制冷技术10节流机构

制冷技术10节流机构第1页/共124页一.手动节流阀（膨胀阀、调节阀）结构：阀芯、阀座、手轮工作原理：利用阀芯与阀座间隙变化调节工质通过量应用：只有氨制冷系统或试验装置中使用。作为备用阀装在旁通管路上，以备应急或检修自动膨胀阀时使用。第2页/共124页二.浮球式膨胀阀原理：根据满液式蒸发器的液面变化来控制蒸发器的供液量，可控制蒸发器的液面高度，同时节流降压。应用：广泛使用于满液式蒸发器的氨制冷系统中分类：直通式：工质先进入浮球室再由阀门控制进入蒸发器的流量特点：结构简单，但液面波动较大，调节阀稳定性较差非直通式：工质直接进入蒸发器，盈亏由浮球室调节控制特点：液面稳定，调节工作稳定，但构造及安装复杂第3页/共124页浮球阀工作过程用于具有自由液面的蒸发器，如卧式满液式蒸发器的供液量的自动调节。通过浮球调节阀的调节作用，在蒸发器中可以保持大致恒定的液面。浮球阀有一个铸铁的外壳，用液体连接管与气体连接管分别与被控制的蒸发器的液体和蒸气两部分相连接，因而浮球阀壳体的液面与蒸发器内的液面一致。当蒸发器内的液面降低时，壳体内的液面也随之降低，浮子落下，阀针便将孔口开大，则浮球阀出液量增大。第4页/共124页二浮球式膨胀阀第5页/共124页三.热力膨胀阀原理：利用蒸发器出口处制冷剂蒸汽过热度的变化调节供液量。结构：金属膜片、阀座、阀芯、旋转弹簧座应用：氟利昂系统中广泛使用（与非满液式蒸发器配合使用）。第6页/共124页热力膨胀阀第7页/共124页热力膨胀阀第8页/共124页（一）内平衡式热力膨胀阀内平衡式热力膨胀阀由阀体、推杆、阀座、阀针、弹簧、调节杆、感温包、联接管、感应膜片等部件组成第9页/共124页（一）内平衡式热力膨胀阀第10页/共124页内平衡式热力膨胀阀第11页/共124页第12页/共124页内平衡式热力膨胀阀工作特点:金属膜片两侧工质来自感温包和阀出口。原理：膜片两侧力平衡决定开度金属膜片受力：P1+P2=P3P1-阀后制冷剂蒸发压力

P2-弹簧力（按要求过热度调节）P3-感温包内工质压力适用：蒸发器流程短及阻力小的制冷系统第13页/共124页内平衡式热力膨胀阀的工作原理

工作时，弹性金属膜片上部受感温包内工质的压力P3作用，下面受蒸发器入口压力P1与弹簧力P2的作用。膜片在三个力的作用下，向上或向下鼓起,从而使阀孔关下或开大，用以调节蒸发器的供液量。当进入蒸发器的液量小于蒸发器热负荷的需要时，则蒸发器出口蒸气的过热度增大，膜片上方的压力大于下方的压力，这样就迫使膜片向下鼓出，通过顶杆压缩弹簧，并把阀针顶开，使阀孔开大，则供液量增大。反之则出口处蒸气的过热度减小，感温系统中的压力降低，膜片上方的作用力小于下方的作用力时，使膜片向上鼓出，弹簧伸长，顶杆上移并使阀孔关小，对蒸发器的供液量也就随之减少。热力膨胀阀的过热度由开启过热度和有效过热度组成，开启过热度与弹簧的预紧力有关，有效过热度与弹簧的强度及阀针的行程有关。膨胀阀的弹簧是按标准工况设计的，机组在标准工况下，机组满负荷或变负荷运行均维持较高的COP值。但在大压差工况下，蒸发压力降低，蒸发器负荷需求的液量减少，但实际情况相反，在吸气过热度不变的情况下，由于蒸发压力降低，蒸发器出口压力P1相应降低，膜片上下的压差变大，使主阀开度增大，供液量增加；但在小压差工况下，蒸发压力上升，蒸发器负荷需求的液量增多，但实际情况是在吸气过热度不变的情况下，由于蒸发压力上升，蒸发器出口压力P1相应提高，膜片上下的压差变小，使主阀开度减小，供液量减少；在变负荷下亦如此。因此热力膨胀阀在变工况下供液量的调节方面需进一步改进。第14页/共124页（二）外平衡式热力膨胀阀外平衡式热力膨胀阀a)外平衡式热力膨胀阀结构b)膨胀阀的安装与工作原理

