冷剂的 立管式立管式 螺旋管式螺旋管式 2023/5/2525按照供液方式不同按照供液方式不同蒸发器可分为蒸发器可分为满液式满液式干式干式循环式循环式喷淋式等喷淋式等2023/5/2526（一）满液式蒸发器（一）满液式蒸发器满液式蒸发器的共同特点是制冷剂充注量大。满液式蒸发器的共同特点是制冷剂充注量大。卧式壳管式卧式壳管式按结构分可分为按结构分可分为 立管式立管式 螺旋管式三种型式螺旋管式三种型式 优点为制冷剂与传热面充分接触，传热系数较大；优点为制冷剂与

13、传热面充分接触，传热系数较大；缺点是制冷剂充注量大，静液柱高度对蒸发温度的缺点是制冷剂充注量大，静液柱高度对蒸发温度的影响大。影响大。2023/5/2528冰轮生产的卧式壳管式满液式蒸发器的结构：冰轮生产的卧式壳管式满液式蒸发器的结构：冰轮设备图片冰轮设备图片 卧式壳管式蒸发器卧式壳管式蒸发器.tif.tif 制冷剂在管外和壳体的间隙内循环；制冷剂在管外和壳体的间隙内循环；载冷剂在管内循环。载冷剂在管内循环。壳体内制冷剂始终保持约为壳体直径的（壳体内制冷剂始终保持约为壳体直径的（70708080）的静液面高度；）的静液面高度；壳体长径比一般在壳体长径比一般在4 48 8范围内。范围内。氨用换热

14、管用无缝钢管，氟用换热管用铜管，一氨用换热管用无缝钢管，氟用换热管用铜管，一般在换热管外加肋片。般在换热管外加肋片。2023/5/2529冰轮生产的壳管式蒸发器的型号表示冰轮生产的壳管式蒸发器的型号表示WZA-30WZA-30160160；WZ-200WZ-200420420。全为氨用。数值表。全为氨用。数值表示蒸发面积，单位：示蒸发面积，单位：m m2 2。采用壳管式蒸发器应注意的问题：采用壳管式蒸发器应注意的问题：以水为载冷剂，其蒸发温度降低到以水为载冷剂，其蒸发温度降低到00以下时，以下时，管内可能会结冰，严重时会导致传热管胀裂。管内可能会结冰，严重时会导致传热管胀裂。低蒸发压力时，液体

15、在壳管内的静液柱会使底低蒸发压力时，液体在壳管内的静液柱会使底部温度升高，传热温差减小。部温度升高，传热温差减小。与润滑油互溶的制冷剂，使用满液式蒸发器存与润滑油互溶的制冷剂，使用满液式蒸发器存在回油困难的问题。在回油困难的问题。制冷剂充注量较大。同时不适于机器在运动条制冷剂充注量较大。同时不适于机器在运动条件下工作，液面摇晃会导致压缩机湿冲程。件下工作，液面摇晃会导致压缩机湿冲程。2023/5/2531冰轮生产的立式蒸发器见下图：冰轮生产的立式蒸发器见下图：冰轮设备图片冰轮设备图片bz30bz30立式螺旋管式蒸发器立式螺旋管式蒸发器.tif.tif，冰轮设备图片冰轮设备图片lza30-240

16、lza30-240螺旋管式蒸发器螺旋管式蒸发器.tif.tif，冰轮设备图片冰轮设备图片 冰轮冰轮bz15-00abz15-00a立式螺旋管式蒸发器立式螺旋管式蒸发器.tif.tif冰轮生产的立式蒸发器的型号表示：冰轮生产的立式蒸发器的型号表示：BZ-30BZ-30；LZA-30LZA-30320320；BZ15-00ABZ15-00A。数值表示蒸发面积，单位：数值表示蒸发面积，单位：m m2 2。用于载冷剂作开式循环的系统，与氧气接触，用用于载冷剂作开式循环的系统，与氧气接触，用盐水作载冷剂时，腐蚀性较大，应注意加强系统盐水作载冷剂时，腐蚀性较大，应注意加强系统与空气隔离的措施，并采取一定的

