第10章制冷系統輔助設備

1、第10章 制冷系統輔助設備在制冷系統中，制冷設備可以分成兩類，一類是完成制冷循環(huán)所必不可少的設備，如冷凝器、蒸發(fā)器、節(jié)流機構等；另一類是改善和提高制冷機的工作條件或提高制冷機的經濟性及安全性的輔助設備，又可稱制冷系統元件，如分離與貯存設備、安全防護設備、閥件等10.1 制冷系統流程框圖由于用途不同，各種制冷裝置的系統流程和設備配置不盡相同，下面以大家比較熟悉的熱泵型冷水機組和小型冷庫來說明制冷系統流程和制冷系統元件。10.1.1 熱泵型冷水機組 熱泵型冷水機組又稱為冷暖型冷水機組，多用于風冷式機組和小型空調機組，如窗式空調器、分體空調器、柜式空調器等。冷暖型機組可在夏季向空調系統提供冷凍水源，

2、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。冷暖型機組主要通過在機組內增加一個四通換向閥即可改變制冷劑的流動路線，冷凝器變?yōu)檎舭l(fā)器，蒸發(fā)器變?yōu)槔淠?。圖10-1為熱泵型風冷式冷水機組的工作原理圖，其中實線為制冷回路，虛線為制熱回路。制冷回路流程：在夏季機組處于制冷狀態(tài)時，壓縮機排氣口的高溫高壓氣態(tài)制冷劑通過四通換向閥進入翅片式換熱器（冷凝器）內，冷凝放熱后成為高壓液態(tài)制冷劑，通過單向閥1進入貯液罐并經節(jié)流閥成為低壓液態(tài)制冷劑，通過單向閥4進入套管式換熱器（蒸發(fā)器）吸熱蒸發(fā)成低壓氣態(tài)制冷劑，經氣液分離器和四通換向閥至壓縮機吸氣口，完成制冷循環(huán)。制熱回路流程：在冬季機組處于制

3、熱狀態(tài)時，從壓縮機排氣口出來的高溫高壓氣態(tài)制冷劑通過四通換向閥進入套管換熱器（冷凝器）內，放熱冷凝成為高壓液體，再通過單向閥進入貯液罐，經節(jié)流閥后成為低壓液態(tài)制冷劑，經單向閥3至翅片式換熱器（蒸發(fā)器）蒸發(fā)吸熱成為低壓氣態(tài)制冷劑，通過氣液分離器和四通換向閥至壓縮機吸入口，完成制熱循環(huán)。與套管式換熱器連接的換熱循環(huán)水，在夏季為空調冷凍水源，冬季為空調熱水源。10.1.2 小型冷庫 圖3-1-19為水冷式小型冷庫氟利昂制冷系統的流程示意圖。從圖中可以看出，實際裝置與制冷循環(huán)原理圖無本質上的差別，只是考慮運行中的安全問題而加了一些輔助裝置，他們的作用是：分液頭 使制冷劑均勻地分配到蒸發(fā)器的各路管組中。

4、壓力控制器 壓縮機工作時的安全保護控制裝置。油分離器 把壓縮機排氣中的潤滑油分離出來，并返回到曲軸箱去，以免油進入各種熱交換設備而影響傳熱。熱氣沖霜管 定期利用壓縮機本身產生的高溫蒸汽，直接排到蒸發(fā)器內，加熱蒸發(fā)器而除霜。冷卻塔 利用空氣使冷卻水降溫，循環(huán)使用，節(jié)約用水。冷卻水泵 冷卻水循環(huán)的輸送設備干燥過濾器 除去冷凝器出來液體中的水份和雜質，防止膨脹閥冰堵或堵塞?；責崞?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，防止過多制冷劑流入蒸發(fā)器，以免壓縮機下次啟動時產生液擊，起保護壓縮機的作用。10.2 中間冷卻器10.2.1中間冷卻器的作用多級壓縮