1－平衡管接头2－薄膜外室3－感温包4－薄膜内室5－膜片6－毛细管7－上阀体8－弹簧9－调节杆10－阀杆11－下阀体12－阀芯第15页/共124页外平衡式热力膨胀阀第16页/共124页外平衡式热力膨胀阀工作特点:金属膜片两侧工质来自感温包和蒸发器出口。原理：膜片两侧力平衡决定开度金属膜片受力：P1+P2=P3P1-蒸发器出口制冷剂蒸发压力

P2-弹簧力（按要求过热度调节）P3-感温包内工质压力适用：蒸发器流程长及阻力大的制冷系统第17页/共124页外平衡式热力膨胀阀的工作原理

工作时，弹性金属膜片上部受感温包内工质的压力P3作用，下面受蒸发器出口压力P1与弹簧力P2的作用。膜片在三个力的作用下，向上或向下鼓起,从而使阀孔关下或开大，用以调节蒸发器的供液量。当进入蒸发器的液量小于蒸发器热负荷的需要时，则蒸发器出口蒸气的过热度增大，膜片上方的压力大于下方的压力，这样就迫使膜片向下鼓出，通过顶杆压缩弹簧，并把阀针顶开，使阀孔开大，则供液量增大。反之则出口处蒸气的过热度减小，感温系统中的压力降低，膜片上方的作用力小于下方的作用力时，使膜片向上鼓出，弹簧伸长，顶杆上移并使阀孔关小，对蒸发器的供液量也就随之减少。热力膨胀阀的过热度由开启过热度和有效过热度组成，开启过热度与弹簧的预紧力有关，有效过热度与弹簧的强度及阀针的行程有关。膨胀阀的弹簧是按标准工况设计的，机组在标准工况下，机组满负荷或变负荷运行均维持较高的COP值。但在大压差工况下，蒸发压力降低，蒸发器负荷需求的液量减少，但实际情况相反，在吸气过热度不变的情况下，由于蒸发压力降低，蒸发器出口压力P1相应降低，膜片上下的压差变大，使主阀开度增大，供液量增加；但在小压差工况下，蒸发压力上升，蒸发器负荷需求的液量增多，但实际情况是在吸气过热度不变的情况下，由于蒸发压力上升，蒸发器出口压力P1相应提高，膜片上下的压差变小，使主阀开度减小，供液量减少；在变负荷下亦如此。因此热力膨胀阀在变工况下供液量的调节方面需进一步改进。第18页/共124页第19页/共124页（三）感温包的充注充注形式：充注工质：可与制冷工质相同，也可以不同。第20页/共124页液体充注：要求感温包内始终有液体存在，即保证膜片上方压力始终为饱和压力。

过热度控制示意图P3感温包压力P1＋P2第21页/共124页气体充注同种工质，但限量。当低于规定值时，温包内有液体存在，工作与液体充注相同。但当超过时，温包内全部汽化，压力几乎不再随温度变化，因此阀的开度不变。图5-8充气热力膨胀阀感温包内制冷剂特性曲线第22页/共124页交叉充注感温包内充注不同工质。图5-9交叉充液式热力膨胀阀的特性曲线第23页/共124页（四）热力膨胀阀选配与安装1、热力膨胀阀选择的目的对整个系统的性能发挥起着重要作用；使蒸发器最大限度地加以利用,并使蒸发器始终和热负荷匹配。一般选配时膨胀阀制冷量大于蒸发器制冷量。第24页/共124页2、热力膨胀阀与系统不匹配时的现象

热力膨胀阀与系统不匹配时，会使系统的制冷剂流量时多时少，导致热力膨胀阀的制冷量时大时小。当制冷量过小时，会使蒸发器供液不足，产生过大热度，对系统性能会造成不利的影响；当制冷量过大时，会引起震荡，间歇性的使蒸发器供液过量，导致压缩机的吸气压力出现剧烈波动，甚至有液态制冷剂进入压缩机,引起液击(湿冲程)现象。第25页/共124页3、热力膨胀阀选择的依据热力膨胀阀的选择根据制冷系统的制冷剂种类、蒸发温度范围和蒸发器过热负荷的大小来进行。热力膨胀阀选择方法及一般步骤如下：

