蒸气压缩式制冷系统(管道设计)讲解.ppt

第24讲 蒸气压缩式制冷系统（2） 3.2.2.1 带有回热装置的制冷系统 １.带有回热装置的制冷系统 右图为带有回热装置的制冷 系统其中，液体-气体热交换 器的功能是使由冷凝器到膨胀 阀的液体和由蒸发器到压缩机 的气体，进行热交换，液体被 降温而具有了一定的过冷温度 ，气体被加热而具有了一定的 过热度从制冷效果看，大大 提高了制冷量；而气体因为具 有一定的过热度，即保证压缩 机吸入的气体干燥，避免了液 击现象的发生 带有回热装置的单级压缩系统 1-压缩机；2-冷凝器；3-蒸发器； 4-膨胀阀；5-回热器；6-干燥器 二、 蒸气压缩式氟里昂制冷系统 lgp-h的分析 下图为 具有回热装置的制冷系统的lgp-h图由于液体具有了一定的过冷度 ，使单位质量制冷量增加，因而机器制冷量有所增加 图中循环1′-2′-3′-4′-1′为具有回热 的系统，并可以看出液体有一定的 过冷，气体具有较大的过热度，从 理论上应认为h1′−h1＝h3−h3′，这正 是在气液换热器里实现的换热过程 这个循环的单位质量制冷量q0′＝ h1′−h4′ 二个循环相比q0′大于q0，大于的量应为（h4−h4′）+（h1−h1′）。

这部分冷量 的收益就是由于增加了换热器的结果下图为实用的带回热装置的氟库单级 制冷系统 图中循环1-2-3-4-1为基本系统的 循环，可以看出液体是无过冷，气 体有过热单位质量制冷量q0=h1-h4 冷藏库的单级制冷系统 1-压缩机；2-分油器；3-冷凝器；4-干燥器；5-换热器；6-蒸发压力调节阀；7-电磁阀； 8-膨 胀阀；9-冷风机 2 采用一次节流不完全中间冷却的双级压缩 系统 为获 取较低的蒸发温度，例如快速冻结 装置或其他低温装置，使用单级 压缩 系统会使压缩 比超过10以上，则应 采用双级压缩 或多级压缩 系统 实际应 用的双级压缩 制冷系统 1-双级压缩 机 2-冷凝器 3-干燥器 4-冷风机 5-膨胀阀 1 6-电磁阀 7-中冷器 8-膨胀阀 2 9-过 滤器 下图为使用一次节流不完全中间冷却制冷系统的冷藏库，制冷剂为 R22 3 氟库的管道配置 氟库的热负荷计算与氨库一样，氟库的制冷主机和制冷设备的选用也和氨 库的基本一样氟库的管道配置与氨库在计算上类似，但在连接和安装上有 着自己的特征 （1）吸气管道 吸气管道是比较重要的，在设计及安装时应引起足够的注意 ①吸气管管径的选择，应按蒸发器满负荷时的允许压力降来计算。

通常选 择吸气管径，应使压力总损失不大于相当蒸发温度降低1℃时的压差选择吸 气管管径时应注意保证蒸发器在最小负荷时，其中的润滑油能顺利返回压缩 机吸气管径过大或过小均是不适宜的，管径过大不仅增加初置费用，而且 会使气体流速过低，使蒸发器中的油不能返回压缩机曲轴箱内，导致润滑不 良反之，管径选择过小，气体流速大，使有效制冷量下降 ②吸气管的布置要有利于防止压缩机产生液击事故，对氟利昂系统应保证 润滑油随同制冷剂蒸气一同回到压缩机由于氨系统中氨与润滑油不溶解， 故不存在回油问题，为了防止氨液流入压缩机而产生液击事故，一般要求水 平回气管带有0.1%0.3%的坡度坡向低压循环桶 要保证氟利昂系统回油，压缩机的吸气管应设有1%坡度坡向压缩机，如 下图所示在吸气立管之前设立U形管，可以阻止大量的氟利昂液体及润滑 油冲入压缩机，也可防止安放膨胀阀感温包的地方因管道中聚集液体而影响 感温包的正确反映 蒸发器与压缩机同高度时吸气管的布置 ③蒸发器布置在压缩机上面时，应在蒸发器上侧设置倒U型管，如图3-115 所示，以防开车时液体进入压缩机而引起液击但对全封闭式、半封闭式压 缩机来说，由于液体进入压缩机后，先经吸气腔予以汽化过热，再进入汽缸 ，因而可不设倒U形管。

