蒸气压缩式制冷系统组成《建筑设备热源与冷源》.ppt

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1、建筑设备热 源与冷源 主编：王 丽 陈志佳 单元 15 蒸气压缩式制冷 系统组成 单元 15 蒸气压缩式制冷系统组成 目 录 冷凝器的种类、构造 1 蒸发器的种类、构造 2 制冷系统的辅助设备 4 节流机构的种类、构造及工作原理 3 氨制冷系统的典型流程 3 5 单元 15 蒸气压缩式制冷系统组成 15.1 冷凝器的种类、构造 在制冷系统中，冷凝器是一个制冷剂向系统外放热的 换热器。自压缩机经油分离器来的制冷剂蒸气进入冷凝器 后，向冷却介质放热，其状态由过热蒸气变成饱和液体或 过冷液体。制冷剂进入冷凝器的热量实际上 包括三部分： 蒸发器从被冷却物体吸收的热量；在压缩机中受压缩时接 受由外加机械

2、功转化的热量；低温的制冷剂在管道和设备 中流动时从外界传入的热量。 冷凝器按其冷却介质不同，可分为 水冷式、空气冷却 式（俗称风冷式）、蒸发式 三大类。 单元 15 蒸气压缩式制冷系统组成 用水作为冷却介质，使高温、高压的气态制冷剂冷凝 的设备，称为 水冷式冷凝器 。水作冷却介质有许多 优点： 水比较容易取得，江、河、湖、海的水、井水、自来水 等均可作为水源；作为冷却介质，水温通常低于空气温 度，所以采用水冷却可以获得较低的冷凝温度，对提高制 冷机的能力和减少能耗均有利。故凡是有条件采用水冷却 的场合，应优先选用水冷式冷凝器。 常用的水冷式冷凝器有 卧式壳管式冷凝器、立式壳管 式冷凝器及套管式

3、冷凝器 等形式。 15.1 冷凝器的种类、构造 15.1.1 水冷式冷凝器 单元 15 蒸气压缩式制冷系统组成 1. 卧式壳管式冷凝器 卧式壳管式冷凝器是一种壳管式换热器，分氨用和氟 利昂用两种，它们在结构上大体相同，只是在局部细节和 金属材料的选用上有所差异。 卧式壳管式冷凝器的壳体是一个由钢板卷制焊接成的 圆柱形筒体，筒体的两端焊有两块圆形的管板，两个管板 钻有许多位置对应的小孔，在每对相对应的小孔中装入一 根管子，管子的两端用胀接法或焊接法紧固在管板的管孔 内，组成了一组换热直管管束。 15.1 冷凝器的种类、构造 单元 15 蒸气压缩式制冷系统组成 卧式壳管式冷凝器水平放置，其结构 如

4、图 15.1所示 。 其两端装有铸铁的端盖，在其内侧面上有经过设计互相配 合的分水筋，冷却水的进出水管接头设在同一侧的端盖上， 冷却水是从下面进入，上面流出，以保证运行时冷凝器中 所有管子始终被冷却水充满，不会在上部存有空气。由于 有分水筋的配合 ,水在管簇中多次往返流动。冷却水每向一 端流动一次称为一个“水程”，国内生产的卧式壳管式冷 凝器的水程数为 4 10个。这样的水路设计可以提高冷却 水的温差，减少用水量。在另一侧的端盖上，上部有一个 放空气的旋塞，供开始运行时放掉水一侧的空气，以免影 响冷却水的流通；下部有一个泄水旋塞，用以长期停止使 用时放尽冷却水，以防止冬季冻裂水管。 15.1

5、冷凝器的种类、构造 单元 15 蒸气压缩式制冷系统组成 卧式壳管式冷凝器的筒体上也设有若干与系统中其他 设备连接的管接头、安全阀和压力表接头， 如图 15.2所示。 放油口设在筒体底部。 制冷剂过热蒸气由筒体顶部的进气口进入冷凝器内的 空间，与水平管的冷表面接触后即在其上凝结为液膜，由 筒体下部的出液管流入贮液器中。正常运行时，筒体下部 只存少量液体，但是对于小型制冷装置，为了简化系统， 有时不单设贮液器，还让冷凝器的筒体底部兼有一定的贮 液作用，此时下部少装几排管子即可。对于氨冷凝器，通 常在筒体下部还焊有一个集污包，以便积存润滑油及机械 杂质。 15.1 冷凝器的种类、构造 单元 15 蒸

6、气压缩式制冷系统组成 卧式壳管式氨冷凝器的传热管通常采用 25 38 mm的无 缝钢管，氟利昂冷凝器可用无缝钢管（ 25 mm以上），也可 用铜管。为了提高氟利昂一侧的凝结放热系数，经常应用 滚压工艺将铜管的外表面压出肋片，肋片的形状很像螺纹， 所以也称螺纹管。 卧式壳管式冷凝器普遍应用于中小型氨制冷系统和氟 利昂制冷系统。 它的优点在于： (1）传热系数高，冷却水耗量小； (2）安装方便，占空间高度小，有利于空间的立体利用 15.1 冷凝器的种类、构造 单元 15 蒸气压缩式制冷系统组成 (3）结构紧凑，运行可靠，操作管理简便。 缺点是： 不易发现制冷剂的泄漏；对冷却水质要求高， 水温要低；

7、冷却水流动阻力比较大；清洗不方便且需要停 止制冷机的运行。 15.1 冷凝器的种类、构造 单元 15 蒸气压缩式制冷系统组成 2. 立式壳管式冷凝器 立式壳管式冷凝器直立安装，只适用于大、中型氨制 冷装置。它的壳体是由钢板卷成圆柱形筒体后焊接而成， 垂直安置，筒体的上下两端各焊一管板，两块管板之间贯 穿相对应的管孔，焊接或胀接有许多根无缝钢管，形成一 个垂直的管簇。管内为水路，冷却水由顶部通过配水箱均 匀地分配到每根钢管内，每根钢管的顶端装有一个具有分 水作用的导流管嘴，冷却水经导流管嘴上的斜槽以螺旋线 状沿管内壁向下流动，这样既可保证所有传热管表面被水 膜覆盖，充分吸收制冷剂放出的热量，提高

8、冷却效率，又 可使冷却水的流量相对减少。吸热后的冷却水汇集于冷凝 15.1 冷凝器的种类、构造 单元 15 蒸气压缩式制冷系统组成 器下面的水池中。氨蒸气从壳体高度的大约三分之二处进 入筒体内钢管之间的空间，与冷却水进行热交换后在传热 管的外表面上呈膜状凝结，凝液沿垂直管壁向下流动至筒 体的底部，由出液管导至高压贮液器。 与卧式冷凝器相似，立式冷凝器的外壳上也设有一些 管接头，使之与系统中的其他设备连接起来：进气管接头 与油分离器连接；出液管和均压管接头与高压贮液器连接； 放油管接头与集油器连接；放空气管接头与放空气器连接。 其他还有安全阀等接头， 如图 15.3所示 。 立式壳管式冷凝器在大

