1、制冷系統輔助設備簡介第10章 制冷系統輔助設備完整的蒸汽壓縮式制冷系統中，除壓縮機、冷凝器、膨脹閥和蒸發器四個主件外，為了保證系統正常、經濟和安全的運行，還需設置一定數量的其它輔助設備。輔助設備的種類很多，按照它們的作用，基本上可以分為兩大類： (1)維持制冷循環正常工作的設備，如兩級壓縮的中間冷卻器等； (2)改善運行指標及運行條件的設備，如油分離器、集油器、氨液分離器、空氣分離器以及各種貯液桶(或器)等。在制冷系統中還配有用以調節、控制與保證安全運行所需的器件、儀表和連接管道的附件等。概 述第10章 制冷系統輔助設備10.1 制冷系統流程框圖10.1.1 熱泵型冷水機組 熱泵型冷水機組又稱

2、為冷暖型冷水機組，多用于風冷式機組和小型空調機組 冷暖型機組可在夏季向空調系統提供冷凍水源，而在冬季可向空調系統提供空調熱水水源，或直接向室內提供冷風和熱風 。制冷回路流程 制熱回路流程 第10章 制冷系統輔助設備1風扇 2翅片式換熱器 3套管式換熱器 4水泵 5膨脹閥 6視鏡 7干燥過濾器 8貯液罐 9氣液分離器 10壓縮機 11四通換向閥 12單向閥1 13單向閥2 14單向閥3 15單向閥4 16低壓接口 17高壓接口熱泵型風冷式冷水機組原理圖第10章 制冷系統輔助設備10.1.2 小型冷庫 水冷式小型氟利昂冷庫制冷系統流程圖 1蒸發器 2分液頭 3熱力膨脹閥 4低壓表 5壓力控制器 6

3、壓縮機 7高壓表 8油分離器 9熱氣沖霜管 10截止閥 11冷卻塔 12冷卻水泵 13冷卻水量調節閥 14冷凝器 15干燥過濾器 16回熱器 17電磁閥第10章 制冷系統輔助設備分液頭 使制冷劑均勻地分配到蒸發器的各路管組中。壓力控制器 壓縮機工作時的安全保護控制裝置。油分離器 把潤滑油分離出來，并返回到曲軸箱去。熱氣沖霜管 定期加熱蒸發器而除霜。冷卻塔 利用空氣使冷卻水降溫，循環使用，節約用水。冷卻水泵 冷卻水循環的輸送設備干燥過濾器 除去冷凝器中的水份和雜質，防止膨脹閥冰堵或堵塞。回熱器 過冷液體制冷劑，提高低壓蒸汽溫度，消除壓縮機的液擊。電磁閥 壓縮機停機后自動切斷輸液管路，起保護壓縮機

4、的作用。10.1.2 小型冷庫 第10章 制冷系統輔助設備10.2 中間冷卻器10.2.1中間冷卻器的作用中間冷卻器是用以冷卻兩個壓縮級之間被壓縮的氣體或蒸氣的設備。制冷系統的中間冷卻器能降低低壓級壓縮機的排氣溫度（即高壓級的吸氣溫度），以避免高壓級壓縮機的排氣溫度過高；還能使進入蒸發器的制冷劑液得到過冷，減少管中的閃發氣體，從而提高壓縮機的制冷能力。它應用在氟利昂或氨的雙級或多級壓縮制冷系統中，連接在低壓級的排氣管和高壓級的吸氣管之間。第10章 制冷系統輔助設備10.2.2 氨用中間冷卻器中間冷卻器系用以裝置在雙級氨制冷裝置的低壓和高壓缸之間，使由低壓缸排出的熱氣在經過本器時達到冷卻的目的。