5、時，制冷劑氣體在高、低壓縮級之間進行的冷卻稱為中間冷卻。有中間完全冷卻與不完全冷卻之分，前者使低壓級排氣冷卻到中間壓力下的干飽和蒸氣狀態(tài)，氨的雙級壓縮常采用此法；后者用于使低壓級排氣與中間冷卻器中蒸發(fā)的蒸氣混合，降低了溫度，但并未達到中間壓力下的干飽和蒸氣狀態(tài)，常用于R12和R22的雙級壓縮中。氣體壓縮后的絕對壓力與壓縮前的絕對壓力之比稱為壓縮比。又稱“壓力比”。在制冷機中常以冷凝壓力（絕對壓力）與蒸發(fā)壓力（絕對壓力）之比代替。單級制冷壓縮機（一般為氨壓縮機）的壓縮比不超過8，R12和R22不超過10。否則，將會使壓縮機的輸氣量減少，排氣溫度升高，制冷劑節(jié)流損失增加，對制冷機的可靠性和經濟性不

6、利。在通常情況下，制冷機冷凝壓力一般變化不大，壓縮比增大的主要原因是蒸發(fā)溫度低使蒸發(fā)壓力降低。當壓縮比超過上述限值時，應采用雙級壓縮。當壓縮機排氣溫度升高，氣缸壁溫上升，這一方面使吸入蒸氣的溫度升高，比容增加，使吸氣量下降；另一方面使?jié)櫥瑮l件惡化，壓縮機運轉發(fā)生困難。例如，當冷凝溫度為40，蒸發(fā)溫度為30時，單級氨壓縮機的排氣溫度可達160以上。顯然，不允許這樣高的排氣溫度。通常，壓縮機的排氣溫度應作如下限制：R717（NH3）140；R12100；R22115。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），

7、以避免高壓級壓縮機的排氣溫度過高；還能使進入蒸發(fā)器的制冷劑液得到過冷，減少管中的閃發(fā)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。10.2.2 氨用中間冷卻器氨制冷系統的中間冷卻器氨制冷系統在制取較低蒸發(fā)溫度時，由于夏季冷凝水溫高，壓縮機會超出最大壓力差或壓縮比，因此應設計成雙級壓縮制冷系統，也就需要使用中間冷卻器。目前國內使用最多的還是一次節(jié)流中間完全冷卻的循環(huán)，其中冷卻器的構造如圖10-3所示。低壓機（缸）排出的高溫氣體由上方進入進氣管，進氣管直伸入筒身的下半部，沉在氨液中，出氣口焊有擋板，防止直接沖擊筒底，以免把底

8、部積存的油污沖起。高溫氣體在氨液中被冷卻，與此同時，因為截面的擴大、流速減小，流動方向的改變及氨液的阻力及洗滌作用，使氨氣與氨液和油霧分離。經過氨液洗滌后的氨氣反向向上流動，其中仍夾帶有氨液和油滴，當通過多孔的傘形擋板時分離出來，以免被帶入高壓機（缸）內，然后被高壓級吸走。高壓常溫的氨液經過中冷器筒內的冷卻蛇形盤管，向液氨放熱而被冷卻，實現過冷，一般過冷度在5以內，然后再流向供液站去蒸發(fā)器。中間冷卻器的供液（用于洗滌的氨液）進入中間冷卻器內有兩種方式，一種自中間冷卻器下側面進入，另一種是從中間冷卻器頂部進氣管進入，這時進液是與低壓級排氣混合一同進入的。中間冷卻器供液量應使液面穩(wěn)在一定的高度上。

9、另外，中間冷卻器上還接有液位指示器、放油閥、排液閥（即氨液出口）、安全閥及壓力表。中間冷卻器是在低溫下工作的，所以筒身外部加裝隔熱材料，蛇形盤管出中間冷卻器后也應加裝保溫層。關于中間冷卻器運行及操作應注意下列事項：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。中間冷卻器內的液面一般控制在中間冷卻器高度的50%左右，這可通過液面指示器來觀察，液面高低受液面控制器（浮球閥）來自動控制，若

10、液面不符合要求，說明自動控制失靈，可臨時改用手動調節(jié)閥來控制液面。液面過高會使高壓機（缸）產生濕沖程或液擊；若液面過低，則冷卻低壓排氣的作用大大降低，致使高壓吸氣過熱度明顯增高，影響制冷系統正常運行。中間冷卻器要定期放油。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(jié)流中間不完全冷卻循環(huán)，低壓級排出的高溫氣體在管道中間與中間冷卻器蒸發(fā)汽化的低溫飽和氣體混合后再被高壓級吸入高壓機（缸），因此氟用中間冷卻器比較簡單，如圖10-4所示。中間冷卻器的供液是由熱力膨脹閥自動控制，壓力一般在0.20.3MPa，靠熱力膨脹閥調節(jié)，在保證不造成濕沖程的前提下，提供適量的濕飽和蒸氣。高壓液

