第十節(jié)制冷系統(tǒng)輔助設備

1、制冷原理與設備制冷原理與設備 第10節(jié) 制冷系統(tǒng)輔助設備 第10節(jié) 制冷系統(tǒng)輔助設備 l完整的蒸汽壓縮式制冷系統(tǒng)中，除壓縮機、冷凝器、 膨脹閥和蒸發(fā)器四個主件外，為了保證系統(tǒng)正常、經(jīng) 濟和安全的運行，還需設置一定數(shù)量的其它輔助設備。 輔助設備的種類很多，按照它們的作用，基本上可以 分為兩大類： l (1)維持制冷循環(huán)正常工作的設備，如兩級壓縮的中間冷卻 器等； l (2)改善運行指標及運行條件的設備，如油分離器、集油器、 氨液分離器、空氣分離器以及各種貯液桶(或器)等。 l在制冷系統(tǒng)中還配有用以調(diào)節(jié)、控制與保證安全運行 所需的器件、儀表和連接管道的附件等。 概概 述述 第10節(jié) 制冷系統(tǒng)輔助設

2、備 l10.1 制冷系統(tǒng)流程框圖 l10.1.1 熱泵型冷水機組 l熱泵型冷水機組又稱為冷暖型冷水機組，多 用于風冷式機組和小型空調(diào)機組 l冷暖型機組可在夏季向空調(diào)系統(tǒng)提供冷凍水源， 而在冬季可向空調(diào)系統(tǒng)提供空調(diào)熱水水源，或直 接向室內(nèi)提供冷風和熱風 。 l制冷回路流程 l制熱回路流程 第10節(jié) 制冷系統(tǒng)輔助設備 1風扇 2翅片式換熱器 3套管式換熱器 4水泵 5膨脹閥 6視鏡 7干燥過濾器 8貯液罐 9氣液分離器 10壓縮機 11四通換向閥 12單向閥 1 13單向閥2 14單向閥3 15單向閥4 16低壓接口 17高壓接 口 熱泵型風冷式冷水機組原理圖 第10節(jié) 制冷系統(tǒng)輔助設備 l10.

3、1.2 小型冷庫 水冷式小型氟利昂冷庫制冷系統(tǒng)流程圖 1蒸發(fā)器 2分液頭 3熱力膨脹閥 4低壓表 5壓力 控制器 6壓縮機 7高壓表 8油分離器 9熱氣沖霜管 10截止閥 11冷卻塔 12 冷卻水泵 13冷卻水量調(diào)節(jié)閥 14冷凝器 15干燥過濾器 16回熱器 17電磁閥 第10節(jié) 制冷系統(tǒng)輔助設備 分液頭 使制冷劑均勻地分配到蒸發(fā)器的各路管組中。 壓力控制器 壓縮機工作時的安全保護控制裝置。 油分離器 把潤滑油分離出來，并返回到曲軸箱去。 熱氣沖霜管 定期加熱蒸發(fā)器而除霜。 冷卻塔 利用空氣使冷卻水降溫，循環(huán)使用，節(jié)約用水。 冷卻水泵 冷卻水循環(huán)的輸送設備 干燥過濾器 除去冷凝器中的水份和雜質(zhì)

4、，防止膨脹閥冰堵或堵塞。 回熱器 過冷液體制冷劑，提高低壓蒸汽溫度，消除壓縮機的液擊。 電磁閥 壓縮機停機后自動切斷輸液管路，起保護壓縮機的作用。 10.1.2 小型冷庫小型冷庫 第10節(jié) 制冷系統(tǒng)輔助設備 l10.2 中間冷卻器 l10.2.1中間冷卻器的作用 l中間冷卻器是用以冷卻兩個壓縮級之間被壓縮的氣 體或蒸氣的設備。制冷系統(tǒng)的中間冷卻器能降低低 壓級壓縮機的排氣溫度（即高壓級的吸氣溫度）， 以避免高壓級壓縮機的排氣溫度過高；還能使進入 蒸發(fā)器的制冷劑液得到過冷，減少管中的閃發(fā)氣體， 從而提高壓縮機的制冷能力。它應用在氟利昂或氨 的雙級或多級壓縮制冷系統(tǒng)中，連接在低壓級的排 氣管和高壓

