制冷原理与设备制冷系统辅助设备

制冷原理与设备

第10章制冷系统辅助设备主编 李晓东电子制作 齐向阳

第10章制冷系统辅助设备完整的蒸汽压缩式制冷系统中，除压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器四个主件外，为了保证系统正常、经济和安全的运行，还需设置一定数量的其它辅助设备。辅助设备的种类很多，按照它们的作用，基本上可以分为两大类：(1)维持制冷循环正常工作的设备，如两级压缩的中间冷却器等；(2)改善运行指标及运行条件的设备，如油分离器、集油器、氨液分离器、空气分离器以及各种贮液桶(或器)等。在制冷系统中还配有用以调节、控制与保证安全运行所需的器件、仪表和连接管道的附件等。概述第10章制冷系统辅助设备10.1制冷系统流程框图10.1.1热泵型冷水机组热泵型冷水机组又称为冷暖型冷水机组，多用于风冷式机组和小型空调机组冷暖型机组可在夏季向空调系统提供冷冻水源，而在冬季可向空调系统提供空调热水水源，或直接向室内提供冷风和热风。制冷回路流程制热回路流程第10章制冷系统辅助设备1－风扇2－翅片式换热器3－套管式换热器4－水泵5－膨胀阀6－视镜7－干燥过滤器8－贮液罐9－气液分离器10－压缩机11－四通换向阀12－单向阀113－单向阀214－单向阀315－单向阀416－低压接口17－高压接口热泵型风冷式冷水机组原理图第10章制冷系统辅助设备10.1.2小型冷库水冷式小型氟利昂冷库制冷系统流程图1－蒸发器2－分液头3－热力膨胀阀4－低压表5－压力控制器6－压缩机7－高压表8－油分离器9－热气冲霜管10－截止阀11－冷却塔12－冷却水泵13－冷却水量调节阀14－冷凝器15－干燥过滤器16－回热器17－电磁阀第10章制冷系统辅助设备分液头使制冷剂均匀地分配到蒸发器的各路管组中。压力控制器压缩机工作时的安全保护控制装置。油分离器把润滑油分离出来，并返回到曲轴箱去。热气冲霜管定期加热蒸发器而除霜。冷却塔利用空气使冷却水降温，循环使用，节约用水。冷却水泵冷却水循环的输送设备干燥过滤器除去冷凝器中的水份和杂质，防止膨胀阀冰堵或堵塞。回热器过冷液体制冷剂，提高低压蒸汽温度，消除压缩机的液击。电磁阀压缩机停机后自动切断输液管路，起保护压缩机的作用。10.1.2小型冷库

第10章制冷系统辅助设备10.2中间冷却器10.2.1中间冷却器的作用中间冷却器是用以冷却两个压缩级之间被压缩的气体或蒸气的设备。制冷系统的中间冷却器能降低低压级压缩机的排气温度（即高压级的吸气温度），以避免高压级压缩机的排气温度过高；还能使进入蒸发器的制冷剂液得到过冷，减少管中的闪发气体，从而提高压缩机的制冷能力。它应用在氟利昂或氨的双级或多级压缩制冷系统中，连接在低压级的排气管和高压级的吸气管之间。第10章制冷系统辅助设备10.2.2氨用中间冷却器中间冷却器系用以装置在双级氨制冷装置的低压和高压缸之间，使由低压缸排出的热气在经过本器时达到冷却的目的。同时使自贮氨器流经本器中盘管的氨液过冷以增加制冷效应。中间冷却器操作注意下列事项：中间冷却器内气体流速一般为0.5～0.8m/s。蛇形盘管内氨液流速一般为0.4～0.7m/s，其出口氨液温度比进口低3～5℃。中间冷却器的中间压力一般在0.3MPa（表压）左右，不宜超过0.4MPa（表压）。高压级的吸气过热度，即吸气温度比中间冷却器的中间温度高2～4℃

第10章制冷系统辅助设备10.2.3氟用中间冷却器氟利昂制冷系统在双级压缩时大都采用一次节流中间不完全冷却循环，低压级排出的高温气体在管道中间与中间冷却器蒸发汽化的低温饱和气体混合后再被高压级吸入高压机。高压液体经膨胀阀降压节流后，进入中间冷却器，吸收了蛇形盘管及中间冷却器器壁的热量而汽化，通过出气管进入低压级与高压级连结的管道里与低压级排出的高温气体混合，达到冷却低压排气的效果。氟用中间冷却器

