油空气调节用制冷技术9解析

1、第六章第六章 蒸气压缩式制冷系统蒸气压缩式制冷系统主讲人：张姝建筑环境与设备工程教研室第一节第一节 蒸气压缩式制冷系统的典型流程蒸气压缩式制冷系统的典型流程一、氟利昂制冷系统一、氟利昂制冷系统1、回热循环： 对于R134a、R502、R290、R600a等制冷剂，采用回热器可以提高单位容积制冷量和制冷系数。采用回热器可以使节流前制冷剂再冷，节流过程减少气化，节流机构工作稳定。2、溶水性差： 系统需设置干燥器，防止“冰塞”现象。同时防止氟利昂水解成酸，腐蚀金属。因此，在供液管上装设干燥器。3、润滑油分离： 氟利昂多数可以与润滑油互溶，为防止过多润滑油被带入系统，可装设油分离器。第一节第一节 蒸气

2、压缩式制冷系统的典型流程蒸气压缩式制冷系统的典型流程二、氨制冷系统二、氨制冷系统1、不凝性气体分离器： 低压状态及润滑油分解均会导致系统内存在不凝性气体，严重影响冷凝器换热效果，降低制冷量，氨若同空气混合，高温有爆炸文献，因此必须经常排除不凝性气体。2、安全阀及紧急泄氨器： 在冷凝器、储液器和蒸发器上装设安全阀，安全阀放气管直接通至室外。系统还需设置紧急泄氨器以防严重的爆炸事故。3、润滑油分离： 系统压缩机出口设有油分离器，部分润滑油被分离出来，还有一部分被带入冷凝器、储液器以及蒸发器。定期放油至集油器。第二节 制冷剂管路的设计一、管路的布置原则一、管路的布置原则1、氟利昂管路通常采用铜管，系

3、统容量较大时也可采用无缝钢管。氨则采用无缝钢管，禁止使用铜或铜合金。2、为了减少管道及制冷剂充注量及压力降，管线应短而直。3、管道布置不妨碍系统观察及管理，不妨碍设备维修及通道。4、管道与围护结构间留有适当距离，一边安装保温层。第二节 制冷剂管路的设计二、管路的布置方法二、管路的布置方法1、压缩机排气管（1）排气管应有不小于不小于0.01的坡度，坡向油分离器和冷凝器坡向油分离器和冷凝器。（2）多台氟利昂压缩机并联，为了保证润滑油的均衡，各压缩机曲轴箱之间的上部应装有均压管均压管，下部应装有均油管均油管。（3）对于有容量调节有容量调节的制冷压缩机，应考虑在制冷系统低负荷运行时，能将润滑油从排气立

4、管中带走。此时，可以采用双排气立管。双排气立管。（4）并联的氨压缩机排气管上或在油分离器的出口处，应装有止回阀止回阀，第二节 制冷剂管路的设计二、管路的布置方法二、管路的布置方法2、压缩机吸气管（1）氟利昂制冷压缩机的吸气管应有不小于不小于0.01的坡度的坡度，坡向压缩坡向压缩机机。（2）并联氟利昂制冷压缩机，如果只有一台运转，压缩机没有高效油分离器时，为防止液击现象，压缩机的吸气管应按图6-7安装。（3）对于有容量调节有容量调节的氟利昂制冷系统，可以采用双吸气立管。双吸气立管。（4)氨压缩机的吸气管应有不小于不小于0.005的坡度的坡度，坡向蒸发器坡向蒸发器，以防液滴进入气缸第二节 制冷剂管

5、路的设计二、管路的布置方法二、管路的布置方法3、从冷凝器至储液器的液管（1）冷凝器应高于储液器冷凝器应高于储液器，两者间无均压管时，两者的高度差应不小不小于于300mm，（2）蒸发式冷凝器蒸发式冷凝器，单独一台与储液器相连时，两者高差应大于大于300mm。如为多台并联后与储液器相连，在储液器与蒸发式冷凝器的高压器管间设有均压管。两者高差一般大于大于600mm, 液管的流速应小于0.5m/s。第二节 制冷剂管路的设计三、制冷剂管道管径的确定三、制冷剂管道管径的确定1、管径确定原则（1）应综合考虑经济、压力降和回油三个因素。（2）氟利昂制冷系统，吸气管和排气管压力损失不宜超过相当于蒸发温度降低1或