5、級的吸氣管之間。 第10節(jié) 制冷系統(tǒng)輔助設備 l10.2.2 氨用中間冷卻器 l中間冷卻器系用以裝置在雙級 氨制冷裝置的低壓和高壓缸之 間，使由低壓缸排出的熱氣在 經(jīng)過本器時達到冷卻的目的。 同時使自貯氨器流經(jīng)本器中盤 管的氨液過冷以增加制冷效應。 l中間冷卻器操作注意下列事項： l中間冷卻器內(nèi)氣體流速一般為 0.50.8m/s。 l蛇形盤管內(nèi)氨液流速一般為 0.40.7m/s，其出口氨液溫度 比進口低35。 l中間冷卻器的中間壓力一般在 0.3MPa（表壓）左右，不宜超 過0.4MPa（表壓）。 l高壓級的吸氣過熱度，即吸氣 溫度比中間冷卻器的中間溫度 高24 第10節(jié) 制冷系統(tǒng)輔助設備 l

6、10.2.3 氟用中間冷卻器 l氟利昂制冷系統(tǒng)在雙級壓 縮時大都采用一次節(jié)流中 間不完全冷卻循環(huán)，低壓 級排出的高溫氣體在管道 中間與中間冷卻器蒸發(fā)汽 化的低溫飽和氣體混合后 再被高壓級吸入高壓機。 l高壓液體經(jīng)膨脹閥降壓節(jié) 流后，進入中間冷卻器， 吸收了蛇形盤管及中間冷 卻器器壁的熱量而汽化， 通過出氣管進入低壓級與 高壓級連結的管道里與低 壓級排出的高溫氣體混合， 達到冷卻低壓排氣的效果 。 氟用中間冷卻器氟用中間冷卻器 第10節(jié) 制冷系統(tǒng)輔助設備 l10.3 分離與貯存設備 l10.3.1 氣液分離器 l制冷系統(tǒng)中的氣液分離設備，用 于重力供液系統(tǒng)中，如氨液分離 器，將蒸發(fā)器出來的蒸氣中

7、的液 滴分離掉，以提高壓縮機運轉(zhuǎn)的 安全性；它也用在貯液器后面， 用來分離因節(jié)流降壓而產(chǎn)生的閃 發(fā)氣體，不讓它進入蒸發(fā)器，以 提高蒸發(fā)器工作效率 l分離原理主要利用氣體和液體的 密度不同，通過擴大管路通徑減 小速度以及改變速度的方向，使 氣體和液體分離 l氣液分離器有立式和臥式兩種 l正常工作時，其進氣閥、回氣閥、 供液閥、出液閥、浮球的均壓閥、 壓力表閥都是常開的 第10節(jié) 制冷系統(tǒng)輔助設備 l10.3.2 貯液器 l1高壓貯液器 高 壓貯液器一般位于 冷凝器之后，作用 是： 1）貯存冷凝器流出的制冷 劑液體，使冷凝器的傳熱 面積充分發(fā)揮作用； 2）保證供應和調(diào)節(jié)制冷系 統(tǒng)中有關設備需要的制

8、冷 劑液體循環(huán)量； 3）起到液封作用，即防止 高壓制冷劑蒸氣竄至低壓 系統(tǒng)管路中去。 高壓貯液器 a）氨貯液器 b）氟利昂貯液器 1壓力表閥 2出液管 3安全閥 4放空氣管 5放油管接頭 6平衡管 7進液管 第10節(jié) 制冷系統(tǒng)輔助設備 2低壓貯液器低壓貯液器 根據(jù)用途的不同可分為低壓貯 液器和排液桶等。低壓貯液器 與排液桶屬低溫設備，筒體外 應設置保溫層 排液桶的作用是貯存熱氨融霜時由被融 霜的蒸發(fā)器如冷風機或冷卻排管內(nèi)排出 的氨液，并分離氨液中的潤滑油。一般 布置于設備間靠近冷庫的一側(cè) ,更重要 的作用是對融霜后的排液進行氣、液分 離和沉淀潤滑油 1加壓管 2平衡管 3壓力表 4安全閥 5出

9、液管 6進液管 7放油管 第10節(jié) 制冷系統(tǒng)輔助設備 l10.3.3 油分離器 l工作的基本原理如下： l1）利用油的重度與制冷 劑氣體重度的不同，進行 沉降分離。 l2）利用擴大通道截面降 低氣體流速（一般約在 0.81m/s），造成輕與 重的物質(zhì)易分離。 l3）迫使氣體流動方向改 變，使重的油與輕的氣進 行分離。 l4）氣體流動撞擊器壁， 由于粘度不同、質(zhì)量不同 產(chǎn)生的反向速度也不同， 促使油的沉降分離。 l1洗滌式油分離器 第10節(jié) 制冷系統(tǒng)輔助設備 l2過濾式或填料式油分離器 l通常用于小型氟里昂制冷系統(tǒng)中 過濾式或填料式油分離器 第10節(jié) 制冷系統(tǒng)輔助設備 l3離心式油分離器 l在筒