9、中型制冷装置中被广泛采用， 其优点主要是： 15.1 冷凝器的种类、构造 单元 15 蒸气压缩式制冷系统组成 （ 1） 可以安装在室外，节省机房面积；可装在冷却 水塔的下面，简化冷却水系统。 （ 2） 清洗方便，且可以不中断制冷机的正常运行。 （ 3） 对冷却水的水质要求不高，可以适应各种不同 的水源。 它的缺点是： 换热系数较卧式冷凝器小，因立式冷凝 器中的冷却水温升一般只有 2 4 ，对数平均温差一般在 5 6 ，故耗水量较大；体积大，比较笨重；易结水垢， 露天安装时，灰砂易落入，需经常清洗；水泵耗功率高； 制冷剂泄漏不易被发现，等到发现时损失已经很大。 15.1 冷凝器的种类、构造 单元

10、 15 蒸气压缩式制冷系统组成 3. 套管式冷凝器 套管式冷凝器多用于小型氟利昂制冷机组，例如柜式 空调机、恒温恒湿机组等。其构造 如图 15.4所示 。它的外 管通常采用 50 mm的无缝钢管，内管为一根或若干根紫铜 管或低肋铜管。内外管套在一起后再整形成螺旋形、螺旋 管形或长腰形等几种外形结构。 制冷剂的蒸气从上方进入内外管之间的空腔，在内管 外表面上冷凝，液体在外管底部依次下流，从下端流入贮 液器中。冷却水从冷凝器的下方进入，依次经过各排内管 从上部流出，与制冷剂呈逆流方式，故换热效果好。 15.1 冷凝器的种类、构造 单元 15 蒸气压缩式制冷系统组成 套管式冷凝器可以套放在压缩机的周

11、围，节省了压缩 冷凝机组的占地面积。其缺点是单位换热面积的金属消耗 量大，而且当纵向管数较多时，下部的管子充有较多的液 体，使传热面积不能充分利用。另外冷却水流动阻力大， 清洗困难，并需大量连接弯头。因此，这种冷凝器在氨制 冷装置中已很少应用。 15.1 冷凝器的种类、构造 单元 15 蒸气压缩式制冷系统组成 15.1 冷凝器的种类、构造 图 15.1 卧式壳管式冷凝器 单元 15 蒸气压缩式制冷系统组成 15.1 冷凝器的种类、构造 图 15.2 卧式壳管式冷凝器外形及换热管图 单元 15 蒸气压缩式制冷系统组成 15.1 冷凝器的种类、构造 图 15.3 立式壳管式冷凝器 单元 15 蒸气

12、压缩式制冷系统组成 15.1 冷凝器的种类、构造 图 15.4 套管式冷凝器 单元 15 蒸气压缩式制冷系统组成 空气冷却式冷凝器 又称为风冷式冷凝器，是以空气作为 冷却介质，靠空气的温升带走冷凝热量。空气冷却式冷凝器 多为蛇管式，制冷剂蒸气在管内冷凝，空气在管外流过。根 据空气流动方式不同，可分为 自然对流式和强迫对流式 两种。 自然对流空气冷却式冷凝器依靠空气受热后产生的自然 对流，将制冷剂冷凝放出的热量带走。 图 15.5所示为 几种不 同结构形式的自然对流空气冷却式冷凝器，其冷凝管多为铜 管或表面镀铜的钢管，管外通常做有各种形式的肋片。管子 15.1 冷凝器的种类、构造 15.1.2

13、空气冷却式冷凝器 单元 15 蒸气压缩式制冷系统组成 外径一般为 5 8 mm。这种冷凝器的换热系数很小，为 5 10 W/(m2K)，主要用于家用冰箱和微型制冷装置。 图 15.6所示为 强迫对流式冷凝器的结构图。它由几组 蛇形盘管组成，盘管外加肋片，以增大空气侧换热面积， 同时采用通风机加速空气的流动。制冷剂蒸气从上部分配 集管进入每根传热管中，空气以 2 3m/s的流速横向掠过管 束，带走制冷剂的冷凝热，凝液由蛇管留下，汇于液体集 管中，排出冷凝器。 15.1 冷凝器的种类、构造 单元 15 蒸气压缩式制冷系统组成 沿空气流动方向，蛇管的排数与风机形式有关，小型 冷凝器一般为 2 3排，

14、大型冷凝器可以做到 4排。蛇管一 般用直径较小的铜管制成。管外肋片多为套片式，多用厚 0.2 0.3 mm的铜片或铝片制成，肋间距 2 4 mm。每根蛇 管的长度不宜过长，否则后部被液体充满，影响换热效果。 这种冷凝器的传热系数较小，当迎面风速为 2 3 m/s 时，按全部外表面积计算的传热系数为 24 30 W (m2K)。 15.1 冷凝器的种类、构造 单元 15 蒸气压缩式制冷系统组成 与水冷式冷凝器相比较，风冷式冷凝器唯一的优点是 可以不用水而使冷却系统变得十分简单。但其初次投资和 运行费用均高于水冷式。在夏季室外气温比较高（ 30 35 ）时，冷凝温度将高达 50 ，因此风冷式冷凝器

15、只能 应用于氟利昂制冷系统，而且通常是应用于小型装置，用 于供水不便或根本无法供水的场合（如飞机和车辆上，空 气源热泵除外）。不过目前国外由于水资源紧张以及水处 理费用昂贵，已大量采用风冷式冷凝器 ,并用于大型制冷装 置。 15.1 冷凝器的种类、构造 单元 15 蒸气压缩式制冷系统组成 在全年运行的制冷装置中采用风冷式冷凝器，为避免 冬季因气温过低而造成冷凝压力过低，由此造成膨胀阀前 后压差不足而致使蒸发器缺液，可采用减少风量或停止风 机、风机变频等措施弥补。 15.1 冷凝器的种类、构造 单元 15 蒸气压缩式制冷系统组成 15.1 冷凝器的种类、构造 图 15.5 自然对流空气冷却式冷凝

16、器 （ a）线管式；（ b）百叶窗式；（ c）板管式 单元 15 蒸气压缩式制冷系统组成 15.1 冷凝器的种类、构造 图 15.6 空气强迫对流式冷凝器 单元 15 蒸气压缩式制冷系统组成 蒸发式冷凝器是冷凝器和冷却塔的组合体。它是由换 热管组、供水喷淋系统和风机三部分组成。 换热管组是 一个由光管或肋管组成的蛇形管组，每列 蛇形管垂直布置，它们的上端与进气集管相接，下端与出 液集管相连。整个管组安装在一个由型钢或钢板焊制的立 式箱体内。箱体的底部作为贮水的水盘。制冷剂蒸气由上 部的进气集管分配给每一根蛇管，与冷却介质换热后形成 的冷凝液经出液集管流入贮液器中。 15.1 冷凝器的种类、构造