第10章制冷系统辅助设备10.3分离与贮存设备10.3.1气液分离器制冷系统中的气液分离设备，用于重力供液系统中，如氨液分离器，将蒸发器出来的蒸气中的液滴分离掉，以提高压缩机运转的安全性；它也用在贮液器后面，用来分离因节流降压而产生的闪发气体，不让它进入蒸发器，以提高蒸发器工作效率分离原理主要利用气体和液体的密度不同，通过扩大管路通径减小速度以及改变速度的方向，使气体和液体分离气液分离器有立式和卧式两种正常工作时，其进气阀、回气阀、供液阀、出液阀、浮球的均压阀、压力表阀都是常开的第10章制制冷系系统辅辅助设设备10.3.2贮贮液液器1．高高压贮贮液器器高高压压贮液液器一一般位位于冷冷凝器器之后后，作作用是是：1）贮贮存冷冷凝器器流出出的制制冷剂剂液体体，使使冷凝凝器的的传热热面积积充分分发挥挥作用用；2）保保证供供应和和调节节制冷冷系统统中有有关设设备需需要的的制冷冷剂液液体循循环量量；3）起起到液液封作作用，，即防防止高高压制制冷剂剂蒸气气窜至至低压压系统统管路路中去去。高压贮贮液器器a）氨贮贮液器器b））氟利利昂贮贮液器器1－压压力表表阀2－出出液管管3－－安全全阀4－放放空气气管5－放放油管管接头头6－－平衡衡管7－进进液管管第10章制制冷系系统辅辅助设设备2．低低压贮贮液器器根据用用途的的不同同可分分为低低压贮贮液器器和排排液桶桶等。。低压压贮液液器与与排液液桶属属低温温设备备，筒筒体外外应设设置保保温层层排液桶桶的作作用是是贮存存热氨氨融霜霜时由由被融融霜的的蒸发发器如如冷风风机或或冷却却排管管内排排出的的氨液液，并并分离离氨液液中的的润滑滑油。。一般般布置置于设设备间间靠近近冷库库的一一侧,更更重要要的作作用是是对融融霜后后的排排液进进行气气、液液分离离和沉沉淀润润滑油油1－加加压管管2－平平衡管管3－压压力表表4－安安全阀阀5－出出液管管6－进进液管管7－放放油管管第10章制制冷系系统辅辅助设设备10.3.3油油分分离器器工作的的基本本原理理如下下：1）利利用油油的重重度与与制冷冷剂气气体重重度的的不同同，进进行沉沉降分分离。。2）利利用扩扩大通通道截截面降降低气气体流流速（（一般般约在在0.8～～1m/s），，造成成轻与与重的的物质质易分分离。。3）迫迫使气气体流流动方方向改改变，，使重重的油油与轻轻的气气进行行分离离。4）气气体流流动撞撞击器器壁，，由于于粘度度不同同、质质量不不同产产生的的反向向速度度也不不同，，促使使油的的沉降降分离离。1．洗洗涤式式油分分离器器第10章制制冷系系统辅辅助设设备2．过过滤式式或填填料式式油分分离器器通常用用于小小型氟氟里昂昂制冷冷系统统中过滤式式或填填料式式油分分离器器第10章制制冷系系统辅辅助设设备3．离离心式式油分分离器器在筒体体上部部设置置有螺螺旋状状导向向叶片片，进进气从从筒体体上部部沿切切线方方向进进入后后，顺顺导向向叶片片自上上而下下作螺螺旋状状流动动，在在离心心力的的作用用下，，进气气中的的油滴滴被分分离出出来，，沿筒筒体内内壁流流下，，制冷冷剂蒸蒸汽由由筒体体中央央的中中心管管经三三层筛筛板过过滤后后从筒筒体顶顶部排排出。。筒体体中部部设有有倾斜斜挡板板，将将高速速旋转转的气气流与与贮油油室隔隔开，，同时时也能能使分分离出出来的的油沿沿挡板板流到到下部部贮油油室。。贮油油室积积存的的油可可通过过筒体体下部部的浮浮球阀阀装置置自动动返回回压缩缩机，，也可可采用用手动动方式式回油油第10章章制制冷冷系系统统辅辅助助设设备备10.4制制冷冷剂剂净净化化与与安安全全设设备备10.4.1干干燥燥器、、过滤滤器和和干燥燥过滤滤器1．干干燥器器2．过过滤器器3．干干燥过过滤器器常用的的有过过滤器器和干干燥过过滤器器两种种干燥过过滤器器a)直直角角式b)直直通通式第10章制制冷系系统辅辅助设设备干燥剂剂滤网干燥过过滤器器第10章制制冷系系统辅辅助设设备10.4.2空空气气分离离器制冷系系统中中进入入空气气的原原因有有：1）制制冷系系统在在投产产前或或大修修后，，因未未彻底底清除除空气气故空空气存存在制制冷系系统中中。