课题四 制冷系统主要部件.doc

课题四 制冷系统主要部件教学要求：1、 了解制冷系统的主要部件的种类2、 掌握制冷系统的主要部件的应用3、 了解制冷系统的主要维护保养学习内容：第一节 蒸发器 蒸发器是制冷系统中一个主要的换热部件，其功能是将节流后的制冷剂在蒸发器内低压蒸发吸热，达到制冷目的 制冷剂在蒸发器内的大部分区域处于湿蒸气状态，湿蒸气进入蒸发器时，其蒸气的含量只占10%左右，其余都是液体随着湿蒸气在蒸发器内的流动与吸热，液体逐渐蒸发为蒸气，蒸气含量越来越多，当流到接近蒸发器出口处时，一般已成为干蒸气，到蒸发器末端，继续吸热，成为过热蒸气 蒸发器一般分冷却液体与冷却液体与冷却空气两大类，冷藏箱、空调机、电冰箱等小型制冷设备的均使用空冷式蒸发器本节重点介绍几种空冷式蒸发器一、 蛇形排管式蒸器 蛇形排管式蒸发器在小冷库和冷藏箱中使用最多，它安装在库内内壁上，结构简单，除霜方便，一般不用修理，如图4—1所示当制冷机工作时，靠近蒸发器排管的空气与蒸发器接触后被冷却，温度下降，其比重随之增大而自然下沉，旁边的热空气则因比重小而上升，形成了自然对流，使冷藏箱内的空气自然对流循环，温度逐渐下降由于自然对流时空气流速很慢，因而传热系数较低。

排管蒸发器常用紫铜管的规格见表4—1 图4—1 蛇形排管蒸发器表4—1 常用铜管规格拉制拉制外径(mm)壁厚(mm)重量(kg/m)外径(mm)壁厚(mm)重量(kg/m)30.50.0351210.30730.750.0471310.335410.0661610.419410.084161.50.608510.112191.50.734610.140221.50.859710.1682821.453810.1963021.5651010.252352.52.270二、 空气强迫对流式蒸发器 图4—2为空气强迫对流式蒸发器这种蒸发器配有强迫空气循环风机，吹出的空气以1～3m/s的流速掠过蒸发器表面，强制空气流动，以提高蒸发器的传热系数空气强迫对流比自然对流的传热性能好得多，因而降温速度快，这种蒸发器结构紧凑，占地面积小、材料消耗少 图4—2 机械吹拂式蒸发器 图4—3 分液器结构图 该类蒸发器外部一般设有金属边框以形成空气通道其内部有四排、六排或八排蛇形翅片管，为了提高传热效果，多设计为叉排。

为了使进入每组管路的制冷剂分配均匀，在进液口装有分液器，其结构见图4—3从膨胀阀来的制冷剂液体，进入分液器后沿60圆锥体均匀地分配到各路出口，再沿各支路供液管输送到蒸发器的各组排管，使各组排管供液均匀 该类蒸发器排管外表面套有肋片，以增加外表面传热面积，其结构形式很多，见图4—41、 褶皱绕片式 将剪切成条状的紫铜片在打褶机上压成皱折状，在绕片机上将皱片在铜管上，然后将整要的肋片管搪锡，以保证肋片与铜管的紧密贴合因减少了接触热阻，这种绕片传热性能好，但加工工艺较复杂，其结构如图4—4（a）2、 套片式 如图4—4（b）所示，用0.2mm左右厚的薄铝片依管组的排列形式冲孔，用套片机将铝片一张张套上管组为防止铝片孔与管子间有松动而降低传热效果，须将套好的蒸发器管子进行高压液压胀管或机械胀管，以保证套片与管子紧密贴合，片距根据库温的高低而定，常用的为2mm左右传热面积大、结构紧凑是其优点3、 波纹式和裂隙式 如图4—4（c）、（d）所示的结构目前大多用在空调设备上，近几年来为了减轻换热器（蒸发器和冷凝器的统称）的重量，提高传热系数，铜管外套的铝片不使用平片，而是往往冲制成各种皱纹开和槽形等，以增强对气流的扰动，从而改善传热，铝片的厚度往往小于0.2mm。