17、防腐蚀措施。与空气隔离的措施，并采取一定的防腐蚀措施。2023/5/2532（二）干式蒸发器（二）干式蒸发器制冷剂在管内汽化，被冷却介质在管外和壳体的制冷剂在管内汽化，被冷却介质在管外和壳体的间隙内循环。制冷剂可在管内完全汽化。间隙内循环。制冷剂可在管内完全汽化。冷却液体载冷剂冷却液体载冷剂按被冷却介质的不同，按被冷却介质的不同，两类两类 冷却空气冷却空气2023/5/25331 1、冷却液体载冷剂的干式蒸发器、冷却液体载冷剂的干式蒸发器结构：结构：2023/5/2534图图a a为直管式，图为直管式，图b b为为U U形管式。形管式。壳体内装有多块圆缺形折流板，目的在于壳体内装有多块圆缺形折

18、流板，目的在于提高管外载冷剂流速，提高换热效果。提高管外载冷剂流速，提高换热效果。直管式和直管式和U U形管式在结构上的区别：形管式在结构上的区别：直管式：用光管或内肋管作传热管，制冷直管式：用光管或内肋管作传热管，制冷剂侧多流程，后流程较前流程管数多。剂侧多流程，后流程较前流程管数多。U U形管式：一管口进液，另一管口回气（两形管式：一管口进液，另一管口回气（两流程），不宜使用内肋管。流程），不宜使用内肋管。2023/5/2535特点：特点：优点：优点：可保证进入系统的润滑油顺利返回压缩机。可保证进入系统的润滑油顺利返回压缩机。制冷剂充注量仅为满液式的三分之一，制冷剂的制冷剂充注量仅为满液式

19、的三分之一，制冷剂的充注量小。充注量小。用于冷却水时，即使蒸发温度达到用于冷却水时，即使蒸发温度达到00，水也不，水也不会冻结。会冻结。可采用热力膨胀阀供液，比满液式用浮球阀供液可采用热力膨胀阀供液，比满液式用浮球阀供液或用液位控制器控制供液电磁阀供液更可靠。或用液位控制器控制供液电磁阀供液更可靠。适宜于船用。适宜于船用。2023/5/2536缺点：缺点：对多程式，可能回发生同流程的传热管气液分对多程式，可能回发生同流程的传热管气液分配不均的情况。配不均的情况。折流板泄漏，可导致载冷剂侧对流换热的表面折流板泄漏，可导致载冷剂侧对流换热的表面传热系数减小传热系数减小20203030。2023/5

20、/25372 2、冷却空气的干式蒸发器、冷却空气的干式蒸发器按空气运按空气运动的状态动的状态冷却自由流动空气冷却自由流动空气 的蒸发器的蒸发器冷却强制流动空气冷却强制流动空气2023/5/2538冷却自由流动空气的蒸发器冷却排管冷却自由流动空气的蒸发器冷却排管空气呈自由流动状态，传热系数小。一般可用于冷空气呈自由流动状态，传热系数小。一般可用于冷藏库和低温试验装置中。藏库和低温试验装置中。墙排管墙排管冷却排管按其安装位置冷却排管按其安装位置 顶排管顶排管 搁架式排管搁架式排管三种排管的结构见图三种排管的结构见图6 61010。第六章图片第六章图片 图图6 610.tif10.tif2023/5

21、/2539各种型式的墙、顶排管及搁架式排管结构图：各种型式的墙、顶排管及搁架式排管结构图：排管图片排管图片 单层光滑蛇形顶排管单层光滑蛇形顶排管.tif.tif 排管图片排管图片 双层光滑蛇形顶排管双层光滑蛇形顶排管.tif.tif 排管图片排管图片 光滑光滑u u型直式排管型直式排管.tif.tif 排管图片排管图片 光滑光滑u u型斜式顶排管型斜式顶排管.tif.tif 排管图片排管图片 光滑蛇形低墙排管光滑蛇形低墙排管.tif.tif 排管图片排管图片 光滑蛇形高墙排管光滑蛇形高墙排管.tif.tif 排管图片排管图片 搁架式排管搁架式排管.tif.tif 2023/5/2540冷却强制