2）日常维维修时，局局部管道、、设备未经经抽真空，，就投入工工作。3）系统充充氨、充氟氟、加油时时带入空气气。4）当低压压系统在负负压下工作作时，通过过密封不严严密处窜入入空气。系统中有空空气带来的的害处是：：1）导致冷冷凝压力升升高。在有有空气的冷冷凝器中，，空气占据据了一定的的体积，且且具有一定定的压力，，而制冷剂剂也具有一一定的压力力。根据道道尔顿定律律：一个容容器（设备备）内，气气体总压力力等于各气气体分压力力之和。所所以在冷凝凝器中，总总压力为空空气和制冷冷剂压力之之和。冷凝凝器中空气气越多，其其分压力也也就越大，，冷凝器总总压力自然然升高。2）由于空空气的存在在，冷凝器器传热面上上形成的气气体层，起起到了增加加热阻的作作用，从而而降低了冷冷凝器的传传热效率。。同时，由由于空气进进入系统，，使系统含含水量增加加，而腐蚀蚀管道和设设备。3）由于空空气存在，，冷凝压力力的升高，，会导致制制冷机产冷冷量下降和和耗电量增增加。4）如有空空气存在，，在排气温温度较高的的情况下，，遇油类蒸蒸气，容易易发生意外外事故。第10章制制冷系系统辅助设设备空气分离器器有多种形形式，下图图为氨系统统以往常用用的卧式不不凝性气体体分离器称称四套管式式空气分离离器。它安安装在壳管管式冷凝器器的上方，，也可单独独安装四套管式空空气分离器器第10章制制冷系系统辅助设设备第10章制制冷系系统辅助设设备常用的立式式空气分离离器，它与与卧式相比比其是操作作简单，并并能实现自自动控制。。它由贮液液筒供给液液氨，在盘盘管中蒸发发吸热，使使容器温度度下降，来来自冷凝器器和高压贮贮液筒的混混合气体在在分离器内内被冷却，，制冷剂蒸蒸气被冷凝凝成液体，，可从下部部排出，不不凝性气体体集中于分分离器上部部，经放气气口排出。。立式空气分分离器第10章制制冷系系统辅助设设备10.4.3集油油器集油器也称称放油器，，只用于氨氨制冷系统统中。其作作用是存放放从油分离离器、冷凝凝器、贮液液器、中间间冷却器或或蒸发器中中分离出来来的润滑油油，并遵照照一定的放放油操作规规程把制冷冷系统中的的积油在低低压状态下下放出系统统，这样既既安全，又又减少了制制冷剂的损损失。第10章章制制冷系统统辅助设设备10.4.4紧紧急泄泄氨器紧急泄氨氨器设置置在氨制制冷系统统的高压压贮液器器、蒸发发器等贮贮氨量较较大的设设备附近近。其作作用是当当发生重重大事故故或出现现严重自自然灾害害，又无无法挽救救情况下下，通过过紧急泄泄氨器将将制冷系系统中的的氨液与与水混合合后迅速速排入下下水道，，以保护护人员和和设备的的安全第10章章制制冷系统统辅助设设备10.5制冷冷装置用用压力容容器10.5.1分分类1.压压力容器器基本概概念根根据《容容规》的的规定，，同时具具备下列列者为压压力容器器：1）最高高工作压压力大于于等于0.1MPa（（不含液液体静压压力）；；2））内内直直径径（（非非圆圆形形截截面面指指其其最最大大尺尺寸寸））大大于于等等于于0.15m，，且且容容积积V大大于于等等于于0.025m3；；3））盛盛装装介介质质为为气气体体、、液液化化气气体体或或最最高高工工作作温温度度高高于于等等于于标标准准沸沸点点的的液液体体。。第10章章制制冷冷系系统统辅辅助助设设备备压力力容容器器的的压压力力等等级级1））低低压压（（代代号号L））：：0.1MPa≤≤P＜＜1.6MPa。。2）中中压（（代号号M））：1.6MPa≤≤P＜＜10MPa。。3）高高压（（代号号H））：10MPa≤P＜100MPa。。4）超超高压压（代代号U）：：p≥≥100MPa。第10章制制冷系系统辅辅助设设备3．