6、冷凝温度升高1；氨制冷系统的吸气管路和排气管路的压力损失不宜超过相当于蒸发温度降低0.5或冷凝温度升高0.5.（3）从冷凝器至储液器的液管，是靠重力使液态制冷剂自流进入储液器，管中液体流速应小于0.5m/s。从储液器至膨胀阀的液管，一般制冷剂离开冷凝器时均有35的再冷度，流速可取0.51.25m/s，压力损失应不大于0.5bar。若膨胀阀高于储液器达4m时，需有5的再冷度。（4）氟利昂系统吸气管径应保证润滑油可以顺利返回制冷压缩机。第二节 制冷剂管路的设计三、制冷剂管道管径的确定三、制冷剂管道管径的确定2、管径的确定方法根据单位当量管长的允许压降，利用计算图表来确定制冷剂管道的管径。第四节第四

7、节 制冷机组制冷机组 制冷机组就是将制冷系统中的部分设备或全部设备组装在一起，成为一个整体。这种机组结构紧凑，使用灵活，管理方便，而且占地面积小，安装简便，其中有些机组只需连接水源和电源即可。制冷机组已成为目前制冷设备的重要发展方向。常用的制冷机组有压缩-冷凝机组，冷水机组，单元式空调机组，热泵机组等。 一、压缩一、压缩-冷凝机组冷凝机组 压缩-冷凝机组是将压缩机、冷凝器等组成一个整体，它可与节流机构及各种类型的蒸发器组成制冷系统。常用作冷库的冷源。 二、冷水机组二、冷水机组 直接为空调工程提供冷冻水的制冷机组，简称为冷水机组，它们多数采用氟利昂为工质，下面分别介绍几种常用的压缩式空调用冷水机

8、组。 1.活塞式冷水机组 冷水机组中以活塞式压缩机为主机的称为活塞式冷水机组。活塞式冷水机组的压缩机、蒸发器，冷凝器和节流机构等设备，都组装在一起，安装在一个机座上，其连接管路已在制造厂完成了装配，因此用户只需在现场连接电气线路及外接水管（包括冷却水管路和冷冻水管路），并进行必要的管道保温，即可投入运转。 根据机组配用冷凝器的冷却介质的不同，活塞式冷水机组又可分为水冷和风冷的两种。根据机组所配压缩机的数量不同，又可分为单机头活塞式冷水机组和多机头活塞式冷水机组。 活塞式冷水机组具有结构紧凑、占地面积小、安装快、操作简单和管理方便等优点。23415冷却水冷媒水图 4-45 活塞式冷水机组外形 1

9、-冷凝器 2-气液热交换器 3-电动机 4-压缩机 5-蒸发器 12387654制冷剂（高压）制冷剂（低压）冷却水冷媒水图 4-46 活塞式冷水机组系统 1-压缩机组 2-冷凝器 3-冷却水塔 4-干式蒸发器 5-热力膨胀阀 6-电磁阀 7-气液热交换器 8-干燥过滤器 383.7349.8290.7279.0制冷量（kW）8482807876747270156789轴功率（kW）冷却水出水温度273237冷却水出水温度373227图 4-47 活塞式冷水机组性能曲线 2.螺杆式冷水机组 以各种型式的螺杆式压缩机为主机的冷水机组，称为螺杆式冷水机组。它是由螺杆式制冷压缩机、冷凝器、蒸发器、节流