11、體經膨脹閥降壓節(jié)流后，進入中間冷卻器，吸收了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。而高壓常溫液體通過蛇形盤管向外散熱也降低了溫度，實現了過冷，過冷度一般在35左右。再送到蒸發(fā)器的供液膨脹閥，經節(jié)流降壓進入蒸發(fā)器，因為該液體有一定的過冷度，所以提高了制冷效果。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(fā)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(jié)流降壓而產生的閃發(fā)氣體，不讓它進入蒸發(fā)器，以提高蒸

12、發(fā)器工作效率。在重力供液和直接供液的制冷系統中，蒸發(fā)器內制冷劑汽化后先進入氣液分離器，當回氣中帶有未蒸發(fā)完的液體在這里進行氣液分離，氣體從出氣口（上面頂部）去壓縮機，因而避免壓縮機的濕沖程和液擊。液體溶入底部與反進液口進來的制冷劑液體混合后進入蒸發(fā)器，該進液是來自膨脹閥節(jié)流后的低壓液體，因此不閃發(fā)氣體產生，當進入氣液分離器后，閃發(fā)氣體從液體中分離出來，向上從出氣口去壓縮機，提高了蒸發(fā)器液體的純度。其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。它的結構雖然簡單，但其作用卻是保證制冷壓縮機安全運行、提高制冷效果不可缺少的。特別在獲取低蒸發(fā)溫度

13、時（如采用雙級壓縮），因負荷小，蒸發(fā)溫度低，回來的氣體中很容易夾帶著尚來不及吸熱蒸發(fā)的液體，這時氣液分離顯得重要。氣液分離器有立式和臥式兩種，其構造和原理基本相同。圖10-5所示為常用的立式氨液分離器。進液的液量多少是由液面控制器或浮球閥來控制，使液位控制在容器高度的1/3處左右，嚴禁達到2/3。氣液分離器裝有安全閥、放油閥及氣液平衡壓力管，還有液面指示器接口，液面指示器顯示出液面高度。選擇氨液分離器應使氨氣在桶內流速控制在0.51m/s。氨液分離器安裝高度應保證其正常液面高于蒸發(fā)器排管最高層1.52m。氨液分離器在低溫下工作，應包有隔熱層。氨液分離器應定期放油。氨液分離器正常工作時，其進氣閥

14、、回氣閥、供液閥、出液閥、浮球的均壓閥、壓力表閥都是常開的。10.3.2 貯液器制冷系統中貯存設備的功用是貯存制冷劑和調節(jié)制冷劑的循環(huán)量，根據蒸發(fā)器熱負荷的變化調節(jié)制冷劑的用液量。根據功能和工作壓力的不同，它又可分為高壓貯液筒（器）、低壓貯液筒（器）、低壓循環(huán)筒和排液筒四種，它們都用鋼板卷制而成，其上附有各種接頭和附件，供連接管路和操作之用。1高壓貯液器 高壓貯液器一般位于冷凝器之后，它的作用是：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(fā)揮作用；2）保證供應和調節(jié)制冷系統中有關設備需要的制冷劑液體循環(huán)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。高壓貯液器的基本

15、結構如圖10-6所示，是用鋼板卷板焊接制成筒體、兩端焊有封頭的壓力容器。在筒體上部開有進液管、平衡管、壓力表、安全閥、出液管和放空氣管等管接頭，其中出液管伸入筒體內接近底部，另外還有排污管接頭。氨用高壓貯液器的筒體一端裝有液位指示器。高壓貯液器上的進液管、平衡管分別與冷凝器的出液管、平衡管相連接。平衡管可使兩個容器中的壓力平衡，利用兩者的液位差，使得冷凝器中的液體能流進高壓貯液器內。高壓貯液器的出液管與系統中各有關設備及總調節(jié)站連通；放空氣管和放油管分別與空氣分離器和集油器有關管路連接；排污管一般可與緊急泄氨器相連，當發(fā)生重大事故時，作緊急處理泄氨液用。在多臺高壓貯液器并聯使用時，要保持各高壓

