制冷装置自动化考试必过总结

第一章调节系统的基本原理与调节对象特性

1、自动调节设备一般由发信器、调节器和执行器三部分组成。

发信器（感受元件）：把被调参数（房间内空气温度）成比例地转变为其他物理量信号（如电阻、电压、电流等）的元件或仪表，如热电阻、热电偶等。

调节器：将发信器送来的信号与给定值进行比较，根据偏差大小，按照调节器预定的调节规律输出调节信号。

执行器：是由执行机构和调节机关组成的。调节机关一般为调节阀，它根据调节器送来的调节信号大小改变调节阀的开度，调节热水流量，对调节对象施加调节作用，使被调参数（房间空气温度）保持在给定值。

2、反馈：通过发信器将调节系统的输出信号引回调节系统输入端的方式。

负反馈：反馈信号使被调参数变化减小。负反馈信号z旁有一负号，给定值信号r为正号，故偏差信号是e=r-z。

正反馈：反馈信号使被调参数变化增大。正反馈信号z旁有一正号，给定值信号r为正号，故偏差信号是e=r+z。

在自动调节系统中都采用负反馈。

3、调节系统分类。。。。。。（判断）

反馈调节系统按给定值的变化规律不同可分为：

1、定值调节系统给定值为一确定的数值。

2、程序控制系统给定值事先不确定，取决于系统以外的某一进行着的过程，并要求系统的输出量跟着给定值变化。如舒适性空调中，为了节约能量和达到舒适的目的，室温设定值随着室外温度的变化而变化。

3、自适应控制能连续自动地测量对象的动态特性，把它们和希望的动态特性比较，并利用差值以改变系统的可调参数，或产生一个控制信号，从而保证不论环境如何变化，被控参数性能都是最佳的。

4、（d）衰减振荡图最理想。。。。。。（选择）

5、调节过程不允许衰减率?<0即不允许扩散增幅振荡；对于?=0的等幅振荡，只要其振幅在给定范围内，也能采用。

6、衰减比为被调参数在过渡过程中第一个波峰值与第三个波峰值之比；被调参数在过渡过程中，第一个最大峰值超出新稳态y(∞)的量，称为最大超调量Mp，常称动态偏差。设计调节系统时，必须对此作出限制性规定，Mp大，则品质差；静态偏差y(∞)也称残余偏差或稳态偏差，它表示调节系统受干扰后，达到新的平衡时，被调参数的新稳态值与给定值之差。

7、调节对象特性包括静态特性和动态特性两部分，常用迟延τ，时间常数T和放大系数K 来综合表示。。。。。。。（选择）

迟延由两部分组成，一部分叫纯迟延τ0 （或称传递迟延）；另一部分叫容积迟延τc ，总迟延τ=τ0 + τc 。

由于调节作用施加到对象，被调参数变化由发信器感受到，中间有一段传递距离，故需要有一定的时间，这段时间称之为纯迟延。

这种由于存在中间容积而产生的迟延称为容积迟延，用符号τc 表示。

第二章 调节器和调节系统的调节过程

1、双位调节器工作原理：所谓双位调节器，是当调节器的输入信号发生变化后，调节器的输出信号只有两个值，即最大输出信号和最小输出信号。通常仅仅是“开”和“关”。 双位调节器及调节过程的特点为：（l ）结构简单。（2）输出信号迅速突变，它只能停留在“全开”和“全关”或“最大”和“最小”两个位置上，不能连续停留在中间位置，属于非线性调节器。 （3）调节器都有一定的差动范围，改变差动范围可以调节被调参数的波动范围。（4）双位调节过程是周期性的、不衰减的脉动过程，被调参数在其波动范围内，按对象本身的飞升曲线规律变化。（5）调节对象的时间常数T 愈小，迟延τ愈大，则特性比τ/T 愈大，被调参数的波动范围y 波动也愈大。一般τ/T 值小于0.3，才适于选用双位调节器。

2、比例带（输出e/输入p ）是指调节器输入的变化与相应输出变化的百分数。

%100)/

(min

max min max ?-?-=P P P Z Z e

δ

例：一只电动比例温度调节器，温度刻度范围是50～100℃，电动调节器输出是0～10mA ，

当指示指针从70℃移到80℃时，调节相应的输出电流从3mA 变化到8mA ，其比例带为%40%100)0

1038/501007080(=?----=δ 当温度变化全量程的40%时，调节器的输出从0mA 变化到10mA ，在这个范围内，温度的变化e 和调节器的输出变化ΔP 是成比例的。