22、流动空气的蒸发器冷风机冷却强制流动空气的蒸发器冷风机 干式冷风机干式冷风机按冷却空气采用的方式分按冷却空气采用的方式分 湿式冷风机湿式冷风机 干湿混合式冷风机干湿混合式冷风机 落地式落地式按冷风机的安装位置分按冷风机的安装位置分 吊顶式两种。吊顶式两种。2023/5/2541结构：结构：2023/5/2542冰轮生产的氨用冷风机：冰轮生产的氨用冷风机：2023/5/2543三、低温制冷装置的制冷剂间换热器三、低温制冷装置的制冷剂间换热器指两种状态的制冷剂间进行热交换。指两种状态的制冷剂间进行热交换。中间冷却器中间冷却器包括包括 冷凝蒸发器冷凝蒸发器 回热器等回热器等（一）中间冷却器（一）中间冷

23、却器1 1、氨用中间冷却器、氨用中间冷却器作用：作用：冷却低压级排气；冷却低压级排气；冷却蛇管内的高压液体；冷却蛇管内的高压液体；分离低压级排气中夹带的润滑油。分离低压级排气中夹带的润滑油。2023/5/2544结构：结构：2023/5/2545冰轮生产冰轮生产的氨用中冷：的氨用中冷：2023/5/25462023/5/2547冰轮生产的氨用中冷的型号表示冰轮生产的氨用中冷的型号表示ZLA-1.5ZLA-1.56 6；数值表示蛇管的换热面积，；数值表示蛇管的换热面积，单位单位m m2 2；ZZQ-600ZZQ-60016001600；数值表示中冷的桶体直径，；数值表示中冷的桶体直径，单位：单位

24、：mmmm。中冷内蒸汽流速一般取中冷内蒸汽流速一般取0.5m/s0.5m/s，蛇管内高压液体，蛇管内高压液体流速取流速取0.40.40.7m/s0.7m/s，端部温差取，端部温差取3 355，此时蛇，此时蛇管管K=580K=580700W/m700W/m2 2K K。2023/5/25482 2、氟用中冷、氟用中冷结构：结构：2023/5/2549（二）回热器（二）回热器一般指氟系统中的气液热交换器。一般指氟系统中的气液热交换器。主要作用：主要作用：将高压液体过冷，使节流后产生的闪发气体量减少；将高压液体过冷，使节流后产生的闪发气体量减少；将蒸发器回气过热，防止压缩机发生液击。将蒸发器回气过热

25、，防止压缩机发生液击。盘管式盘管式据制冷装置的容量大小，分为据制冷装置的容量大小，分为 套管式套管式 液管与气管焊接式液管与气管焊接式 2023/5/2550盘管式盘管式用于大、中型制冷系统；用于大、中型制冷系统；套管式套管式用于（用于（0.50.515kw15kw）的系统；）的系统；液管与气管焊接式液管与气管焊接式用于家用冰箱等小型装置。用于家用冰箱等小型装置。盘管式回热器的结构：盘管式回热器的结构：液体在盘管内循液体在盘管内循环环，气体在管外气体在管外与壳体间循环与壳体间循环，管簇中间装有芯管簇中间装有芯管，以防制冷剂管，以防制冷剂蒸汽旁流，影响蒸汽旁流，影响热交换效果。热交换效果。202

26、3/5/2551一般盘管内液体的流速控制在一般盘管内液体的流速控制在0.10.10.75 m/s0.75 m/s，管外蒸汽在最窄断面处的流速取，管外蒸汽在最窄断面处的流速取8 810 m/s10 m/s。冰箱系统中也有将节流毛细管穿入吸气管的冰箱系统中也有将节流毛细管穿入吸气管的处理办法，也可收到回热的效果。处理办法，也可收到回热的效果。2023/5/2552（三）冷凝蒸发器（三）冷凝蒸发器 绕管式绕管式常见的冷凝蒸发器的结构型式有常见的冷凝蒸发器的结构型式有 直管式直管式 套管式套管式2023/5/2553结构：结构：R22R22在盘管内蒸发，在盘管内蒸发，R13R13或或R23R23在管外