压压力容容器的的品种种1）反反应压压力容容器（（代号号R））2）换换热压压力容容器（（代号号E））3）分分离压压力容容器（（代号号S））4）储储存压压力容容器（（代号号C，，其中中球罐罐代号号为B）第10章制制冷系系统辅辅助设设备4．压压力容容器的的分类类管理理（1））第三三类压压力容容器1）高高压容容器。。2）毒毒性程程度为为极度度和高高度危危害介介质的的中压压容器器。3））易易燃燃或或毒毒性性程程度度为为中中度度危危害害介介质质，，且且pV乘乘积积大大于于等等于于10MPa··m3的的中中压压储储存存容容器器。。4））易易燃燃或或毒毒性性程程度度为为中中度度危危害害介介质质，，且且pV乘乘积积大大于于等等于于0.5MPa··m3的的中中压压反反应应容容器器。。5）毒性性程度为为极度和和高度危危害介质质，且pV乘积积大于等等于0.2MPa·m3的低低压容器器。6）高压压、中压压管壳式式余热锅锅炉。7）中压压搪玻璃璃压力容容器。8）使用用强度级级别较高高（指相相应标准准中抗拉拉强度规规定值下下限大于于等于540MPa））的材料料制造的的压力容容器。9）移动动式压力力容器，，包括铁铁路罐车车、罐式式汽车和和罐式集集装箱等等。10）容容积大于于等于50m3的球形形储罐。。11）容容积大于于5m3的低温温液体储储存容器器。第10章章制制冷系统统辅助设设备（2）第第二类压压力容器器：1）中压压容器（（已有规规定的除除外）。。2）毒性性程度为为极度和和调度危危害介质质的低压压容器。。3）易易燃介介质或或毒性性程度度为中中度危危害介介质的的低压压反应应器和和低压压储存存容器器。4）低压管管壳式余热热锅炉。5）低压搪搪玻璃压力力容器。（3）第一一类压力容容器低压容器（（已有规定定的除外））第10章制制冷系系统辅助设设备5．制冷装置用用压力容器器以液化气体体为制冷剂剂、设计压压力不高于于4.0MPa、设设计温度为为－19～～200℃℃（最低蒸蒸发温度－－50℃））的制冷装装置中承受受制冷剂压压力的容器器称为制冷冷装置用压压力容器.依据据设设计计压压力力、、使使用用制制冷冷剂剂的的不不同同，，制制冷冷装装置置用用压压力力容容器器中中一一、、二二、、三三类类压压力力容容器器均均有有。。第10章章制制冷冷系系统统辅辅助助设设备备10.5.2结结构构合合理理性性制冷冷装装置置用用压压力力容容器器是是指指钢钢制制的的内内部部或或外外部部可可承承受受气气体体或或液液体体压压力力，，并并对对安安全全性性有有较较高高要要求求的的密密闭闭容容器器。。制冷冷装装置置用用压压力力容容器器的的壁壁厚厚与与容容器器的的内内径径、、设设计计压压力力、、材材料料、、焊焊接接形形式式、、介介质质的的腐腐蚀蚀性性等等设设计计参参数数有有关关。。制冷冷装装置置用用压压力力容容器器中中间间部部分分多多为为圆圆柱柱形形，，称称之之为为筒筒体体，，两两端端为为封封头头，，筒筒体体和和封封头头上上有有接接管管、、法法兰兰、、支支座座等等零零部部件件。。制制冷冷装装置置用用压压力力容容器器的的封封头头形形状状有有平平板板形形封封头头、、碟碟形形封封头头、、椭椭圆圆形形封封头头、、球球形形封封头头。。从密密封封安安全全性性的的角角度度考考虑虑，，制制冷冷装装置置用用压压力力容容器器的的连连接接结结构构应应尽尽量量采采用用焊焊接接结结构构，，可可拆拆连连接接结结构构多多采采用用法法兰兰联联接接。。在换换热热器器选选型型时时，，考考虑虑的的因因素素是是很很多多的的，，如如材材料料、、腐腐蚀蚀、、压压力力、、温温度度差差、、压压力力降降、、结结垢垢、、强强度度及及结结构构的的可可靠靠性性、、流流体体的的状状态态、、应应用用方方式式和和检检修修等等。。10.5.3管管理理规规定定1.