1)确定系统的制冷剂型号。

2)确定蒸发器的蒸发温度,冷凝温度及制冷量。

3)热力膨胀阀进出口的压力差。第26页/共124页3、热力膨胀阀选择方法两种：1）计算法；2）查图表选择。基本步骤：a、确定膨胀阀两端的压力差；ΔP=PK-∑ΔPi-Po

(1)

式中：PK――冷凝压力，∑ΔPi――为ΔP1＋ΔP2＋ΔP3＋ΔP4（ΔP1为液体管路阻力损失；ΔP2为弯头、阀件等得阻力损失；ΔP3为液体管升高得压力损失，ΔP3＝ρɡh；ΔP4为分液头及分液毛细管得阻力损失，通常各为0.5bar）;

Po—蒸发压力，KPa。

第27页/共124页3、热力膨胀阀选择方法b、确定阀的形式：选择内平衡还是外平衡，由蒸发器中的压力降而定。例如：对R22系统，当压力降超过相应蒸发温度1℃，均宜采用外平衡式热力膨胀阀。

c、选择阀的型号和规格：根据φ0和计算的膨胀阀前后的ΔP与蒸发温度t0由计算决定（5-1、5-2式）或有关表中查得阀的型号和阀的容量。

所选择的热力膨胀阀的容量比蒸发器的实际热负荷大20－30％；第28页/共124页4、热力膨胀阀安装（1）安装前检查其是否完好，特别是感温机构部分；（2）安装位置，必须在靠近蒸发器的地方，阀体应垂直安装，不能倾斜或颠倒安装；（3）安装时，应注意使感温机构内的液体始终保持在感温包内，因此感温包应比阀体装得低一些；（4）感温包尽可能安装在蒸发器的出口水平回气管上，一般应远离压缩机吸气口1.5m以上；并且要用没有吸湿性的材料充分隔热；感温包绝不能置于有积液的管路上；图5-11感温包的安装位置第29页/共124页4、热力膨胀阀安装（5）若蒸发器出口带有气液交换器时，一般将感温包装在蒸发器的出口处，即热交换器之前；（6）感温包安置于蒸发器回气管紧贴管壁包扎紧密，接触处应将氧化皮清除干净，露出金属本色；当回气管直径小于25mm时，感温包可扎在回气管的顶部；当直径大于25mm时，可扎在回气管的下侧45°处，以防管子底部积油等因素，影响感温包的正确感温。阀体应尽量接近蒸发器，以及调节和拆修都比较方便的部位；（7）膨胀阀前应装过滤器；第30页/共124页四、电子膨胀阀电子式膨胀阀是近年国内外新开发的产品。电子膨胀阀利用被调节参数产生的电信号，控制施加于膨胀阀上的电压或电流，进而达到调节供液量目的。电子膨胀阀的优点是：流量调节范围大；控制精度高；适用于智能控制；能适用于高效率的制冷剂流量的快速变化。电子膨胀阀有日本鹭工DKV型、美国艾柯EX2型、国产DPF-18A型等。第31页/共124页电磁式电子膨胀阀图5-12电磁式电子膨胀阀（a）结构图；（b）开度－电压关系图1－柱塞弹簧；2－线圈；3－柱塞；4－阀座；5－弹簧；6－针阀；7－阀杆第32页/共124页电动式电子膨胀阀电动式电子膨胀阀电动式电子膨胀阀是依靠步进电机驱动针阀，分直动型和减速型两种。（1）直动型（2）减速型第33页/共124页电动式电子膨胀阀--直动型图5-13直动型电动式电子膨胀阀（a）结构图；（b）流量－脉冲数关系图1－转子；2－线圈；3－针阀；4－阀杆第34页/共124页电动式电子膨胀阀--减速型图5-14减速型电动式电子膨胀阀（a）结构图；（b）流量－脉冲数关系图1－转子；2－线圈；3－针阀；4－阀杆；5－减速齿轮组第35页/共124页电子膨胀阀吸气过热度控制系统由电子膨胀阀、压力传感器、温度传感器、控制器组成初设：工作时，压力传感器将蒸发器出口压力P1、温度传感器将压缩机吸气过热度传给控制器，控制器将信号处理后，随后输出指令作用于电子膨胀主阀的步进电机，将阀开到需要的位置。以保持蒸发器需要的供液量。调节：根据蒸发器出口压力P1变化、压缩机吸气过热度变化，电子膨胀阀的步进电机实时输出变化的动力，这个实时输出变化的动力能及时克服各种工况和各种负荷情况下主膨胀阀变化的弹簧力，使阀的开度满足蒸发器供液量的需求，进而蒸发器的供液量能实时与蒸发负荷相匹配，即电子膨胀阀可通过控制器人为设定，有效的控制过热度。第36页/共124页电子膨胀阀从全闭到全开状态其用时仅需几秒钟，反应和动作速度快，开闭特性和速度均可人为设定；电子膨胀阀可在10%--100%的范围内进行精确调节，且调节范围可根据不同产品的特性进行设定。选用电子膨胀阀——吸气过热度控制，机组无论在标准工况下、变工况、满负荷、变负荷运行维持较高的COP值水平。第37页/共124页五.毛细管原理：利用孔径（内径一般≦1mm）和长度变化产生压力差，实现节流降压，控制制冷剂流量。应用：主要用于热负荷较小的家用制冷器具中，同时要求制冷系统有比较稳定的冷凝压力和蒸发压力，如空调、冰箱。（10kW以下）特点：一般采用铜管，结构简单，制造方便，价格便宜，不易产生故障。压缩机停止运行后，冷凝器和蒸发器的压力可以自动达到平衡，减轻了再次启动电动机的负荷。对制冷剂流量的调节能力很低。第38页/共124页毛细管中制冷剂压力及状态变化

