制冷百家网络大学第三课，详细理解制冷系统各大部件作用与原理

东山威夷 2016-09-10

展开全文

小泥巴温馨提示大家，文末有福利哦

课程大纲

完成本单元后，您将

· 了解制冷系统的基础知识。

· 了解制冷系统的四大部件。

· 了解制冷系统的辅助部件的原理。

· 了解制冷系统自动化的主要目的。

· 了解用于控制制冷系统的主要制冷部件。

· 了解自动化技术如何保持制冷系统有效工作。

1基本制冷系统概述

我们从基本制冷系统开始。在网络大学第一课中，学过这种简单的系统。我们选定了四个主要部件，在蒸发器和冷凝器所在地的环境条件约定的情况下，它们的制冷能力相同。只要这些条件保持不变，制冷系统的内部和外部都会达到平衡。

制冷剂流量将恒定不变。在这种理想条件下，不需要其他任何部件。

播放GIF

现在，我们将系统中的烧瓶和流口换成实际部件：一台压缩机、一个冷凝器、一个毛细管和一个蒸发器。接下来是改变环境条件。这会对系统产生怎样的影响？

通过提高蒸发器的热负荷，会导致更多制冷剂被蒸发，从而使蒸发器内沸腾的制冷剂减少。这还意味着蒸发器出口处的过热度上升。如何解决这个问题？

下面的课程当中我们一步一步来解决这个问题。

播放GIF

2制冷系统—膨胀阀

热力膨胀阀能控制液态制冷剂从冷凝器注入蒸发器。

膨胀阀能让蒸发器出口处的过热度保持在一定水平，防止液态制冷剂离开蒸发器进入压缩机。一旦液态制冷剂进入压缩机，便会发生液击。必须防止这种状况发生，以免压缩机损坏。

Pb-感温包压力

Pe-蒸发压力

Ps-弹簧压力

Pb = Ps+Pe, 膜片不移动。

当感温包压力上升，导致 Pb > Ps+Pe 时，膜片向下移动，阀门打开，更多制冷剂流入蒸发器。

当感温包压力下降，导致 Pb <> 时，膜片向上移动，阀门关闭，流入蒸发器的制冷剂减少。

3制冷系统—储液器

在高压条件下，压缩后的制冷剂蒸气在冷凝器中凝结为液体制冷剂。离开冷凝器后，液体流经储液器。

储液器主要有两个功能。

1、储液器对负荷变化造成的冷凝器液位变化进行补偿。

当膨胀阀打开/关闭时，冷凝器的液位会发生改变，若储液器中没有“额外”的制冷剂，膨胀阀前端的液体量就可能不足，致使膨胀阀无法正常工作，造成整个系统变得不稳定。

2、储液器还作为一个额外的容器，帮助液态制冷剂与制冷剂蒸气分离，确保离开储液器的是纯液态制冷剂。

播放GIF

4制冷系统—恒温器

由于热量向冷藏室/介质转移，冷藏室/介质的温度会随着时间而变化。那么，我们如何维持冷藏室的温度呢？

恒温器能够感应冷藏室/介质的温度，并根据设定值切换电磁阀的开关状态（打开或关闭），

从而允许或阻止制冷剂流向蒸发器。

对于只有一个蒸发器的小型系统，恒温器通常是直接开启或关闭压缩机。

播放GIF

恒温器工作原理介绍

恒温器的作用是在系统/冷藏室的温度达到其预设值时，打开/关闭电路。

它主要有两个功能：

1、保护（或安全）功能：防止温度过高或过低，例如防止冰冻。

2、控制功能：控制冷藏室、介质和表面的温度。

状况 1 – 温度升高

冷藏室温度升高时，感温包内部压力将超过最高设定值，这时触点 1 和 2 断开（关闭），触点 1 和 4 接通（打开）。

状况 2 – 温度下降

冷藏室温度下降时，感温包内部压力将低于最低设定值，这时触点将回到最初的位置，即触点 1 和 4 断开（关闭），触点 1 和 2 接通（打开）。

5制冷系统—电磁阀

电磁阀是一种利用电磁力的阀门。

它是一种开/关阀，根据通断电情况控制制冷剂的流动。

电磁阀大致可分为两类。

直动式电磁阀 – 阀线圈通电时，电磁阀直接打开/关闭阀口。

伺服式电磁阀 – 通电或断电时，阀门打开引导阀口，让主阀口根据膜片/活塞的压差逐渐开（取决于阀门是 NC 还是 NO），

这两种电磁阀又各自分为：

NC（常闭型）——不通电时限制制冷剂流动（平常关闭），

阀线圈通电时允许制冷剂流动。

NO（常开型）——不通电时允许制冷剂流动（平常打开），阀线圈通电时限制制冷剂流动。

工作原理

冷藏室温度上升时，感温包压力上升到设定值，电源端子 1 和 4 接通，从而打开电磁阀，允许制冷剂流入蒸发器。温度下降时，感温包内的压力下降到设定值。端子 1 和 4 断开，子 1 和 2 接通。电磁阀断电并关闭，因而限制制冷剂流向蒸发器，使冷藏室温度上升。