10、装置、油泵、电气控制箱以及其它控制元件等组成的组装式制冷系统。螺杆式冷水机组具有结构紧凑、运转平稳、操作简便、冷量无级调节、体积小、重量轻及占地面积小等优点。 17131714151618541710加油98水76221充氧冷却水图 4-48 LSLGF500 型螺杆式冷水机组制冷系统 1-冷凝器 2-节流阀 3-蒸发器 4-吸气过滤器 5-螺杆式压缩机 6-油分离器 7-油冷却器 8-油压调节阀 9-油粗滤器 10-油泵 11-油精滤器 12-四通阀 13-四通电磁阀 14、18-油温控制器 15-精滤器前后压差控制器 16-油压差控制器 17-高低压力控制器 3.离心式冷水机组 以离心式制

11、冷压缩机为主机的冷水机组，称为离心式冷水机组。目前使用有单级压缩离心式冷水机组和两级压缩离心式冷水机组。 离心式冷水机组适用于大中型建筑物，如宾馆、剧院、办公楼等舒适性空调制冷，以及纺织、化工、仪表、电子等工业所需的生产性空调制冷，也可为某些工业生产提供工艺用冷水。987634521 图4-49 离心式冷水机组外形1-压缩机 2-冷凝器 3-蒸发器 4-滤油器 5-油冷却器 6-油箱 7-电动机 8-油泵 9-增速箱 图4-50为离心式冷水机组制冷系统示意图。它主要由单级离心式压缩机（包括增速器与电动机）、冷凝器、高压浮球阀、蒸发器、制冷剂回收装置（包括活塞式压缩机、油分离器、气液分离器、放空

12、气阀）、干燥器、油箱、油泵、油冷却器以及其它控制器件所组成。 32411310116589127图4-50 离心式冷水机组制冷系统示意图1-离心式压缩机 2-蒸发器 3-冷凝器 4-高压浮球阀 5-活塞式压缩机 6-油分离器 7-气液分离器 8-放空气阀 9-干燥器 10-油箱 11-油过滤器 12-油冷却器 13-油泵 系统中设有制冷剂回收装置，因为离心式冷水机组的系统比较庞大，管路也较复杂，不能用离心式压缩机本身对制冷系统进行试压、试漏、抽真空和对系统中空气排除及制冷剂的回收等，因此要设置一套抽气回收装置。作用：(1)可以代替真空泵对制冷系统抽真空。(2)在没有高压气源的情况下，可作为机组

13、在充氟利昂前试漏时的加压设备。(3)用于排除漏入系统的空气和回收混合气体中的制冷剂，这是它的主要用途。 离心式压缩机的结构及工作特性，它的输气量一般希望不小于2500m3/h。因此离心式冷水机组适用于较大的制冷量，单机容量通常在581.4kW（50104kcal）以上。目前最大的离心式冷水机组的制冷量可达35000kW（3000104kcal/h）。此外，离心式冷水机组的工况范围比较狭窄。单级离心式冷水机组中，冷凝压力不宜过高，蒸发压力不宜过低。其冷凝温度一般控制在40左右，冷凝器进水温度一般在32左右；蒸发温度大致在010之间，用得较多的是05，蒸发器冷水出口温度约为57左右。 4.模块式冷

14、水机组 模块式冷水机组是一种新型的制冷装置，它是由多台模块式冷水机单元并联组成的。 模块式系统中每个单元制冷量为130kW，其中有两个完全独立的制冷系统，各自有双速或单速压缩机、蒸发器、冷凝器及控制器，它以R22为制冷剂，空调制冷量65kW。 模块式机组可由多达13个单元组合而成，总的制冷量为1690kW。模块式冷水机组内设有电脑监控系统，控制整个机组，按空调负荷的大小，定期启停各台压缩机或将高速运行变为低速运行，包括每一个独立制冷系统和整机运行。模块式冷水机组的优点：按照冷负荷变化，随时调整运行的模块数，使输出冷量与空调负荷达到最佳配合，节约能耗；多台压缩机并联工作，如果其中一台压缩机停止运