5、同時使自貯氨器流經本器中盤管的氨液過冷以增加制冷效應。中間冷卻器操作注意下列事項：中間冷卻器內氣體流速一般為0.50.8m/s。蛇形盤管內氨液流速一般為0.40.7m/s，其出口氨液溫度比進口低35。中間冷卻器的中間壓力一般在0.3MPa（表壓）左右，不宜超過0.4MPa（表壓）。高壓級的吸氣過熱度，即吸氣溫度比中間冷卻器的中間溫度高24 第10章 制冷系統輔助設備10.2.3 氟用中間冷卻器氟利昂制冷系統在雙級壓縮時大都采用一次節流中間不完全冷卻循環，低壓級排出的高溫氣體在管道中間與中間冷卻器蒸發汽化的低溫飽和氣體混合后再被高壓級吸入高壓機。高壓液體經膨脹閥降壓節流后，進入中間冷卻器，吸收了

6、蛇形盤管及中間冷卻器器壁的熱量而汽化，通過出氣管進入低壓級與高壓級連結的管道里與低壓級排出的高溫氣體混合，達到冷卻低壓排氣的效果 。氟用中間冷卻器 第10章 制冷系統輔助設備10.3 分離與貯存設備10.3.1 氣液分離器制冷系統中的氣液分離設備，用于重力供液系統中，如氨液分離器，將蒸發器出來的蒸氣中的液滴分離掉，以提高壓縮機運轉的安全性；它也用在貯液器后面，用來分離因節流降壓而產生的閃發氣體，不讓它進入蒸發器，以提高蒸發器工作效率分離原理主要利用氣體和液體的密度不同，通過擴大管路通徑減小速度以及改變速度的方向，使氣體和液體分離 氣液分離器有立式和臥式兩種 正常工作時，其進氣閥、回氣閥、供液閥

7、、出液閥、浮球的均壓閥、壓力表閥都是常開的 第10章 制冷系統輔助設備10.3.2 貯液器1高壓貯液器 高壓貯液器一般位于冷凝器之后，作用是：1）貯存冷凝器流出的制冷劑液體，使冷凝器的傳熱面積充分發揮作用；2）保證供應和調節制冷系統中有關設備需要的制冷劑液體循環量；3）起到液封作用，即防止高壓制冷劑蒸氣竄至低壓系統管路中去。 高壓貯液器a）氨貯液器 b）氟利昂貯液器 1壓力表閥 2出液管 3安全閥 4放空氣管 5放油管接頭 6平衡管 7進液管第10章 制冷系統輔助設備2低壓貯液器 根據用途的不同可分為低壓貯液器和排液桶等。低壓貯液器與排液桶屬低溫設備，筒體外應設置保溫層 排液桶的作用是貯存熱氨

8、融霜時由被融霜的蒸發器如冷風機或冷卻排管內排出的氨液，并分離氨液中的潤滑油。一般布置于設備間靠近冷庫的一側 ,更重要的作用是對融霜后的排液進行氣、液分離和沉淀潤滑油 1加壓管 2平衡管 3壓力表 4安全閥 5出液管 6進液管 7放油管 第10章 制冷系統輔助設備10.3.3 油分離器工作的基本原理如下：1）利用油的重度與制冷劑氣體重度的不同，進行沉降分離。2）利用擴大通道截面降低氣體流速（一般約在0.81m/s），造成輕與重的物質易分離。3）迫使氣體流動方向改變，使重的油與輕的氣進行分離。4）氣體流動撞擊器壁，由于粘度不同、質量不同產生的反向速度也不同，促使油的沉降分離。1洗滌式油分離器 第1

9、0章 制冷系統輔助設備2過濾式或填料式油分離器通常用于小型氟里昂制冷系統中 過濾式或填料式油分離器第10章 制冷系統輔助設備3離心式油分離器在筒體上部設置有螺旋狀導向葉片，進氣從筒體上部沿切線方向進入后，順導向葉片自上而下作螺旋狀流動，在離心力的作用下，進氣中的油滴被分離出來，沿筒體內壁流下，制冷劑蒸汽由筒體中央的中心管經三層篩板過濾后從筒體頂部排出。筒體中部設有傾斜擋板，將高速旋轉的氣流與貯油室隔開，同時也能使分離出來的油沿擋板流到下部貯油室。貯油室積存的油可通過筒體下部的浮球閥裝置自動返回壓縮機，也可采用手動方式回油 第10章 制冷系統輔助設備10.4 制冷劑凈化與安全設備10.4.1 干