播放GIF

6制冷系统—压力控制器

若电磁阀阻止制冷剂流向蒸发器，而压缩机仍在运转，这时会发生什么情况？进气压力下降。为此我们需要停止压缩机，以便控制系统压力，防止进气压力降到标定压力之下。

此外，若由于冷凝器太脏或风扇故障导致冷凝压力升得过高，也必须停止压缩机，以防压缩机超出工作范围。

播放GIF

原理以及功能

压力控制器能防止进气压力（蒸发器压力）过低或排气压力（冷凝器压力）过高，以此控制和保护系统。

压力控制器主要有两个功能：

1、保护（或安全）功能：限制压力，系统压力过低或过高时切断电源。

2、控制功能： 压缩机循环、风扇循环和排空。

常见的压力控制器有两种：

单压控制器：分为低压控制器和高压控制器。

2. 双压控制器：一个控制器兼具低压控制和高压控制。

压缩机高低压保护

压缩机常常需要保护，以防止冷凝压力过高或者进气压力过低。

实现的方法是使用两个单压开关或者一个双压开关。开关有多种电气接触类型。这里看到的是一个简单的类型。高压和低压开关组合在一个壳体内。

两个球体作用于两者之间的装置。若压力达到“高”设定值，开关将打开触点A 和 C。若压力落到“低”设定值以下，开关也会打开触点 A 和 C。

播放GIF

7制冷系统—油分离器

压缩机排放的制冷剂热气将带走压缩机内的油。有时候量太大，带走的油不再回到压缩机。

为了防止这种状况，我们用油分离器将制冷剂中的油分离出来，使之回到压缩机。

播放GIF

油分离器的作用：

1、油分离器的作用是将热气中的油分离出来，并通过自带的控制装置让油回到压缩机的集油槽。

2、油分离器可防止油量不足，对压缩机具有保护作用。

3、油分离器可防止油积聚在碍事之处并降低效率，因而对制冷系统具有保护作用。

油分离器的功能

1、把油从排放的制冷剂气体中分离出来。

2、过滤器可防止油逸入制冷系统。

3、将油收集到分离器底部。

4、油位升高时，浮子打开一个针阀，让油回到压缩机集油槽。

5、油位下降时，浮子向下移动并关闭针阀。

播放GIF

8制冷系统—干燥过滤器

作用：

制冷系统内可能存在其他异物，例如水、金属氧化物和污垢，它们会降低系统的工作效率或者令系统停止工作。

我们用干燥过滤器清除制冷剂中的这些异物，确保系统更有效地工作。

干燥过滤器的作用是防止制冷系统吸入有害物质。

干燥过滤器可以清除制冷剂中的水分，从而防止膨胀阀的流口上结冰。

它还能清除其他固体污染物、腐蚀物和酸。

干燥过滤器能清除异物颗粒，最大限度防止系统中发生化学反应。

9制冷系统—视液镜

现在，我们将安装一个视液镜，其作用是观察制冷剂的液位，检测系统中干燥过滤器后端是否存在水汽。

1、视液镜能检测制冷剂中存在的水汽，它通常安装在干燥过滤器的后端。

2、视液镜内的颜色指示器能显示水汽含量。

绿色 ——制冷剂中不含会带来危险的水汽。

黄色 ——膨胀阀前端的液体管路中水汽含量太高。

若透过视液镜见到气泡，说明存在下列情况。

1. 干燥过滤器的压降太高，可能是阻塞所致。

2. 过冷度不足。

3. 整个系统的制冷剂不足。

10制冷系统—截止阀/球阀

目的：

进行系统诊断时，如何隔离部件/控制器？

必须先关闭制冷回路，然后才能隔离部件。我们用截止阀或球阀来达到这个目的。