15、转，其它运转的压缩机能保证制冷量基本不变，在输出容量不变的运行状态下，对机组内的压缩机逐一进行检修；重量轻，外型尺寸小，节省建筑面积；模块式的组合，对制冷系统提供最大的备用能力，而且扩大机组容量非常简单易行。 模块式冷水机组的最大缺点是对水质要求较高，因为冷凝器、蒸发器均为板式，如果水质不好，一旦结垢阻塞，就会影响冷凝器和蒸发器的传热，甚至会使电动机过载而烧毁。 5.多机头冷水机组 多机头冷水机组是一种装有二个以上压缩机的冷水机组。每个压缩机称为一个机头，机头型式可分为活塞式、螺杆式或涡旋式等等，但必须是同一规格同型压缩机。 机组内每个压缩机具有独立的制冷剂回路，采用微电脑协调控制多回路工作，

16、同时，每个压缩机都能独立地进行能量调节，因此这种机组具有较宽广的调节性能，调节的方式也有多种，如可为每个压缩机进行同样的能量调节，或部分启动调节，所以，这种机组具有较强的负荷变化适应能力。 由于机组的各机头型式规格相同，既可互为备用，又能使维修备件量减至最少，具有较高的运行可靠性。由于采用电子式膨胀阀和微电脑进行控制，使多机头机组的复杂操作管理变得简单易行。 图 4-51 双机头螺杆式冷水机组 6.户式空调冷水机组 户式空调冷水机组是一种微型的集中空调系统的制冷机组。它将集中空调的制冷系统和冷冻水系统的水泵及膨胀水箱集合在机组中，其冷凝器常采用风冷式，图4-52 是户式风冷式冷水机组的外形图。

17、 图 4-52 户式风冷式冷水机组空调系统 图 4-53 户式风冷式冷水机组 这种机组的制冷剂管路集中在机组内。机组输出低温冷冻水，供给空气处理器冷却空气之用，避免了制冷剂的长距离输送，提高了制冷系统的可靠性和密封性。同时，送往各房间的冷却介质是冷冻水，对空调末端设备的控制调节也较为简单容易。这种机组特别适用于100600m2的住宅和单元写字楼。 机组安装简便，但在安装中，应注意冷冻水系统管道的坡向、坡度，并在系统的最高处安装排气阀。另外对于那些机组内未装膨胀水箱的户式冷水机组，还应在系统最高处安装膨胀水箱。三、空气调节机组三、空气调节机组 在一些建筑物中，如果只有少数房间有空调要求，这些房间

18、又很分散，或者各房间负荷变化规律有很大不同，这种情况就必须采用局部空调系统。 由于空气处理的要求不同，空调机组的类型也不完全相同。如冷风机或冷、热风机是用来降低室内空气温度或使室内加温的；恒温恒湿空调机组既可冷却或加热室内空气，又可使空气加湿或减湿，而且可以自动调节；降湿机是用来吸收室内或洞内空气中的水蒸气，以降低空气的相对湿度。此外，还有特殊用途的空调机组等。 空调机组制冷系统一般都应用氟利昂为制冷剂，其主要设备差异不大，根据其用途不同稍有差别。它的结构紧凑、体积小、需要机房面积小，或可直接布置于空调房间内，施工安装的工作量小，运行和管理都非常方便，所以，在空调工程中得到广泛的作用。 1.冷

19、风机组 冷风降温设备也称为冷风机，用于夏季降温去湿用，常装置于一般空调房间，一台空调器只能调节一间或几间房间，或一间大房间内安装几台空调器。一台空调器就是一套单独的空调制冷系统，即包括制冷设备、离心风机和电器控制系统等，能单独制冷并送风。 冷风机的压缩机多为封闭式。其特点是体积小、重量轻、震动小、噪声低、操作方便等。冷风机制冷量范围广，可以从1.16kW至58.14kW，配用冷凝器分为水冷式和风冷式两种。水冷式多采用壳管式或套管式，风冷式一般采用铝制翅片套铜管。蒸发器与风冷式冷凝器结构相似。为了降低噪声，离心风机都采用低转速运转，转速多在5001000r/min之间。 冷风机的型式较多，有窗式

