制冷剂技术与原理214

1、 制制 冷冷 原原 理理 与与 技技 术术2.1.42.1.4蒸汽压缩式制冷装置的自动调蒸汽压缩式制冷装置的自动调节节 要确保制冷空调系统能够正要确保制冷空调系统能够正常运行，并达到要求的运行参数指常运行，并达到要求的运行参数指标，就要对制冷空调系统许多热工标，就要对制冷空调系统许多热工参数进行控制。参数进行控制。 温度温度湿度湿度压力压力流量流量液位液位 制制 冷冷 原原 理理 与与 技技 术术（一）（一） 制冷装置的基本控制回路制冷装置的基本控制回路 1 1蒸发器的供液控制及其控制元件蒸发器的供液控制及其控制元件蒸发器的供液蒸发器的供液控制元件包括控制元件包括热力膨胀阀热力膨胀阀毛细管毛细

2、管浮球阀浮球阀电子膨胀阀电子膨胀阀 制制 冷冷 原原 理理 与与 技技 术术1 1）热力膨胀阀的供液控制）热力膨胀阀的供液控制 迄今为止，热力膨胀阀仍是压缩式迄今为止，热力膨胀阀仍是压缩式制冷装置中蒸发器制冷剂流量控制的主制冷装置中蒸发器制冷剂流量控制的主要元件。要元件。它在制冷装置中的作用主要包括：它在制冷装置中的作用主要包括： a）使高压常温的制冷剂液体在经热力）使高压常温的制冷剂液体在经热力膨胀阀时节流降压，变为低压低温的制冷剂膨胀阀时节流降压，变为低压低温的制冷剂湿蒸汽湿蒸汽, 进入蒸发器，在蒸发器内蒸发吸热，进入蒸发器，在蒸发器内蒸发吸热，从而达到制冷降温的目的。从而达到制冷降温的目

3、的。 制制 冷冷 原原 理理 与与 技技 术术 b）按照感温包感受到的蒸发器出）按照感温包感受到的蒸发器出口制冷剂蒸汽过热度的变化，来改变膨口制冷剂蒸汽过热度的变化，来改变膨胀阀的开启度，自动调整流入蒸发器的胀阀的开启度，自动调整流入蒸发器的制冷剂流量，使制冷剂流量始终与蒸发制冷剂流量，使制冷剂流量始终与蒸发器的热负荷相匹配。器的热负荷相匹配。 c）通过热力膨胀阀的控制，使蒸）通过热力膨胀阀的控制，使蒸发器出口的制冷剂蒸汽保持一定的过热发器出口的制冷剂蒸汽保持一定的过热度，这样即能保证蒸发器传热面积的充度，这样即能保证蒸发器传热面积的充分利用，又可以防止压缩机出现液击冲分利用，又可以防止压缩机

4、出现液击冲缸现象。缸现象。 制制 冷冷 原原 理理 与与 技技 术术 从调节特性来分析，热力膨胀阀从调节特性来分析，热力膨胀阀属于直接作用式比例调节器。属于直接作用式比例调节器。热力膨胀阀热力膨胀阀热力膨胀阀的自动控制原理热力膨胀阀的自动控制原理内平衡热力膨胀阀内平衡热力膨胀阀外平衡热力膨胀阀外平衡热力膨胀阀 制制 冷冷 原原 理理 与与 技技 术术 外平衡热力膨胀阀与内平外平衡热力膨胀阀与内平衡热力膨胀阀的主要区别衡热力膨胀阀的主要区别 有一个专用的外平衡管接头，为有一个专用的外平衡管接头，为引入外平衡压力所用引入外平衡压力所用 调节杆的形式等也有所不同调节杆的形式等也有所不同 制制 冷冷

5、原原 理理 与与 技技 术术 制制 冷冷 原原 理理 与与 技技 术术w 热力膨胀阀实物图 制制 冷冷 原原 理理 与与 技技 术术热力膨胀阀的工作原理热力膨胀阀的工作原理 制制 冷冷 原原 理理 与与 技技 术术外平衡热力膨胀阀的安装外平衡热力膨胀阀的安装 制制 冷冷 原原 理理 与与 技技 术术选择热力膨胀阀时，主要考选择热力膨胀阀时，主要考虑下列因素：虑下列因素：按系统采用的制冷剂按系统采用的制冷剂要考虑系统的蒸发温度要考虑系统的蒸发温度阀前制冷剂过冷度会影响阀后两相阀前制冷剂过冷度会影响阀后两相制冷剂的干度制冷剂的干度冷凝器至阀前的液管肯定有压力降冷凝器至阀前的液管肯定有压力降 制制

6、冷冷 原原 理理 与与 技技 术术（a a）内平衡）内平衡 （b b）外平衡）外平衡 图图2-45 2-45 热力膨胀阀开启过热度的变化热力膨胀阀开启过热度的变化 制制 冷冷 原原 理理 与与 技技 术术表表2-1 2-1 蒸发温度对膨胀阀容量的影响蒸发温度对膨胀阀容量的影响蒸发温度/50-5-10-15-20-25-30-35-40相对容量1.0 0.9 0.8 0.750.660.570.490.410.390.38 表表2-2 2-2 阀前液体过冷对膨胀阀容量的影响阀前液体过冷对膨胀阀容量的影响过冷度/48.3511.116.7 22.227.833.4相对容量R12,R22,R5021

7、.01.141.17 1.24 1.311.371.42R7171.01.121.23 1.39 1.481.51.6 制制 冷冷 原原 理理 与与 技技 术术 表表2-3 2-3 冷凝器冷凝器/ /储液器与蒸发器储液器与蒸发器之间的高差引起的静压损失之间的高差引起的静压损失pp高差/m369121518p/MPaR120.0390.0770.1160.1550.1940.232R220.0350.070.1060.1410.1760.211R5020.0360.0720.1070.1430.1790.215 制制 冷冷 原原 理理 与与 技技 术术工质冷凝温度/p/MPa0.050.100.