毛细管是最简单的节流装置，毛细管是一根有规定长度的直径很细的紫铜管，它的内径一般为0.5～2mm毛细管中制冷剂压力及状态变化第39页/共124页第40页/共124页2.毛细管尺寸的确定基本分析：两相流，流动复杂，工况变化性能会随之改变；毛细管几何尺寸差异，会影响其性能发挥；纯理论分析，无法完全解决选配问题；基本计算方法：初选：由流量（Mr）、入口过冷度、进口压力（P1），用计算图表进行初选；优化：安装后，实验优化确定具体尺寸。第41页/共124页2.毛细管尺寸的确定流量系数Ψ

（5-3）式中：

Mr——试验流量（标准流量）

Ma——实际流量同工况同流量下，管长与内径的关系：

（5-4）内径影响远大于长度。内径差5%，长度差25%第42页/共124页图5-16标准毛细管进口状态与流量关系图

图中看出：流量（Mr）、入口过冷度（⊿t0）、进口压力（P1），的关系。上述三组参数，已知其二，可查未知。用于确定标准流量（Mr）。

第43页/共124页图5-17毛细管相对流量系数ψ与几何尺寸关系图图中看出：流量系数（Ψ）、内径（di）、相对管长（λ=L/di）的关系。上述三组参数，已知其二，可查未知。用于确定管长和内径。第44页/共124页毛细管初选计算步骤1、已知工况（工质、⊿t0、P1）由图5-16，求标准流量（Mr）；2、由实际流量（Ma）、标准流量（Mr），求流量系数Ψ；3、由流量系数Ψ，内径（或管长L），查图5-17，求管长L（或内径）；初选完成。再经实验优化，即可定型。第45页/共124页六、节流短管

节流短管:是一种定截面节流孔口的节流装置，已被应用于部分汽车空调、少量冷水机组和热泵机组中。短管的主要优点是价格低廉、制造简单、可靠性好、便于安装，取消了热力膨胀阀系统中用于判别制冷负荷大小所增加的感温包等，具有良好的互换性和自平衡能力。图5-18节流短管结构示意图1—出口滤网；2—节流孔；3—密封圈；4—塑料外壳；5—进口滤网第46页/共124页第二节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47页/共124页第二节制冷系统辅助设备一、贮液器1．高压贮液器高压贮液器一般位于冷凝器之后，作用是：1）贮存冷凝器流出的制冷剂液体，使冷凝器的传热面积充分发挥作用；2）保证供应和调节制冷系统中有关设备需要的制冷剂液体循环量；3）起到液封作用，即防止高压制冷剂蒸气窜至低压系统管路中去。高压贮液器a）氨贮液器

b）氟利昂贮液器1－压力表阀2－出液管3－安全阀4－放空气管5－放油管接头6－平衡管7－进液管第48页/共124页2、低压贮液器

根据用途的不同可分为低压贮液器和排液桶等。低压贮液器与排液桶属低温设备，筒体外应设置保温层排液桶的作用是贮存热氨融霜时由被融霜的蒸发器如冷风机或冷却排管内排出的氨液，并分离氨液中的润滑油。一般布置于设备间靠近冷库的一侧,更重要的作用是对融霜后的排液进行气、液分离和沉淀润滑油1－加压管2－平衡管

