蒸汽壓縮式制冷原理

1、蒸汽壓縮式制冷結(jié)構(gòu)和原理,主講：鄭永富,單級(jí)蒸氣壓縮式制冷系統(tǒng)循環(huán),最簡(jiǎn)單的蒸氣壓縮式制冷系統(tǒng)，由壓縮機(jī)、冷凝器、膨脹閥（又稱節(jié)流閥）、蒸發(fā)器四個(gè)部分組成。,壓縮機(jī)：消耗一定的外界功后，把蒸發(fā)器中的氣態(tài)制冷劑吸入，并壓縮到冷凝壓力后排入冷凝器中。蒸發(fā)器：制冷劑在其中沸騰，吸收被冷卻介質(zhì)的熱量后，由液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài)。冷凝器：氣態(tài)制冷劑在冷凝器中將熱量傳遞給冷卻介質(zhì)（空氣或常溫水）后，冷凝成液體。膨脹閥（節(jié)流閥）：將冷凝后的高壓液態(tài)制冷

2、劑通過其節(jié)流作用，降低到蒸發(fā)壓力后，送入蒸發(fā)器中。,制冷壓縮機(jī),壓縮機(jī)的作用 壓縮機(jī)起著壓縮和輸送制冷劑蒸氣并造成蒸發(fā)器中的低壓力、冷凝器中的高壓力的作用。是制冷系統(tǒng)的心臟部件，它在電動(dòng)機(jī)的帶動(dòng)下，吸入由蒸發(fā)器排出的低壓制冷劑蒸氣，將其壓縮成為高溫高壓的蒸氣后排入冷凝器中。,壓縮機(jī)的類型,一、螺桿式制冷壓縮機(jī),1. 結(jié)構(gòu)組成：,,2、實(shí)物圖,二、渦旋式制冷壓縮機(jī),1.  結(jié)構(gòu)組成 2.

3、  工作原理 3. 工作過程,,,,,,,,,,三、離心式制冷壓縮機(jī),1. 工作原理 2. 結(jié)構(gòu)組成,,,,,,,,,,實(shí)物圖,四、旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī),動(dòng)畫,實(shí)物圖,五、往復(fù)活塞式壓縮機(jī),動(dòng)畫,冷 凝 器,一、冷凝器的作用 冷凝器是輸出熱量的設(shè)備， 把壓縮機(jī)排出的高溫高壓制冷劑蒸汽，通過散熱器散熱冷凝為液體制冷劑。制冷劑從蒸發(fā)器中吸收的熱量和壓縮機(jī)產(chǎn)生的熱

4、量，被冷凝器周圍的冷卻介質(zhì)所吸收而排出系統(tǒng)。,二、冷凝器的類型,立式：用水量多，水質(zhì)可差 殼管式 臥式：水質(zhì)要好，水溫低 水冷式 套管式：小型水冷系統(tǒng) 淋水式：用水少，水質(zhì)可差，空氣干燥類型 蒸發(fā)式：用水少，空氣干燥 自然對(duì)流式 風(fēng)冷式 強(qiáng)制對(duì)流式,,,,,三、結(jié)構(gòu),立式殼管式

5、冷凝器,,,三、結(jié)構(gòu),2.臥式殼管式冷凝器 冷凝器水路方式,,,三、結(jié)構(gòu),3.冷凝器圖片,,,,翅片式冷凝器,絲管式冷凝器,,蛇炮(套管式冷凝器),汽車空調(diào)冷凝器,風(fēng)冷式冷凝器,蒸 發(fā) 器,一、蒸發(fā)器的作用 蒸發(fā)器是制冷系統(tǒng)的主要換熱裝置。低溫低壓制冷劑液體在其內(nèi)蒸發(fā)（沸騰）變?yōu)檎魵猓毡焕鋮s物質(zhì)的熱量，使物質(zhì)溫度下降，達(dá)到冷凍、冷藏食品的目的。 在空調(diào)器中，冷卻周圍的空氣

6、，達(dá)到對(duì)空氣降溫、除濕的作用。蒸發(fā)器內(nèi)制冷劑的蒸發(fā)溫度越低，被冷卻物的溫度也越低。在電冰箱中一般制冷劑的蒸發(fā)溫度調(diào)整在-20~26℃，在空調(diào)器中調(diào)整在5~8℃。,二、蒸發(fā)器的類型,滿液式臥式殼管式 冷卻液體的蒸發(fā)器 直立管式 冷水箱 螺旋管式

