第一章 制冷空调原理与制冷系统的基本结构

（二）蒸发器 蒸发器是专门供液态制冷剂在其中沸腾蒸发 的设备。由于蒸发是一个吸热过程，所以它 是制冷装置产生和输出冷量的重要设备。 蒸发器的结构按被冷却介质，可以分为液体 载冷剂的蒸发器和冷却空气的蒸发器两大类。 常用的蒸发器有壳管式蒸发器，直立式螺旋 管式蒸发器，冷却空气蒸发器等等。 1．卧式壳管式蒸发器 卧式壳管式蒸发器是用冷却水和盐水等液体 载冷剂的蒸发器。卧式壳管式蒸发器结构如 图3-20所示。
3．螺杆式制冷压缩机的结构与工作过程 (1)螺杆压缩机的结构 如图3-7所示。 它的主要组成部分 是转子、机体、轴承、 轴封、平衡活塞 及能量调节装置等。
(2)工作过程如图3—8所示。从图中可见阴、 阳转子齿间容积大小随转子回转从大到小的 变化，实现了气体的压缩过程。
（三）离心式制冷压缩机 1．离心式制冷压缩机的工作原理 从蒸发器来的制冷制气体，经离心式制冷 机的进气室，进口导叶进入叶轮吸气口。由 于叶轮的高速转动，在离心力作用下，将叶 片间的气体高速地往外甩，由于叶轮对气体 作功，使气体的速度提高，同时压力也增加， 将其动能转变为压力能。为了使制冷剂气体 继续提高压力，则利用弯道和回流器冉将气 体引入下一级叶轮，并重复上述压缩过程。 被压缩气体从最后一级扩压器流出后，又由 蜗室将其汇集，并通过排气管进入冷凝器，
(3)三种制冷机通用新系列大缸径压缩机125、 170mm缸径的压缩机，对R717、R12、R22三 种制冷剂都适用，但需更换部分零件，如安 全阀、气阀弹簧、假盖弹簧、冷却水套、轴 封等。 全封闭制冷压缩机一般用丁小型制冷装置中。 （二）螺杆式制冷压缩机 1．螺杆式制冷压缩机的工作原理 螺杆式制冷压缩机属于容积式回转压缩机。 它足用一对螺杆（即阴、阳转子）的回转运 动来造成螺旋状齿型空间的容积变化，以进 行气体的压缩。阴转子的齿沟相当于气缸， 阳转子的齿相当于活塞。由阳转子带动阴转
2．空气冷却式冷凝器 空气冷却式冷凝器由于近年来世界性城市缺 水而被广泛采用，目前常用在中、小型空调 和制冷设备中。常用的是强迫对流空气冷却 式冷凝器。 一般甩直径φ10×0.7~φ16×1mm 的铜管套铝片，翅片距为1. 8~ 4mm的错排蛇 形盘管。其结构如图3-16所示。其缺点是空气 导热性能羞，比热容小，很难用于制冷量大 的系统。
多级离心式制冷压缩机如固3-1l所示。 目前离心式 制冷压缩机 采用的制冷剂 是R22、R123、 R134a等。 3.离心式 制冷压缩机 和活塞式， 螺杆式制 冷机的比较， 见表3-2。
二、冷凝器与蒸发器 （一）冷凝器 冷凝器的主要作用是将从制冷压缩机出来 的高压过热蒸汽冷却、冷凝、过冷成液体。 同时制冷剂在冷凝器中把在蒸发器中吸收被 冷却物体的热量和压缩机耗功转化的热量传 递给周围空气或水，再由水把热量传递到周 围空气中去。冷凝器按冷却介质可以分为三 种类型：水冷冷凝器、风冷冷凝器和蒸发式 冷凝器。
2．干式蒸发器 干式蒸发器和卧式壳管式冷凝器结构相似。但制冷 别在管内流勐，载冷剂在管外绕折流板流动，如图 3-21所示。
3．直立管式与螺旋管式蒸发器 (1)直立管式蒸发器 直立管式 蒸发器如 图3-22所示。
(2)螺旋管式蒸发器 螺旋管式蒸发器结构（图3-23）和直立管式蒸发器 基本相同。