17、 15.1.3 蒸发式冷凝器 单元 15 蒸气压缩式制冷系统组成 供水系统 包括水箱、循环水泵、喷淋器和挡水板以及 水管。水泵将水箱中的冷却水打到管组的上方，经喷嘴喷 淋到管组的表面，使其形成均匀的水膜向下流动，最后落 入箱体底部的水箱中，如此循环往复。挡水板的作用是降 低冷却水随气流的飞散损耗。 风机的作用 是使箱体内的空气自上而下地流经蛇形管 组，并由上方排出，把产生的水蒸气及时排出箱外，加速 喷淋水的蒸发。当空气的温度低于水温时，空气还对水起 到一定的冷却作用。在箱体上部装有挡水板，以减少水量 的吹散损失。 15.1 冷凝器的种类、构造 单元 15 蒸气压缩式制冷系统组成 按空气流动方式

18、，蒸发式冷凝器的风机可分为 吸入式 和压送式 ， 如图 15.7所示。 风机可设在蛇形管组的上部，吸入来自管组下部的空 气，此为吸入式蒸发冷凝器；也可设在盘管下部的侧面， 空气在风机的压送下，从盘管外部流过，此为压送式。吸 入式由于空气均匀地流过冷凝盘管，箱体内保持负压，因 而水的蒸发温度较低，换热效果好。但是风机长期处于高 温和非常潮湿的环境中，寿命缩短。压送式情况正好相反， 风机电动机工作条件好，但空气流过冷凝盘管不太均匀。 我国生产的多为压送式蒸发冷凝器。 15.1 冷凝器的种类、构造 单元 15 蒸气压缩式制冷系统组成 蒸发式冷凝器有两个突出优点： （ 1） 循环水量和耗水量比水冷式冷

19、凝器要少得多， 特别适用于缺水的地区，尤其是当气候干燥时，应用效果 更好。水冷式冷凝器中由冷却水吸收热量，立式壳管式冷 凝器中每千克冷却水只能带走 8 12 kJ的热量，卧式壳管 式冷凝器中，每千克冷却水也只能吸收 25 35 kJ的热量。 蒸发式冷凝器基本上是利用水的汽化吸收气态制冷剂冷凝 过程放出的凝结潜热，水的比潜热约为 2450 kJ，所以理论 上蒸发式冷凝器的耗水量约为水冷式的 1。实际上，由 于水的飞散损失以及排污溢流等原因，其补充水量为水冷 式的 1/50 1/25。 15.1 冷凝器的种类、构造 单元 15 蒸气压缩式制冷系统组成 （ 2） 冷凝温度低。蒸发式冷凝器中制冷剂的冷

20、凝温度直 接与环境的气象参数相关，根据热湿交换完善的程度，冷凝 温度一般比空气的湿球温度高 5 10 。冷凝温度低，对于提 高制冷机的效率，即提高制冷能力和降低耗功率均是有利的 目前国内生产的蒸发式冷凝器尚待解决的问题是防腐蚀 和水质处理。由于设备的表面积大，采用防锈漆防止锈蚀， 使用寿命一般不超过 10年，因此使得折旧成本增大。另外， 由于冷却水在传热管的表面不断蒸发，水中的矿物质完全留 在管子的表面上，水垢层增厚较快，清垢工作相当麻烦，因 此应该使用软水或经过软化处理的冷却水。在结构上，挡水 板上方设预冷管组，可以使进入蛇形管组的蒸气温度有所降 低，有利于减少外表层结垢。 15.1 冷凝器

21、的种类、构造 单元 15 蒸气压缩式制冷系统组成 15.1 冷凝器的种类、构造 图 15.7 蒸发式冷凝器示意图 (a)吸入式； (b)压送式 单元 15 蒸气压缩式制冷系统组成 15.2 蒸发器的种类、构造 蒸发器是制冷系统中的一种吸热设备。低温低压的液 态制冷剂在传热壁的一侧汽化吸热，从而使传热壁另一侧 的介质被冷却。被冷却的通常是水或空气， 为此蒸发器可 分为两大类，即： 1 冷却液体（水或盐水）的蒸发器； 2 冷却空气的蒸发器。 冷却固体物料的接触式蒸发器，如冻结食品的平板冻 结器，在这里不予介绍。 单元 15 蒸气压缩式制冷系统组成 常用冷却液体的蒸发器有两种形式，即 卧式壳管式蒸

22、发器 （制冷剂在管外蒸发的为满液式，制冷剂在管内蒸发 的称干式）和 立管式冷水箱 。 1. 满液式壳管蒸发器 这种蒸发器常用于大型空调用制冷装置中，用来冷却 水或盐水。其工作原理 如图 15.8所示 。由于其传热效果较 好，结构紧凑，占地面积小且易于安装等优点而被广泛采 用，尤其是在空调用的冷水机组中最为适宜。 15.2 蒸发器的种类、构造 15.2.1 冷却液体的蒸发器 单元 15 蒸气压缩式制冷系统组成 满液式蒸发器均为卧式。制冷剂液体在管外与壳体间蒸 发吸热，而被冷却介质（水或盐水）在管内流动放热。 经过膨胀阀降压以后的低温低压液体，从筒体的下部进 入，充满管外空间。由于存液量很大，故属

23、满液式蒸发器。 制冷剂汽化形成的蒸气不断上升至液面，经过顶部的分液包 分离掉蒸气中可能挟带的液滴，干蒸气被压缩机吸回。 水程和卧式壳管式冷凝器一样做成多程式，即在传热管 簇内经端盖往返流动多次，与制冷剂进行充分的热交换。水 的进出口一般也是做在同一侧的端盖上，下进上出。壳体上 留有若干与制冷系统中其他设备连接的管接头。 15.2 蒸发器的种类、构造 单元 15 蒸气压缩式制冷系统组成 氨用蒸发器的传热管一般为 25 mm 25 mm或 32 mm 25 mm的无缝钢管，氟利昂蒸发器一般多用紫铜或 黄铜管，直径在 20 mm以下的，为了增强传热效果，多采 用低肋管。 总的来说，卧式壳管式蒸发器的

24、传热系数要略低于卧 式壳管式冷凝器。 满液式蒸发器中，由于制冷剂气化时会产生气泡，使 液面比不工作时升高，为了避免压缩机吸回未蒸发完的液 体，蒸发器应在筒内上部留有空间。对于氨制冷剂，充液 高度应控制在不超过筒径的 70 80。用氟利昂制冷剂 时，起泡现象更为严重，充液量应控制在 55 65。液 面上裸露的传热管，在蒸发器投入运行后被制冷剂泡沫 15.2 蒸发器的种类、构造 单元 15 蒸气压缩式制冷系统组成 润湿，也能起到很好的换热作用。此外，当用来冷却淡水 时，一般只能冷却到 45 ，以避免冻结的危险。 满液式壳管蒸发器从其结构和工作情况可以看出它 有 以下缺点： （ 1） 制冷剂的充注量

25、较大，成本高。 （ 2） 受静液柱的影响。当蒸发器的直径较大时，由 于液体静压的影响而使得下部制冷剂的蒸发温度升高，无 形中减小了传热温差。 15.2 蒸发器的种类、构造 单元 15 蒸气压缩式制冷系统组成 （ 3） 回油较困难。对于氟利昂制冷剂，由于它们能 和润滑油互相溶解而将油带入蒸发器，在蒸发器中氟利昂 不断汽化后被吸回，而润滑油则很难从蒸发器中返回，因 此在长期运行后蒸发器中会积存较多的含油浓度很高的氟 利昂油溶液，影响蒸发器的传热性能，因此，对于氟利 昂制冷系统，须考虑一定的回油措施。 15.2 蒸发器的种类、构造 单元 15 蒸气压缩式制冷系统组成 2. 干式氟利昂壳管蒸发器 干式