8、150.200.250.30t/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表表2-4 2-4 液体侧压力损失为液体侧压力损失为pp时不产时不产生气体闪发必须的最小过冷度生气体闪发必须的最小过冷度tt 制制 冷冷 原原 理理 与与 技技 术术 2

9、2） 电子膨胀阀供液控制电子膨胀阀供液控制 控制品质不高控制品质不高调节系统无法实施计算机控制调节系统无法实施计算机控制系统的运行过程只能实施静态匹配系统的运行过程只能实施静态匹配阀工作温度范围窄阀工作温度范围窄温包迟延大温包迟延大在低温调节场合振荡问题比较突出在低温调节场合振荡问题比较突出 热力膨胀阀用于蒸发器供液控热力膨胀阀用于蒸发器供液控制仍然存在着许多问题制仍然存在着许多问题 制制 冷冷 原原 理理 与与 技技 术术 热动式电子膨胀阀供液控制系统热动式电子膨胀阀供液控制系统 TQ型为直接驱动式型为直接驱动式 PHTQ型为带自给放大的结型为带自给放大的结 构，用于大冷量系统。构，用于大冷

10、量系统。 热动式亦称参考压力系统（热动式亦称参考压力系统（PRSPRS）电子膨）电子膨胀阀，为胀阀，为DanfossDanfoss公司的专利产品，适用中大公司的专利产品，适用中大型制冷装置的供液控制，该形式电子膨胀阀型制冷装置的供液控制，该形式电子膨胀阀的结构见图的结构见图2-462-46。 制制 冷冷 原原 理理 与与 技技 术术w 热动式电子膨胀阀实物图（TQ型） 制制 冷冷 原原 理理 与与 技技 术术（a）TQ型型 （b）PHTQ型型图图2-46 热动式膨胀阀的结构热动式膨胀阀的结构1-阀头阀头 2-止动螺钉止动螺钉 3-O型圈型圈 4-电线套管电线套管 5、6-螺钉螺钉7-电线电线8

11、-上盖上盖 9-垫片垫片 10-电线旋入口电线旋入口 11密封圈密封圈 12、13-垫片垫片14-端板端板 15-膜头膜头 16-NTC传感元件传感元件 17-PTC加热元件加热元件 18-节流组件节流组件 19-阀体图阀体图 制制 冷冷 原原 理理 与与 技技 术术 电磁式电子膨胀阀供液控制电磁式电子膨胀阀供液控制 电磁式膨胀阀结构见上节图电磁式膨胀阀结构见上节图2-40所示，电磁线圈通电前处于全开位置，所示，电磁线圈通电前处于全开位置，通电后，由于电磁力的作用，磁性材通电后，由于电磁力的作用，磁性材料所支撑的柱塞被吸引上升，从而带料所支撑的柱塞被吸引上升，从而带动针阀使开度变小。阀的开度取

12、决于动针阀使开度变小。阀的开度取决于加在线圈上的控制电压（或电流），加在线圈上的控制电压（或电流），故可以通过改变控制电压调节流量。故可以通过改变控制电压调节流量。 制制 冷冷 原原 理理 与与 技技 术术图图2-40 电磁式膨胀阀结构电磁式膨胀阀结构1 出口出口 2弹簧弹簧 3阀针阀针 4阀杆阀杆 5柱塞弹簧柱塞弹簧 6柱塞柱塞 7线圈线圈 8阀度阀度 9入口入口 制制 冷冷 原原 理理 与与 技技 术术 电磁式电磁式膨胀阀流量特性膨胀阀流量特性0 150 300线圈电流（线圈电流（mA）控制电压（控制电压（V）0 0.5 1100流量（流量（%） 制制 冷冷 原原 理理 与与 技技 术术电

13、动式电子膨胀阀供液控制系统电动式电子膨胀阀供液控制系统 和热动式相似，电动式电子膨胀和热动式相似，电动式电子膨胀阀也由发信器、控制器和电动式膨胀阀也由发信器、控制器和电动式膨胀阀组成。与热动式的差别主要是阀的阀组成。与热动式的差别主要是阀的驱动部分，电动式膨胀阀由电动机驱驱动部分，电动式膨胀阀由电动机驱动，目前使用最多的是四相永磁式步动，目前使用最多的是四相永磁式步进电动机，有直接驱动型与减速型。进电动机，有直接驱动型与减速型。 制制 冷冷 原原 理理 与与 技技 术术 图图2-41 电动式膨胀阀（直动型）电动式膨胀阀（直动型）1入口入口 2针阀针阀 3阀杆阀杆 4技术技术 5线圈线圈 6出口

14、出口 制制 冷冷 原原 理理 与与 技技 术术电动式膨胀阀流量特性电动式膨胀阀流量特性脉冲数脉冲数0 50 100 150 200 250100流量（流量（%） 制制 冷冷 原原 理理 与与 技技 术术特性利用四相步进电动机控制阀门开度，全开闭阀需500次脉冲，可用于制冷和热泵系统制冷剂流量控制，也可用于除湿、除霜控制质量/gKBM型约260（4*3.52kW以下）约280（5*3.52kW以下）驱动电压/VDC12消耗功率/W6LAM型约220使用工质R22工作压力/MPa0-3阀开闭时间/s12最大工作压差/MPa2.25工作温度/-30-70表表2-5 KBM型和型和LAM型电子膨胀阀的

15、技术参数型电子膨胀阀的技术参数 制制 冷冷 原原 理理 与与 技技 术术 由于采用电子膨胀阀控制，使得先进由于采用电子膨胀阀控制，使得先进的控制手段运用于制冷剂流量调节成为可能，的控制手段运用于制冷剂流量调节成为可能，主要表现在以下几个方面：主要表现在以下几个方面： 1) 1) 流量调节不受冷凝压力变化的影流量调节不受冷凝压力变化的影响。对膨胀阀前制冷剂过冷度的变化具有响。对膨胀阀前制冷剂过冷度的变化具有补偿作用。补偿作用。 2)2)由于电信号传递快，执行动作迅速、由于电信号传递快，执行动作迅速、准确，故能够及时、准确地调节流量。即准确，故能够及时、准确地调节流量。即使负荷变化剧烈，也能避免振