3．蒸发式冷凝器 蒸发式冷凝器 的工作原理是 利用冷却术的 汽化潜来吸 收制冷剂的热 量使它得到冷 凝，它综合了 冷却塔和水冷 式冷凝器的功 能。蒸发式冷 凝器的结构如 图3-17所示。
按空气流动方式，蒸发式冷凝器可分为吸 入式和压送式。如图3-18、图3-19所示，吸入 式的风机装在上部，空气均匀地掠过盘管， 冷凝效果好，但风机处在高温高湿的环境中， 易出故障。压送式的电机工作条件得到改善， 但由下气流不太均匀，散热效果差。蒸发式 冷凝器的优点：利用冷却水潜热吸热，所以 水耗量小，耗水量是水冷冷凝器的5%-10%。
1．活塞式制冷压缩机的分类 按使用的制冷剂种类可分为氟利昂、氨等制 冷压缩机。 按压缩机气缸分布型式可分为直立式、V型、 W型、S型（扇形）、Y型（星形）等。 按压缩机与电机的组合形式可分为开启式和 封闭式（全封闭式和半封闭式）两种。 按压缩机的级数可分为单机单级和单机双级 压缩机。 制冷压缩机通常用一定的数字和符号表示， 见表3-1。
2．活塞式制冷压缩机的总体结构和主要零 部件 活塞式制冷压缩机的总体结构如图3-1所示。
它是由许多零部件组成，它可分为以下几个部分： (1)机体 它是压缩机的机身，用来安装和支承其它 零部件以及容纳润滑油。 (2)传动机构 该机构起传递动作和对气体作功，它包 括曲轴、连杆、活塞等，见图3-2。
第三章 制冷设备
第一节 压缩式制冷设备 第二节 冷水机组 第三节 溴化锂吸收式冷水机组 第四节 空气热湿处理设备和冰蓄冷装置 第五节 循环水系统与水处理设备

第一节 压缩式制冷设备 一、制冷压缩机 在蒸汽压缩式制冷循环中，制冷剂蒸汽压 力的提高是靠压缩机消耗外功来实现的。制 冷压缩机的性能将影响循环的经济性。 （一）活塞式制冷压缩机 活塞式制冷压缩机，通常是通过曲柄连杆 机构把原动机的旋转运动转变为活塞的往复 运动，实现了气体膨胀、吸气、压缩和排气 过程。
它们的工作原理相同，都有浮球室，浮球室 与蒸发器用平衡管连接使两者液面基本相同， 刍液面降低时浮球下降，靠杠杆让开启度增 大，供液量也增加；反之，浮球上升，阀门 关小，供液量减小，浮球升到一定限度时阀 门被关死就停止供液。 两种浮球阀的结构原理和管路系统见图3-25。 两种浮球阀的区别：直通式的阀门在浮球室 内部，结构简单，但浮球室液面波动大。非 直通式的阀门机构在浮球室外部，其结构较 复杂，但液面平稳。
2．离心式制冷压缩机的结构 图3-9为国产单级（即一个工作轮）典型离 心式制冷压缩机的纵剖面图。其中叶轮是一 个虽主要的部件，它把机械能传递给气体， 使气体提高压力和速度。整个转子（叶轮、 轴、齿轮等）的固有频率不能和转速频率相 等。否则会产生很大的振动。
为提高效率，现采用二元扭曲叶型，如图3-10 所示。a为闭式叶轮，有轮盖，用于叶轮圆周 速度较低的情况．以减少轮盖外侧高压气体 漏至进口处。b为半开式叶轮，没有轮盖，可 提高转速。采用氟利昂制冷剂单级压力比可 达2～3。所谓离心式压缩机的级，是指叶轮 及其后的无叶扩压器、蜗室等的总和。
1，水冷式冷凝器 水冷式冷凝器是利用水来吸收制冷剂放出 热量。其特点是传热效率高，结构紧凑，多 用于大中型制冷设备。 水冷式冷凝器的结构主要有壳管式、板式 冷凝器等。 (1)壳管式冷凝器 ①立式壳管式冷凝器 立式壳管式冷凝器的结构如图3-12所示。
②卧式壳管式冷凝器 卧式壳管式跨凝器是已广泛地应用在大，中、小型 氨和氟利昂制冷装置中。它的结构如图3 -13所示。