26、氟利昂壳管蒸发器是用来冷却淡水的氟利昂壳管 式蒸发器， 见图 15.9。 在这种蒸发器中，制冷剂液体是在 管内蒸发的，被冷却介质在管外流动。此时液态制冷剂的 充注量很少，为管组内部容积的 35% 40%，而且制冷剂 在气化过程中不存在自由液面，所以称为干式蒸发器。这 里，氟利昂液体是从前端盖的下部分两路进入传热管簇， 往返四个流程，蒸发产生的蒸气由同一端盖的上部引出。 被冷却的水是在管外流动，由壳体上方的一端进入，从另 一端流出。为了提高水流速度以强化传热，在蒸发器的壳 体内横跨管簇装设多块折流板。 15.2 蒸发器的种类、构造 单元 15 蒸气压缩式制冷系统组成 干式蒸发器克服了前述满液式蒸

27、发器的缺点， 主要的 优点有以下几方面： （ 1） 制冷剂的充注量很少，使用成本大为降低，且 不需设贮液器，使机组的重量和体积大为缩小。 （ 2） 由于氟利昂蒸气在管内具有较大的流速，可将 润滑油带回压缩机中。 （ 3） 与满液式壳管蒸发器相比，干式蒸发器的传热 系数也有所提高。 15.2 蒸发器的种类、构造 单元 15 蒸气压缩式制冷系统组成 3. 立管式冷水箱 冷水箱是大型空调制冷站中开式冷冻水系统常用的蒸 发器，整体的管组沉浸于盛满载冷剂（水或盐水）的箱体 （或池、槽）内。制冷剂在管内蒸发，载冷剂在搅拌器的 推动下在箱内流动，以增强传热 （图 15.10） 。应用这种蒸 发器可以将水冷却

28、到接近 0 的温度；当用盐水作为载冷 剂时，可冷却到 -20 -10 ，适用于制冰或食品冷加工。 15.2 蒸发器的种类、构造 单元 15 蒸气压缩式制冷系统组成 冷水箱中的蒸发器管组有立管式和螺旋管式两种。立管 式蒸发器的列管以组为单位，按照不同的容量要求，蒸发器 可由若干组列管组合而成。每一组列管各有上下两根直径较 大的水平集管（一般为 121 4的无缝钢管），上面的称为蒸 气集管，下面的称为液体集管。沿集管的轴向焊接四排直径 较小两头稍有弯曲的立管（一般为 57 3.5），与上下集管接 通；另外顺集管的轴向每隔一定距离焊接一根直径稍大的立 管（一般为 76 4）。上集管用于汇集制冷剂蒸气

29、，经一端 的气液分离器分离掉液体后送往压缩机。分离器通过下液管 与下集管相通，将分离出来的液体重新送回蒸发立管。下集 管的一端用一水平管与集油包相连。 15.2 蒸发器的种类、构造 单元 15 蒸气压缩式制冷系统组成 液态制冷剂由进液管直插到 76立管的下部，经下集管 迅速进入每根立管，并可利用液体流进时的冲力增强氨液 在蒸发管中的循环。立管式蒸发器在工作过程中，细立管 中的蒸发强度很大，产生的蒸气迅速脱离传热面，向上浮 动进入上集管，没有蒸发完的液体从中间的粗立管下降， 如此形成上下的循环对流。 这种蒸发器的传热性能良好，与卧式壳管式蒸发器相 仿。由于水箱中水量大、热稳定性优于壳管式，因此采

30、用 开式冷冻水系统处理空气的空调装置，均优先采用水箱式 蒸发器。 15.2 蒸发器的种类、构造 单元 15 蒸气压缩式制冷系统组成 螺旋管式蒸发器是立管式的一种变型产品。此种蒸发器的 总体结构和液体的流动情况与立管式相似，其不同之处只 是以两排螺旋管代替立管。这种蒸发器也只能用于氨制冷 系统。与立管式相比， 螺旋管式有许多优点，主要是： （ 1）结构紧凑，若蒸发面积相同，螺旋管式的体积 要小得多； （ 2）上下集管上的焊口减少，减少了泄漏的可能， 制造简单，维修也较方便； （ 3）传热系数较立管式有所提高。 15.2 蒸发器的种类、构造 单元 15 蒸气压缩式制冷系统组成 15.2 蒸发器的种

31、类、构造 图 15.8 满液式蒸发器 单元 15 蒸气压缩式制冷系统组成 15.2 蒸发器的种类、构造 图 15.9 干式蒸发器 单元 15 蒸气压缩式制冷系统组成 15.2 蒸发器的种类、构造 图 15.10 立管式蒸发器 单元 15 蒸气压缩式制冷系统组成 冷却空气的蒸发器都是制冷剂在管内蒸发直接冷却空 气，包括 冷却排管和冷风机的蒸发器 两种。 1. 冷却排管 多用于冷库及各种试验用制冷装置中。其特点是制冷 剂在冷却排管内流动并蒸发，管外作为传热介质的被冷却 空气作自然对流。 冷却排管可以用光管、肋片管制成。按管组在室内的 安装位置可分为 墙排管、顶排管和搁架式排管 三种。 15.2 蒸

32、发器的种类、构造 15.2.2 冷却空气的蒸发器 单元 15 蒸气压缩式制冷系统组成 按结构形式，冷却排管也可分为 立管式、蛇管式 两类。 立管式只适用于氨系统，蛇管式对于氨及氟利昂系统都适 用。 立管式墙排管通常用于冷藏库冻结物的冷藏间，靠墙 布置，故称为墙排管。其结构 如图 15.11（ a）所示 。 38 2.5的无缝钢管弯制而成， 如图 15.11（ b）所示 。可以是单排的也可以是双排的，每 排由一根或两根光管或肋管组成。 15.2 蒸发器的种类、构造 单元 15 蒸气压缩式制冷系统组成 蛇管式排管的适用范围较广。蛇管式顶排管重力供液 或氨泵供液均可；单排和双排蛇管式墙排管可用于下进

33、上 出式的氨泵供液系统及重力供液系统，单根蛇管式排管还 可用于氨泵上进下出供液系统和热力膨胀阀供液系统。氟 利昂系统所采用的蛇管式排管通常为单排式。 搁架式排管多用于冷库的生产库房中。它是由许多组 蛇形盘管组合而成，冷冻加工时将食品置于冻盘中，放在 搁架上进行冻结。由于排管与食品近乎直接接触，所以其 传热系数较高，适用于冻结鱼类、家禽等食品。 15.2 蒸发器的种类、构造 单元 15 蒸气压缩式制冷系统组成 2. 冷风机的蒸发器 广泛用于各种空调机组以及冷藏库、低温试验箱用的各 种形式的冷风机。在这种蒸发器中，管外空气是在风机的作 用下受迫流动，与管内的制冷剂进行热交换，使空气冷却， 从而达到