10、燥器、過濾器和干燥過濾器1干燥器 2過濾器 3干燥過濾器 常用的有過濾器和干燥過濾器兩種 干燥過濾器a) 直角式 b) 直通式第10章 制冷系統輔助設備干燥劑濾網干燥過濾器第10章 制冷系統輔助設備10.4.2 空氣分離器 制冷系統中進入空氣的原因有：1）制冷系統在投產前或大修后，因未徹底清除空氣故空氣存在制冷系統中。2）日常維修時，局部管道、設備未經抽真空，就投入工作。3）系統充氨、充氟、加油時帶入空氣。4）當低壓系統在負壓下工作時，通過密封不嚴密處竄入空氣。 系統中有空氣帶來的害處是：1）導致冷凝壓力升高。在有空氣的冷凝器中，空氣占據了一定的體積，且具有一定的壓力，而制冷劑也具有一定的壓力

11、。根據道爾頓定律：一個容器（設備）內，氣體總壓力等于各氣體分壓力之和。所以在冷凝器中，總壓力為空氣和制冷劑壓力之和。冷凝器中空氣越多，其分壓力也就越大，冷凝器總壓力自然升高。2）由于空氣的存在，冷凝器傳熱面上形成的氣體層，起到了增加熱阻的作用，從而降低了冷凝器的傳熱效率。同時，由于空氣進入系統，使系統含水量增加，而腐蝕管道和設備。3）由于空氣存在，冷凝壓力的升高，會導致制冷機產冷量下降和耗電量增加。4）如有空氣存在，在排氣溫度較高的情況下，遇油類蒸氣，容易發生意外事故。 第10章 制冷系統輔助設備空氣分離器有多種形式，下圖為氨系統以往常用的臥式不凝性氣體分離器稱四套管式空氣分離器。它安裝在殼管

12、式冷凝器的上方，也可單獨安裝 四套管式空氣分離器 第10章 制冷系統輔助設備第10章 制冷系統輔助設備常用的立式空氣分離器，它與臥式相比其是操作簡單，并能實現自動控制。它由貯液筒供給液氨，在盤管中蒸發吸熱，使容器溫度下降，來自冷凝器和高壓貯液筒的混合氣體在分離器內被冷卻，制冷劑蒸氣被冷凝成液體，可從下部排出，不凝性氣體集中于分離器上部，經放氣口排出。立式空氣分離器 第10章 制冷系統輔助設備10.4.3 集油器集油器也稱放油器，只用于氨制冷系統中。其作用是存放從油分離器、冷凝器、貯液器、中間冷卻器或蒸發器中分離出來的潤滑油，并遵照一定的放油操作規程把制冷系統中的積油在低壓狀態下放出系統，這樣既

13、安全，又減少了制冷劑的損失。 第10章 制冷系統輔助設備10.4.4 緊急泄氨器緊急泄氨器設置在氨制冷系統的高壓貯液器、蒸發器等貯氨量較大的設備附近。其作用是當發生重大事故或出現嚴重自然災害，又無法挽救情況下，通過緊急泄氨器將制冷系統中的氨液與水混合后迅速排入下水道，以保護人員和設備的安全 第10章 制冷系統輔助設備10.5 制冷裝置用壓力容器10.5.1 分類1. 壓力容器基本概念根據容規的規定，同時具備下列者為壓力容器：1）最高工作壓力大于等于0.1MPa（不含液體靜壓力）；2）內直徑（非圓形截面指其最大尺寸）大于等于0.15m，且容積V大于等于0.025m3；3）盛裝介質為氣體、液化氣體