比例带δ与放大倍数K P 成反比。比例带δ越小，因此比例带δ和放大倍数K P 一样，都是表示一个比例调节器的控制作用强弱的参数。

该系统不可能是没有偏差的系统，调节过程最终存在

静态偏差。

3、积分调节器的调节规律是输出的变化速率与输

入成正比，调节过程最终不存在静态偏差。

优点是可以消除静态偏差，但缺点是易使调节过程

出现过调现象，从而引起被调量振荡。

积分调节器输出执行器的动作速度及方向只决定于

输入偏差的大小及正负，与偏差变化速度的大小及方向无关。积分调节器适用于：迟延小，时间常数小而反应迅速、自平衡能力较大、负荷变化又小又慢的调节系统中。

4、理想微分调节器的输出信号与输入信号变化速度成正比。这种超前和加强的调节作用，使被调参数的动态偏差大为减小。微分调节器存在不灵敏区，被调参数可以停留在任何一个数值上，但微分调节器是不能单独应用的。

5、比例积分调节器兼有比例调节器和积分调节器的优点：既有比例调节器反应迅速，亦即输出信号瞬即反应输入信号，又有积分调节器可以消除静态偏差的优点。

积分时间对过渡过程的影响具有两重性：积分时间T i越小，积分特性曲线的斜率越大，即积分作用越强，一方面克服静差的能力增强；但另一方面会使过程振荡加剧，稳定性降低。积分时间越短，振荡倾向越强烈，甚至会成为不稳定的发散振荡。积分时间T i越大，表示积分作用越弱。若积分时间为无穷大，积分作用很弱，则表示没有积分作用，就成为纯比例调节器。

6、比例积分微分调节器PID调节器中，主要靠比例作用避免过分振荡，靠积分作用消除静态偏差，靠微分作用在调节过程中起加强调节的作用，并减小动态偏差。一般用于对象时间常数大、容积迟延大、负荷变化又大又快的场合。

对于一台实际的比例积分微分调节器，如果把微分时间调到零，就成为一台比例积分调节器；如果把积分时间放到最大，就成为一台比例微分调节器；如果把微分时间调到零，同时把积分时间放到最大，就成为一台纯比例调节器了。

7、。。。（大题）直通调节阀的流量特性

调节阀的流量特性系指介质流过阀门的相对流量与阀门的相对开度之间的关系。

1、理想流量特性：调节阀在前后压差一定的情况下得到的流量特性，称为理想流量特性。（1）线性流量特性

线性流量特性是指调节阀的相对流量变化与相对开度变化成比例，线性流量特性的单位行程变化所引起的流量变化是相等的。因此，当系统在大负荷时，线性流量特性调节阀容易处于大流量时，调节作用不灵敏，而当系统在小负荷，即阀处于小流量时，调节作用过度而容易引起调节系统振荡。

（2）等百分比特性流量调节阀单位行程变化所引起的流量变化是不等的。行程小时，流量变化小；行程大时，流量变化大。等百分比特性调节阀的放大系数随行程的增大而递增，在小开度时，相对流量变化小，工作缓和平稳，易于控制；而大开度时，相对流量变化大，工作灵敏度高，有利于控制系统的工作稳定。

⑶抛物线流量特性抛物线流量特性的调节阀的相对流量与相对开度的二次方成比例关系

⑷快开特性调节阀在开度较小时就有较大流量，随开度的增大，流量很快就达到最大。

2、工作流量特性：指调节阀在前后压差随负荷变化的工作条件下，它的相对流量与相对开度之间的关系。

⑴串联管道时调节阀的工作流量特性

串联管道系统的阻力与通过管道的介质流量成平方关系。当系统总压差为一定时，调节阀一旦动作，随着流量的增大，串联设备和管道的阻力亦增大，这就使调节阀上压差减小，结果引起流量特性的改变，理想流量特性变为工作流量特性。