国外现在还生产的一种紫铜管内部带有槽沟，这种漕管称为R/F管其主要特点是尺寸小，制成的热交换器的热传导性能优良，能降低压缩机和风扇的功率消耗，从而可提高整机能耗系数的7%左右，而且可增大制冷剂的流量三、 板式蒸发器 板式蒸发器主要使用在电冰箱上，有以下两种类型 图4—4 各种形式换热片的结构一种是用铜板或铝合金板弯制成的槽形，上面焊以铜管或铝管较先进的结构，管子是用粘接剂粘合到板上的国内除了采用引进的专用设备的厂家外，都采用铜板焊接后外涂塑料或电镀铬的制造方法，结构如图4—5所示 图4—5 铜板外焊铜管式蒸发器 图4—6 铝复合板式蒸发器P56另一种是利用铝复合板吹胀法加工而成的（图4—6），加工方法是将下好的复合板平放在刻有管路通道的模具上施加高压力并同时加热，温度升到约440～500时，板中间的锌层开始熔化，此时利用高压氮气进行吹胀，板坯上位于模板刻有管道的部分因不受压而被氮气吹成管形，待几分钟后再进行抽空锌层冷却后重新与铝板粘合然后在引出口端用氩弧焊焊上铝一铜接头，并最后进行弯曲成形。

板式蒸发器利用自然对流方式使箱内空气进行循环蒸发器安装在冰箱内的上部其特点是降温快、结构紧凑、成本低第二节 冷凝器 冷凝器是制冷设备重要的换热器之一，它的功能是将压缩机排出的高温过热蒸气冷却成液态制冷剂，所放出的热量被冷却介质吸收后排至周围环境中过热蒸气在冷凝器中的放热而变成液体时，过程一般如下在排气温度下，过热蒸气冷却为冷凝温度下的干饱和蒸气干饱和蒸气在冷凝温度th下冷凝成饱和液体这一过程，就是蒸气凝结为液体的过程 图4—7 空冷式冷凝器 由于冷却介质（水或空气）的温度总是低于冷凝温度，故在冷凝器末端，饱和液体一般还可进一步冷却，从而成为过冷液体 完成上述过程后，冷凝器放热过程结束在此过程中，压力不变，温度下降冷凝器一般有水冷却和空气冷却两种，下面介绍几种常用的冷凝器一、 空冷式冷凝器 空冷式冷凝器是以空气冷却介质的冷凝器它采用轴流风机和离心机来加速空气流动，以增加空气侧的传热效果，风速为2～3m/s传热系数较小，约84～126Kj/（m2Hk）(见图4—7) 冷凝器用铜管弯成U形，管外套上整齐的铝片，片厚0.2mm。

相邻的U形管口再用U形弯头焊接，构成一排排带肋片的冷凝器制冷剂一般分两路从中间进入冷凝器，冷凝后的制冷剂从下部流出 空冷式冷凝器不需要冷却水，可节省供水所需的一切设备，使用安装很方便，通常在空调机、冷藏设备中使用二、 钢丝冷凝器 钢丝冷凝器是在电冰箱上使用效果比较理想的一种冷凝器，它是在以往的百页窗式冷凝器的基础上改进而成的，如图4—8所示钢丝冷凝器的冷却管为复合钢管，系由无缝钢管内外镀铜或用钢一铜复合带材卷制而成加工时，将冷凝盘管置于专门用来装卡和焊接的设备上，在百叶窗冷凝器钢丝冷凝器盘管两侧点焊钢 图4—8 百叶窗和钢丝冷凝器 丝，钢丝直径为1.6mm，每面用70根钢丝，两面共140根0X0.7mm整体表面镀铜、涂漆冷凝器钢丝用普通碳素钢加工，易于焊接，成本也低钢丝冷凝器具有单位尺寸散热面积大、热效率高、原材料来源丰富且成本低等优点三、 内嵌式冷凝器 内嵌式冷凝器结构如图4—9所示目前多用在进口的电冰箱和冷冻箱上其独特之处是将冷凝器盘管安装在箱体外皮内侧与绝热材料之间，利用箱体外皮散热来达到管内制冷剂冷凝的目的，所以称内嵌式冷凝器内嵌式冷凝器有四个优点：1、 可以保证冷凝器有合理的尺寸。