设设计计、、制制造造、、无无损损检检测测、、压压力力试试验验压力力容容器器的的设设计计单单位位资资格格、、设设计计类类别别和和品品种种范范围围的的划划分分应应符符合合《《压压力力容容器器设设计计单单位位资资格格管管理理与与监监督督规规则则》》的的规规定定压力力容容器器制制造造（（含含现现场场组组焊焊））单单位位应应取取得得制制造造许许可可证证无损损检检测测档档案案、、底底片片和和资资料料，，保保存存期期限限不不应应少少于于七七年年。。耐压压试试验验又又分分为为液液压压试试验验和和气气压压试试验验。。2.安装装、使用与与维护从事压力容容器安装的的单位必须须是经有关关机构批准准的安装单单位压力容器使使用单位购购买压力容容器或进行行压力容器器工程招标标时，应选选择具有相相应制造资资格的供货货商操作人员应应持证上岗岗第10章制制冷系系统辅助设设备思考题1.举例说明实实际制冷系系统中辅助助设备的作作用？2.为什么要设设置中间冷冷却器？3.氨用中间冷冷却器是如如何实现热热量综合利利用的？4.氟用中间冷冷却器与氨氨用中间冷冷却器的冷冷却原理有有何不同？？5.气液分离器器设计时的的气液分离离原理是什什么？6.贮液器起什什么作用？？7.油分离器是是如何实现现油分离的的？8.油分离器结结构上有什什么特点？？9.热气冲霜管管在制冷系系统流程中中起何作用用？10.制冷系统中中为什么要要除水、除除杂质？11.干燥过滤器器的作用是是什么？安安装在什么么位置？12.制冷系统中中为什么要要排除空气气？13.有那些常用用的排空气气装置？14.高压贮贮液器器在制制冷系系统中中的作作用是是什么么？15.排液桶桶的作作用是是什么么？16.集油器器如何何进行行放油油？17.紧急泄泄氨器器什么么时候候使用用？18.制冷装装置用用压力力容器器是如如何管管理的的？9、静夜四无无邻，荒居居旧业贫。。。12月-2212月-22Thursday,December29,202210、雨中黄叶叶树，灯下下白头人。。。04:25:3604:25:3604:2512/29/20224:25:36AM11、以我我独沈沈久，，愧君君相见见频。。。12月月-2204:25:3604:25Dec-2229-Dec-2212、故人江江海别，，几度隔隔山川。。。04:25:3604:25:3604:25Thursday,December29,202213、乍见翻疑疑梦，相悲悲各问年。。。12月-2212月-2204:25:3604:25:36December29,202214、他他乡乡生生白白发发，，旧旧国国见见青青山山。。。。29十十二二月月20224:25:37上上午午04:25:3712月月-2215、比不了了得就不不比，得得不到的的就不要要。。。十二月224:25上午午12月-2204:25December29,202216、行动出成成果，工作作出财富。。。2022/12/294:25:3704:25:3729December202217、做做前前，，能能够够环环视视四四周周；；做做时时，，你你只只能能或或者者最最好好沿沿着着以以脚脚为为起起点点的的射射线线向向前前。。。。4:25:37上上午午4:25上上午午04:25:3712月月-229、没有有失败败，只只有暂暂时停停止成成功！！。12月月-2212月月-22Thursday,December29,202210、很多事事情努力力了未必必有结果果，但是是不努力力却什么么改变也也没有。。。04:25:3704:25:3704:2512/29/20224:25:37AM11、成功就就是日复复一日那那一点点点小小努努力的积积累。。。12月-2204:25:3704:25Dec-2229-Dec-2212、世间成事事，不求其其绝对圆满满，留一份份不足，可可得无限完完美。。04:25:3704:25:3704:25Thursday,December29,202213、不知知香积积寺，，数里里入云云峰。。。12月月-2212月月-2204:25:3704:25:37December29,202214、意意志志坚坚强强的的人人能能把把世世