原理第七章 节流机构和辅助设备--2015年

第二节 润滑油的分离 和收集设备
蒸气压缩式制冷装置中，除制冷压缩 机及各种用途的换热器和节流机构外， 还需要一些辅助设备来完善其技术性能， 并保证其可靠的运行。其中之一是润分离器
压缩机工作时需要润滑油在机内起润滑、 冷却和密封作用。
系统在运行过程中润滑油往往随压缩机排气 进入冷凝器;蒸发器，使它们的传热效果降低， 影响整个制冷装置技术性能的发挥。
手动膨胀阀
手动节流阀又称手动调节阀或手动膨胀 阀，是最老式的节流机构，其外形与普 通截止阀相似。全凭管理员的经验进行 操作。 通常与其它控制元件配合 使用，一般只在短时期内 使用，例如在冷冻初期辅 助送液，或者在自动膨胀 阀出故障时作为旁路备用 阀。
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a）
b）
图 4-17
内平衡式热力膨胀阀问题
在许多制冷装置中，蒸 发器的管组长度较大， 从进口到出口存在着较 大的压降Δp1，造成蒸发 器出口饱和温度较低， 在这种情况下若使用内 平衡式热力膨胀阀，则 会因蒸发器出口温度过 低而造成p3<<p2+p1，造 成热力膨胀阀的过度关 闭，以至丧失对蒸发器 实施供液量调节的能力。
1、油分离器
功能： 将制冷压缩机排出的高压蒸气中的 润滑油进行分离，以保证装置安全高效地运 行。 原理： 根据物料对油的吸附力及降低气 流速度（重力）和改变气流方向（离心力） 的分油原理，把制冷剂蒸气中的油粒分离开 来。在重力作用下；一般气流速度在1m/s以 下，就可将蒸气中所含直径在0.2mm以上的 油粒分离出来。 种类：通常使用的油分离器有填料式、洗涤 式、离心式和过滤式等四种。
第7章
制冷系统辅助设备及管道
本章将依次对制冷系统中的这些节流 装置、膨胀阀、油分离器、集油器、贮 液器、气液分离器、空气分离器、干燥 过滤器、安全阀及管道等辅助设备进行 分节介绍 。
制 冷 系 统 加 入 辅 助 设 备 及 管 道 的 原 因
制冷系统降低压力的方法
• • • • • • • 1.工质膨胀 ----气体；液体 2.工质节流 ----气体；液体 结论： 工质是 气体--------膨胀 工质是 液体-------- 节流
热力膨胀阀
调节原理：热力膨胀阀是利用蒸发器出口制冷剂蒸气的 过热度调节阀孔开度以调节制冷剂供液量（即以蒸发器出 口处制冷剂的过热度为控制参数）； 通过弹簧力设定静态过热度，设定范围一般为2～8℃； 广泛应用于没有自由液面的蒸发器，如干式蒸发器、蛇 管式蒸发器和蛇管式中间冷却器等； 根据热力膨胀阀内膜片下方引入蒸发器的进口或出口压 力，分为内平衡式膨胀阀和外平衡式膨胀阀两种。
电磁式电子 膨胀阀
电磁式电子膨胀阀结构
电磁式电子膨胀阀
• 工作原理 • 电路部分将蒸发器出口实际过热度△t’与设定 过热度△t比较，通过PID运算后输出一个电压 值，施加在膨胀阀的电磁线圈上，使阀杆上下 运动，以改变电子膨胀阀的开度。 • 电磁线圈通电前，针阀处于全开位置。通电后， 受磁力的作用，阀杆向上运动，阀针的开度减 小。 • 电子膨胀阀的开度取决于施加在线圈上的控制 电压(或线圈电流)。实际过热度△t’越小，电 压越高，开度就越小，流经膨胀阀的制冷剂流 量也越小.