7、 冷風(fēng)機(jī)——干式蒸發(fā)器類型 冷卻空氣的蒸發(fā)器 排管 螺旋式 新型速凍裝置 隧道式,,,,,,三、結(jié)構(gòu),蒸發(fā)器圖片,,,,,,,,翅片式蒸發(fā)器,絲管式蒸發(fā)器,粘結(jié)式蒸發(fā)器,板管式蒸發(fā)器,螺旋蒸發(fā)器,四、提高蒸發(fā)器傳

8、熱效率,1.氨制冷系統(tǒng)，應(yīng)定期排油；2.適當(dāng)提高載冷劑流速；3.及時(shí)清除載冷劑側(cè)水垢；4.冷庫(kù)中應(yīng)定期除霜；5.防止蒸發(fā)溫度過低，避免結(jié)冰。,節(jié)流機(jī)構(gòu),一、節(jié)流機(jī)構(gòu)的作用 節(jié)流閥對(duì)制冷劑起節(jié)流降壓作用并調(diào)節(jié)進(jìn)入蒸發(fā)器中的制冷劑流量。 節(jié)流原理,二、節(jié)流機(jī)構(gòu)類型,1. 手動(dòng)膨脹閥（節(jié)流閥、調(diào)節(jié)閥） 2. 浮球膨脹閥 3. 熱力膨脹閥 4. 毛細(xì)管,1. 手動(dòng)膨脹閥（節(jié)流閥、調(diào)節(jié)閥）,只有氨制冷系統(tǒng)或

9、試驗(yàn)裝置中使用。作為備用閥裝在旁通管路上，以備應(yīng)急或檢修自動(dòng)膨脹閥時(shí)使用。,,2. 浮球膨脹閥,◆原理：根據(jù)滿液式蒸發(fā)器的液面變化來(lái)控制蒸發(fā)器的供液量，可控制蒸發(fā)器的液面高度，同時(shí)節(jié)流降壓?！魬?yīng)用：廣泛使用于氨制冷系統(tǒng)中◆分類：直通式和非直通式（根據(jù)節(jié)流后的液體制冷劑是否通過浮球室）◆特點(diǎn)： 直通式：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但由于液體的沖擊作用引起殼體內(nèi)液面波動(dòng)較大，使調(diào)節(jié)閥的工作不太穩(wěn)定，容易失靈。 非直通式（廣泛應(yīng)用）：工作穩(wěn)定

10、，液面穩(wěn)定，但構(gòu)造及安裝復(fù)雜。,3. 熱力膨脹閥,,,◆原理：利用蒸發(fā)器出口處制冷劑蒸汽過熱度的變化調(diào)節(jié)供液量。 ◆應(yīng)用：氟利昂系統(tǒng)中廣泛使用（與非滿液式蒸發(fā)器配合使用）。,3. 熱力膨脹閥,,,◆分類：內(nèi)平衡式和外平衡式 （1）內(nèi)平衡式 適用：壓降低、蒸發(fā)器流程短及阻力小的制冷設(shè)備。 原理：利用蒸發(fā)壓力、感溫包內(nèi)壓力和彈簧力的變化來(lái)控制閥孔開啟度。,（2）外平衡式 適用：蒸發(fā)器壓力損失較大的系統(tǒng)。,

11、,,,,,,,3. 熱力膨脹閥,,,◆選配與安裝①選配時(shí)膨脹閥制冷量應(yīng)大于蒸發(fā)器制冷量②閥體應(yīng)盡量接近蒸發(fā)器，以及調(diào)節(jié)和拆修都比較方便的部位；③閥體應(yīng)垂直安裝，其位置高于感溫包的位置；④膨脹閥前應(yīng)裝過濾器；⑤感溫包安裝在蒸發(fā)器出口吸氣管道水平部分，并且要用沒有吸濕性的材料充分隔熱；,3. 熱力膨脹閥,,,◆熱力膨脹閥常見故障分析與排除 ①壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，膨脹閥不能開啟供液； ②壓縮機(jī)啟動(dòng)后，膨脹閥很快被堵塞，造成吸入