3－压力表4－安全阀

5－出液管

6－进液管7－放油管第49页/共124页二气液分离器氨用立式气液分离器氨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50页/共124页氟利昂用筒体型气液分离器图5-21氟利昂用筒体型气液分离器分离原理：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.第51页/共124页过滤器和干燥器1．过滤器2．干燥器3．干燥过滤器第52页/共124页1．过滤器压缩机磨损、制冷管内壁脱落产生杂质需要随时去除,因此需要用过滤器滤除制冷系统中的小颗粒铁质杂质。第53页/共124页2．干燥器氟制冷剂不溶水。系统易发生冰堵，这时制冷系统中没有制冷剂循环流动,失去制冷作用。表现为系统的低压值过低,冰堵前后的管子有明显的温差,（膨胀阀处结霜）,应在膨胀阀前设置干燥器。第54页/共124页干燥过滤器a)直角式b)直通式第55页/共124页干燥过滤器干燥剂滤网干燥过滤器第56页/共124页四、油分离器惯性式洗涤式离心式过滤式第57页/共124页四、油分离器

惯性式基本原理如下：1）利用油的重度与制冷剂气体重度的不同，进行沉降分离。2）利用扩大通道截面降低气体流速（一般约在0.8～1m/s），造成轻与重的物质易分离。3）迫使气体流动方向改变，使重的油与轻的气进行分离。4）气体流动撞击器壁，由于粘度不同、质量不同产生的反向速度也不同，促使油的沉降分离。第58页/共124页洗涤式油分离器第59页/共124页第60页/共124页离心式油分离器

在筒体上部设置有螺旋状导向叶片，进气从筒体上部沿切线方向进入后，顺导向叶片自上而下作螺旋状流动，在离心力的作用下，进气中的油滴被分离出来，沿筒体内壁流下，制冷剂蒸汽由筒体中央的中心管经三层筛板过滤后从筒体顶部排出。筒体中部设有倾斜挡板，将高速旋转的气流与贮油室隔开，同时也能使分离出来的油沿挡板流到下部贮油室。贮油室积存的油可通过筒体下部的浮球阀装置自动返回压缩机，也可采用手动方式回油第61页/共124页过滤式或填料式油分离器通常用于小型氟里昂制冷系统中过滤式或填料式油分离器第62页/共124页五集油器集油器也称放油器，只用于氨制冷系统中。其作用是存放从油分离器、冷凝器、贮液器、中间冷却器或蒸发器中分离出来的润滑油，并遵照一定的放油操作规程把制冷系统中的积油在低压状态下放出系统，这样既安全，又减少了制冷剂的损失。第63页/共124页辅助设备在小型冷库中的硬用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64页/共124页辅助设备在风冷热泵中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65页/共124页6不凝气体分离器制冷系统中进入空气的原因有：1）制冷系统在投产前或大修后，因未彻底清除空气故空气存在制冷系统中。2）日常维修时，局部管道、设备未经抽真空，就投入工作。3）系统充氨、充氟、加油时带入空气。4）当低压系统在负压下工作时，通过密封不严密处窜入空气。第66页/共124页系统中有空气带来的危害1）导致冷凝压力升高。在有空气的冷凝器中，空气占据了一定的体积，且具有一定的压力，而制冷剂也具有一定的压力。根据道尔顿定律：一个容器（设备）内，气体总压力等于各气体分压力之和。所以在冷凝器中，总压力为空气和制冷剂压力之和。冷凝器中空气越多，其分压力也就越大，冷凝器总压力自然升高。2）由于空气的存在，冷凝器传热面上形成的气体层，起到了增加热阻的作用，从而降低了冷凝器的传热效率。同时，由于空气进入系统，使系统含水量增加，而腐蚀管道和设备。3）由于空气存在，冷凝压力的升高，会导致制冷机产冷量下降和耗电量增加。4）如有空气存在，在排气温度较高的情况下，遇油类蒸气，容易发生意外事故。第67页/共124页四套管式空气分离器