离心式油分离器
它的分油效率也很高， 多用于制冷量较大的系 统。高压气态制冷剂沿 切线方向进入油分离器 以后，经螺旋状隔板自 上向下旋转流动，借离 心力作用将滴状润滑油 甩到壳体壁面，聚积成 较大的油滴，下沉到分 离器的底部。
热力膨胀阀 实物图
内平衡式热力膨胀阀
内平衡式热力膨胀阀由 感温包、毛细管、阀座、 膜片、顶杆、阀针及调 节机构等构成。 膨胀阀是安装在蒸发器 的进液管上，感温包中 充注的工质与系统中制 冷剂可以相同也可以不 同。
感温包设置在蒸发器出 口处的管外壁上。
pb3
膜片
pT2
po11 P
（a）
电动式电子膨胀阀
工作原理 当控制电路根据实际过 热度与设定过热度的差 值产生的脉冲电压作用 到电机定子上时,在线圈 上产生磁力,使电机转子 按照脉冲的方向和数量 转动,通过导向螺纹的作 用,使转子的旋转运动转 变为针阀的上下运动,从 而调节针阀的开度,进而 调节制冷剂的流量.
电动式电子膨胀阀
减速型电动式电子膨胀阀与直动型电子膨胀阀的 区别在于它内装有减速齿轮。其工作原理是当电动 机通电后，高速旋转的转子通过齿轮组减速，再带 动阀针做直线移动。由于齿轮的减速作用大大增加 了输出转矩，使得较小的电磁力可以获得足够大的 输出力矩，所以减型电子膨胀阀的容量范围大。 减速型电子膨胀阀的另一特点是电机组合部分 与阀体部分可以分离，这样，只要更换不同口径的 阀体，就可以改变阀的容量。
感温包的充注
1.充液式：充注与制冷系统相同的液态制冷剂； 2.充气式： 充注与制冷系统相同的较少液态制冷 剂； 3.交叉充液式：充注与制冷系统不同的液态制冷 剂； 4.混合充注式：充注液态制冷剂和不凝性气体； 5.吸附充注式：充注液态制冷剂和填充吸附剂和 吸附性气体。
热力膨胀阀的选配与安装
1.在选配膨胀阀时，应考虑制冷系统中制冷 剂的种类和蒸发温度。为了稳定蒸发器的工 作，在确定热力膨胀阀容量时，一般应取蒸 发器负荷的1.2～1.3倍。
热电式膨胀阀
• 原理： • 温度—电流—热量--位移—控制流量
热动式电子膨胀阀实物图（TQ型）
电子膨胀阀在制冷空调系统中的应用
毛细管
毛细管又叫节流管、膨胀降压管，其内径常 为0.5～5mm，长度0.6～6m，材料为铜或不锈 钢。由于它不具备自身流量（不能改变孔径） 调节能力**，被看作为一种流量恒定的节流 设备。 毛细管节流是根据流体在一定几何尺寸的管 道内流动产生摩阻压降改变其流量的原理， 当管径一定时，流体通过的管道短则压降小， 流量大；反之，管道长则压降大，流量小。
手动节流阀的结构
a）针形阀芯 b）V 形缺口锥体阀芯 1-手轮 2-上盖 3-填料函 4-阀体 5-阀芯 6-阀杆 7-填料压盖
浮球膨胀阀
浮球调节阀的调节作用： 浮球调节阀可以保持大致恒定的液面 （即用液位控制供液量）。 同时浮球调节阀有起节流降压的作用。
浮球膨胀阀用于具有自由液面的蒸发器（如 满液式蒸发器、）的供液量的自动调节。 浮球调节阀广泛使用于氨制冷装置中。可分 为直通式和非直通式两种。
压焓图
1.设计压焓图 的原因 2.压焓图的结 构：纵坐标 LgP(绝压）横坐 标：焓；一点； 二线；四区； 六态；六线族 (等压，等焓， 等干度，等熵， 等比体积线）