27、与壳在管外与壳体间凝结。体间凝结。结构比较复杂，但传结构比较复杂，但传热效果好。由于壳体热效果好。由于壳体间容积较大，必要时间容积较大，必要时还可起到膨胀容器的还可起到膨胀容器的作用。作用。1 1、绕管式冷凝蒸发器、绕管式冷凝蒸发器2023/5/25542 2、直管式冷凝、直管式冷凝蒸发器蒸发器用直管管簇取代盘管式中的螺旋盘管。型用直管管簇取代盘管式中的螺旋盘管。型式与壳管式冷凝器基本相同，可做成立式式与壳管式冷凝器基本相同，可做成立式或卧式安装。或卧式安装。R22R22在直管内蒸发在直管内蒸发，R13R13或或R23R23在管外与在管外与壳体间凝结壳体间凝结。传热效果较好，但需要的传热效果较

28、好，但需要的R22R22充注量大。充注量大。2023/5/25553 3、套管式冷凝、套管式冷凝蒸发器蒸发器结构简单，易于制造。结构简单，易于制造。但当为蛇形管管组结构时，（结构与套管式但当为蛇形管管组结构时，（结构与套管式冷凝器相似）外形尺寸较大，仅适用于小型冷凝器相似）外形尺寸较大，仅适用于小型复叠式制冷装置。复叠式制冷装置。2023/5/2556四、板式换热器四、板式换热器可作为冷凝器、蒸发器或冷却器使用。可作为冷凝器、蒸发器或冷却器使用。结构：结构：2023/5/25572023/5/2558片与片之间采用焊接密封，形成传热板两侧的片与片之间采用焊接密封，形成传热板两侧的冷、热流体通道

29、，两种流体呈逆流流动。冷、热流体通道，两种流体呈逆流流动。结构较壳体式紧凑，体积约为其结构较壳体式紧凑，体积约为其1/31/31/61/6，重，重量约为其量约为其1/21/21/51/5，制冷剂充注量仅为其，制冷剂充注量仅为其1/71/7，传热系数可达到其，传热系数可达到其2 25 5倍。倍。特点：体积小，重量轻，传热系数大，可靠性特点：体积小，重量轻，传热系数大，可靠性好，工艺过程简单，适合于批量生产。好，工艺过程简单，适合于批量生产。2023/5/2559第三节第三节 制冷装置的节流机构制冷装置的节流机构一、制冷剂液体膨胀过程分析一、制冷剂液体膨胀过程分析在蒸汽压缩式制冷装置中，制冷剂液体

30、的膨胀过在蒸汽压缩式制冷装置中，制冷剂液体的膨胀过程是通过节流机构完成的。其原因在于制冷剂液程是通过节流机构完成的。其原因在于制冷剂液体的膨胀功很小，而且容积比较大，采用液体膨体的膨胀功很小，而且容积比较大，采用液体膨胀机在技术方面存在着较大的困难，同时经济性胀机在技术方面存在着较大的困难，同时经济性比较差。比较差。制冷剂液体的膨胀特性随节流装置的通道形态不制冷剂液体的膨胀特性随节流装置的通道形态不同而异。喷管内膨胀是接近等熵过程；通过节流同而异。喷管内膨胀是接近等熵过程；通过节流孔的膨胀则属于接近等焓过程；制冷剂通过其它孔的膨胀则属于接近等焓过程；制冷剂通过其它通道（如毛细管）的膨胀过程介于

31、两者之间。如通道（如毛细管）的膨胀过程介于两者之间。如图图6 62727所示。所示。第六章图片第六章图片 图图6 627.tif27.tif2023/5/2560制冷剂液体膨胀具有以下特点：制冷剂液体膨胀具有以下特点：液体膨胀后，温度必然降低。其膨胀过程的压差液体膨胀后，温度必然降低。其膨胀过程的压差越大，则温度降低也越大。而且温差与膨胀过程无越大，则温度降低也越大。而且温差与膨胀过程无关。关。膨胀过程具有尽可能大的比体积比，且随压比的膨胀过程具有尽可能大的比体积比，且随压比的增大而增大。从而使比体积比有限的膨胀机难以实增大而增大。从而使比体积比有限的膨胀机难以实现。现。膨胀过程的等熵焓降很小

