蒸汽压缩式制冷系统的组成和图式.ppt
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1、制 冷 技 术,第六章 蒸气压缩式制冷系统,将压缩机、蒸发器、冷凝器和节流机构四大件,以及必要的各种辅助设备,用管道将其连接,就组成蒸气压缩式制冷系统。本章将介绍蒸气压缩式制冷系统的典型流程、制冷系统中的制冷剂管道和水系统、制冷机组以及制冷机房的设计。,第一节 蒸气压缩式制冷系统的典型流程,一、氟利昂制冷系统 图示为氟利昂制冷系统流程图。,二、氨制冷系统,图示为采用活塞式制冷压缩机、卧式壳管冷凝器与满液式蒸发器的氨制冷系统流程图。,在实际制冷装置中,为了提高制冷装置运行的经济性和安全可靠性,除了四大部件外,还增加了许多其他和仪器仪表。,辅助设备:油分离器、储液器、集油器、不凝性气体分离器、紧急
2、泄氨器等。,仪器仪表:压力表、温度计、截止阀、安全阀、液位计和一些自动化控制仪器仪表等,一、制冷系统供液方式,在蒸汽压缩式制冷系统中根据向蒸发器供液的方式不同可分为以下三种:,直接供液,重力供液,液泵供液,直接供液方式,直接供液是指制冷剂液体通过膨胀阀直接向蒸发器供液,而不经过其他设备的制冷系统,又称直接膨胀供液系统,下面我们以空调用氨系统为例介绍直接供液方式。,油分离器 贮液器 集油器 不凝性气体分离器 紧急泄氨器,主要设备,压缩机 冷凝器 膨胀阀 蒸发器,辅助设备,优点: 供液动力来自于系统内部的压力差; 系统简单,操作方便; 缺点: 有闪发蒸气进入蒸发器; 供液容易出现不均; 蒸发器为单
3、一通道,盘管长度受限(流动阻力问题);,适用范围: 主要用于氟利昂系统和成套制备空调冷冻水或低温盐水的氨系统;生活服务性小冷库。,此外,还必须指出,当采用螺杆式制冷压缩机时,润滑油除用于润滑轴承等转动部件以外,还以高压喷至转子之间以及转子与气缸体之间,用以保证其间的密封。因此,螺杆式压缩机(不论使用哪种制冷剂)排气带油量大,油温高,对油的分离和冷却有特殊要求,一般均设置两级或多级油分离器以及油冷却器等。,第二节 制冷剂管路的设计,对于制冷系统来说,选择适宜的主要设备和辅助设备是很重要的。但是,如果制冷剂管路设计不当,也会给系统正常运行带来困难,甚至引起事故。本节概括介绍制冷剂管路设计中的主要问
4、题。 一、管路的布置原则 氟利昂管路常采用铜管,系统容量较大时也可采用无缝钢管。氨管则采用无缝钢管,禁止使用铜或铜合金管及其管件。,为了减少管道和制冷剂充灌量以及系统的压力降,配管应尽可能短而直。 管道的布置应不妨碍对压缩机及其他设备的正常观察和管理,不妨碍设备的检修和交通通道以及门窗的开关。 管道与墙和顶棚以及管道与管道之间应有适当的间距,以便安装保温层。 管道穿墙、地板和顶棚处应设有套管,套管直径应能安装足够厚度的保温层。 此外,各种设备之间的管路连接应符合下列要求。,(一)压缩机排气管 (1)为了使润滑油和可能冷凝下来的液态制冷剂不致流回制冷压缩机,排气管应有不小于0.01的坡度,坡向油
5、分离器和冷凝器。 对于不设油分离器的氟利昂制冷系统,当冷凝器高于压缩机时。,排气管道在靠近制冷压缩机处应先向下弯,然后再向上接至冷凝器,形成U形弯,如图。,这样可以防止冷凝的液态制冷剂及润滑油返流回到制冷压缩机;同时,制冷压缩机停车后,排气管的U形弯可起存液弯作用,防止制冷压缩机停车后,由于冷凝器的环境温度高,制冷压缩机的环境温度低,制冷剂自冷凝器蒸发而流回到排气管道中,当再次开车时造成液击事故。,(2)多台氟利昂压缩机并联,为了保证润滑油的均衡,各压缩机曲轴箱之间的上部应装有均压管,下部应装有均油管。,(3)对于有容量调节的制冷压缩机,应考虑在制冷系统低负荷运行时,能将润滑油从排气立管中带走