16、荡。使负荷变化剧烈，也能避免振荡。 制制 冷冷 原原 理理 与与 技技 术术 3)3)能够将蒸发器出口过热度控制到最能够将蒸发器出口过热度控制到最小，从而最大限度地提高蒸发器传热面积小，从而最大限度地提高蒸发器传热面积的利用率。的利用率。 4)4)在装置的整个运行温度范围，可以在装置的整个运行温度范围，可以有相同的过热度设定值。有相同的过热度设定值。 5)5)可以根据装置的实际情况决定调节可以根据装置的实际情况决定调节规律，不仅限于采用比例调节，还可以采规律，不仅限于采用比例调节，还可以采用比例积分或其他调节规律；并且能够进用比例积分或其他调节规律；并且能够进行调节器参数整定。行调节器参数整定

17、。 制制 冷冷 原原 理理 与与 技技 术术 浮球调节阀是根据液位变化进行流量控浮球调节阀是根据液位变化进行流量控制的直接作用式比例控制器制的直接作用式比例控制器低压浮球阀低压浮球阀高压浮球阀高压浮球阀3 3） 浮球调节阀供液控制浮球调节阀供液控制 制制 冷冷 原原 理理 与与 技技 术术 低压浮球阀常直接和满液式蒸发器连通，低压浮球阀常直接和满液式蒸发器连通，按蒸发器液位的高低，调节从贮液器进到满按蒸发器液位的高低，调节从贮液器进到满液式蒸发器的制冷剂流量，其结构与安装见液式蒸发器的制冷剂流量，其结构与安装见图图2-492-49所示。所示。 高压浮球调节阀根据冷凝器或高压贮液高压浮球调节阀根

18、据冷凝器或高压贮液器中的液位变化，控制流向蒸发器的供液量，器中的液位变化，控制流向蒸发器的供液量，制冷剂流量调节导阀与主阀的配置见图制冷剂流量调节导阀与主阀的配置见图2-482-48 制制 冷冷 原原 理理 与与 技技 术术a)系统布置系统布置 b）高压浮）高压浮球阀球阀SV与与主阀主阀PMFH的配置的配置图图2-48 高压高压浮球调节用浮球调节用例。例。EVM-电磁电磁导阀导阀 SV（H）-高压高压浮球阀浮球阀 PMFH-主阀主阀 制制 冷冷 原原 理理 与与 技技 术术a)系统布置系统布置 b）低压浮球阀）低压浮球阀SV与主阀与主阀PMFH的配置的配置图图2-49 低压浮低压浮球调节用例。

19、球调节用例。EVM-电磁导电磁导阀阀 SV（H）-低压低压浮球阀浮球阀 PMFH-主阀主阀 制制 冷冷 原原 理理 与与 技技 术术阀型号额定容量/kWR717R22R134aR404A R12R502SV1254.73.93.73.13.4SV3641310.09.77.98.8表表2-6 SV2-6 SV型浮球阀的额定容量型浮球阀的额定容量 制制 冷冷 原原 理理 与与 技技 术术 2.2.蒸发器各参数的调节蒸发器各参数的调节供液调节供液调节蒸发温度调节蒸发温度调节蒸发压力调节蒸发压力调节库温调节库温调节蒸发器各蒸发器各参数的调节参数的调节 制制 冷冷 原原 理理 与与 技技 术术1)1)

20、库温调节库温调节冷库温度保持稳定冷库温度保持稳定热负荷变化时冷量迅速跟着变化热负荷变化时冷量迅速跟着变化实现连续无级调节实现连续无级调节 制制 冷冷 原原 理理 与与 技技 术术图图2-50 库温双位库温双位温度调节器控制温度调节器控制压缩机的启停压缩机的启停 制制 冷冷 原原 理理 与与 技技 术术 2) 2) 蒸发压力调节蒸发压力调节 在制冷装置中进行蒸发压力调节只要有两在制冷装置中进行蒸发压力调节只要有两个目的：个目的： 保持蒸发温度恒定（压力恒定），使冷库保持蒸发温度恒定（压力恒定），使冷库温度波动减少，保证冷藏物品质量，减少干耗。温度波动减少，保证冷藏物品质量，减少干耗。 对于一台压

21、缩机配一个蒸发器对于一台压缩机配一个蒸发器,多台压缩机配一多台压缩机配一台蒸发器的系统。台蒸发器的系统。 一个压缩机配用多个蒸发器（一机多一个压缩机配用多个蒸发器（一机多库），各蒸发器在不同蒸发压力下工作，如库），各蒸发器在不同蒸发压力下工作，如鱼、肉库要求鱼、肉库要求-10-10、乳品库要求、乳品库要求22，菜和，菜和水果库要求水果库要求55，需要在乳品库与菜与水果库，需要在乳品库与菜与水果库蒸发器出口处安装蒸发压力调节器。蒸发器出口处安装蒸发压力调节器。 制制 冷冷 原原 理理 与与 技技 术术图图2-51 蒸发压力调节系统及其调节过程蒸发压力调节系统及其调节过程a）蒸发压力调节系统图（一

22、机一库）蒸发压力调节系统图（一机一库） b）蒸发压力调节过程图）蒸发压力调节过程图 制制 冷冷 原原 理理 与与 技技 术术a）调节原理图）调节原理图 1-压缩机压缩机 2-冷凝器冷凝器 3-储液器储液器 4-膨胀阀膨胀阀 5-蒸发器蒸发器 6-止回阀止回阀 7-主阀主阀 8-压力导阀压力导阀b）调节原理图）调节原理图 c）在系统中的安）在系统中的安装部位装部位 1-调整杆调整杆 2-阀盘阀盘 3-保护盖保护盖 4-阀体阀体 5-钢珠钢珠 6-接管接管 7-密封垫片密封垫片 8-密封罩密封罩 9-压力表接头压力表接头 10-压力平衡波纹管压力平衡波纹管 11-脉冲阻尼器脉冲阻尼器一机多蒸发器时