16、貯液器液面平衡，為此各高壓貯液器間需用氣相平衡管與液相平衡管連通。為了設備安全和便于觀察，高壓貯液器上應設置安全閥、壓力表和液面指示器。安全閥的開啟壓力一般為1.85MPa。高壓貯液器貯存的制冷劑液體最大允許容量為高壓貯液器本身容積的80%，最少不低于30%，是按整個制冷系統每小時制冷循環(huán)量的1/31/2來選取的。存液量過高，易發(fā)生危險和難以保證冷凝器中液體流量；存液量過少，則不能滿制冷系統正常供液需要，甚至破壞液封發(fā)生高低壓竄通事故。2低壓貯液器 低壓貯液器一般在大中型氨制冷裝置中使用，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。低壓貯液器是用

17、來收集壓縮機回氣管路中氨液分離器所分離出來的低壓氨液的容器，在不同蒸發(fā)溫度的制冷系統中，應按各蒸發(fā)壓力分別設置低壓貯液器。低壓貯液器一般裝設在壓縮機總回氣管路上的氨液分離器下部，進液管和平衡管分別與氨液分離器的出液管和平衡管相連接，以保持兩者的壓力平衡，并利用重力使氨液分離器中的氨液流入低壓貯液器，當需要從低壓貯液器排出氨液時，從加壓管送進高壓氨氣，使容器內的壓力升高到一定值，將氨液排到其他低壓設備中去。低壓貯液器的結構與高壓貯液器基本相同，在次不再贅述。排液桶的作用是貯存熱氨融霜時由被融霜的蒸發(fā)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。排液桶結構

18、如圖10-7所示，是用鋼板卷板焊接制成筒體，筒體兩端焊有封頭的壓力容器。在筒體上設有進液管、安全閥、壓力表、平衡管、出液管等接頭。其中平衡管接頭焊有一段直徑稍大的橫管，橫管上再焊接兩根接管，這兩根接管根據其用途稱為加壓管和減壓管（均壓管）。出液管伸入桶內接近底部。桶體下部有排污、放油管接頭。容器的一端裝有液面指示器。排液桶除了貯存融霜排液外，更重要的是對融霜后的排液進行氣、液分離和沉淀潤滑油。其工作過程是通過相應的管道連接來完成的。在氨制冷系統中，排液桶上的進液管與液體分調節(jié)站排液管相連接；出液管與通往氨液分離器的液體管或庫房供液調節(jié)站相連；減壓管與氨液分離器或低壓循環(huán)貯液器的回氣管相連接，以

19、降低排液桶內壓力，使熱氨融霜后的氨液能順利地進入桶內；加壓管一般與熱氨分配站或油分離器的出氣管相連接，當要排出桶內氨液時，關閉進液管和減壓管閥門，開啟加壓管閥門，對容器加壓，將氨液送往各冷間蒸發(fā)器。在氨液排出前，應先將沉積在排液桶內的潤滑油排至集油器。10.3.3 油分離器油分離器在制冷系統中位于制冷壓縮機和冷凝器之間，它的作用就是把壓縮機排出的過熱蒸氣中夾帶的潤滑油在進入冷凝器之前分離出來。冷凝器的傳熱面上若有油膜存在，會增大傳熱阻力，降低換熱能力進而降低制冷量。當活塞式壓縮機壓縮制冷劑氣體時，由于氣缸內壁面、曲軸軸頸、活塞銷等處都需要油來潤滑，故在壓縮過程中，壓縮機氣缸內一部分潤滑油因受高

20、溫的影響也隨著汽化，混在制冷劑的氣體中排出，一方面容易使壓縮機失去潤滑油；另一方面潤滑油進入冷凝器和蒸發(fā)器，在氨系統會形成管壁油膜并沉積于容器或盤管底部，影響傳熱性能和減少有效面積，而在氟利昂系統會使給定蒸發(fā)壓力下的飽和蒸發(fā)溫度升高，降低制冷能力。因此，制冷劑氣體中的潤滑油應當在壓縮之后設法排回壓縮機，而油分離器起的正是這個作用。在正常運行工況下，純氨對經過精煉的潤滑油沒有什么影響，氨與潤滑油不能混溶。在靜止放置時，潤滑油沉積在容器的底部，并可用放油閥放出。為了防止?jié)櫥瓦M入冷凝器和蒸發(fā)器，以影響傳熱，應在壓縮機的排氣管路上安裝油分離器。多數潤滑油都可與氟利昂以任何比例混溶。制冷劑溫度較高時會