34、降温的目的， 如图 15.12所示 。 氨的冷风机蒸发器用 25 38 mm的无缝钢管制成，管外 绕以厚 1 mm左右的钢肋片，肋距约为 10 mm，下供液，上回 气。氟利昂蒸发器多用 10 18 mm的铜管制成，管外肋片多 为套片式。当蒸发器用于空调时，肋距为 2 4 mm；用于降 温或低温时，其肋距应放大，一般为 4 6 mm，这是因为肋 距太小时，凝结水流动不畅，或很快被积霜堵死，恶化了换 热效果。目前一些房间空调蒸发器的基管也有用 9.52 mm或 7.2 mm的铜管，肋片多用厚 0.12 mm 或 0.15 mm左右的铝片 15.2 蒸发器的种类、构造 单元 15 蒸气压缩式制冷系统

35、组成 采用冷风机时，不用载冷剂，冷损失少，结构紧凑， 易于实现自动化控制。冷风机蒸发器的换热系数也不大， 当迎面风速为 2 3m/s时，其换热系数为 29 35W/(m2K)。 冷风机的蒸发器一般由许多并联的蛇形管组成，在供 液前，应加装分液器和毛细管，保证液态制冷剂能够均匀 地分配给各路蛇形管。分液器保证了流入各路的制冷剂蒸 气含量相同。毛细管内径很小，有较大的流动阻力，从而 保证了制冷剂分配时流量相同。 15.2 蒸发器的种类、构造 单元 15 蒸气压缩式制冷系统组成 15.2 蒸发器的种类、构造 图 15.11 冷却排管结构形式 （ a）立管式；（ b）蛇管式若 单元 15 蒸气压缩式制

36、冷系统组成 15.2 蒸发器的种类、构造 图 15.12 冷风机的蒸发器 单元 15 蒸气压缩式制冷系统组成 15.3 节流机构的种类、构造及工作 原理 节流机构的作用主要是： 对从冷凝器中出来的高压 液体制冷剂进行节流降压；根据系统负荷变化，调整进 入蒸发器的制冷剂液体的数量。 常用的节流机构有手动节流阀、浮球式节流阀、热力 膨胀阀及阻流式膨胀阀 (毛细管 )、热电式膨胀阀等。它们 的基本原理都是使高压液态制冷剂受迫流过一个小过流截 面，产生合适的局部阻力损失 (或沿程损失 )，使制冷剂压 力骤降，同时一部分液态制冷剂汽化，吸收潜热，使节流 后的制冷剂成为低温低压状态。 单元 15 蒸气压缩

37、式制冷系统组成 手动节流阀 又称手动调节阀或膨胀阀，和普通的截止 阀在结构上的不同之处主要是阀芯的结构与阀杆的螺纹形 式。普通截止阀的阀芯为一平头，阀杆为普通螺纹，所以 它只能控制管路的通断和粗略地调节流量，难以调整在一 个适当的过流截面积上以产生恰当的节流作用。节流阀的 阀芯为针形锥体或带缺口的锥体 （图 15.13）， 阀杆为细牙 螺纹，所以当转动手轮时，过流截面积可以较准确、方便 地调整。 15.3 节流机构的种类、构造及工作 原理 15.3.1 手动节流阀 单元 15 蒸气压缩式制冷系统组成 手动节流阀开启度的大小是根据蒸发器负荷的变化而 调节的，通常开启度为手轮的 1/8至 1/4周

38、，不能超过一周。 否则，开启度过大，会失去膨胀作用。因此它不能随蒸发 器热负荷的变动自动适应调节，几乎全凭经验结合系统中 的反应进行手工操作。 目前它只装设于氨制冷装置中。 15.3 节流机构的种类、构造及工作 原理 单元 15 蒸气压缩式制冷系统组成 15.3 节流机构的种类、构造及工作 原理 图 15.13 手动节流阀的阀芯 （ a）针形阀芯；（ b）具有 V形缺口的阀芯 单元 15 蒸气压缩式制冷系统组成 1. 工作原理 浮球节流阀又称浮球调节阀，是一种自动调节的节流 阀。利用一钢制浮球为启闭阀门的动力，靠浮球随液面高 低在浮球室中升降，控制一小阀门开启度的大小变化而自 动调节供液量，同

39、时起节流作用。 当容器内液面降低时，浮球下降，节流孔自行开大， 供液量增加；反之，当容器内液面上升时，浮球上升，节 流孔自行关小，供液量减少。待液面升至规定高度时，节 流孔被关闭，保证容器不会发生超液或缺液的现象。 15.3 节流机构的种类、构造及工作 原理 15.3.2 浮球节流阀 单元 15 蒸气压缩式制冷系统组成 2. 结构形式与安装要求 浮球节流阀是用于具有自由液面的蒸发器、液体分离器 和中间冷却器供液量的自动调节。在氨制冷系统中广泛应用 一种低压浮球阀。按液体在其中流通的方式，分直通式和非 直通式两种， 如图 15.14所示 。直通式的特点是：进入容器的 全部液体制冷剂首先通过阀孔进

40、入浮球室，然后再进入容器。 结构和安装简单，但由于液体的冲击作用引起浮球室的液面 波动大，调节阀的工作不太稳定，而且液体从壳体流入蒸发 器，是依靠静液柱的高度差，因此液体只能供到容器的液面 以下。非直通式的特点是：阀座装在浮球室外，经节流后的 制冷剂不需要通过浮球室而沿管道直接进入容器。因此浮球 室液面较平稳，而且可以供液到蒸发器的任何部位，但结构 与安装均较复杂。 15.3 节流机构的种类、构造及工作 原理 单元 15 蒸气压缩式制冷系统组成 目前我国冷冻机厂生产的浮球节流阀都是非直通式的。 浮球节流阀在安装时要求浮球室的气体平衡管应接在筒身 上，而不应接在液体分离器的吸气管上。液体平衡管不

41、应 接在液体分离器与蒸发器之间的供液管上，也不应接在低 压循环贮液筒的氨泵吸液管上，以免浮球室内液面波动过 大。蒸发器中的液体往往呈气泡沸腾状态，致使气液混合 物的密度显著降低，造成蒸发器中的实际液面要高于浮球 室的液面，因此将浮球节流阀安装到蒸发器上时，最好把 浮球节流阀适当降低一些。浮球节流阀的管路系统中一般 应装置液体过滤器 (采用 250孔 cm2的钢丝网 )，以保证进 入浮球阀内的液体无杂质，避免阀门堵塞。此外还要装设 旁路手动节流阀，以便在浮球节流阀发生故障或清洗过滤 器时仍可继续供液。 15.3 节流机构的种类、构造及工作 原理 单元 15 蒸气压缩式制冷系统组成 15.3 节流