23、蒸发压力调节一机多蒸发器时蒸发压力调节原理图与蒸发压力调节器结构图原理图与蒸发压力调节器结构图 制制 冷冷 原原 理理 与与 技技 术术各种主阀实物图 制制 冷冷 原原 理理 与与 技技 术术各种导阀实物图 制制 冷冷 原原 理理 与与 技技 术术图图2-53 恒压主阀与导阀结构图恒压主阀与导阀结构图1-手轮手轮 2-调节杆调节杆 3-密封圈密封圈 4-辅助弹簧辅助弹簧 5-辅节流阀辅节流阀 6-膜片膜片 7-垫片垫片 8-辅助孔道辅助孔道9-进口接管进口接管 10-主滤器主滤器 11-手动强开机构手动强开机构 12-辅阀座辅阀座13-过滤板过滤板14-止回阀片止回阀片 15-垫片垫片 16-

24、压力平衡小孔压力平衡小孔 17-活塞活塞 18-推杆推杆 19-“O”型圈型圈 20-主节流阀芯主节流阀芯 21-主阀板主阀板 22-垫片垫片 23-泄放塞泄放塞 24-主弹簧主弹簧 制制 冷冷 原原 理理 与与 技技 术术3 3 冷凝器控制及其控制元件冷凝器控制及其控制元件 1）水冷式冷凝压力控制）水冷式冷凝压力控制 2）风冷式冷凝压力控制）风冷式冷凝压力控制从空气侧控制从空气侧控制即改变冷凝器的空气流量即改变冷凝器的空气流量从制冷剂侧控制从制冷剂侧控制即改变冷凝器中制冷剂两即改变冷凝器中制冷剂两相流的有效传热面积相流的有效传热面积 制制 冷冷 原原 理理 与与 技技 术术 1 2 3 4

25、1 2 3 5 a) 压 力式 b) 温度 式 图图2-55 冷凝压力控制系统布置图冷凝压力控制系统布置图1-压缩机压缩机 2-冷凝器冷凝器 3-储液器储液器 4-压力式水量压力式水量调节阀调节阀 5-温度控制的水量调节阀温度控制的水量调节阀水冷式冷凝压力控制水冷式冷凝压力控制 制制 冷冷 原原 理理 与与 技技 术术a) b) b) 间接作用式间接作用式（二次开启式）（二次开启式）1-传压毛细管接传压毛细管接头头 2-调节弹簧调节弹簧3-波纹管波纹管 4-推杆推杆 5-上部侧盖上部侧盖6-导阀组件导阀组件7-导阀阀芯导阀阀芯 8-伺服弹簧伺服弹簧9-螺钉螺钉10-泄放塞泄放塞 11-导阀进口

26、滤网导阀进口滤网 12-主阀主阀13-节流通道节流通道 14-阀盖阀盖 15-调节螺母调节螺母图图2-54 典型压力式水量调节阀结构典型压力式水量调节阀结构a)直接作用式直接作用式 1-传压细管传压细管 2-波纹管承压板波纹管承压板 3-可调弹簧座可调弹簧座 4-簧片簧片 5-调节弹簧调节弹簧6-下部弹簧座下部弹簧座 7-O形圈形圈 8-防漏小活塞防漏小活塞 9-导向套导向套 10-底板底板 11-调节螺杆调节螺杆 12-阀芯阀芯13-阀盘密封橡胶圈阀盘密封橡胶圈 14-螺钉；螺钉； 制制 冷冷 原原 理理 与与 技技 术术图图2-56 温度式水量调节阀结构温度式水量调节阀结构1-温包温包2-

27、毛细管填料箱毛细管填料箱 3-波纹管波纹管4-推杆推杆 5-调节螺母调节螺母6-上部侧盖上部侧盖7-隔热垫隔热垫 8-阀盖阀盖 9-伺服弹簧伺服弹簧10-进口滤网进口滤网 11-节流通道节流通道 12-主阀主阀 13-导阀组件导阀组件 制制 冷冷 原原 理理 与与 技技 术术 制制 冷冷 原原 理理 与与 技技 术术风冷式冷凝压力控制风冷式冷凝压力控制从空气侧控制从空气侧控制 风扇电动机变速。风扇电动机变速。 风阀控制调节冷凝空气气风阀控制调节冷凝空气气流，减小冷凝器外侧的风速，可提流，减小冷凝器外侧的风速，可提高冷凝压力。高冷凝压力。 冷凝风机开、停控制。冷凝风机开、停控制。 制制 冷冷 原

28、原 理理 与与 技技 术术风冷式冷凝压力控制风冷式冷凝压力控制从制冷剂侧控制从制冷剂侧控制w 冷凝器出口管上安装一只高压调节阀KVR调节冷凝器的内空间，从而调节冷凝的有效传热面积。 w 压缩机排气管与贮液器入口管间接旁通管，在旁通管上安装一只差压调节阀NRD使储液器保持在一定的压力上。 制制 冷冷 原原 理理 与与 技技 术术图图2-57 制冷剂侧冷凝压力控制系统制冷剂侧冷凝压力控制系统 制制 冷冷 原原 理理 与与 技技 术术 制制 冷冷 原原 理理 与与 技技 术术4. 4. 压缩机能量调节及其控制元件压缩机能量调节及其控制元件w 压缩机能量调节压缩机能量调节调整压缩机的产冷量始终与调整压

29、缩机的产冷量始终与外界热负荷相平衡外界热负荷相平衡作用作用：w 使制冷装置的产冷量始终与外界热负荷相匹配，使制冷装置的产冷量始终与外界热负荷相匹配，提高系统运行的经济性；提高系统运行的经济性；w 如压缩机没有能量调节，蒸发压力（或蒸发温如压缩机没有能量调节，蒸发压力（或蒸发温度）的波动会较大，制冷仓室温度波动也随之度）的波动会较大，制冷仓室温度波动也随之增大，同时当蒸发压力小到一定程度后，会引增大，同时当蒸发压力小到一定程度后，会引起压缩机启动、停车频繁；起压缩机启动、停车频繁；w 第三，能够保证系统的轻载启动，避免引起电第三，能够保证系统的轻载启动，避免引起电网负载过大的波动。网负载过大的波

30、动。 制制 冷冷 原原 理理 与与 技技 术术 1) 1) 压缩机吸气卸载和运行台数控制压缩机吸气卸载和运行台数控制 这种方法是根据吸气压力大小，以相应的这种方法是根据吸气压力大小，以相应的压力控制器（通常为双位调节器）控制压缩机压力控制器（通常为双位调节器）控制压缩机间断运转，以调节制冷量。因为吸气压力比蒸间断运转，以调节制冷量。因为吸气压力比蒸发压力测取更方便，同样可以代表系统运行负发压力测取更方便，同样可以代表系统运行负荷的变化，且反应迅速，故广为采用。另外也荷的变化，且反应迅速，故广为采用。另外也可以根据温度进行调节。可以根据温度进行调节。 压缩机能量调节的方法比较多，下面压缩机能量调