21、把較多潤滑油從壓縮機排氣口和貯液器帶入蒸發(fā)器，制冷劑蒸發(fā)后使?jié)櫥途鄯e于蒸發(fā)器底部，導致蒸發(fā)器積油而降低傳熱能力。對于大中型氟利昂制冷機，除在壓縮機排氣管上安裝油分離器外，還在滿液式蒸發(fā)器上安裝集油器，使?jié)櫥土魅爰推鞑⒌玫脚欧拧Ｐ⌒头褐评湎到y中不設油分離器，管道中即使有少量潤滑油，也因能與氟利昂互溶而被帶走。油分離器的種類較多，用于氨制冷系統的有洗滌式、填料式和離心式等，用于氟利昂制冷系統的有過濾式油分離器。不管哪種型號的油分離器，其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

22、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。在上述基本原理的基礎上，再增加分離的功能。因增加功能的不同，出現四種常用的油分離器：洗滌式油分離器、過濾式油分離器或填料式油分離器和離心式油分離器。1洗滌式油分離器 洗滌式油分離器是氨制冷系統中常用的油分離器，其結構如圖10-8所示。洗滌式油分離器的殼體是用鋼板卷焊成的筒體。筒體上、下兩端焊有用鋼板制成的封頭。進氣管由上封頭中心處伸入到油分離器內穩(wěn)定的工作液面以下，進氣管出口端四周開有四個矩形出氣口，進氣管出口端底部用鋼板焊死，防止高速的過熱蒸氣直接沖擊油

23、分離器底部，將沉積的潤滑油沖起。洗滌式油分離器內進氣管的中上部設有多孔傘形擋板，進氣管上有一平衡孔位于傘形擋板之下、工作液面之上。筒體上部焊有出氣管伸入筒體內，并向上開口。簡體下部有進液管和放油管接頭。進氣管上平衡孔的作用是為了平衡壓縮機的排氣管路、油分離器和冷凝器間的壓力。即當壓縮機停機時，不致因冷凝壓力高于排氣壓力而將油分離器中的氨液壓入壓縮機的排氣管道中。洗滌式油分離器工作時，應在油分離器內保持一定高度的氨液，使得壓縮機排出的過熱蒸氣進入油分離器后，經進氣管出氣口流出時，能與氨液充分接觸而被冷卻。同時受到液體阻力和油分離器內流通截面突然擴大的作用，使制冷劑蒸氣流速迅速下降。這時制冷劑蒸氣

24、中夾帶的大部分油蒸氣會凝結成較大的油滴而被分離出來。筒體內部分氨液吸熱后氣化并隨同被冷卻的制冷劑排氣，經傘形擋板受阻折流后，由排氣管送往冷凝器。潤滑油密度比氨液大，逐漸沉積在油分離器的底部，定期通過集油器排向油處理系統。2過濾式或填料式油分離器 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，其結構如圖10-9所示。過濾式或填料式油分離器為鋼制壓力容器，上部有進、出氣管接頭，下部有手動回油閥和浮球閥。浮球閥自動控制回油閥與壓縮機曲軸箱連通。油分離器內的進氣管四周或筒體的上部設置濾油層或填料層，排氣中的油滴依靠氣流速度的降低，轉向及濾油層的過濾作用而分離。工作時，壓縮機排氣從過濾式或填料式油

25、分離器頂部的進氣管進入筒體內，由于流通截面突然擴大，流速減慢，再經過幾層過濾網過濾，制冷劑蒸氣流不斷受阻反復折流改向，將蒸氣中的潤滑油分離出來，滴落到容器底部，制冷劑蒸氣由上部出氣管排出。分離出的潤滑油積聚于油分離器底部，達到一定高度后由浮球閥自動控制或手動回油閥在壓縮機吸、排氣壓力差作用下送入壓縮機的曲軸箱中。過濾式或填料式油分離器的結構簡單，制作方便，分離潤滑油效果較好，應用較廣。3離心式油分離器 離心式油分離器的結構如圖10-10所示，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，