32、（可利用的膨胀功很小）膨胀过程的等熵焓降很小（可利用的膨胀功很小），不加以利用损失也很小。，不加以利用损失也很小。因此在制冷装置中均采用小孔或管道节流机构，来因此在制冷装置中均采用小孔或管道节流机构，来实现液体制冷剂的膨胀过程。实现液体制冷剂的膨胀过程。2023/5/2561二、节流机构的种类二、节流机构的种类节流机构在实现制冷剂液体膨胀的同时，还具有节流机构在实现制冷剂液体膨胀的同时，还具有两方面的作用：两方面的作用：将制冷机的高、低压部分隔开，防止高压气体将制冷机的高、低压部分隔开，防止高压气体窜入低压系统。窜入低压系统。对蒸发器的供液量进行控制。对蒸发器的供液量进行控制。一般节流机构仅根

33、据上述两方面的功能来判断其一般节流机构仅根据上述两方面的功能来判断其特性。特性。2023/5/2562按照节流机构的供液量调节方式，可分为以下五按照节流机构的供液量调节方式，可分为以下五个类型：个类型：手动调节的节流机构手动调节的节流机构手动节流阀，多用于氨手动节流阀，多用于氨系统；系统；用液位调节的节流机构用液位调节的节流机构浮球调节阀，适用于浮球调节阀，适用于大、中型氨系统；大、中型氨系统；用蒸汽过热度调节的节流机构用蒸汽过热度调节的节流机构包括热力膨胀包括热力膨胀阀和电热膨胀阀，主要用于氟系统和中冷的供液阀和电热膨胀阀，主要用于氟系统和中冷的供液量调节；量调节；用电子脉冲进行调节的节流机

34、构用电子脉冲进行调节的节流机构由压缩机变由压缩机变频脉冲控制阀孔的开度，是制冷技术中出现的机频脉冲控制阀孔的开度，是制冷技术中出现的机电一体化产物；电一体化产物；2023/5/2563不进行调节的节流机构不进行调节的节流机构主要包括毛细主要包括毛细管、恒压膨胀阀、节流短管及节流孔等，管、恒压膨胀阀、节流短管及节流孔等，一般用于工况比较稳定的小型制冷装置。一般用于工况比较稳定的小型制冷装置。它具有结构简单，维护方便的特点。它具有结构简单，维护方便的特点。2023/5/2564三、节流机构的工作原理及特性分析三、节流机构的工作原理及特性分析（一）热力膨胀阀（一）热力膨胀阀1 1、热力膨胀阀的工作原

35、理、热力膨胀阀的工作原理2023/5/2565 感应机构感应机构 调整机构调整机构热力膨胀阀由热力膨胀阀由 执行机构执行机构 组成组成 阀体阀体 当当P=PP=P0 0+W+W时，阀口保证一定的开启度；时，阀口保证一定的开启度；若蒸发器出口过热度增大，则若蒸发器出口过热度增大，则P P增大此时，增大此时，P PP P0 0+W+W，膜片下压，阀芯下移，阀口开启度增大，供液量，膜片下压，阀芯下移，阀口开启度增大，供液量增大。增大。当蒸发器出口过热度减小，则当蒸发器出口过热度减小，则P P减小，此时减小，此时P PP P0 0+W+W，膜片上移，阀芯上移，阀口开启度减小，供液量，膜片上移，阀芯上移