31、节的方法比较多，下面介绍几种常用的方法：介绍几种常用的方法： 制制 冷冷 原原 理理 与与 技技 术术吸气压力控制器直接控制压吸气压力控制器直接控制压缩机投入运行时间与台数缩机投入运行时间与台数压力控制器压力控制器- 电磁阀式能量电磁阀式能量调节调节油压比例调节器式能量调节油压比例调节器式能量调节系统系统 制制 冷冷 原原 理理 与与 技技 术术 制制 冷冷 原原 理理 与与 技技 术术压缩机压缩机号机号机号机号机号机号机压力控制器LPLPLP上限接通压力ps/MPa0.20（-9）0.22（-7）0.30（-2）下限断开压力ps/MPa0.09（-20）0.11（-18）0.15（-14）差

32、动值/MPa0.11（11）0.11（11）0.15（12）控制器断开压力/MPa接通压力/MPa差动值/MPa压力控制器P4/40.23（-9）（表压）0.28（6）0.05压力控制器P3/40.22（1）0.26（4）0.04低压控制器LP0.2（-1）0.24（3）0.03表表2-7 各台压缩机开停压力设定值各台压缩机开停压力设定值表表2-8 压力控制器的接通压力与断开压力压力控制器的接通压力与断开压力 制制 冷冷 原原 理理 与与 技技 术术图图2-60 压力控制器压力控制器- 电磁阀式能量调节原理图。电磁阀式能量调节原理图。1-液压泵液压泵 2-滤油器滤油器 3-曲轴曲轴 4-液压调

33、节阀液压调节阀 5-汽缸卸载机汽缸卸载机构的液压缸构的液压缸 6-液压差表液压差表 7-吸气管吸气管 1DF、2DF-电磁滑阀电磁滑阀 P3/4、P4/4-压力控制器压力控制器 LP-低压控制低压控制器。器。 制制 冷冷 原原 理理 与与 技技 术术 图图2-61 油压比例调节器油压比例调节器式能量调节系统结构图。式能量调节系统结构图。 1-底板底板2-本体本体 3-配油室配油室 4-限位钢珠限位钢珠 5-能级弹簧能级弹簧 6-外罩外罩 7-配油滑阀配油滑阀 8-滑阀弹簧滑阀弹簧9-恒节流阀恒节流阀 10-杠杆支点杠杆支点11-杠杆杠杆 12-球阀球阀 13-喷嘴喷嘴 14-顶杆顶杆 15-拉

34、簧拉簧 16-波纹管波纹管 17-定值弹簧定值弹簧 18-通大气孔通大气孔 19-调节螺钉调节螺钉 20孔道孔道 制制 冷冷 原原 理理 与与 技技 术术图图2-62 油压比例调节器式能量调节系统原理图油压比例调节器式能量调节系统原理图控制器吸气压力/MPa工作气数缸能量工作状态卸载状态油压比例控制器0.240.208100%0.230.19675%低压控制器0.22（接通）0.13（断开）450%表表2-9 油压控制压力设定值油压控制压力设定值 制制 冷冷 原原 理理 与与 技技 术术w 将制冷系统高压侧气体旁通到低压侧的将制冷系统高压侧气体旁通到低压侧的一种能量调节方式一种能量调节方式w

35、主要用于压缩机无卸载机构的压缩机组主要用于压缩机无卸载机构的压缩机组w 目的是保证当热负荷降低，吸气压力下目的是保证当热负荷降低，吸气压力下降到低压控制值以下时，机组仍然开启降到低压控制值以下时，机组仍然开启,系统运行过程中仍然有较少的制冷量系统运行过程中仍然有较少的制冷量w 热气旁通能量调节方式，一般有二种热气旁通能量调节方式，一般有二种 2) 2) 热气旁通能量调节热气旁通能量调节热气向吸气管旁通附加喷液冷却热气向吸气管旁通附加喷液冷却热气向蒸发器中部或蒸发器前旁通热气向蒸发器中部或蒸发器前旁通 制制 冷冷 原原 理理 与与 技技 术术a)系统原理图系统原理图 b)CPC型旁通调节阀结构型

36、旁通调节阀结构图图2-63 旁通能量调节系统原理图。旁通能量调节系统原理图。1-保护盖保护盖 2-调整杆调整杆 3-阀体阀体 4-脉动阻尼器脉动阻尼器 5-波纹管波纹管 6-阀盘。阀盘。 制制 冷冷 原原 理理 与与 技技 术术图图2-64 旁通调节阀的工作特性图旁通调节阀的工作特性图 制制 冷冷 原原 理理 与与 技技 术术1-温包固定夹温包固定夹 2-温包温包 3-盖帽盖帽 4-调整杆调整杆 5-填料箱填料箱 6-进口法兰进口法兰 7-不锈钢滤网不锈钢滤网 8-垫片垫片 9-感温波纹管感温波纹管 10-平衡密封波纹管平衡密封波纹管 11-隔板隔板 12-出口法兰出口法兰 3-法兰垫片法兰垫

37、片 14-填料箱填料箱 15-调节杆调节杆 16-盖帽盖帽 17-阀板阀板 18-调节弹簧调节弹簧 A-喷液阀喷液阀 B-节流阀节流阀 C-过滤器。过滤器。 喷液调节阀结构图喷液调节阀结构图 制制 冷冷 原原 理理 与与 技技 术术图图2-66 向蒸发器前旁通热气向蒸发器前旁通热气 制制 冷冷 原原 理理 与与 技技 术术图图2-67 带平衡引压管能量调节阀（带平衡引压管能量调节阀（CPCE型）和气液混合头（型）和气液混合头（LG型）。型）。1-出口出口 2-主阀孔主阀孔 3-入口入口 4-顶杆顶杆 5-膜片膜片 6-主弹簧主弹簧 7-设定螺钉设定螺钉 8-护盖护盖 9-引压管接口引压管接口