26、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。10.4 制冷劑凈化與安全設備10.4.1 干燥器、過濾器和干燥過濾器對于氨制冷系統，無水氨不腐蝕金屬，但只要混入少量水分，就會腐蝕銅及銅合金，并使?jié)櫥蜕捎倌啵：ο到y的安全運行；氟利昂制冷劑必須嚴格控制水分，極少量水分也足以使膨脹閥凍結而造成系統冰堵。更嚴重的是水分會與其他物質生成酸，腐蝕系統的零部件，影響運行安全。要防止水分進入制冷系統，應在制冷系統中配備

27、干燥器，盡可能吸收已進入系統中的水分。制冷系統運行時，制冷劑、潤滑油由于介質本身的清潔程度，以及循環(huán)使用時制冷壓縮機摩擦和管路內流動帶來雜質，應設置過濾器清除。1干燥器 除去制冷劑中水分的設備，用于氟利昂制冷系統中，因為水與氟利昂不能互相溶解，當制冷系統中含有水分時，通過膨脹閥或毛細管時因飽和溫度降低而結冰，形成冰堵，影響制冷系統正常工作。另外，系統中有水分會加速金屬腐蝕。因此在氟利昂制冷系統中應該裝置干燥器。對于氨制冷系統，水和氨相互溶解，系統內不需裝置干燥器。干燥器為一個耐壓圓筒，內裝干燥劑，如硅膠、無水氯化鈣、活性鋁等。一般與過濾器一起并聯裝在貯液筒至熱力膨脹閥的管道上，干燥器只是在制冷

28、劑充注后數天內使用，此時過濾器關掉，讓系統內的水分吸收在干燥器里，正常運轉后，一般只讓制冷劑通過過濾器。如果干燥器和過濾器做在一起就成為干燥過濾器。2過濾器 從液體或氣體中除去固體雜質的設備，在制冷裝置中應用于制冷劑循環(huán)系統、潤滑油系統和空調器中。制冷劑循環(huán)系統用的過濾器，濾芯采用金屬絲網或加入過濾填料。安裝在壓縮機的回氣管上，防止污物進入壓縮機氣缸里。另外，在電磁閥和熱力膨脹閥之前也裝過濾器，防止自控閥件堵塞，維持系統正常運轉。制冷系統中設置過濾器，可濾除混入制冷劑中的金屬屑、氧化皮、塵埃、污物等雜質，防止系統管路臟堵，防止壓縮機、閥件的磨損和破壞氣密性。獨立過濾器由殼體和濾網組成。氨過濾器

29、采用網孔為0.4mm的23層鋼絲網；氟利昂過濾器采用網孔為0.2mm(濾氣)或0.1mm（濾液）的銅絲網。3干燥過濾器 從液體或氣體中既除去水分，又除去固體雜質的設備，燥器器與過濾器組裝在一起時，稱為干燥過濾器。由于干燥劑和濾芯組合一個殼體內而成，干燥過濾器屬于安全防護設備，。在氟利昂制冷系統中，一般裝在冷凝器至熱力膨脹閥（或毛細管）之間的管道上，用來清除制冷劑液體中的水分和固體雜質，保證系統的正常運行。常用的有過濾器和干燥過濾器兩種。干燥過濾器常裝于氟利昂制冷系統中膨脹閥前的液體管路上，用于吸附系統中的殘留水分并過濾雜質，其結構有直角式和直通式等，如圖10-11所示。常用干燥劑有硅膠和分子篩

30、。分子篩的吸濕性很強，暴露在空氣中24小時即可接近其飽和水平，因此一旦拆封應在20分鐘內安裝完畢。當制冷系統出現冰堵、臟堵故障或正常維修保養(yǎng)設備時，均應更換干燥過濾器。10.4.2 空氣分離器在制冷系統中，由于金屬材料的腐蝕、潤滑油的分解、制冷劑的分解、空氣未排凈或運行過程中有空氣漏入等原因，往往存在一部分不凝性氣體（主要是空氣）。它在系統中循環(huán)而不能液化，到了冷凝器中會使冷凝壓力升高，又使傳熱惡化，降低系統的制冷量。另外，空氣還會使?jié)櫥脱趸冑|，因此，必須從系統中排除不凝性氣體。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（即真空試漏不合格），故空氣存在制冷系