显然，随着串联阻力的增大，S值减小，则q100会减小，这时阀的实际流量特性偏离理想流量特性也就越严重。

由下图可见：当S＝1时，理想流量特性与工作流量特性一致；随着S值的降低，q100逐渐减小，实际可调比R减小，直线特性调节阀趋于快开特性阀，等百分比特性阀趋于直线特性阀，这就使得调节阀在小开度时控制不稳定，大开度时控制迟缓，严重影响控制系统的调节质量。在实际使用时，对S值要严加限制，一般希望不低于0.3～0.5。

第3章制冷装置的自动调节

1、毛细管是利用制冷剂在细长管内流动的阻力而实现节流效应的。

制冷剂在毛细管出口处的状态与背压（即蒸发器压力）有关。一定尺寸的毛细管，在入口制冷剂状态一定的条件下，存在一个对应的临界出口状态（p c，t c）。当背压高于临界压力时，制冷剂在毛细管出口处的压力等于蒸发压力，且随着蒸发压力的降低而降低，直到背压等于临界压力，毛细管出口达到临界状态。背压继续下降，低于临界压力时，毛细管出口处制冷剂仍维持临界状态，不随蒸发压力的改变而改变，即出口压力等于临界压力，然后在蒸发器中自由膨胀到蒸发压力。（1）毛细管对流量变化有自补偿能力，只适应工况变化不大时对流量作微小调整；（2）压缩机停机时，系统高低压侧贯通，压力很快平衡，因而配用低启动转矩的廉价电动机。它不允许带压差启动，所以要避免刚停机又立即启动装置，否则将影响电动机的寿命，甚至烧毁电动机。

2、热力膨胀阀：用于干式蒸发器的供液量调节，主要是根据蒸发器出口过热度与设定的静态过热度之偏差，成比例地调节制冷剂流量。热力膨胀阀是将发信器、调节器和执行器做成一体的“比例型“流量调节装置。

热力膨胀阀的选配（1）相同开度下阀前后的压力差影响制冷剂流经阀的流速乃至流量。（2）随着蒸发温度的降低，阀容量变小。（3）阀前液体过冷度影响到节流后的两相制冷剂的干度，对阀的流量系数产生影响。阀容量随阀前液体过冷度增大而增大。

3、电子膨胀阀按阀的结构形式主要有三类：热动式、电磁式和电动式。

4、恒压阀与主阀配合使用，可以对管道中的工质实行比例调节。正恒阀是一种常闭型阀门，反恒阀是一种常开型阀门。

导阀式阀门：（1）导阀不直接控制系统管路中工质的流通，而只控制导压管的切断，从而控制主阀动作。（2）主阀有液用和汽用之分，汽用主阀有常开和常闭型两种，而液用主阀只有常闭型一种。①液用常闭型主阀（ZFS-00YB）降压开启②汽用常闭型主阀（ZFS-00QB）加压开启③汽用常开型主阀（ZFS-00QK）加压关闭

（3）。。。（大题）主阀与单个导阀的组合

①汽用常闭型恒压主阀主阀进口压力升高，ZZHA-3成比例开大，主阀成比例开大，主阀进口压力降低。反之亦然。可以控制主阀进口压力恒定在一定范围。用于蒸发器回汽压力控制时，可使蒸发压力恒定在一定范围。

②汽用常开型恒压主阀主阀出口压力升高，ZZHB-3成比例开大，主阀随之成比例关小，

主阀出口压力降低。反之亦然。可以控制主阀出口压力恒定在一定范围。用于压缩机吸气管的吸气压力控制时，可防止机器吸气过载。

③液用常闭型恒压主阀主阀出口压力升高，ZZHC-3成比例关小，主阀随之成比例关小，主阀出口压力降低。反之亦然。可以控制主阀出口压力恒定在一定范围内。用于加压供液系统的恒压供液。

④汽用常闭型恒压主阀主阀出口压力升高，ZZHD-3成比例关小，主阀随之成比例关小，主阀出口压力降低。反之亦然。可以控制主阀出口压力恒定在一定范围内。用于热氨融霜恒压控制和防止压缩机吸气过载控制等。