10、體上部設置有螺旋狀導 向葉片，進氣從筒體上部沿 切線方向進入后，順導向葉 片自上而下作螺旋狀流動， 在離心力的作用下，進氣中 的油滴被分離出來，沿筒體 內(nèi)壁流下，制冷劑蒸汽由筒 體中央的中心管經(jīng)三層篩板 過濾后從筒體頂部排出。筒 體中部設有傾斜擋板，將高 速旋轉(zhuǎn)的氣流與貯油室隔開， 同時也能使分離出來的油沿 擋板流到下部貯油室。貯油 室積存的油可通過筒體下部 的浮球閥裝置自動返回壓縮 機，也可采用手動方式回油 第10節(jié) 制冷系統(tǒng)輔助設備 l10.4 制冷劑凈化與安全設備 l10.4.1 干燥器、過濾器和干燥過濾器 l1干燥器 l2過濾器 l3干燥過濾器 l常用的有過濾器和干燥過濾器兩種 干燥過

11、濾器 a) 直角式 b) 直通式 第10節(jié) 制冷系統(tǒng)輔助設備 干燥劑 濾 網(wǎng) 干燥過濾器 第10節(jié) 制冷系統(tǒng)輔助設備 10.4.2 空氣分離器空氣分離器 制冷系統(tǒng)中進入空氣的原因有： 1）制冷系統(tǒng)在投產(chǎn)前或大修后，因未徹底清除空氣故空氣存在制冷系統(tǒng)中。 2）日常維修時，局部管道、設備未經(jīng)抽真空，就投入工作。 3）系統(tǒng)充氨、充氟、加油時帶入空氣。 4）當?shù)蛪合到y(tǒng)在負壓下工作時，通過密封不嚴密處竄入空氣。 系統(tǒng)中有空氣帶來的害處是： 1）導致冷凝壓力升高。在有空氣的冷凝器中，空氣占據(jù)了一定的體積，且具有一定的壓力，而制冷劑也具有一 定的壓力。根據(jù)道爾頓定律：一個容器（設備）內(nèi)，氣體總壓力等于各氣體

12、分壓力之和。所以在冷凝器中，總壓力為 空氣和制冷劑壓力之和。冷凝器中空氣越多，其分壓力也就越大，冷凝器總壓力自然升高。 2）由于空氣的存在，冷凝器傳熱面上形成的氣體層，起到了增加熱阻的作用，從而降低了冷凝器的傳熱效率。 同時，由于空氣進入系統(tǒng)，使系統(tǒng)含水量增加，而腐蝕管道和設備。 3）由于空氣存在，冷凝壓力的升高，會導致制冷機產(chǎn)冷量下降和耗電量增加。 4）如有空氣存在，在排氣溫度較高的情況下，遇油類蒸氣，容易發(fā)生意外事故。 第10節(jié) 制冷系統(tǒng)輔助設備 空氣分離器有多種形式，下圖為氨系統(tǒng)以往常用的臥式不凝性氣體分離器 稱四套管式空氣分離器。它安裝在殼管式冷凝器的上方，也可單獨安裝 四套管式空氣分

13、離器 第10節(jié) 制冷系統(tǒng)輔助設備 第10節(jié) 制冷系統(tǒng)輔助設備 常用的立式空氣分離器， 它與臥式相比其是操作 簡單，并能實現(xiàn)自動控 制。它由貯液筒供給液 氨，在盤管中蒸發(fā)吸熱， 使容器溫度下降，來自 冷凝器和高壓貯液筒的 混合氣體在分離器內(nèi)被 冷卻，制冷劑蒸氣被冷 凝成液體，可從下部排 出，不凝性氣體集中于 分離器上部，經(jīng)放氣口 排出。 立式空氣分離器 第10節(jié) 制冷系統(tǒng)輔助設備 10.4.3 集油器 集油器也稱放油器，只 用于氨制冷系統(tǒng)中。其 作用是存放從油分離器、 冷凝器、貯液器、中間 冷卻器或蒸發(fā)器中分離 出來的潤滑油，并遵照 一定的放油操作規(guī)程把 制冷系統(tǒng)中的積油在低 壓狀態(tài)下放出系統(tǒng)，