蒸发器高于压缩机的吸气管布置 集油弯，如右下图所示 集油弯的布置 吸气口布置 ④当蒸发器布置在压缩机下面时，为了改善回油，应每隔10m左右设置一个 在压缩机吸入口附近的吸气管上不要设 置集油弯，以防止启动时润滑油冲缸事故 ，如下图所示 进出，则应保证从上进下出盘管出来的制冷剂为湿蒸气，以便把油带走 排最好是下进上出，这样顺着气体的流向，蒸发效果好；若用隔排上下更换 ⑤对串联的蒸发盘管，最后一排应是上进下出，前面几 多台蒸发器并联时的接管 两台并联压缩机的吸气管布置 近乎相等，同时也使回油均匀，如图所示吸气管处要设置积油弯，以防一台压 缩机停止工作时，油流积到另一台压缩机里去压缩机曲轴箱油面上部与油 面下部均应装均压和均油管，在这些管上应设阀门 两台并联的压缩机的吸气管应尽 量对称布置，使各台压缩机的压力 负荷变化或停止运行时影响其他蒸发器的正常工作， 可用右图接法 ⑥当多台蒸发器并联时，为了不因某—台或某几台蒸发器的 ⑦双上升回气立管双上升立管见下图双立管是为适应制冷负荷变化较 大的系统而安设的，特别对于能进行能量调节的制冷系统更需按此方式安设 配管原则及工作原理是：双立管中A管为细管，按最低负荷选管径，A和B 管的截面积之和应能满足全负荷时的要求，压力降既不可过大，并又能使回 油速度处于规定范围之内。

以致A和B管同时投入工作存油弯 的设计不可过大，如存油太多要影 响曲轴箱的油量，也会使消除存油 的时间太长和瞬时回油太多为防 止低负荷工作时内A管上升的油又滑 入B管内，故在两立管与水平管连接 处都做一个向上的弯头 双上升回气管 不能把油带走，油流入存油弯内，并形成油束堵住B管， 只有A管工作，管内流速增高，使低负荷回油得到保证； 当转入全负荷工作时，开始因A管工作流速很高，接着B 管也逐渐有气体流过把存油弯的油带走，使B管通畅， 按此原则决定B管直径：低负荷工作时，开头是双管都工作，但因流速低， （2）排气管道 排气管道是指压缩机出口到冷凝器入口的制冷剂管道排气管道对制冷系 统制冷量的影响没有吸气管道那么大，但它却影响着压缩机的耗功如排气 管道的压力损失变大会引起排气压力和温度的升高，亦即增加了压缩机的耗 功一般对排气管压力降控制在相当于与冷凝温度相差0.5℃的范围内与 冷凝温度相差0.5℃的压力差值，R12为0.012MPa，R22的压力差为 0.020MPa 在排气管道布置时应注意到： ①为防止压缩机停车后，排气管道的氟利昂液化而流回压缩机，造成起动时 的液击现象，压缩机排气管道应有一定坡度，此坡度应坡向冷凝器方向，数 值为用1%-2%。