42、机构的种类、构造及工作 原理 图 15.14 浮球节流阀 (a)安装示意图； (b)工作原理图 单元 15 蒸气压缩式制冷系统组成 氟利昂制冷装置中一般都采用热力膨胀阀来调节进入 蒸发器的液态制冷剂的流量，并将液体由冷凝压力节流降 压到蒸发压力。 热力膨胀阀按感应机构动力室中传力零件的结构不同， 可分为薄膜式和波纹管式两种；按使用条件不同，可分为 内平衡式和外平衡式两种。目前常用的小型氟利昂热力膨 胀阀多为薄膜式内平衡热力膨胀阀。 15.3 节流机构的种类、构造及工作 原理 15.3.3 热力膨胀阀 单元 15 蒸气压缩式制冷系统组成 1. 内平衡式热力膨胀阀 胀阀外形图内平衡式热力膨胀阀的外

43、形 如图 15.15所 示。 其结构一般都由阀体、阀座、阀针、调节杆座、调节杆、 弹簧、过滤器、传动杆、感温包、毛细管、气箱盖和感应 薄膜等组成， 如图 15.16所示 。 感温包里灌注氟利昂或其他低沸点的液体，把它紧固 在蒸发器出口的回气管上，用以感受回气的温度变化；毛 细管是用直径很小的铜管制成，其作用是将感温包内由于 温度的变化而造成的压力变化传递到动力室的波纹薄膜上 去。波纹薄膜是由很薄的 (0.1 0.2 mm)合金片冲压而成， 断面呈波浪形，有 2 3 mm的位移变形。 15.3 节流机构的种类、构造及工作 原理 单元 15 蒸气压缩式制冷系统组成 波纹薄膜由于动力室中压力变化而产

44、生的位移通过其 下方的传动杆传递到阀针上，使阀针随着传动杆的上下移 动而一起移动，以控制阀孔的开启度。调节杆在系统调试 运转中，用以调整弹簧的压紧程度来调整膨胀阀的开启过 热度，系统正常工作后不可随意调节且应拧上调节杆座上 的帽罩，以防止制冷剂从填料处泄漏。过滤网安装在膨胀 阀的进液端，防止阀孔堵塞。 15.3 节流机构的种类、构造及工作 原理 单元 15 蒸气压缩式制冷系统组成 工作原理 由图 15.17可知 ，金属波纹薄膜受三种力的作 用：在膜片的上方，感温包中液体 (与其感受到的温度相对 应的 )的饱和压力 P对膜片产生的向下推力 P；在膜片的下 方，受阀座后面与蒸发器相通的低压液体对膜

45、片产生一个 向上的推力 P0(制冷剂的蒸发压力 )；弹簧的张力 W。此外， 还有活动零件之间的摩擦力等因素构成的作用力，因为其 值甚小，在分析时可以忽略不计。 由以上分析可知，当三力处于平衡状态，即满足 P P0+W时，膜片不动，则阀口处于一定的开启度。而当其 中任何一个力发生变化时，就会破坏原有的平衡，则阀口 的开启度也就随之发生变化，直到建立新的平衡为止。 15.3 节流机构的种类、构造及工作 原理 单元 15 蒸气压缩式制冷系统组成 当外界情况改变，如由于供液不足或热负荷增大，引 起蒸发器的回气过热度增大时，则感温包感受到的温度也 升高，饱和压力 P也就增大，因此形成 P P0+W，这样

46、就 会导致膜片下移，使阀口开启度增大，制冷剂的流量也增 大，直至供液量与蒸发量相等时达到另一平衡。反之，若 由于供液过多或热负荷减少，引起蒸发器的回气过热度减 小，感温包感受到的温度也降低，则饱和压力 P也就减小， 因此形成 P P0+W，这样就会导致膜片上移，阀口开启度 减小，制冷剂的供液量也就减少，直至与蒸发器的热负荷 相匹配为此。如此，利用与回气过热度相关的饱和压力 P 的变化来调节阀口的开启度，从而控制制冷剂的流量，实 现自动调节。 15.3 节流机构的种类、构造及工作 原理 单元 15 蒸气压缩式制冷系统组成 另外，调节不同的弹簧张力 W，便能获得使阀口开启 的不同过热度。一般希望蒸

47、发器的过热度维持在 3 5 的 范围内。 15.3 节流机构的种类、构造及工作 原理 单元 15 蒸气压缩式制冷系统组成 2. 外平衡式热力膨胀阀 与内平衡热力膨胀阀在结构上略有不同，其感应薄膜 下部空间与膨胀阀出口互不相通，而是通过一根小口径的 平衡管与蒸发器出口相连， 如图 15.18所示 。即外平衡热力 膨胀阀膜片下部的制冷剂压力不是阀门节流后的蒸发压力， 而是蒸发器出口处的制冷剂压力。这样可以避免蒸发器阻 力损失较大时的影响，把过热度控制在一定的范围内，使 蒸发器传热面积充分利用。 15.3 节流机构的种类、构造及工作 原理 单元 15 蒸气压缩式制冷系统组成 内、外平衡式热力膨胀阀工

48、作原理相同，只是适用的 条件不同。在实际应用中，蒸发器压力损失较小时，一般 使用内平衡式热力膨胀阀，而压力损失较大时 (当膨胀阀出 口至蒸发器出口制冷剂的压力降相应的蒸发温度降低超过 2 3 时 )，应采用外平衡式热力膨胀阀。 15.3 节流机构的种类、构造及工作 原理 单元 15 蒸气压缩式制冷系统组成 3. 安装热力膨胀阀时应注意的问题 （ 1）首先应检查膨胀阀是否完好，特别注意检查感 温动力机构是否泄漏。 （ 2）膨胀阀应正立式安装，不允许倒置。 （ 3）感温包安装在蒸发器的出气管上，紧贴包缠在 水平无积液的管段上，外加隔热材料缠包，或插入吸气管 上的感温套内 (图 15.19)。 （

49、4）当水平回气管直径小于 25 mm时，感温包可扎在 回气管顶部；当水平回气管直径大于 25 mm时，感温包可 扎在回气管下侧 45 处，以防管子底部积油等因素影响感 温包正确感温。 15.3 节流机构的种类、构造及工作 原理 单元 15 蒸气压缩式制冷系统组成 （ 5）外平衡膨胀阀的平衡管一般都安装在感温包后 面 100 mm处的回气管上，并应从管顶部引出，以防润滑油 进入阀内。 （ 6）一个系统中有多个膨胀阀时，外平衡管应接到 各自蒸发器的出口。 15.3 节流机构的种类、构造及工作 原理 单元 15 蒸气压缩式制冷系统组成 4. 热力膨胀阀的调整 热力膨胀阀安装完毕后需要在调试时予以调整

50、，使它 能在规定的工况条件下执行自动调节。所谓调整，就是调 整热力膨胀阀弹簧的压紧程度。拧下底部的帽罩，用扳手 顺旋调节杆，使弹簧压紧而关小阀门，蒸发压力会下降。 反旋调节杆，则蒸发压力上升。 调整热力膨胀阀时，最好在压缩机的吸气截止阀处装 一只压力表，通过观察压力表来判定调节量是否恰当。如 果蒸发器离压缩机甚远，亦可根据回气管的结霜或结露情 况进行判别。在空调用的制冷装置中，蒸发温度一般在 0 15.3 节流机构的种类、构造及工作 原理 单元 15 蒸气压缩式制冷系统组成 以上，回气管处应当结露滴水。但若结露直至压缩机邻近， 则说明阀口过大，应调小一些，如果装了回热热交换器， 回热器的回气管