20、、柜式等多种。下面介绍几种常见的冷风机。 1）窗式空调器 窗式空调器是一种体积小、重量轻、可以装在墙壁上或窗口上的整体式空气调节装置。它主要用于旅馆、住宅、办公室、小会议室、一般性恒温要求的计量室、实验室等。热交换后排出室外987634321冷空气进入室内图 4-54 窗式空调器工作原理图 1-冷凝器（室外换热器） 2-干燥过滤器 3-毛细管 4-压缩机 5-蒸发器（室内换热器） 7-离心风机 8-电动机 9-轴流风扇 6-过滤器 2）立柜式空调机 立柜式空调机包括立柜式冷风机及冷热风机。立柜式空调机的外形象一个大立柜。柜内装有制冷压缩机、冷凝器、空气冷却器、控制器件、仪表、风机及其它辅助设备

21、等。同窗式空调器相比、立柜式空调机是一种较大型的空调装置，制冷量一般都在7kW以上，常用于小型公共场所及中型实验室等，能使室内温度保持在1830。 冷风56水218347室内空气图4-55 L型冷风机工作原理图1-压缩机 2-冷凝器 3-过滤器 4-毛细管 5-蒸发器 6-电加热器 7-电动机 8-风机 近年来一些厂家生产出风冷式冷风机组。它多作成分体式，分成室内和室外两部分。将压缩冷凝机组（压缩机、冷凝器、风机等）和蒸发器组（蒸发器、毛细管、温度控制开关、电气控制等）分为两个组件，压缩冷凝机组安装在室外。同一般整体式相比，分体式空调机占据室内面积小，空调房间的噪声低。 2.恒温恒湿空调机组

22、用恒温恒湿机组处理空气时，不仅可以降温、加湿，而且可以使被调房间的温度、湿度自动控制在一定的范围，所以多为生产工艺性空气调节所采用。 恒温恒湿空调机组，一般是将制冷系统的蒸发器装在被处理空气的通道中，利用制冷剂的直接蒸发来冷却空气。当空气渡过蒸发器的外表面时，在被冷却的同时，含湿量也降低。为了保证被调节房间所要求的湿度，在空调机组中设有加湿器。 32111105978冷却水进口冷却水出口溢水64T2T1图4-56 H-15型恒温恒湿空调机组原理图1-干湿球温度控制器 2-电加热器 3-风机 4-电极加湿器 5-蒸发器 6-压缩机 7-冷凝器 8-贮液器 9-压力控制器 10-过滤器 11-节流

23、机构 恒温恒湿空调机组温度的控制范围一般为20251，相对湿度控制范围为（5070）%10%。它的制冷量大小不等，一般在7116kW左右，风量在100017000m3/h，均采用自动控制。 3.特殊用途的空调机组和空气降湿机 1)特殊用途的空调机组 为了满足某些空调房间提出的特殊要求，或者一些需要降温的环境有着不同于一般的工作条件，制成了各种特殊用途的空调机组。 图4-57为一净化恒温恒湿机组结构示意图。除了一般空调机组中的制冷设备和空气处理设备之外，该空调机组中还包括有中效、高效过滤器、活性碳过滤层及紫外线灯（杀灭细菌）等空气净化设备，可使被处理的空气达到较高的洁净度，适用于有净化、恒温及对空气中细菌有杀灭意要求的场所，诸如精密仪表、电子、制药工业及医院手术室、烧伤病房等部门。32111105978冷却水进口冷却水出口溢水64T2T18910111213141516171234567图4-57 净化恒温恒湿机组结构示意图1-底座 2-冷凝器 3-贮液器 4-手动电加热 5-自动电加热 6-风机 7-可调双层百叶 8-风帽 9-高效过滤器 10-中效过滤器 11-温度调节指示仪表 12-电气盒 13-活性碳过滤器 14-紫外线灯 15-蒸发器 1