空气分离器有多种形式，下图为氨系统以往常用的卧式不凝性气体分离器称四套管式空气分离器。它安装在壳管式冷凝器的上方，也可单独安装第68页/共124页第69页/共124页立式空气分离器常用的立式空气分离器，它与卧式相比其是操作简单，并能实现自动控制。它由贮液筒供给液氨，在盘管中蒸发吸热，使容器温度下降，来自冷凝器和高压贮液筒的混合气体在分离器内被冷却，制冷剂蒸气被冷凝成液体，可从下部排出，不凝性气体集中于分离器上部，经放气口排出。立式空气分离器第70页/共124页七安全装置1.安全阀作用：当发生压力超过容器或设备的允许值，通过安全阀制冷系统中的制冷剂迅速排出卸压，以保护人员和设备的安全用于大于0.28m3的容器；安全阀设置在制冷系统的：高压贮液器、冷凝器、蒸发器、储液器、压缩机等压力较高的设备上。第71页/共124页七安全装置--1.安全阀设于高低压气管间的安全阀口径：

mm（5-5）式中：V—压缩机排气量C1—系数，见表5-3设于容器上的安全阀口径：

mm（5-6）式中：D—容器直径；L—容器长度；C2—系数，见表5-3图5-33安全阀第72页/共124页七安全装置—2熔塞在小型系统中代替安全阀：1、一般直径小于152mm,内部净容积小于0.085m3；2、不可燃制冷剂（如氟利昂）内部净容积小于1m3；低熔点金属熔化温度一般在75℃，一般为合金，熔点与组分有关。可根据工质及工作条件选定低熔点金属组分及熔点。图5-34熔塞第73页/共124页七安全装置3紧急泄氨器紧急泄氨器设置在氨制冷系统的高压贮液器、蒸发器等贮氨量较大的设备附近。其作用是当发生重大事故或出现严重自然灾害，又无法挽救情况下，通过紧急泄氨器将制冷系统中的氨液与水混合后迅速排入下水道，以保护人员和设备的安全图5-35紧急泄氨器第74页/共124页第三节控制机构作用：调节负荷，温度控制工作过程保护种类：制冷剂压力调节阀压力开关温度开关和电磁阀第75页/共124页一、制冷剂压力调节阀——蒸发压力调节阀原理有蒸发压力调节阀、吸气压力调节阀、冷凝压力调节阀。作用：（一）蒸发压力调节阀蒸发压力调节阀的工作原理蒸发压力调节阀安装在蒸发器的回气总管上,通过控制回气的流通量来维持蒸发压力稳定。调节原理是:蒸发压力调节阀通过感应制冷剂回气流入端的压力(P1)来改变阀门的开启度,从而控制回气流量。当P1高于设定值时,阀口开启度增大,回气量增多,P1下降;当P1低于设定值时,阀口开启度减小,回气量减少,P1升高。即通过改变对回气管中回气的流通横截面大小的改变,使制冷剂的回气量与压缩机的吸气压力相吻合,达到最佳的制冷效果。第76页/共124页一、制冷剂压力调节阀——蒸发压力调节阀作用作用1、维持恒定的蒸发压力，使蒸发器的表面温度保持恒定。调节器的控制可调节。通过调节器在吸气管路上的节流作用，使制冷剂的流量同蒸发器的负荷相匹配。2、防止蒸发压力过低（如防止冷水机组中蒸发器冻裂）。当蒸发器中的压力低于设定值时，调节器关闭。。3、当制冷系统采用多个蒸发器，并要求达到不同的控制温度时，为维持各自的蒸发温度(压力)，必须进行蒸发压力调节。分为：直动型蒸发压力调节阀控制型蒸发压力调节阀第77页/共124页一、制冷剂压力调节阀——蒸发压力调节阀将蒸发压力调节阀(图中KVP)安装在温度高的蒸发器出口管路上，对高温蒸发器出口制冷剂蒸气再次节流，使其压力与低温蒸发器出口压力相同，同时可以维持该冷室的蒸发压力恒定。该系统中还必须在温度低的蒸发器出口管路上装止回阀(见下图中NRV)，其目的是防止停机时，高温蒸发器中的制冷剂蒸气倒流至低温(低压)蒸发器中凝结，不仅破坏低温冷室的正常工作，而且会使压缩机产生液击。第78页/共124页一、制冷剂压力调节阀——蒸发压力调节阀直动型蒸发压力调节阀第79页/共124页一、制冷剂压力调节阀——蒸发压力调节阀控制型蒸发压力调节阀第80页/共124页一、制冷剂压力调节阀——压缩机吸气压力调节阀（二）压缩机吸气压力调节阀设置在蒸发器出口和压缩机进口之间的自动阀，它根据出口压力来调节蒸气流量，以免压缩机进口的吸入压力超过规定的值，用于防止驱动压缩机的电动机过载。分类：直动型、控制型。右图为直动型，使用于中小型低温系统，中大型系统，使用控制型。第81页/共124页一、制冷剂压力调节阀——冷凝压力调节阀（三）冷凝压力调节阀冷凝压力变化的影响：冷凝压力过高，制冷量下降，能效比下降，机组不能达到工作要求（问：压力增高的原因？）