内平衡式热力膨胀阀
从热力膨胀阀的工作原理可以看出， 其阀芯的调节动作来源于p3=p1+p2。而在 膜片上下侧的压力平衡是以蒸发器内压 力p1作为稳定条件，所以称之为内平衡 式热力膨胀阀。
外平衡式热力膨胀阀
外平衡式热力膨胀阀将内平衡式热力 膨胀阀膜片驱动力系中的蒸发压力p1， 改为由外平衡管引入的蒸发器出口压力 pw取代，以此来消除蒸发器管组内的压 降Δp1所造成的膜片力系失衡而带来的 使膨胀阀失去调节能力的不利影响。
外平衡式热力膨胀阀
由于pw=p1-Δp1，尽管蒸发器出口过热 度偏低，但膜片力系变成为p3=p2+(p1-Δp1) ，即p3=p2+pw时，仍然能保证在允许的装配 过热度范围内达到平衡。在这个范围内，当 p3>p2+pw时，表示蒸发器热负荷偏大，出口 过热度偏高，膨胀阀流通面积增大，使制冷 剂供液量按比例增大。反之按比例减小。
毛细管
毛细管用于小型而且不需要精确调节流 量的制冷装置。
家用冰箱 应用
冷柜
房间空调器 简单
优点
便宜 便于大批量生产
毛细管的选择
• • • • • • • 1.计算法 Qvst=95qv0(1.13P00.9/Pk) Qvst----测定毛细管蒸汽流量 qv0----压机排量 Qvst=2.5L-0.5d0.5(Pe2-1)0.5 Pe---毛细管进口压力Mpa 或 qm=5400Δ Pd2.5L-0.5
2.根据负荷的变化，调整供入蒸发器的制冷剂流 量。
节流机构的类型
节流机构也称为节流阀和膨胀阀，按照其对 供液量调节方式可分为五类：
毛细管 手动节流阀
浮球调节阀
热力膨胀阀
电子膨胀阀
节流机构的类型
不同制冷系统选用不同的节流装置，常见 的有： 1.在氨制冷系统中常采用手动膨胀阀、浮 球节流阀； 2.溴化锂吸收式制冷系统中常采用U型管节 流； 3.蒸气压缩式制冷系统中常采用毛细管、 热力膨胀阀、电子膨胀阀、孔板等。
在一定膨胀阀开度和压差、蒸发 温度下（工况），制冷剂完全蒸 发时所产生的冷量。
热力膨胀阀的选配与安装
2.为了保证感温包采样信号的准确性，当蒸发器出口管径小于 22mm时，感温包可水平安装在管的顶部；然后外包绝热材料。 当管径大于22mm时，则应将感温包水平安装在吸气管水平轴线 以下45o之间的位置，然后外包绝热材料。 绝对不可随意安装在管的底部。也要注意避免在立管或多个蒸发 器的公共回气管上安装感温包。
1、油分离器 过滤式油分离器
它的分油原理是；依靠 气体降低流速、改变流 向、及几层金属丝网的 过滤吸附作用来实现。 这种油分离器的回油管， 和压缩机的曲轴箱连接。 当过滤式油分离器内积 聚的润滑油足够使浮球 阀开启时，分离器中的 润滑油就被压入压缩机 的曲轴箱中。
洗涤式油分离器
将高压过热氨气通入 氨液中洗涤冷却。进 液管至少应比冷凝器 的出液管低 200~300mm，以便氨 液可借重力流入油分 离器，保证其中液面 有一定高度。
匀地分配到蒸发器的各个管组，通常是在膨 胀阀的出口管和蒸发器的进口管之间设置一 种分液接头（安装要不受重力影响）。
电子膨胀阀
目前，国际上流行的电子膨胀阀种类 很多，按阀的结构型主要有三类：热动式、 （双金属片式的热电膨胀阀已很少应用）。 电磁式和电动式