作用：

手动开关双向截止阀，用于制冷系统的液体、进气和热气管路。

其作用是关闭制冷回路，以便诊断系统和更换部件。

它们能隔离制冷系统的部件，以便进行维修、诊断和测量。

11制冷系统—压力调节器

压力调节器的作用是控制系统的压力水平，使系统在各种条件下更有效地工作。

压力调节器有三种，第一种是蒸发器压力调节器。它能将蒸发压力控制在预定水平，即便环境/系统条件发生变化。

播放GIF

蒸发压力调节器的主要作用是保持蒸发器内部压力恒定；因此，它会根据蒸发器的负载情况打开和关闭。

调节器出口端的压力变化不会影响开合度，因为压力调节器配有一个均衡波纹管（波纹管和阀座的面积相等）。

蒸发压力调节器有一个压力表接口，用于设定所需的蒸发压力

播放GIF

12制冷系统—冷凝压力控制系统

冷凝压力调节器通常搭配压差阀一起使用，用于风冷式冷凝器，调节冷凝器压力。

当冷凝器压力阀关闭，产生大于 1.4 bar 的压降时，压差阀将开始打开，以保持足够高的储液器压力。压力控制器控制冷凝器风扇的开/关。

一、工作原理与过程：

冷凝器压力控制系统由一个压力调节器和一个压差阀组成。

冷凝器压力调节器能控制冷凝器压力，使冷凝压力维持在一定水平——即使周围气温较低的时候。这是为了让热力膨胀阀保持必要的（最低）压差。

冷凝器的内部压力上升时，阀门打开，压力释放，冷凝器内部压力下降，直到阀门在弹簧压力下关闭。

当冷凝压力过低，导致进气压力过低时，冷凝器压力调节系统可以防止低压压力控制器切断电源。

在环境温度变化剧烈的地区，该系统可以解决许多冷凝器控制问题，因为它能抑制压力变化，从而防止问题产生。

二、压差阀

压差阀用在排气管路与储液器之间的热气管路中，目的是将储液器压力维持在一定水平。

在内部弹簧力作用下，阀门在压差达到 1.4 bar 时开始打开，达到 3 bar 时完全打开。阀门的压差越大，其开合度也越大。

播放GIF

三、如何工作？

现在我们来看看冷凝压力控制系统是如何工作的。若环境温度下降，冷凝器压力也会随着下降。

然后：

1. 压力控制器关闭风扇，让冷凝器压力逐渐升高。

如果这还不够，

2. 冷凝器压力调节器开始关闭。

随着冷凝器压力开始回升，储液器压力很可能因为其中的液体流向蒸发器而下降。

3. 凝器压力调节器接近关闭或完全关闭，热气排气管路与储液器的压差达到 1.4 bar，压差阀（NRD）开始打开，以提高储液器的压力。

播放GIF

13制冷系统—自动控制总结

自动化的主要目的是优化制冷系统的性能，方法包括：

· 用膨胀阀控制液态制冷剂注入蒸发器。

· 用储液器补偿冷凝器的液位变化。

· 用恒温器控制冷藏室/介质的温度。

· 用电磁阀控制液体向蒸发器流动

· 用安全装置保护系统，防止压力过低或过高。

· 用油分离器最大限度防止油进入系统。

· 用干燥过滤器防止系统内的水汽和污染物造成破坏。

· 用视液镜防止系统的制冷剂灌注过量或不足，同时检查制冷剂状况。

· 用截止阀或球阀最大限度缩短维修时间。

· 用压力调节器维持低压端和高压端的系统温度及压力。

· 用膨胀阀、油分离器和冷凝压力控制器提高系统效率。

文 / 小泥巴

版权属于制冷百家微信公众号，转载请注明出处