51、出口处不应结露。相反，如果蒸发器的出 口处不结露，则说明阀口过小，供液不足，应调大一些。 15.3 节流机构的种类、构造及工作 原理 单元 15 蒸气压缩式制冷系统组成 15.3 节流机构的种类、构造及工作 原理 图 15.15 内平衡式热力膨 单元 15 蒸气压缩式制冷系统组成 15.3 节流机构的种类、构造及工作 原理 图 15.16 内平衡式热力膨胀阀的结构 单元 15 蒸气压缩式制冷系统组成 15.3 节流机构的种类、构造及工作 原理 图 15.17 内平衡式热力膨胀阀的工作原理 单元 15 蒸气压缩式制冷系统组成 15.3 节流机构的种类、构造及工作 原理 图 15.18 外平衡式热

52、力膨胀阀 单元 15 蒸气压缩式制冷系统组成 15.3 节流机构的种类、构造及工作 原理 图 15.19 感温包的安装点 单元 15 蒸气压缩式制冷系统组成 热电膨胀阀也称电动膨胀阀。它是利用热敏电阻的作 用来调节蒸发器供液量的节流装置。其基本结构以及与制 冷系统的连接方式 如图 15.20所示 。热敏电阻具有负温度系 数特性，即温度升高，电阻减小。它直接与蒸发器出口的 制冷剂蒸气接触。在电路中，热敏电阻与膨胀阀膜片上的 加热器串联，电热器的电流随热敏电阻值的大小而变化。 当蒸发器出口制冷剂蒸气的过热度增加时，热敏电阻温度 升高，电阻值降低，电加热器的电流增加，膜室内充注的 液体被加热而温度增

53、加，压力升高，推动膜片和阀杆下 15.3 节流机构的种类、构造及工作 原理 15.3.4 热电膨胀阀 单元 15 蒸气压缩式制冷系统组成 移，使阀孔开启或开大。当蒸发器负荷减小，蒸发器出口 蒸气的过热度减小或变成湿蒸气时，热敏电阻被冷却，阀 孔就关小或关闭。这样热电膨胀阀可以控制蒸发器的供液 量，使其与热负荷相适应。 不同用途的热电膨胀阀的感受元件有多种安装方式。 热电膨胀阀具有结构简单，反应速度快的优点。为保证良 好的控制性能，热敏电阻需要定期更换。 15.3 节流机构的种类、构造及工作 原理 单元 15 蒸气压缩式制冷系统组成 15.3 节流机构的种类、构造及工作 原理 图 15.20 热

54、电膨胀阀 单元 15 蒸气压缩式制冷系统组成 在电冰箱、空调器等小型制冷设备中，常用毛细管作为 节流装置，它主要是靠管径和长度的大小来控制液体制冷剂 的流量，以使蒸发器能在适当的状况下工作。目前使用的毛 细管为内径 0.6 2.5 mm的铜管，管长则根据制冷系统的需要 而定，一般长度在 0.5 2.0 m之间。毛细管作为节流装置的 优点是无运动部件，不会磨损，不易泄漏，制造容易，价格 便宜，安装省事。缺点是流量小，不能随时随意进行人为调 整。因此仅适用于运行工况比较稳定的制冷系统。另外，必 须根据设计要求严格控制制冷剂的充加量。 15.3 节流机构的种类、构造及工作 原理 15.3.5 毛细管

55、 单元 15 蒸气压缩式制冷系统组成 由于毛细管内径小，管路长，极易被污垢堵塞，因此， 制冷系统内必须保持清洁、干燥，一般在毛细管入口部分 装设 31 46目 /cm2的过滤器（网）。 当几根毛细管并联使用时，为使流量均匀，最好使用 分液器。分液器要垂直向上安装。 15.3 节流机构的种类、构造及工作 原理 单元 15 蒸气压缩式制冷系统组成 15.4 制冷系统的辅助设备 1. 油分离器 油分离器设置在冷凝器前压缩机的排气管路中，它可 以将压缩机排出的大部分润滑油予以分离并节流。 油分离器的基本工作原理大致相同，都是利用油滴和 制冷剂蒸气的相对密度有很大的差别，借助于降低流速， 使之沉降分离，

56、或者改变流向，借惯性分离，以及离心、 过滤、洗涤等辅助手段达到分油的目的。 15.4.1 润滑油的分离和收集设备 单元 15 蒸气压缩式制冷系统组成 压缩机排气管中的流速为 12 25 m/s，一般油分离器 的直径比排气管的管径大 3 55倍，这样进入油分离器后 的蒸气流速可降低至 8 10倍。 15.4 制冷系统的辅助设备 单元 15 蒸气压缩式制冷系统组成 2. 集油器 集油器的功能是收存从油分离器、冷凝器、贮液器或 蒸发器等设备中分离出来的润滑油，按照一定的放油操作 规程，回收油中混入的制冷剂并降低压力，排出制冷系统。 由于氟利昂和润滑油在温度较高时呈互溶状态，油分离器 中的油直接返回压

57、缩机曲轴箱，不需要设集油器。 15.4 制冷系统的辅助设备 单元 15 蒸气压缩式制冷系统组成 1. 贮液器 贮液器又称贮液筒。按功能和用途分为高压贮液器和 低压贮液器两种。高压贮液器与冷凝器安装在一起，用以 贮存由冷凝器来的高压液体，不至于使液体淹没冷凝器传 热面，并适应工况变动而调节和稳定制冷剂的循环量。其 结构 如图 15.21所示 。 低压贮液器仅在大型氨制冷装置中采用。按作用不同 分为两种：用于蒸发器融霜或制冷设备检修时，贮存系 统的制冷剂液体，又称排液筒；蒸发器为液泵供液时， 用于贮存循环的低压制冷剂液体，又称循环贮液筒。它们 的结构与高压贮液器基本相同。 15.4 制冷系统的辅助

58、设备 15.4.2 制冷剂的贮存和分离设备 单元 15 蒸气压缩式制冷系统组成 2. 气液分离器 这种分离器只在氨系统中使用。按其用途可分为两种。 （ 1） 用于重力供液系统的气液分离器。安装在蒸发 器的附近，是重力供液系统中蒸发器的附属设备。它的作 用是：分离掉膨胀阀后的闪发蒸气，让它直接返回压缩机； 分离掉蒸发器回气中挟带的液滴，防止其返回压缩机而造 成液击。其构造 如图 15.22所示 。这种分离器在安装时应使 其正常液面比蒸发器中的正常液面高 5 20 mm（视分离器 与蒸发器之间管路阻力的大小而定），以保证借助于液体 的静压对蒸发器正常供液。 15.4 制冷系统的辅助设备 单元 15

59、 蒸气压缩式制冷系统组成 （ 2） 装在压缩机房的气液分离器。安装在压缩机的 总回气管上，再一次对回气进行液体分离，以确保压缩机 的安全。这种分离器一般只在特大型制冷机房中设计安装。 它的构造和 图 15.22所示 相同，只是把氨液入口封死不用。 15.4 制冷系统的辅助设备 单元 15 蒸气压缩式制冷系统组成 15.4 制冷系统的辅助设备 图 15.21 高压贮液器 单元 15 蒸气压缩式制冷系统组成 15.4 制冷系统的辅助设备 图 15.22 氨液分离器 单元 15 蒸气压缩式制冷系统组成 15.4 制冷系统的辅助设备 图 15.22 氨液分离器 单元 15 蒸气压缩式制冷系统组成 1.