38、10-导阀孔导阀孔 11-活塞活塞 12-压力平衡孔压力平衡孔 13-液体入口液体入口 14-热气入口热气入口 15-流出口流出口 制制 冷冷 原原 理理 与与 技技 术术 制制 冷冷 原原 理理 与与 技技 术术 能量调节阀的技术参数（能量调节阀的技术参数（CPCECPCE型）：型）：调节范围调节范围p p0 0=0-0.6MPa=0-0.6MPa最高工作温度最高工作温度140140最高工作压力最高工作压力2.15MPa2.15MPa适用制冷剂适用制冷剂R12R12、R22R22、R502R502 制制 冷冷 原原 理理 与与 技技 术术3) 3) 压缩机变速能量调节压缩机变速能量调节压缩机

39、压缩机制冷量制冷量功率消耗功率消耗转速成比例转速成比例能量调节最佳方法能量调节最佳方法采用变频调速采用变频调速 制制 冷冷 原原 理理 与与 技技 术术 吸气压力调节是要控制阀后压力（吸吸气压力调节是要控制阀后压力（吸气压力或称曲轴箱压力）恒定，通常用一气压力或称曲轴箱压力）恒定，通常用一只吸气压力调节阀来实现，它装在压缩机只吸气压力调节阀来实现，它装在压缩机前的吸气管中（见图前的吸气管中（见图2-682-68）。）。4) 4) 吸气压力调节吸气压力调节限制压缩机吸入压力限制压缩机吸入压力防止它超过最大允许值防止它超过最大允许值在压缩机长期停车后启动在压缩机长期停车后启动主要功能主要功能 制制

40、 冷冷 原原 理理 与与 技技 术术图图2-68 吸气压力调节阀吸气压力调节阀a）结构图）结构图 b）在系统中的安装位置）在系统中的安装位置 1-1-调整杆调整杆 2-阀盘阀盘 3-保护盖保护盖 4-阀体阀体 5-压力平衡波纹管压力平衡波纹管 6-脉动阻尼器脉动阻尼器 制制 冷冷 原原 理理 与与 技技 术术图图2-69 吸气压力调节时吸气压力及流量变化过程吸气压力调节时吸气压力及流量变化过程ps-吸气压力吸气压力 ps1-调定吸气压力调定吸气压力 xp-比例带范围比例带范围(xp= ps1 -ps2) M-流经调节阀的流量流经调节阀的流量 h-阀全开时流量阀全开时流量 -时间时间 制制 冷冷

41、 原原 理理 与与 技技 术术5. 5. 制冷装置的安全保护与附件制冷装置的安全保护与附件 各种形式的制冷装置安全保护系统是各种形式的制冷装置安全保护系统是实现装置自动化的基本组成部分。它能在实现装置自动化的基本组成部分。它能在制冷装置运行参数出现不正常时，作出处制冷装置运行参数出现不正常时，作出处理，防止事故发生。理，防止事故发生。 制冷装置的压力保护制冷装置的压力保护 1) 1) 排气压力与吸气压力保护（高低排气压力与吸气压力保护（高低压力保护）压力保护） 2) 2) 压差保护压差保护 制制 冷冷 原原 理理 与与 技技 术术图图2-72 2-72 高低压控制器开关动作。高低压控制器开关动

42、作。a)a)低压控制器低压控制器 b)b)高压控制器高压控制器 c)c)高低压控制器高低压控制器1 1 高低压力保护高低压力保护 制制 冷冷 原原 理理 与与 技技 术术 制制 冷冷 原原 理理 与与 技技 术术 制制 冷冷 原原 理理 与与 技技 术术类别型号低压力/MPa高压力/MPa电触头容量备注调节范围（表压）差动调节范围(表压）差动高 低压 控制器YK3060.07-0.60.06-0.20.6-3.00.2-0.5AC300VA220/380VDC50W115/230VR12Y W K -11-0.02-0.40.025-0.10.6-2.00.1-0.41 ） 型号 后 有字 母

43、 为A 的 为氨 、 氟通 用 ，无 字 母A 的 只适 用 于氟里昂2 ） K P型 为 丹麦 公 司的产品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低压控制器KP1/(1A)KP1/(1A)- 0 . 0 2 -0.75-0.09-0.70.07-0.4固定0.07 同上高压控制器KP5/(5A) 0.8-2.8固定0.4 制制 冷冷 原原 理理 与与 技技 术术w 高低压控制器实物图 制制 冷冷 原原 理理

44、与与 技技 术术油压差保护w 压缩机油泵压差保护-保证运动部位得到充分的润滑； 措施：在油压差达不到要求时，令压缩机停车w 制冷剂液泵压差保护-保证运动部件的冷却与润滑，防止气蚀 如氨泵压差保护：在氨泵压差达不到要求时，令氨泵停止工作 w 压差保护用压差控制器来实现w 为了不影响泵在无压差下进行正常起动，由压差所控制的停机动作应延时执行 制制 冷冷 原原 理理 与与 技技 术术图图2-74 JC3.5型油压差控制器的工作原理型油压差控制器的工作原理 1-杠杆杠杆2-主弹簧主弹簧3-顶杆顶杆4-压差调节弹簧压差调节弹簧5-低压波纹管低压波纹管6-试验按钮试验按钮7-加热器加热器 8-手动复位按钮

45、手动复位按钮 9-降压电阻降压电阻(电源为电源为380V时用时用) 10-压缩机开关电源压缩机开关电源 11-高低压力控制器高低压力控制器 2-热继电器热继电器13-事故信号灯事故信号灯 14-交流接触器线圈交流接触器线圈 15-压缩机电机压缩机电机 16-正常工作信号灯正常工作信号灯 17-延时开关延时开关 18-双金属片双金属片 19-压差开关压差开关 20-高压波纹管高压波纹管 制制 冷冷 原原 理理 与与 技技 术术w压差控制器实物图 制制 冷冷 原原 理理 与与 技技 术术 （1 1）高、低压接口分别接油泵出口油压）高、低压接口分别接油泵出口油压和曲轴箱低压切不可接反。和曲轴箱低压切