2、 对外壳加热，可以防止结露3、 工艺较简单，可降低成本4、 减少冰箱的占地面积，清洁美观5、 但内嵌式冷凝器也有明显的缺点，即因其结构特殊而维修不便，尤其是采用了真空发泡绝热层，几乎是不可能拆开修理的 图4—9 内嵌式冷凝器四、 套管式水冷凝器套管式水冷凝器由两根不同直径的管子（内管也可若干个）同心地套在一起盘成椭圆形（见图4—10），管的两端用特殊接头将大小管内径分隔为互不连通的两上空间，制冷剂在大管内流动，水在小管内通过，制冷剂蒸气由盘管的上端进，下端出，水则下进上出，冷却水流向与制冷剂流向相反，液体制冷剂可在较大的传热温差下换热，传热效果好其不足是必须使用化学清洗剂才能清除水垢， 无法对内部质量进行检 查，无法更换冷凝器 图4—10 套管式冷凝器五、 壳管式水冷凝器 壳管式水冷凝器外壳由筒形钢板制成，筒形两端焊上圆管板，管板上钻有许多小孔，两板每一相对的小孔中装有一根无缝钢管（或铜管）管与管连接可用胀管式焊接来密封固定，管板两端装有铸铁盖。

冷凝器内有两个互相隔开的空间，管板、冷凝管外壁与筒体内壁组成一个空间（内流制冷剂），另一个空间由许多管子的内壁与两个端盖水室组成（流冷却水）后盖板有进出水接头，前盖板底部有两个放水阀制冷剂蒸气从上部进入冷凝器，将热量通过换热管传递给在管内流动的水，被冷凝后的制冷剂从底部出液管排出第三节 过滤器 过滤器的主要任务是防止制冷系统堵塞（脏堵或冻堵），主要有污物过滤器和干燥过滤器两种有的系数安装一个过滤器，因内部装有吸潮剂和过滤网，也可同时起到反复过滤作用一、 污物过滤器 制冷系统装配前经过严格的清洗和干燥处理，但在安装和使用过程中，管内有些焊渣和氧化皮粘结在接口周围，压缩机也有金属粉末磨损下来，再加制冷剂也含有一定的杂质，在系统中，这些杂质、污物容易聚集在膨胀阀、毛细管等狭窄处造成堵塞为了防止出现堵塞，要在系统中冷凝器液体出口处安上污物过滤器污物过滤器结构如图4—11所示 图4—11 污物过滤器污物过滤器一般制作成筒形，其接头形式很多，有法兰连接和螺纹连接等筒内安有100目的黄铜过滤网，网作成封闭式，滤网口装在过滤器进口端，制冷剂液体经过滤网过滤而流出，污物就滤存网内。

二、 干燥过滤器 制冷系统中，压缩机、蒸发器管路内、制冷机、冷冻油中都有残余水分，当系统中的水分超出额定值时，就会造成冻堵现象为了吸附系统中的残余水分，防止冻结塞现象，系统中需要安装干燥过滤器图4—12是电冰箱用干燥过滤器结构图 过滤器内装有吸潮剂（分子筛），两端设有过滤网，当制冷剂流过干燥过滤器时，其中水分被吸附，污物被过滤网阻挡. 图4—12 干燥过滤器 过滤器中使用的吸潮剂也称干燥剂，它的品种很多，常用的分子筛、硅胶、活性氮化铝可在系统中长期使用现在很少使用氮化钙 分子筛是目前较为理想的吸潮剂，使用最为普遍它是一种人造泡沸石，饱和吸水率为21～25%它的种类很多，使用时可根据要求选用使用R12、R22、R13制冷剂，可选用5A（Ca型）分子筛在空气中吸附性相当强，在一般的大气环境中（相对湿度50%左右）存放24小时即达到饱和吸水率的1/2以上，因此使用时须经活化处理A型分子筛活化温。