60、 空气分离器（又称不凝性气体分离器） 空气分离器的作用是将制冷系统中不能在冷凝器中液 化的气体分离掉。这些气体包括装置在安装完毕或检修抽 空后残留的空气或氮气，以及润滑油在高温下少量分解产 生的其他气体。它们聚集在冷凝器和贮液器中，同制冷剂 蒸气混合在一起，在冷凝器中不仅影响传热，而且会使压 缩机的排气压力升高，从而使耗电量增大，因此必须将它 们排出系统。为了减少制冷剂的损失，在排出前通过空气 分离器将制冷剂回收。 15.4 制冷系统的辅助设备 15.4.3 制冷剂的净化设备 单元 15 蒸气压缩式制冷系统组成 2. 过滤器 过滤器的作用是清除制冷剂中的机械杂质，如金属屑、 焊渣、砂粒、氧化皮

61、等，分液用和气用两类。气体过滤器 装在压缩机的吸气管路上或吸气腔内，防止机械杂质进入 压缩机气缸，液体过滤器装设在电磁阀、浮球阀或氨泵的 进液口，用以保护阀口的严密性或氨泵的运转部件。滤网 在拆下底盖后取出清洗或更换。 15.4 制冷系统的辅助设备 单元 15 蒸气压缩式制冷系统组成 3. 氟利昂用干燥过滤器 氟利昂系统中使用的干燥过滤器，集过滤和干燥两种 功能于一体。由于氟利昂和水几乎互不相溶而容易形成 “冰塞”，因此水成为氟利昂系统中的头号大敌，必须予 以清除。在膨胀阀前设置干燥过滤器，利用干燥剂吸收水 分。 干燥过滤器的制冷剂先通过过滤器，截留机械性杂质， 然后通过干燥段吸收水分。干燥段

62、的两端还设有滤网，防 止干燥剂随液体进入系统。 15.4 制冷系统的辅助设备 单元 15 蒸气压缩式制冷系统组成 目前常用的干燥剂为硅胶，其颗粒大小为 3 5 mm。 利用分子筛的吸附作用也可达到干燥剂的脱水作用。 在装设干燥过滤器的部位还需要装有旁通管（加阀）， 因为脱水的过程只需 12 15 min即可完成，时间过久会增 大流动阻力，装设旁通管是便于将干燥过滤器拆下，更换 干燥剂或清洗过滤器。小型氟利昂装置可不设干燥器，只 需在添加制冷剂时使其通过临时的干燥器即可。 15.4 制冷系统的辅助设备 单元 15 蒸气压缩式制冷系统组成 安全设备包括安全阀和制冷剂应急泄放设备。 1. 安全阀 安

63、全阀属于一种定压阀 （图 15.23） 。根据其使用的场 所通过调整弹簧的压紧程度调定其定压值。当压力超高即 自动起跳。 安全阀可装在压缩机上，连通进、排气阀。在冷凝器、 贮液器等设备上也要安装，防止设备压力过高发生爆炸。 15.4 制冷系统的辅助设备 15.4.4 制冷系统的安全设备 单元 15 蒸气压缩式制冷系统组成 安全阀在系统试压时应关闭其下方的截止阀，防止在 试压过程中起跳，试压后注意把截止阀打开。在运行过程 中压力超高而使安全阀起跳后，应将其卸下清洗并重新调 定压力，因为安全阀起跳过后有可能复位不正而造成制冷 剂的泄漏。 15.4 制冷系统的辅助设备 单元 15 蒸气压缩式制冷系统

64、组成 2. 易熔塞 小型氟利昂制冷系统中，常用易熔塞替代安全阀的功 能，它是氟利昂制冷装置中的应急泄放设备。易熔塞中低 熔点合金的熔化温度一般在 75 以下，一旦压力容器内压 力骤然升高，温度随之升高，易熔合金受热熔化，容器中 的制冷剂即排入大气，从而保护人身及设备安全。易熔合 金融化后，应重新浇铸或更新，并经容器试漏后才能使用。 15.4 制冷系统的辅助设备 单元 15 蒸气压缩式制冷系统组成 3. 紧急泄氨器 紧急泄氨器为氨制冷装置在遇火险时的应急泄放设备。 它的构造简单，外壳为管径较粗的无缝钢管，进氨液管为 DN25或 DN32。液管的下端管壁上有许多小孔，泄氨时氨 液从小孔流出，与来自

65、进水管的水迅速融合，然后经下端 的排液口排入下水道。 泄氨器的进液管与制冷系统中所有存有大量氨液的设 备（如高压贮液器、满液式蒸发器等）连接，平时用截止 阀关断。 15.4 制冷系统的辅助设备 单元 15 蒸气压缩式制冷系统组成 15.4 制冷系统的辅助设备 图 15.23 安全阀 单元 15 蒸气压缩式制冷系统组成 在蒸气压缩式制冷系统中，根据向蒸发器供液的方式 不同，可分为 直接供液、重力供液、液泵供液 三种。 1直接供液方式 直接供液是指制冷剂液体通过膨胀阀直接向蒸发器供 液，而不经过其他设备，又称直接膨胀供液系统， 如图 15.24所示 。这种供液方式的特点是： 15.5 氨制冷系统的

66、典型流程 15.5.1 制冷系统的供液方式 单元 15 蒸气压缩式制冷系统组成 （ 1） 经过节流膨胀后的制冷剂，处于气液两相混合 状态，在多路蒸发器管路中，不能按设计要求均匀分配， 有的蒸发器供液量多，使压缩机容易发生液击事故，而有 的压缩机供液量少，蒸发器不能充分发挥其传热面积的功 效，达不到应有的制冷效果。因此，直接供液方式宜在单 一节流装置控制单一蒸发回路条件下采用，不宜向多组并 联的蒸发器供液，若要向多路蒸发回路供液，必须在节流 阀后设分液器，使供液均匀。 15.5 氨制冷系统的典型流程 单元 15 蒸气压缩式制冷系统组成 （ 2） 高压制冷剂液体，经节流膨胀后，产生大量闪 发气体，这些气体进入蒸发器不仅没有制冷，而且还会使 蒸发器的传热效果变差。 （ 3） 直接供液方式蒸发器通常为单一通道，蒸发器 盘管的长度受到限制，不能太长，否则沿程阻力引起的蒸 发器内压力降太大，会影响蒸发器的正常工作。 （ 4） 为了简化制冷装置，便于操作管理，直接供液 系统一般采用压缩冷凝机组为宜。 15.5 氨制冷系统的典型流程 单元 15 蒸气压缩式制冷系统组成 目前直接供液方式主要适用于氟利昂