46、不可接反。 （2 2）控制器本体应垂直安装，高压口在）控制器本体应垂直安装，高压口在下，低压口在上。下，低压口在上。 （3 3）油压差等于油压表读数与吸气压力）油压差等于油压表读数与吸气压力表读数的差值，不要误以油压表读数为油压表读数的差值，不要误以油压表读数为油压差。差。 （4 4）油压差的设定值一般调整为）油压差的设定值一般调整为0.15 0.15 MPa-0.2 MPaMPa-0.2 MPa。 （5 5）采用热延时的压差控制器，控制器）采用热延时的压差控制器，控制器动作过一次后，必须持热元件完全冷却（需动作过一次后，必须持热元件完全冷却（需5min5min左右）、手动复位后，才能再次启动

47、使左右）、手动复位后，才能再次启动使用。用。 油压差控制器在安装使用时应注意：油压差控制器在安装使用时应注意： 制制 冷冷 原原 理理 与与 技技 术术 压缩机排气温度过高会使润滑条件恶压缩机排气温度过高会使润滑条件恶化、润滑油结焦，影响机器寿命，严重时，化、润滑油结焦，影响机器寿命，严重时，引起制冷剂分解、爆炸（引起制冷剂分解、爆炸（R717R717）。）。3) 3) 制冷装置的温度保护制冷装置的温度保护R717R22R502150145125。最高排气温度最高排气温度 制制 冷冷 原原 理理 与与 技技 术术 对制冷系统高压侧容器的压力保护，对制冷系统高压侧容器的压力保护，常通过泄放容器中

48、制冷剂的办法来实现。常通过泄放容器中制冷剂的办法来实现。采用的保护件有：采用的保护件有： 安全阀安全阀易熔塞易熔塞安全膜安全膜4) 4) 安全阀、易熔塞和安全膜安全阀、易熔塞和安全膜 制制 冷冷 原原 理理 与与 技技 术术图图2-75安全阀结构型式安全阀结构型式 制制 冷冷 原原 理理 与与 技技 术术图图2-76易熔塞和安全膜结构易熔塞和安全膜结构 a）易溶塞）易溶塞 b）安全膜）安全膜 制制 冷冷 原原 理理 与与 技技 术术5) 5) 止回阀和观察镜止回阀和观察镜 止回阀在制冷系统中的主要使用如止回阀在制冷系统中的主要使用如下：下： 1）用在压缩机排气管上）用在压缩机排气管上2）用在液

49、体管上）用在液体管上3）用在一机多库的低压气管上）用在一机多库的低压气管上 制制 冷冷 原原 理理 与与 技技 术术 制制 冷冷 原原 理理 与与 技技 术术 制冷系统中常用的观察镜有制冷系统中常用的观察镜有以下三类：以下三类：液流观察镜液流观察镜 液位观察镜液位观察镜制冷剂含水量观察镜制冷剂含水量观察镜 制制 冷冷 原原 理理 与与 技技 术术图图2-78 水分观察镜水分观察镜 制制 冷冷 原原 理理 与与 技技 术术5. 5. 电磁阀电磁阀 电磁阀是制冷空调自动控制中最常用电磁阀是制冷空调自动控制中最常用的流体控制元件，是受电气信号控制而动的流体控制元件，是受电气信号控制而动作的自动阀门，

50、通常有二通、三通、四通作的自动阀门，通常有二通、三通、四通等多种用途的控制流通或截止用电磁阀。等多种用途的控制流通或截止用电磁阀。按结构与控制方式按结构与控制方式一次开启式一次开启式二次开启式二次开启式多次开启式多次开启式 制制 冷冷 原原 理理 与与 技技 术术电磁阀实物 制制 冷冷 原原 理理 与与 技技 术术 制制 冷冷 原原 理理 与与 技技 术术 制制 冷冷 原原 理理 与与 技技 术术 制制 冷冷 原原 理理 与与 技技 术术 图图2-82 2-82 无压降开启的控制式电磁主阀无压降开启的控制式电磁主阀A-A-电磁导阀（常闭型）电磁导阀（常闭型） B-B-电磁导阀（常开型）电磁导阀

51、（常开型） 1-1-阻尼比阻尼比2-2-外接口外接口3-3-手动顶杆手动顶杆4-4-上盖上盖 4a4a、4b4b、4c-4c-上盖上盖4 4中的通道中的通道5-5-伺服活塞伺服活塞6-6-弹簧弹簧 7-7-锁环锁环8-8-内衬套内衬套9-9-阀体阀体 9a-9a-阀体中的通道阀体中的通道10-10-阀杆阀杆 11-11-阀芯阀芯12-12-阀板阀板 13-13-底盖底盖 1414堵头堵头 制制 冷冷 原原 理理 与与 技技 术术w 无压降开启的控制式电磁主阀实物图无压降开启的控制式电磁主阀实物图 制制 冷冷 原原 理理 与与 技技 术术( (二二) ) 蒸汽压缩式制冷系统的自蒸汽压缩式制冷系统

52、的自动控制举例动控制举例 随着制冷机组在技术上与应用随着制冷机组在技术上与应用上的不断发展，人们对机组的自动上的不断发展，人们对机组的自动控制提出了更高的要求。自动控制控制提出了更高的要求。自动控制系统已成为制冷机组的重要组成部系统已成为制冷机组的重要组成部分。分。自动控制系统自动控制系统经济经济可靠可靠优化优化 制制 冷冷 原原 理理 与与 技技 术术 对于蒸汽压缩式机组来说，自动对于蒸汽压缩式机组来说，自动控制系统主要包括安全保护系统和能控制系统主要包括安全保护系统和能量调节系统。量调节系统。 以以PLCPLC、单片机等为控制主机的系、单片机等为控制主机的系统又增加了程序控制系统与微机控制

53、统又增加了程序控制系统与微机控制系统。系统。 制制 冷冷 原原 理理 与与 技技 术术 安全保护系统完成机组监视与保护安全保护系统完成机组监视与保护的任务的任务 能量调节系统完成机组的控制、调能量调节系统完成机组的控制、调整任务，它使机组的制冷量与外界热负整任务，它使机组的制冷量与外界热负荷相匹配荷相匹配 程序控制系统完成机组正常与非正程序控制系统完成机组正常与非正常启动和停止任务常启动和停止任务 微机控制系统是机组检测、控制、微机控制系统是机组检测、控制、协调工作的指挥中心协调工作的指挥中心 制制 冷冷 原原 理理 与与 技技 术术 1 1 典型活塞式制冷机组的自动调节典型活塞式制冷机组的自