6、。,(4)并联的氨压缩机排气管上或在油分离器的出口处,应装有止回阀(见图) 。,(二)压缩机吸气管 (1)对于氟利昂制冷系统,考虑润滑油应能从蒸发器不断流回压缩机,氟利昂制冷压缩机的吸气管应有不小于0.01的坡度,坡向压缩机,如图(a)。 当蒸发器高于制冷压缩机时,为了防止停机时液态制冷剂从蒸发器流入压缩机,蒸发器的出气管应首先向上弯曲至蒸发器的最高点,再向下通至压缩机,如图(b)所示。,(2)并联氟利昂制冷压缩机,如果只有一台运转,压缩机又没有高效油分离器时,在未工作的压缩机的吸气口处可能积存相当多的润滑油,启动时会造成油液冲击事故。为了防止发生上述现象,并联氟利昂压缩机的吸气管应按图示安装
7、。,(3)对于有容量调节的氟利昂制冷系统,可采用双吸气立管(见图),其工作原理同双排气立管。在制冷系统的低负荷运行时,立管内制冷剂蒸气流速能将润滑油带回压缩机。 (4)氨压缩机的吸气管应有不小于0.005的坡度,坡向蒸发器,以防止液滴进入气缸。,(三)从冷凝器至储液器的液管 冷凝器应高于储液器,如图所示。两者之间无均压管(即平衡管)时,两者的高度差应不少于300mm。,(四)从储液器或冷凝器至蒸发器的给液管 (1)当冷凝器高于蒸发器时,为了防止停机后液体进入蒸发器,给液管至少应抬高2m以后再通至蒸发器,如图。但是,膨胀阀前设有电磁阀时,可不必如此连接。,(2)当蒸发器上下布置时,由于向上给液,
8、管内压力降低,并伴随有部分液体气化,形成闪发蒸气,为了防止闪发形成的蒸气集中进入最上层的蒸发器,给液管应如图配置。,当数个高差较大的蒸发器由一根给液立管供液时,为了使闪发蒸气得到均匀分配,应按图方式进行配管。,(3)对于氨制冷系统的给液管,为了防止积油而影响供液,在给液管路的低点和分配器的低点应设有放油阀,如图。,二、制冷剂管道管径的确定 (一)管径确定原则 (1)制冷剂管道管径确定应综合考虑经济、压力降和回油三个因素。 (2)对于氟利昂制冷系统,其吸气管路和排气管路的压力损失不宜超过相当于蒸发温度降低l或冷凝温度升高1;氨制冷系统的吸气管路和排气管路的压力损失不宜超过相当于蒸发温度降低0.5
9、或冷凝温度升高0.5。,(3)从冷凝器至储液器的液管,是靠重力使液态制冷剂自流进入储液器,管中液体流速应小于0.5ms。从储液器至膨胀阀的液管要防止液态制冷剂发生气化而造成膨胀阀供液量不足,一般制冷剂离开冷凝器时均有3.5的再冷度,管内流速可取0.51.25ms,压力损失应不大于0.5bar;如果膨胀阀高于储液器达4m时,需有5的再冷度。,(4)氟利昂制冷系统的吸气管径应保证润滑油可以顺利返回制冷压缩机。向下或水平吸气管中的润滑油可靠重力流回压缩机。,对于上升的吸气管(上升立管)来说,只有当管中气流速度足够高时,才能把润滑油带回压缩机内。R22上升立管的最低气流速度见图,实际设计时,上升立管的
10、气流速度应为图中所给数值的1.25倍。制冷压缩机排气管路的设计也应考虑携带润滑油问题,R22排气管路的最低带油流速见图。,(二)管径确定方法 根据单位当量管长的允许压力降,利用计算图表来确定制冷剂管道的管径。 制冷剂管路的压力损失包括管段的摩擦阻力和管件的局部阻力两部分,为了计算方便,常把各管件的局部阻力系数折合成当量管长(常用管件当量长度见表6-1)。这样,管路系统某管段的总计算长度应等于直线段的长度L与各管件的当量长度Ld之和,因此,该段管路的压力损失为,式中fm摩擦阻力系数; di管道内径,m; Mr制冷剂的质量流量,kgs; vr制冷剂的比容,m2kg。,从上式可以看出,对一定相对粗糙
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- 蒸汽 压缩 紧缩 制冷系统 组成 以及 图式
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