14、或最高工作溫度高于等于標準沸點的液體。第10章 制冷系統輔助設備壓力容器的壓力等級 1）低壓（代號L）：0.1MPaP1.6MPa。2）中壓（代號M）：1.6MPaP10MPa。3）高壓（代號H）：10MPaP100MPa。4）超高壓（代號U）：p100MPa。第10章 制冷系統輔助設備3壓力容器的品種 1）反應壓力容器（代號R） 2）換熱壓力容器（代號E） 3）分離壓力容器（代號S） 4）儲存壓力容器（代號C，其中球罐代號為B） 第10章 制冷系統輔助設備4壓力容器的分類管理 （1）第三類壓力容器 1）高壓容器。2）毒性程度為極度和高度危害介質的中壓容器。3）易燃或毒性程度為中度危害介質，且

15、pV乘積大于等于10MPam3的中壓儲存容器。4）易燃或毒性程度為中度危害介質，且pV乘積大于等于0.5MPam3的中壓反應容器。5）毒性程度為極度和高度危害介質，且pV乘積大于等于0.2MPam3的低壓容器。6）高壓、中壓管殼式余熱鍋爐。7）中壓搪玻璃壓力容器。8）使用強度級別較高（指相應標準中抗拉強度規定值下限大于等于540MPa）的材料制造的壓力容器。9）移動式壓力容器，包括鐵路罐車、罐式汽車和罐式集裝箱等。10）容積大于等于50m3的球形儲罐。11）容積大于5m3的低溫液體儲存容器。第10章 制冷系統輔助設備（2）第二類壓力容器：1）中壓容器（已有規定的除外）。2）毒性程度為極度和調度

16、危害介質的低壓容器。3）易燃介質或毒性程度為中度危害介質的低壓反應器和低壓儲存容器。4）低壓管殼式余熱鍋爐。5）低壓搪玻璃壓力容器。（3）第一類壓力容器低壓容器（已有規定的除外） 第10章 制冷系統輔助設備5制冷裝置用壓力容器 以液化氣體為制冷劑、設計壓力不高于4.0MPa、設計溫度為19200（最低蒸發溫度50）的制冷裝置中承受制冷劑壓力的容器稱為制冷裝置用壓力容器.依據設計壓力、使用制冷劑的不同，制冷裝置用壓力容器中一、二、三類壓力容器均有。 第10章 制冷系統輔助設備10.5.2 結構合理性制冷裝置用壓力容器是指鋼制的內部或外部可承受氣體或液體壓力，并對安全性有較高要求的密閉容器。制冷裝

17、置用壓力容器的壁厚與容器的內徑、設計壓力、材料、焊接形式、介質的腐蝕性等設計參數有關。制冷裝置用壓力容器中間部分多為圓柱形，稱之為筒體，兩端為封頭，筒體和封頭上有接管、法蘭、支座等零部件。制冷裝置用壓力容器的封頭形狀有平板形封頭、碟形封頭、橢圓形封頭、球形封頭。 從密封安全性的角度考慮，制冷裝置用壓力容器的連接結構應盡量采用焊接結構，可拆連接結構多采用法蘭聯接。 在換熱器選型時，考慮的因素是很多的，如材料、腐蝕、壓力、溫度差、壓力降、結垢、強度及結構的可靠性、流體的狀態、應用方式和檢修等。 10.5.3 管理規定1.設計、制造、無損檢測、壓力試驗壓力容器的設計單位資格、設計類別和品種范圍的劃分應符合壓力容器設計單位資格管理與監督規則的規定 壓力容器制造（含現場組焊）單位應取得制造許可證 無損檢測檔案、底片和資料，保存期限不應少于七年。 耐壓試驗又分為液壓試驗和氣壓試驗。 2. 安裝、使用與維護從事壓力容器安裝的單位必須是經有關機構批準的安裝單位壓力容器使用單位購買壓力容器或進行壓力容器工程招標時，應選擇具有相應制造資格的供貨商 操作人員應持證上崗 第10章 制冷系統輔助設備思考題1. 舉例說明實際制冷系統中輔助設備的作用？2. 為什么要設置中間冷卻器？3. 氨用中間冷卻器是如何實現熱量綜合利用的