5、（1）吸气节流能量调节（小型制冷装置全封闭式压缩机）

（2）。。。（大题）热气旁通能量调节（小型制冷装置单缸全封闭式压缩机）

将制冷系统高压侧气体旁通到低压侧的一种能量调节方式。主要应用于压缩机无变容能力的制冷装置。

当负荷降低时，吸气压力下降，负荷降到一定程度，吸气压力将跌到低压控制值以下。此时若仍希望开机，可采用热气旁通能量调节。

能量调节阀是一种受阀后压力（即吸气压力）控制的比例型气用调节阀，按照与设定值之间的偏差成比例地调节高压气体向低压侧的旁通流量。

（一）热气向吸气管旁通+喷液冷却

对于热气旁通能量调节方式，由于热气的引入使吸气温度升高，导致排气温度也升高，有可能超过允许的最高排气温度。

采用喷液阀从高压液管引一些制冷剂液体喷入吸气管，利用液体蒸发冷却吸气，抑制排气温度过分升高。

喷液阀可根据排气温度自动调节液体的喷注量。

电磁阀与压缩机连动。压缩机停机时，电磁阀关闭，避免液体进入吸气管。

（二）用高压饱和蒸汽向吸气管旁通

采用这种方法主要考虑是：在喷液冷却方式中，如果液体在吸气管中来不及完全蒸发，会有压缩机带液的危险。

喷液阀的使用增加了系统的辅件（喷液阀和电磁阀）。

所以，从高压储液器引高压饱和蒸汽向吸气管旁通，

由于冷凝温度比排气温度低得多，旁通气与蒸发器回气

混合后，吸气温度升高不多，排气温度也不致于过度升高。

（三）热气向蒸发器中部或蒸发器前旁通

上面两种向吸气管旁通高压气的方法存在共同的缺陷：

即当负荷低到一定程度，蒸发器内制冷剂流速过低，造成

回油困难。

为此，可采用向蒸发器中部或向蒸发器前旁通热气的办法。

（3）压缩机气缸卸载及运行台数控制（大中型活塞式）

（一）用压力控制器控制压缩机的启停

压缩机开停的压力设定值

压缩机Ⅱ号机Ⅲ号机Ⅳ号机

压力控制器LPⅡ（表压）LPⅢ（表压）LPⅣ（表压）

上限接通压

力p s/MPa

下限断开压力p s/MPa

差动值/MPa 0.20(-9℃)

0.09(-20℃)

0.11(11℃)

0.22(-7℃)

0.11(-18℃)

0.11(11℃)

0.30(-2℃)

0.15(-14℃)

0.15(12℃)

当温度达到设定值上限，1号机启动；当压力达到0.2p s/MPa，Ⅱ号机启动；当压力达到0.22p s/MPa，Ⅲ号机启动；当压力达到0.3p s/MPa，Ⅳ号机启动。

随着热负荷降低，压力达到下限断开压力0.15p s/MPa，Ⅳ号机关机；当压力达到0.11p s/MPa，Ⅲ号机关机；当压力达到0.09 p s/MPa，Ⅱ号机关机；当温度达到设定值下限，1号机关机。（二）用压力控制器和电磁滑阀控制气缸卸载

压力控制器的设定值

压力控制器P4/4P3/4LP

断开压力/MPa（蒸发温度℃）0.31(0)0.30(-1) 0.28(-3)

接通压力/MPa（蒸发温度℃）0.36(4) 0.34(3) 0.33(2)

差动压力/MPa（温度℃）0.05(4)0.04(4)0.05(5)

调节缸的卸载机构受油压驱动。当油压作用于卸载机构的油缸时，气缸正常工作（上载）；当油压释放时，卸载机构上的顶杆将吸气阀片顶开，气缸因失去压缩作用而卸载。

（4）离心式压缩机的能量调节（进口导叶调节---分几个阶段，变转速调节---50—100%无级调节，进气节流调节---大型氨工质离心式制冷压缩机60—100%）

6、。。。（大题）冷凝压力调节

为什么要冷凝压力保护？冷凝压力偏高，压缩机排气温度会上升，压缩比增大，制冷量减少，功耗增大。冬季运行时，冷凝压力有可能会过低。过低的冷凝压力会给热力膨胀阀的工

作带来麻烦，如阀前后压力差太小，供液能力不足等。因此，制冷装置运行时，冷凝压力必须在合理的范围波动，过高或过低都是不利的。对于全年性运行的制冷装置，冷凝压力调节更是十分必要的。