冷凝压力下降，节流机构的压差不足，流量下降，制冷量不足，机组不能达到工作要求（问：压力下降的原因？）不同冷却介质，有不同的调节手段。（问：从原理看，有几种基本手段？）

第82页/共124页一、制冷剂压力调节阀——冷凝压力调节阀

风冷冷凝器冷凝压力调节：原理：改变冷凝器有效传热面积和改变冷凝器的传热能力（注意冬季冷凝压力不足的情况）。*从制冷剂侧控制，改变冷凝器的有效传热面积;从空气侧控制，即改变冷凝器的传热能力。

制冷剂侧控制（右图）：采用旁通调节方法控制冷凝压力，在冷凝器出口管安装一只高压调节阀，在压缩机排气管与高压储液器入口管间接旁通管，在旁通管上安装一只差压调节阀。高压调节阀感受进口压力与冷凝压力设定值差值，比例开启。

第83页/共124页风冷冷凝器冷凝压力调节冷凝压力调节的过程为:

冬季，压缩机开机前，冷凝器和储液器中压力低，高压调节阀和差压调节阀关闭。开机后，Pk上升，但低于调节阀的开启设定值，高压调节阀仍关闭，压缩机排出的制冷剂积存在冷凝器内，积液使冷凝器的有效传热面积减小，冷凝压力逐步升高。当冷凝压力升到高压调节阀的开阀值以上时，阀开启，液体进入储液器。调节的真正目的是使储液器维持在正常的压力上，以便为膨胀阀提供足够的供液动力，所以差压调节阀在阀前后建立起压力差时即打开，将压缩机的排气通到储液器（热气旁通到储液器），使储液器压力升高。由于高压调节阀的节流，差压调节阀前后的压力差仍存在，使差压调节阀依然保持开启状态。运转达到稳定平衡时，高压调节阀部分打开，冷凝器部分积液;差压调节阀部分打开，有热气旁通到储液器。随着外界气温变暖，维持正常冷凝压力平衡时，高压调节阀的开度增大，而差压调节阀的开度变小，直至高压调节阀全开、差压调节阀全关，制冷剂走正常循环路径。

第84页/共124页高压调节阀结构第85页/共124页一、制冷剂压力调节阀——冷凝压力调节阀水冷冷凝器冷凝压力调节：冷凝压力调节阀分为直动型和控制型，安装在冷凝器的冷却水管路上（通常安装在冷凝器的进水端），根据冷凝压力的变化来调节冷却水的流量。它是通过直接感应制冷剂循环的压力变化，调节阀门开度，控制冷却水流量。当压缩机的冷凝压力升高（即冷凝压力升高）时，阀门会自动开大，使较多的冷却水进入冷凝器，加快制冷剂冷凝；反之，当冷凝压力下降时，阀门会自动关小，使进入冷凝器的冷却水量减少。使冷凝压力保持在一定的范围内。第86页/共124页直动型水量调节阀第87页/共124页控制型水量调节阀第88页/共124页补充：水流量继电器

分别安装在蒸发器和冷凝器的进、出水管之间，当冷冻水或冷却水流量过低时可自动停机，用于防止蒸发压力过低或冷凝压力过高。第89页/共124页二、压力开关和温度开关（一）压力开关作用：压力保护，高压、低压、油压都有限度，压力开关是自动控制这些压力不超限的电器。低压开关（继电器）高压开关（继电器）高低压开关（继电器）油压差开关（继电器）第90页/共124页低压开关（继电器）1、低压继电器接于制冷压缩机吸气管，用于防止压缩机吸气压力过低。即：压力过低，自动关机。压力低，蒸发温度低，制冷机COP值低。食品干耗大。（问：压力过低的原因？）第91页/共124页压力开关原理示意第92页/共124页高压开关（继电器）2、高压继电器接于制冷压缩机排气管，用于防止压缩机排气压力过高。即：压力过高，自动关机。压力过高的危害：COP下降，制冷量下降，排气温度高，油温高，裂解气化等，甚至爆炸。第93页/共124页高低压开关（继电器）3、高、低压继电器接于制冷压缩机吸气管和排气管，用于防止压缩机排气压力过高及吸气压力过低。第94页/共124页油压差开关（继电器）4、油压差开关（继电器）与制冷压缩机吸气管及油泵出油管相接，用于防止油压过低，压缩机润滑不良。第95页/共124页（二）温度开关（二）温度开关流体温度控制的电器开关，例如：(1)安装在蒸发器冷冻水管路上，用于防止冷冻水冻结。在有电子控制系统(PLC控制器)的制冷装置中，温度继电器用水温传感器代替。(2)在压缩机排气腔内或排气管上，设置温度继电器或温度传感器，用于防止压缩机排气温度过高，润滑条件恶化，润滑油碳化，影响压缩机寿命。(3)冷库温度、空调温度等等。制冷系统中常用:压力式、双金属式、电阻式、电子式。第96页/共124页（二）温度开关-压力式第97页/共124页

