制冷系统辅助设备

第6章制冷系统辅助设备

在制冷系统中，制冷设备可以分成两类，一类是完成制冷循环所必不可少的设备，如冷凝器、蒸发器、节流机构等；另一类是改善和提高制冷机的工作条件或提高制冷机的经济性及安全性的辅助设备，如分离与贮存设备、安全防护设备、阀件等

6.1 制冷系统流程

由于用途不同，各种制冷装置的系统流程和设备配置不尽相同，下面以大家比较熟悉的热泵型冷水机组和小型冷库来说明制冷系统流程和制冷系统元件。

6.1.1 热泵型冷水机组

热泵型冷水机组又称为冷暖型冷水机组,在夏季向空调系统提供冷冻水源，而在冬季可向空调系统提供空调热水水源，或直接向室内提供冷风和热风。

冷暖型机组主要通过在机组内增加一个四通换向阀即可改变制冷剂的流动路线，冷凝器变为蒸发器，蒸发器变为冷凝器。图10-1为热泵型风冷式冷水机组的工作原理图，其中实线为制冷回路，虚线为制热回路。

制冷回路流程：

制热回路流程：

6.1.2 小型冷库

图10-2为水冷式小型冷库氟利昂制冷系统的流程示意图。

从图中可以看出，实际装置与制冷循环原理图无本质上的差别，只是考虑运行中的安全问题而加了一些辅助装置，他们的作用是：

分液头使制冷剂均匀地分配到蒸发器的各路管组中。

压力控制器压缩机工作时的安全保护控制装置。

油分离器把压缩机排气中的润滑油分离出来，并返回到曲轴箱去，以免油进入各种热交换设备而影响传热。

热气冲霜管定期利用压缩机本身产生的高温蒸汽，直接排到蒸发器内，加热蒸发器而除霜。

冷却塔利用空气使冷却水降温，循环使用，节约用水。

冷却水泵冷却水循环的输送设备

干燥过滤器除去冷凝器出来液体中的水份和杂质，防止膨胀阀冰堵或堵塞。

回热器过冷液体制冷剂，提高低压蒸汽温度，消除压缩机的液击。

电磁阀压缩机停机后自动切断输液管路，防止过多制冷剂流入蒸发器，以免压缩机下次启动时产生液击，起保护压缩机的作用。

现场教学，讲解分析热氟融霜制冷系统

1、分析流程图，该系统分制冷循环和制热融霜循环。

主要区别：制冷时压缩机排气先到室外冷凝器，经循环后再到室内冷风机吸热，产生制冷。制热融霜时候压缩机排气先到室内冷风机放热融霜，然后到化霜储液器，经循环后再到室外冷凝器吸热。

制冷循环和制热融霜循环的控制靠四个电磁阀和一些单向阀。

难点是如何控制循环方向。

2、分析对照实物图，难点是融霜循环的回气处理。

3、开机运行，观察记录数据。

6.2 中间冷却器

6.2.1中间冷却器的作用

1．中间冷却器的作用

1）能降低低压级压缩机的排气温度（即高压级的吸气温度），以避免高压级压缩机的排气温度过高；

2）使进入蒸发器的制冷剂液得到过冷，减少管中的闪发气体，从而提高压缩机的制冷能力。

2．中间冷却器在制冷系统的位置

它应用在氟利昂或氨的双级或多级压缩制冷系统中，连接在低压级的排气管和高压级的吸气管之间。

6.2.2 氨用中间冷却器

氨制冷系统的中间冷却器采用一次节流中间完全冷却的循环，其中冷却器的构造如图10-3所示。

1．中间冷却器的结构与工作过程

冷却低压级排气：低压机（缸）排出的高温气体由上方进入进气管，进气管直伸入筒身的下半部，沉在氨液中，出气口焊有挡板，防止直接冲击筒底，以免把底部积存的油污冲起。高温气体在氨液中被冷却，与此同时，因为截面的扩大、流速减小，流动方向的改变及氨液的阻力及洗涤作用，使氨气与氨液和油雾分离。

气液分离：经过氨液洗涤后的氨气反向向上流动，其中仍夹带有氨液和油滴，当通过多孔的伞形挡板时分离出来，以免被带入高压机（缸）内，然后被高压级吸走。

高压液体过冷：高压常温的氨液经过中冷器筒内的冷却蛇形盘管，向液氨放热而被冷却，实现过冷，一般过冷度在5℃以内，然后再流向供液站去蒸发器。

中冷器的供液：中间冷却器的供液（用于洗涤的氨液）进入中间冷却器内有两种方式，一种自中间冷却器下侧面进入，另一种是从中间冷却器顶部进气管进入，这时进液是与低压级排气混合一同进入的。

中间冷却器供液量应使液面稳在一定的高度上。

另外，中间冷却器上还接有液位指示器、放油阀、排液阀（即氨液出口）、安全阀及压力表。中间冷却器是在低温下工作的，所以筒身外部加装隔热材料，蛇形盘管出中间冷却器后也应加装保温层。

2．关于中间冷却器运行及操作应注意下列事项：

◆中间冷却器内气体流速一般为0.5～0.8m/s。

◆蛇形盘管内氨液流速一般为0.4～0.7m/s，其出口氨液温度比进口低3～5℃。

◆中间冷却器的中间压力一般在0.3MPa（表压）左右，不宜超过0.4MPa（表压）。

◆高压级的吸气过热度，即吸气温度比中间冷却器的中间温度高2～4℃。

◆中间冷却器内的液面一般控制在中间冷却器高度的50%左右，这可通过液面指示器来观察，液面高低受液面控制器（浮球阀）来自动控制，若液面不符合要求，说明自动控制失灵，可临时改用手动调节阀来控制液面。液面过高会使高压机（缸）产生湿冲程或液击；若液面过低，则冷却低压排气的作用大大降低，致使高压吸气过热度明显增高，影响制冷系统正常运行。

◆中间冷却器要定期放油。

6.2.3 氟用中间冷却器

氟利昂制冷系统在双级压缩时大都采用一次节流中间不完全冷却循环，低压级排出的高温气体在管道中间与中间冷却器蒸发汽化的低温饱和气体混合后再被高压级吸入高压机（缸），因此氟用中间冷却器比较简单，如图10-4所示。

中间冷却器的供液是由热力膨胀阀自动控制，压力一般在0.2～0.3MPa，靠热力膨胀阀调节，在保证不造成湿冲程的前提下，提供适量的湿饱和蒸气。

高压液体经膨胀阀降压节流后，进入中间冷却器，吸收了蛇形盘管及中间冷却器器壁的热量而汽化，通过出气管进入低压级与高压级连结的管道里与低压级排出的高温气体混合，达到冷却低压排气的效果。而高压常温液体通过蛇形盘管向外散热也降低了温度，实现了过冷，过冷度一般在3～5℃左右。再送到蒸发器的供液膨胀阀，经节流降压进入蒸发器，因为该液体有一定的过冷度，所以提高了制冷效果。