14、這 樣既安全，又減少了制 冷劑的損失。 第10節(jié) 制冷系統(tǒng)輔助設備 10.4.4 緊急泄氨器 緊急泄氨器設置在氨制冷系統(tǒng)的高壓貯液器、蒸發(fā)器等貯氨量較大的設 備附近。其作用是當發(fā)生重大事故或出現(xiàn)嚴重自然災害，又無法挽救情 況下，通過緊急泄氨器將制冷系統(tǒng)中的氨液與水混合后迅速排入下水道， 以保護人員和設備的安全 第10節(jié) 制冷系統(tǒng)輔助設備 l10.5 制冷裝置用壓力容器 l10.5.1 分類 l1. 壓力容器基本概念根據(jù)容規(guī)的 規(guī)定，同時具備下列者為壓力容器： l1）最高工作壓力大于等于0.1MPa（不 含液體靜壓力）； l2）內(nèi)直徑（非圓形截面指其最大尺寸） 大于等于0.15m，且容積V大于等

15、于 0.025m3； l3）盛裝介質(zhì)為氣體、液化氣體或最高 工作溫度高于等于標準沸點的液體。 第10節(jié) 制冷系統(tǒng)輔助設備 l壓力容器的壓力等級 l1）低壓（代號L）：0.1MPaP1.6MPa。 l2）中壓（代號M）：1.6MPaP10MPa。 l3）高壓（代號H）：10MPaP100MPa。 l4）超高壓（代號U）：p100MPa。 第10節(jié) 制冷系統(tǒng)輔助設備 l3壓力容器的品種 l1）反應壓力容器（代號R） l2）換熱壓力容器（代號E） l3）分離壓力容器（代號S） l4）儲存壓力容器（代號C，其中球罐代號為B） 第10節(jié) 制冷系統(tǒng)輔助設備 l4壓力容器的分類管理 l（1）第三類壓力容器

16、l1）高壓容器。 l2）毒性程度為極度和高度危害介質(zhì)的中壓容器。 l3）易燃或毒性程度為中度危害介質(zhì)，且pV乘積大于等于10MPam3的中 壓儲存容器。 l4）易燃或毒性程度為中度危害介質(zhì)，且pV乘積大于等于0.5MPam3的中 壓反應容器。 l5）毒性程度為極度和高度危害介質(zhì)，且pV乘積大于等于0.2MPam3的低 壓容器。 l6）高壓、中壓管殼式余熱鍋爐。 l7）中壓搪玻璃壓力容器。 l8）使用強度級別較高（指相應標準中抗拉強度規(guī)定值下限大于等于 540MPa）的材料制造的壓力容器。 l9）移動式壓力容器，包括鐵路罐車、罐式汽車和罐式集裝箱等。 l10）容積大于等于50m3的球形儲罐。 l

17、11）容積大于5m3的低溫液體儲存容器。 第10節(jié) 制冷系統(tǒng)輔助設備 l（2）第二類壓力容器： l1）中壓容器（已有規(guī)定的除外）。 l2）毒性程度為極度和調(diào)度危害介質(zhì)的低壓容器。 l3）易燃介質(zhì)或毒性程度為中度危害介質(zhì)的低壓反應 器和低壓儲存容器。 l4）低壓管殼式余熱鍋爐。 l5）低壓搪玻璃壓力容器。 l（3）第一類壓力容器 l低壓容器（已有規(guī)定的除外） 第10節(jié) 制冷系統(tǒng)輔助設備 l5制冷裝置用壓力容器 l以液化氣體為制冷劑、設計壓力不高于4.0MPa、 設計溫度為19200（最低蒸發(fā)溫度50） 的制冷裝置中承受制冷劑壓力的容器稱為制冷裝置 用壓力容器. l依據(jù)設計壓力、使用制冷劑的不同，

18、制冷裝置用壓 力容器中一、二、三類壓力容器均有。 第10節(jié) 制冷系統(tǒng)輔助設備 l10.5.2 結構合理性 l制冷裝置用壓力容器是指鋼制的內(nèi)部或外部可承受氣體或液體壓力，并對安全性有較高要 求的密閉容器。 l制冷裝置用壓力容器的壁厚與容器的內(nèi)徑、設計壓力、材料、焊接形式、介質(zhì)的腐蝕性等 設計參數(shù)有關。 l制冷裝置用壓力容器中間部分多為圓柱形，稱之為筒體，兩端為封頭，筒體和封頭上有接 管、法蘭、支座等零部件。制冷裝置用壓力容器的封頭形狀有平板形封頭、碟形封頭、橢 圓形封頭、球形封頭。 l從密封安全性的角度考慮，制冷裝置用壓力容器的連接結構應盡量采用焊接結構，可拆連 接結構多采用法蘭聯(lián)接。 l在換熱器選型時，考慮的因素是很多的，如材料、腐蝕、壓力、溫度差、壓力降、結垢、 強度及結構的可靠性、流體的狀態(tài)、應用方式和檢修等。 l10.5.3 管理規(guī)定 l1