54、动调节 活塞式制冷系统作为一种传统的机型，活塞式制冷系统作为一种传统的机型，仍被广泛的应用，目前许多机型，包括各种冷仍被广泛的应用，目前许多机型，包括各种冷水机组、各种冷库，仍使用常规仪表进行控制。水机组、各种冷库，仍使用常规仪表进行控制。可编程控制器和专用单片机等实施控制可编程控制器和专用单片机等实施控制变频压缩机、电子膨胀阀等设备变频压缩机、电子膨胀阀等设备自适应控制和模糊控制自适应控制和模糊控制 规律等规律等先进的活塞式系统则采用先进的活塞式系统则采用 制制 冷冷 原原 理理 与与 技技 术术1 1） 空调用制冷装置空调用制冷装置 图图2-832-83显示了一空调用制冷系统显示了一空调用

55、制冷系统的原理图，该制冷系统所用的压缩机的原理图，该制冷系统所用的压缩机没有卸载装置，冷凝器风机也不变速。没有卸载装置，冷凝器风机也不变速。它常被用于中小型公共场所的空调系它常被用于中小型公共场所的空调系统中。系统主要包括能量调节系统和统中。系统主要包括能量调节系统和安全保护系统。安全保护系统。 制制 冷冷 原原 理理 与与 技技 术术图图2-83 2-83 空调用制冷装置控制系统空调用制冷装置控制系统 制制 冷冷 原原 理理 与与 技技 术术能量调节系统能量调节系统w 压缩机能量调节 旁通能量调节阀CPC ，通过制冷剂在压缩机出口的旁通，减小有效制冷量，提高压缩机的吸气压力，使系统的制冷量能

56、够与较小的热负荷相匹配。w 新风补偿调节 专用的温度式蒸发压力调节器CPT ，若新风温度变化，则调节阀的开度变化，引起蒸发压力与吸气压力的变化，使压缩机冷量与蒸发器产生新的匹配关系。 制制 冷冷 原原 理理 与与 技技 术术图图2-84 CPT2-84 CPT温度式温度式蒸发压力调节器蒸发压力调节器1-1-调整螺丝调整螺丝 2-2-定值调整弹簧定值调整弹簧 3-3-压力平衡波纹管压力平衡波纹管 4-4-阻尼装置阻尼装置 5-5-阀盘阀盘 6-6-波纹管波纹管7-7-感温包感温包 制制 冷冷 原原 理理 与与 技技 术术 图图2-85 2-85 新风温度调节中压缩机特性新风温度调节中压缩机特性线

57、与蒸发器特性线的匹配图线与蒸发器特性线的匹配图 制制 冷冷 原原 理理 与与 技技 术术能量调节系统能量调节系统w 送风温度调节送风温度调节 温度控制器温度控制器KP75控制压缩机启停控制压缩机启停 。w 冷凝压力调节冷凝压力调节 恒压调节阀恒压调节阀CPRCPR和旁通调节阀和旁通调节阀CPCCPC，通过，通过调节恒压阀的开度，调节冷凝器中制冷剂的调节恒压阀的开度，调节冷凝器中制冷剂的液面高度，从而调节有效冷凝面积，控制冷液面高度，从而调节有效冷凝面积，控制冷凝压力维持在设定上限值上。旁通阀根据储凝压力维持在设定上限值上。旁通阀根据储液器的压力控制开度，保持储液器的压力维液器的压力控制开度，保

58、持储液器的压力维持在一定值上。持在一定值上。 制制 冷冷 原原 理理 与与 技技 术术 为使机组正常工作，机组中采用了一些必为使机组正常工作，机组中采用了一些必要的保护措施，主要保护措施包括：要的保护措施，主要保护措施包括： 安全保护系统安全保护系统高低压控制器高低压控制器-KP15-KP15 油压差控制器油压差控制器-MP55-MP55压缩机高温保护器压缩机高温保护器- -注液阀注液阀 T T 制制 冷冷 原原 理理 与与 技技 术术2 2） 氨制冷装置的自动控制氨制冷装置的自动控制能量调节系统能量调节系统 为使外界所需要的热负荷与机组的制为使外界所需要的热负荷与机组的制冷量相匹配，就要进行

59、压缩机的能量调节、冷量相匹配，就要进行压缩机的能量调节、冷库的温度调节及相应的冷凝压力的调节冷库的温度调节及相应的冷凝压力的调节和氨泵的控制等和氨泵的控制等。 压缩机能量调节压缩机能量调节库房温度调节库房温度调节冷凝压力调节冷凝压力调节融霜控制融霜控制 制制 冷冷 原原 理理 与与 技技 术术图图2-86 2-86 某冷库中氨制冷装置的系统原理图某冷库中氨制冷装置的系统原理图1-1-压缩机压缩机 2-2-分油器分油器 3-3-冷凝器冷凝器 4-4-冷却水泵冷却水泵 5-5-高压储液器高压储液器 6-6-主阀主阀 7-7-电磁导阀电磁导阀 8-8-手动节流阀手动节流阀9-9-遥控液位计遥控液位计

60、 10-10-低低压储液器压储液器 11-11-旁通阀旁通阀 12-12-压差控制器压差控制器 13-13-氨泵氨泵 14-14-止回阀止回阀 15-15-温度控制器温度控制器 16-16-蒸发器蒸发器 17-17-冷风机冷风机 18-18-油压差控制器油压差控制器 19-19-高低压控制器高低压控制器 制制 冷冷 原原 理理 与与 技技 术术图图2-87 压缩机能量调节中四台压缩机的起停次序压缩机能量调节中四台压缩机的起停次序压缩机压缩机I温度温度全部库房全部库房温度的下限温度的下限任何库房任何库房温度的上限温度的上限断开断开接通接通断开断开接通接通压缩机压缩机II,III,IV吸气压力吸气