换热板之间的周边放入一定形状的密封圈， 使板之间保持一定的距离形成制冷剂和冷却 水的通道。考虑承压原因换热板片叠放在一 起焊死。 板式冷凝器的优点是传热系数高2000～ 3000W／(m2．℃)，结构紧凑，体积小，单位 体积传热面积约为250m2／m3，每平方米传 热面积需要金属材料15kg左右。
2．气液分离器 气液分离器是将制冷剂的气体与液体分离的 设备。它可分为立式与卧式，机房用与库房 用，以及氨用与氟利昂甩。 氨用气液分离器的作用：(1)库房用气液分离 器是将通过节流阌的气液混合物分离，只让 氯液进入蒸发嚣，同时兼有渣体分配作用。(2) 机房用气液分离器是将来自蒸发器中蒸气的 液滴分离，保证压缩机吸入干饱和蒸气，实 现安全运行。图3-29是常用的一种立式氨液分 离器。
节流装置可分为四类： 1．手动节流阀 其外形与普通截止阀相似，但它 的阀芯呈针状或V形缺口的锥体，锥度较小。阀 杆为细牙螺纹，便于调节流量。操作时手轮旋转 1/8或l／4圈，一般不超过一圈。 2．浮球调节阀是用作液位调节的自动节流机构， 它用于满液式蒸发器，中间冷却器、氨液体分离 器等，主要用在制冷装置中。按浮球阀工作压力 可分为低压浮球阀和高压浮球阀。低压浮球阀安 装在蒸发器或中间冷却器的供液管路上来维持其 液位。高压浮球阀已很少使用。低压浮球阀按制 冷剂流通方式可分为直通式和非直通式两种。
(3)配气机构 是实现压缩机吸气、压缩、排气 过程的配气部件，它包括吸、排气阀、阀板 和气阀弹簧等，如图3-3所示。
(4)润滑油系统它是对运动部件进行润滑的输 油系统，包括油泵，油过滤器和油压调节部 件等，其流程如图3-4所示。
(5)卸载装置 是对压缩机气体进行卸载、调节冷量、 便于启动的传动机构，包括卸载抽缸、油活塞、推 杆和顶针、转环等零件。 (6)轴封装置 在开启式压缩机中，轴封装置用来密封 曲轴穿出机体处的间隙，防止泄漏，包括托板、弹 簧、橡胶圈和石墨环等，如图3-5所示。
4，冷却空气的蒸发器 (1)直接或间接蒸发式空气冷却蒸发器 直接冷却式蒸发器是指与被冷却介质或被冷 却区域中的空气直接接触，并使之降温的蒸 发器，它常用于冷库和空调。如图3-24所示。 间接冷却器是指远离被冷却的空间或介质靠 载冷剂传递冷量并使它降温的设备，常用于 空调中。
(2)排管式蒸发器 排管式蒸发器主要用于冷库。制冷剂在管内 蒸发，空气在管外自然对流。立管式蒸发器 只用于氨，蛇管式蒸发器可用于氨和氟利昂 两种制冷装置。 三、制冷剂的节流机构 节流机构是制冷执系统中用来实现制冷剂液 体的膨胀过程。作用：将冷凝器或贮液桶巾 高压下的制冷剂液体节流降压到蒸发压力进 入蒸发器。
3．半封闭式制冷压缩 半封闭式制冷压缩机与开启式制冷压缩机相比较， 具有结构紧凑、体积小、重量轻的特点，如图3-6所 示。
4．我国系列制冷压缩饥的特点 (1)高速、多缸 压缩机的转速通常在960～ 1450r/min内。压缩机吸、排汽阀采用逆流式。 开启式与半封闭系列是2、4、6、8缸四种气 缸数，不仅动平衡性能好，还可利用缸数多 少达到不同制冷量的匹配。 (2)能量调节和卸载启动 气缸多的压缩机可 通过卸载机构，使部分气缸空载运转，来调 节制冷量。
3．热力膨胀阀 它是利用蒸发器中蒸气过热 来实现流量的调节。它既避免过量供液，保 证蒸发器面积的充分利用，而且可防止压缩 机的湿冲程。它主要用于氟利昂制冷系统。 热力膨胀阀一般分为内平衡式和外平衡式两 种。 内平衡式热力膨胀阀（图3-26）