一、水冷式冷凝器冷凝压力调节对于水冷式冷凝器，可以通过冷却水流量调节对冷凝压力进行控制。检测参数可以是冷凝压力，也可以是冷凝器的出水温度。调节动作由水量调节阀完成。

水冷式冷凝器的冷凝压力调节

a)用冷凝压力直接发信b)用冷凝器出水温度发信

二、风冷式冷凝压力调节

从制冷剂侧调节

阀3：受阀前冷凝压力控制的比例阀。冷凝压力

低时，阀关小，维持冷凝压力恒定。

阀4：受阀前后压差控制的比例阀。压差大时阀

开大，使贮液器维持足够压力，保证膨

胀阀前后压差。

从制冷剂侧调节风冷式冷凝器的压力1—压缩机2—冷凝器3—高压调节阀

4—差压调节阀5—高压贮液器6—膨胀阀7—蒸发器

7、。。。（大题）蒸发压力调节

调节蒸发压力的方法是：在蒸发器出口管上安装蒸发压力调节阀，根据蒸发压力的变化自动调节阀门的开度，即调节从蒸发器引出的制冷剂蒸汽流量。

当蒸发压力降低时，使阀门开度变小，蒸发器流出量减少，则压力回升；反之则开大阀门，降低蒸发压力

在最低温度的蒸发器出口安装止回阀；在其余较高温度的蒸发器出口各安装一只蒸发压力调节阀，每只阀按各自控制的蒸发压力设定。止回阀的作用是避免刚停机时，由于各蒸发器压力不同，高温蒸发器的制冷剂流入低温蒸发器（下次再开机时，造成吸气带液甚至液击）。

蒸发压力调节阀有直动式和导阀与主阀组合的继动式两类。该阀是一种受阀前压力控制的比例型调节阀。蒸发压力升高时，主阀开大；反之，主阀关小。

8、。。。（大题）吸气调节阀

吸气压力调节阀有直动式和导阀与主阀组合式。

EPR—蒸发压力调

节阀（受阀前压

力控制）

SPR—吸气压力调

节阀（受阀后压

力控制）

NRV—止回阀

压越大，阀关越小

9、。。。（大题）活塞式制冷压装置

（1）排气压力与吸气压力（高压停车—故障；低压停车不是故障）

（2）制冷系统采用压差保护主要有：压缩机油泵压差保护和制冷剂液泵压差保护。

（3）为什么要设氨泵压差保护？氨冷库制冷系统常用泵强制循环的蒸发器供液方式。氨泵多为屏蔽泵，它的石墨轴承靠氨液冷却和润滑，屏蔽电机也靠氨液来冷却。因此，电动机启动后泵要能够正常输送液体，很快地建立起泵前后流体压力差，才能满足泵本身冷却和润滑的需要，得以继续维持运行。另外，为了防止泵受到气蚀破坏，泵前后的压力差也必须保持在一定的数值上。基于上述原因，需要设氨泵压差保护。

油压差控制器的高、低压包分别引接油泵出口压力和压缩机曲轴箱压力，二者之差即为油压差。不要误以油压表读数为油压差。（高压接油泵，低压接曲轴箱压力；油压差、高压—手动；低压控制器可自动复位）

（4）止回阀靠正向流体压降克服弹簧力使阀打开。在出现反向压降或者正向压降小于最小开启压降时，阀关闭。

止回阀在制冷系统中的主要使用如下：

A．用在压缩机排气管上：防止停机时制冷剂从冷凝器倒流回压缩机；或者防止多台压缩机并联使用的系统中制冷剂从运行的压缩机流向未运行的压缩机。

B．用在液体管上：在热泵系统中，防止制冷剂从不用的那只膨胀机构通过；在逆循环除霜系统中，防止热气返回低压液管；在液泵供液系统中，装在液泵出口管上，防止停泵时液体倒流。

C．用在低压气管上：在一机多温冷库系统中，装在温度最低的那个蒸发器的回气管上，防止停机时制冷剂从高温蒸发器向低温蒸发器迁移。

安装时，必须按阀体上示出的流向连接进、出口管，切勿装反。