三、电磁阀电磁力驱动的流体阀门。例如：膨胀阀前的给液管上的电磁阀电磁阀的驱动电路与压缩机的驱动电路联动。压缩机启动时，待压缩机运转后，电磁阀才通电。压缩机停机时，先切断电磁阀线圈电源，关闭电磁阀后再切断制冷压缩机电源。用于防止：压缩机启动过载；压缩机停机后，高压侧的液体进入蒸发器。第98页/共124页电磁阀第99页/共124页电磁阀结构图第100页/共124页电磁四通换向阀主要用于热泵型家用空调器制冷系统，是热泵型空调器中的关键部件，其电磁线圈通电后改变制冷工质的流向，使空调器由制冷工况转变为热泵工况。

电磁四通换向阀电磁四通换向阀外形结构1—导管2—电磁线圈3—主阀体4—主连接管5—电磁阀芯第101页/共124页电磁四通换向阀制冷工况时，由于受电源换向开关的控制，换向阀的电磁线圈的电源被切断，衔铁在弹簧1的推动下向左移，阀芯A将右阀孔关闭，阀芯B把左阀孔打开，如图所示。电磁阀主要由阀芯A和B、弹簧1和2、衔铁及电磁线圈组成。阀芯A和B以及衔铁连成一体并一起移动。电磁四通换向阀的主体是四通阀，电磁阀的作用是控制四通阀，使制冷剂流向改变。第102页/共124页电磁四通换向阀制热工况时，电源换向开关将换向阀的电磁线圈电源接通，线圈产生磁场，衔铁被磁场吸引，向右移动，阀芯A打开右边阀孔，阀芯B关闭左边阀孔，如图所示。电磁阀主要由阀芯A和B、弹簧1和2、衔铁及电磁线圈组成。阀芯A和B以及衔铁连成一体并一起移动。第103页/共124页第二节、制冷系统管路设计1.制冷剂管道：氨或氟利昂

2.载冷剂管道：水或盐水

3.冷却水管道：水

4.润滑油管道：制冷剂及润滑油

第104页/共124页考虑的因素需综合考虑的因素：尽可能大的制冷量、低成本、正常的回油、功率消耗小、最小的制冷剂充注量、低噪声、正确的制冷剂流量控制以及系统制冷量能够从0到100%变化而且不会引起任何润滑方面的故障；管路设计时应尽量保证停机后冷凝器与蒸发器内的制冷剂液体不能沿管路流动造成制冷剂的迁移（因室内、外温差而造成的制冷剂迁移除外），绝对不允许进入压缩机。对冷凝器位置高于蒸发器的机组，若停机后冷凝器中的制冷剂液体沿管路流进蒸发器，再次开机时，蒸发器出气管就会大量带液，系统无汽分或汽分太小的情况下都有可能对压缩机造成液击。第105页/共124页一、管路的布置原则1.

管材：铜管、无缝钢管。氨只能用无缝钢管；2.

管路尽可能短而直，管径的选择合理，以避免压力损失过大；3.

按工艺流程合理，操作、维修、管理方便的原则进行管道的配置；4.根据制冷系统的不同特点和不同管段，必须设计有一定的坡度和坡向；5.保证各蒸发器充分供液，防止液态制冷剂进入压缩机；6.制冷系统在运行中，如发生有部分停机或全部停机时，必须防止液态制冷剂进人制冷压缩机，防止压缩机润滑不足。7.应能保持气密、清洁和干燥；8.合理的特殊管型设计。输送液体的管段，除特殊要求外，不允许设计成倒“U”字形管段，以免形成阻碍流动的气囊；输送气体的管段，除特殊要求外，不允许设计成“U”字形管段，以免形成阻碍流动的液囊