36、，阀口开启度减小，供液量减小。减小。热力膨胀阀为以蒸发器回气过热度为动力的供液量热力膨胀阀为以蒸发器回气过热度为动力的供液量比例调节模式。比例调节模式。2023/5/2566阀芯的动作来自于阀芯的动作来自于P=PP=P0 0+W+W的力由不平衡到平衡的全的力由不平衡到平衡的全过程。过程。2023/5/2567膜片上下侧的压力平衡以膜片上下侧的压力平衡以P P0 0作为稳定条件，作为稳定条件，称为内平衡式热力膨胀阀；称为内平衡式热力膨胀阀；当蒸发器阻力损失较大时，蒸发器出口压当蒸发器阻力损失较大时，蒸发器出口压力下降，对应的回气温度降低，即使对蒸力下降，对应的回气温度降低，即使对蒸发器供液量不足

37、，回气过热度增大，但感发器供液量不足，回气过热度增大，但感温包感受的回气温度仍然不高，不能及时温包感受的回气温度仍然不高，不能及时调整供液量。此时应采用调整供液量。此时应采用外平衡式热力膨外平衡式热力膨胀阀。胀阀。2023/5/2568一般情况下，一般情况下，R22R22蒸发器内压力降达到表蒸发器内压力降达到表6 69 9规定规定的数值时，应采用外平衡式热力膨胀阀。另外，凡的数值时，应采用外平衡式热力膨胀阀。另外，凡采用分液器供液的系统，都需要采用外平衡式热力采用分液器供液的系统，都需要采用外平衡式热力膨胀阀。膨胀阀。2023/5/25692 2、热力膨胀阀的选择与使用、热力膨胀阀的选择与使用

38、正常情况下，热力膨胀阀应控制进入蒸发器的液正常情况下，热力膨胀阀应控制进入蒸发器的液态制冷剂的量刚好等于在蒸发器中吸热蒸发的制态制冷剂的量刚好等于在蒸发器中吸热蒸发的制冷剂量。使之在工作温度下冷剂量。使之在工作温度下蒸发器出口过热度适蒸发器出口过热度适中，蒸发器的传热面积得到充分的利用。同时在中，蒸发器的传热面积得到充分的利用。同时在工作过程中能随着蒸发器热负荷的改变，迅速改工作过程中能随着蒸发器热负荷的改变，迅速改变向蒸发器的供液量，使之随时保持系统的平衡。变向蒸发器的供液量，使之随时保持系统的平衡。实际中，热力膨胀阀往往存在一定的热惰性，形实际中，热力膨胀阀往往存在一定的热惰性，形成信号传

39、递滞后，出现蒸发器的供液量过大或过成信号传递滞后，出现蒸发器的供液量过大或过小的超调现象。小的超调现象。2023/5/2570为改善这种现象，稳定蒸发器的工作，在确定热为改善这种现象，稳定蒸发器的工作，在确定热力膨胀阀容量时，力膨胀阀容量时，一般应取蒸发器热负荷的一般应取蒸发器热负荷的1.21.21.31.3倍。倍。为了保证感温包采样信号的准确性，当蒸发器出为了保证感温包采样信号的准确性，当蒸发器出口管径小于口管径小于22mm22mm时，感温包可水平安装在管的顶时，感温包可水平安装在管的顶部；当管径大于部；当管径大于22mm22mm时，感温包应水平安装在管时，感温包应水平安装在管的下侧方的下侧

40、方4545的位置，然后外包隔热材料。的位置，然后外包隔热材料。外平衡式热力膨胀阀的外平衡式热力膨胀阀的外接平衡管应接于感温包外接平衡管应接于感温包后约后约100mm100mm处处，接口一般位于水平管顶部，以保证，接口一般位于水平管顶部，以保证调节动作的可靠性。调节动作的可靠性。2023/5/2571分液器型式：分液器型式：2023/5/2572特点：通道尺寸较小，制冷剂液体流过时特点：通道尺寸较小，制冷剂液体流过时会发生节流，产生约会发生节流，产生约50KPa50KPa的压差，同时在的压差，同时在分液管中也约有相同的压差，以使蒸发器分液管中也约有相同的压差，以使蒸发器各通路管组总压差大致相等，