12、壓力迅速降低。 ③膨脹閥進(jìn)液口段結(jié)霜。 ④膨脹閥“咝咝”作響。 ⑤膨脹閥供液量時(shí)多時(shí)少。 ⑥膨脹閥關(guān)閉不嚴(yán)或無(wú)法關(guān)閉。,4. 毛細(xì)管,◆原理：節(jié)流，利用孔徑和長(zhǎng)度變化產(chǎn)生壓力差，控制制冷劑流量?！魬?yīng)用：主要用于熱負(fù)荷較小的家用制冷器具中，同時(shí)要求制冷系統(tǒng)有比較穩(wěn)定的冷凝壓力和蒸發(fā)壓力，如空調(diào)、冰箱?！籼攸c(diǎn)：一般用銅管，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，價(jià)格便宜，不易產(chǎn)生故障，且壓縮機(jī)停止運(yùn)行后，冷凝器和蒸發(fā)器的壓力可以自動(dòng)達(dá)到平衡

13、，減輕了再次啟動(dòng)時(shí)電動(dòng)機(jī)的負(fù)荷；但對(duì)制冷劑流量的調(diào)節(jié)能力很低。,,,輔助設(shè)備,一、油分離器,1、作用：分離制冷劑中攜帶的潤(rùn)滑油 2、類型： 過濾式 油分離器類型 洗滌式 離心式 填料式 3、結(jié)構(gòu)：,,,一、油分離器,,,,,,,一、油分離器,,,,二、空氣分離器,1、作用：將排出氣體中的制冷劑蒸汽冷凝下來(lái)并予

14、以回收2、類型：立式、臥式套管式3、立式結(jié)構(gòu)及工作原理：4、臥式結(jié)構(gòu)：,,三、氣液分離器,◆作用：將制冷劑蒸汽與制冷劑液體進(jìn)行分離◆分類：主要為氨液分離器機(jī)房用：分離蒸發(fā)器來(lái)的低壓蒸汽中的液滴，避免壓縮機(jī)濕壓縮；庫(kù)房用：分離由節(jié)流閥來(lái)的混合蒸汽中的氣體，只讓氨液進(jìn)入蒸發(fā)器，兼分配液體。,,四、貯液器（貯液桶）,◆類型：按用途和工作壓力分：高壓貯液器、低壓循環(huán)貯液器、排液桶 按外形分：立式和臥式 結(jié)構(gòu)：高壓貯液器

15、 低壓循環(huán)貯液器,,五、集油器,◆作用：收集并放出潤(rùn)滑油；◆位置：與油分離器、冷凝器、貯液器、蒸發(fā)器等設(shè)備相連。,,六、過濾器和干燥器,◆過濾器： 氣體過濾器：壓縮機(jī)吸氣管路上或壓縮機(jī)吸氣腔； 液體過濾器：調(diào)節(jié)閥或自動(dòng)控制閥前的液體管路上?！舾稍锲鳎褐辉诜合到y(tǒng)中使用，吸附水分，防止冰塞。 位置：冷凝器（或貯液器）與熱力膨脹閥之間。 特點(diǎn)：常與過濾器結(jié)合做成干燥過濾器，既干燥又過濾。◆結(jié)構(gòu)：,七、安全保

16、護(hù)裝置,1.緊急泄氨器：緊急情況時(shí)，快速排掉貯液器、蒸發(fā)器中的氨液。2.安全閥：防止設(shè)備壓力過高發(fā)生危險(xiǎn)。,八、自控裝置與自動(dòng)調(diào)節(jié),1.電磁閥（1）作用：自動(dòng)接通或切斷制冷系統(tǒng)的供液管路，廣泛用于如冷藏箱、空調(diào)器等所匹配的氟利昂制冷機(jī)中。（2）位置：冷凝器與蒸發(fā)器間的管路上裝有，可控制液體管路的啟閉。 （3）結(jié)構(gòu),,,八、自控裝置與自動(dòng)調(diào)節(jié),2.電磁四通換向閥 （1）作用：控制、改變制冷劑流量，使系統(tǒng)由制冷工況向熱泵工況轉(zhuǎn)變