②排气管路和吸气管路一样，应尽量缩短，以减少压力损失 ③冷凝器位置在压缩机之上，且排气立管较长者，建议每8m，设置一个U 型存油弯，以防液击 ④放空气的排气阀可直接设在排气管的最高点处 ⑤为防止压缩机停车后排气管内的润滑油 及制冷剂气体凝结成液体返回压缩机而造成 起动时出现液击事故，则氟系统的排气管向 或冷凝器有1%-2%的坡度，如右图 ⑥对不设油分离器的压缩机冷凝机组， 当压缩机低于冷凝器2.53m时，压缩机排 气管可以不设U形弯头，如左下图；当高 差大于2.53m时，压缩机排气管应装U形 弯头，如右下图 ⑦两台 压缩机合 用一个冷 凝器，而 冷凝器位 置又高于 压缩机时 ，排气管 可按右图 布置 对两台压缩机分别用两台冷凝器，而 其管道又要相互连接的时候，可按右图 方式布置当冷凝器位置低于压缩机时 ，可按下图布置排气管道装均油管的 目的是使两台压缩机的油面在同一水平 面上，均压管是使两台压缩机的曲轴箱 具有相同的压力 双机排气管的布置（冷凝器位置低于压缩机） （a）回气管合并进冷凝器；（b）回气管分别进冷凝器 a ） b ） （3）液体管道 氟利昂液体能与油互溶，在液体管路上没有设置回油管路。

液体管路要解 决的主要问题是防止产生闪发气体具有冷凝温度的氟利昂液体在阻力很大 的管道中流动时，由于压力下降和摩擦生热，会使部分液体汽化生成部分气 体，这就是所谓的闪发气体 ①高压液管是指贮液器到膨胀阀前的液管，如无贮液器则是由冷凝器到膨 胀阀前的那段液管当这段管子阻力大或周围环境温度高的时候，会产生闪 发气体致使膨胀阀供液不良，这将大大降低制冷量，因此一般把高压液管的 压降控制在0.02MPa以下 ②对于过流式冷凝器，如下图（a）所示，为了保证液体靠自重流入贮液 器内，冷凝器的底部与贮液器进液阀之间的间距应大于200mm，进液管流 速应低于0.5m/s 对于补充式贮液器，如下图 （b）所示，冷凝器直接向蒸发器供液，贮液 器在系统中起调节制冷剂的作用，因此冷凝器与贮液器加设均压管同时冷 凝器的输液阀门应低于贮液器贮液器的进液管流速一般取0.8m/s 冷凝器与贮液器之间的连接 （a）过流式；（b）补充式 ③低压液管低压液管是指从节流后至蒸发器—段管道，这段管道越短 越好，应使膨胀阀尽量靠近蒸发器最好这段管道要包隔热层和防潮层 这段管道的最大问题是供液分配当一个膨胀阀供给多组并联的蒸发器液体 时，需设液体分配器，小型系统可直接购买液体分配器（俗称莲蓬头）。

当 系统稍大—点，可按下图制作液体分配器下图的分配器均有一锥形体，当 液体进入后与它相碰，并且碰后具有一定的流速，这就使液体夹裹着气体， 分别进入各个支管由于阻力相同所以各支管的液体进入量是相同的，可以 达到均匀分布的作用 液体分配器 冷藏库的库温低于0℃以下时，蒸发器表面就会结霜，时间一长就在管子表 面形成一个厚厚的霜雪壳，这将使传热效率大为降低，导致库温回升蒸发 器如用肋片式管子，霜层将在肋片间聚集，堵死肋片间隙 排气热融霜系统 右图为常用的排气热融霜系统 制冷循环中压缩机的排气温度比较 高，氟系统排气接近100℃的温度 ，把这部分热量引入可融化蒸发器 的霜层工作过程：当蒸发器W2 需融霜时，关闭阀D打开阀B，此 时压缩机的排气沿排气管通过阀B 进入蒸发器W2融化管外霜层热 的制冷剂蒸气在融霜过程中凝结成 液态制冷剂，压力降低，并积存在 蒸发器中，因而热的制冷剂蒸气可 以不断流向蒸发器融霜 （4）融霜管道 本 讲 小 结 二、 蒸气压缩式氟里昂制冷系统 1.带有回热装置的制冷系统 2.采用一次节流不完全中间冷却的双级压缩系统 3.氟库的管道配置 （1）吸气管道 （2）排气管道 （3）液体管道 （4）融霜管道 作业P162： 33、36、39 。