41、使制冷剂均各通路管组总压差大致相等，使制冷剂均匀分配。匀分配。安装分液器时，各分液管必须具有相同的安装分液器时，各分液管必须具有相同的管径和长度，以保证各组压降相等。管径和长度，以保证各组压降相等。2023/5/2573（二）电子脉冲式膨胀阀（二）电子脉冲式膨胀阀结构见图结构见图6 63131。电子脉冲式膨胀阀由电子脉冲式膨胀阀由步进电机、阀芯、阀步进电机、阀芯、阀体、进出液管体、进出液管等主要等主要部件组成。部件组成。转子转动时，可以使转子转动时，可以使阀芯下端的锥体部分阀芯下端的锥体部分在阀孔中上下移动，在阀孔中上下移动，以致改变阀孔的流通以致改变阀孔的流通面积，起到调节制冷面积，起到调节

42、制冷剂流量的作用。剂流量的作用。2023/5/2574在屏蔽套上部设有升程限制机构，将阀芯的在屏蔽套上部设有升程限制机构，将阀芯的上下移动限制在一个规定的范围内。如有超上下移动限制在一个规定的范围内。如有超出此范围的现象发生，步进电机将发生堵转。出此范围的现象发生，步进电机将发生堵转。通过升程限位机构可以使电脑调节装置方便通过升程限位机构可以使电脑调节装置方便地找到阀的开启基准，并在运转中获得阀芯地找到阀的开启基准，并在运转中获得阀芯位置信息，读出或记忆阀的开启情况。位置信息，读出或记忆阀的开启情况。优点：启动频率低，功率小，阀芯定位可靠优点：启动频率低，功率小，阀芯定位可靠等，属于爪极型永磁

43、式步进电动机。等，属于爪极型永磁式步进电动机。2023/5/2575（三）毛细管（三）毛细管内径常为内径常为0.50.55mm5mm，长度不等，材料为铜或不，长度不等，材料为铜或不锈钢。不能调节流量，锈钢。不能调节流量，是一种流量恒定的节流是一种流量恒定的节流设备。设备。节流原理：节流原理：根据流体在一定几何尺寸的管道内根据流体在一定几何尺寸的管道内流动产生摩阻压降改变其流量的原理，当管径流动产生摩阻压降改变其流量的原理，当管径一定时，流体流过的管道短则压降小，流量大一定时，流体流过的管道短则压降小，流量大；反之压降大且流量小。；反之压降大且流量小。在制冷系统中取代膨在制冷系统中取代膨胀阀起节

44、流作用。胀阀起节流作用。2023/5/2576 据毛细管的安装方据毛细管的安装方式，制冷剂在毛细式，制冷剂在毛细管进口的状态按毛管进口的状态按毛细管是否与吸气管细管是否与吸气管存在热交换，分为存在热交换，分为回热型回热型无回热型无回热型 两种两种根据毛细管进口处根据毛细管进口处制冷剂的状态分为制冷剂的状态分为过冷液体过冷液体饱和液体饱和液体 等情等情况况稍有汽化稍有汽化回热型回热型毛细管内制冷剂在膨胀过程中对外放热；毛细管内制冷剂在膨胀过程中对外放热；无回热型无回热型毛细管内制冷剂为绝热膨胀。毛细管内制冷剂为绝热膨胀。2023/5/2577图图6 63434中曲线所表示的就是绝热膨胀过程中，沿

45、管中曲线所表示的就是绝热膨胀过程中，沿管长方向的压力和温度分部情况。长方向的压力和温度分部情况。1 1a a段段：过冷液体膨胀至饱和：过冷液体膨胀至饱和液体；液体；a a2 2段段：饱和液体膨胀至两相：饱和液体膨胀至两相流体。压力降低，液体不断流体。压力降低，液体不断汽化，介于等熵和等焓之间；汽化，介于等熵和等焓之间；2 23 3段段：管外自由膨胀；：管外自由膨胀；3 3点以后点以后：蒸发器内汽化过程。：蒸发器内汽化过程。当毛细管进口处为饱和液体时，当毛细管进口处为饱和液体时，膨胀过程为膨胀过程为a a2 23 3段。段。2023/5/2578毛细管的选配有计算法和图表法两种。毛细管的选配有计

46、算法和图表法两种。无论无论是哪种方法得到的结果，均只能是参考值。是哪种方法得到的结果，均只能是参考值。工程设计中，也有采用在某稳定工况下，对工程设计中，也有采用在某稳定工况下，对不同管径和长度的毛细管进行实际运行试验，不同管径和长度的毛细管进行实际运行试验，并将试验结果整理成线图。在选配时根据已并将试验结果整理成线图。在选配时根据已知条件通过线图近似地选择毛细管参数。例知条件通过线图近似地选择毛细管参数。例如如P159P159举例。举例。2023/5/2579设计毛细管节流的制冷系统时应注意：设计毛细管节流的制冷系统时应注意：系统的高压侧不要设置贮液器，以减少停机时系统的高压侧不要设置贮液器，

47、以减少停机时制冷剂迁移量，防止启动时发生制冷剂迁移量，防止启动时发生“液击液击”。制冷剂的充注量应尽可能与蒸发器容量相匹配。制冷剂的充注量应尽可能与蒸发器容量相匹配。必要时可在压缩机吸气管路上加装气液分离器。必要时可在压缩机吸气管路上加装气液分离器。对初选毛细管进行试验修正时，应保证毛细管对初选毛细管进行试验修正时，应保证毛细管的管径和长度与装置的制冷能力相吻合，以保证的管径和长度与装置的制冷能力相吻合，以保证装置能达到规定的技术性能指标。装置能达到规定的技术性能指标。毛细管内径必须均匀。其进口处应设置干燥过毛细管内径必须均匀。其进口处应设置干燥过滤器，防止水分和污物堵塞毛细管。滤器，防止水分

48、和污物堵塞毛细管。2023/5/2580第四节第四节 蒸汽压缩式制冷装置的蒸汽压缩式制冷装置的辅助设备辅助设备蒸汽压缩式制冷装置中，除压缩机和各种蒸汽压缩式制冷装置中，除压缩机和各种用途的换热器及节流装置外，还需要一些用途的换热器及节流装置外，还需要一些辅助设备来使系统运行的经济性提高，系辅助设备来使系统运行的经济性提高，系统运行的可靠性加强，系统操作更方便。统运行的可靠性加强，系统操作更方便。它们是它们是制冷剂的贮存、分离和净化设备；制冷剂的贮存、分离和净化设备；润滑油的分离及收集设备润滑油的分离及收集设备等。等。2023/5/2581一、制冷剂的贮存、分离和净化设备一、制冷剂的贮存、分离和

49、净化设备（一）贮液器（一）贮液器制冷系统的贮液容器根据作用和承受的压制冷系统的贮液容器根据作用和承受的压力不同，可分为力不同，可分为 高压贮液器高压贮液器 低压贮液器低压贮液器 低压循环贮液桶低压循环贮液桶 排液桶等排液桶等2023/5/25821 1、高压贮液器、高压贮液器作用：作用：贮存冷凝器中凝结的高压液体，保证冷贮存冷凝器中凝结的高压液体，保证冷凝器传热面积的充分利用。凝器传热面积的充分利用。调节和补充制冷系统内各部分的循环量，调节和补充制冷系统内各部分的循环量，以适应工况变动的需求。以适应工况变动的需求。起液封的作用，防止高压气体及混合在起液封的作用，防止高压气体及混合在其中的不凝性

50、气体窜入低压系统。其中的不凝性气体窜入低压系统。2023/5/2583结构：结构：2023/5/2584冰轮产品结构：冰轮产品结构：2023/5/2585冰轮产品的型号表示：冰轮产品的型号表示：WCAWCA系列：系列：WCA-220WCA-22045004500数值表示高压数值表示高压贮液器的容积，单位：贮液器的容积，单位：L L。ZAZA系列：系列：ZA-1.5ZA-1.515 15 数值表示高压贮液数值表示高压贮液器的容积，单位：器的容积，单位：m m3 3。容量不超过桶体容积的容量不超过桶体容积的7070。小型氟系统，冷凝器下留贮液空间；家用小型氟系统，冷凝器下留贮液空间；家用冰箱、空调