31、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。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

32、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(fā)生意外事故。對于氟利昂系統來說，氟利昂系統無專用的放空氣裝置，因此氟系統要求密封性高，平時就注意不使空氣進入系統。系統內一旦空氣增多，由于空氣比氟氣輕，因而空氣是存于臥式冷凝器的上部，放空氣時，可從制冷機排氣閥多用孔道進行，可將氟制冷劑抽入冷凝器，停機靜置20min以上，使空氣集中于冷凝器的上部。打開冷凝器頂部的放空氣閥或壓縮機排氣閥多通用孔的堵頭，放出空氣，用手接出放出的氣流，若是涼風就是空氣，繼續(xù)放。若感到有冷氣，說明跑出來的是氟利昂，則關閉放空

33、氣閥或堵頭，正常操作時，損失的氟利昂只占排放氣體的3%。氟系統放空氣最好在每天剛上班，尚未啟動系統時進行。氟系統放空氣最好停機進行。而氨系統放空氣則應在開機時進行。對于氨系統來說，空氣進入系統后，一般都貯存在冷凝器和貯液器中，因為在該設備內有液氨存在，而形成液封，空氣不會進入蒸發(fā)器。假如低壓系統因不嚴密而進入空氣，則空氣也會與制冷劑蒸氣一道，被制冷機吸入送至冷凝器中。由于空氣不凝，它的比重比氨氣重，而又比氨液輕，故空氣存在于氨液與氨氣的交界處。正是這個道理，立式氨冷凝器不凝氣體出口，設在冷凝器的中下部位?？諝夥蛛x器是排除氨制冷系統中不凝性氣體的一種專門設備設備空氣分離器有多種形式，圖10-12

34、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。它安裝在殼管式冷凝器的上方，也可單獨安裝。它由四根不同直徑同心套管組成，其工作過程如下：來自調節(jié)閥的氨液進入分離器的中心套管，在其中和第三層管腔（從中心往外數）內蒸發(fā)，產生蒸氣由回氣管接頭引出，接到壓縮機回氣管上。由冷凝器和高壓貯液器來的混合氣體由外殼上的接頭引入第四管腔中，第四和第二管腔相通，由于受到第一和第三管腔的冷卻，混合氣體中的制冷氣體被冷凝成液體，聚結在第四管腔的下部，當數量較多時，可打開下部節(jié)流閥引至一、三腔蒸發(fā)?；旌蠚怏w中的不凝性氣體從二腔上的接頭引出，并通過橡皮管引至水桶中放空，水可以吸收少量殘留的氨氣。當水中不再大量

35、冒氣泡時，說明可以停止操作。圖10-13為目前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(fā)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。10.4.3 集油器集油器也稱放油器，它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(fā)器中分離出來的潤滑油，并遵照一定的放油操作規(guī)程把制冷系統中的積油在低壓狀態(tài)下放出系統，這樣既安全，又減少了制冷劑的損失。圖10-14是集油器的結構，其殼體是鋼制圓筒，在頂部焊有回氣管接頭，

36、與系統中蒸發(fā)壓力最低的回氣管于氨液分離器前相接，作為回收制冷劑和降低筒內壓力之用。筒體上側的進油管與系統中需放油的設備相接，積油由此進入集油器。由于實際上進入集油器的是氨油混合物，因此只允許各個設備單獨向集油器放油。筒下的放油管在回收氨氣后將潤滑油放出系統。為了便于操作，筒體上還裝有壓力表和液位計。氨制冷系統通過集油器進行放油，其操作方法如下：先開頂部減壓閥，使集油器處于低壓，然后關閉；再開放油設備上的放油閥和集油器上的進油閥，待壓力表指示值上升至或不再升高時（0.6MPa時），關閉進油閥。當放油設備的油收入集油器內后，關閉放油閥，關閉集油器的進油閥，慢慢開啟減壓閥，使油內的氨液蒸發(fā)并被吸入低

37、壓管（吸氣總管）。此時集油器底部外表結霜，可采用熱噴淋水加快熱傳遞，直到所結的霜化完，關閉減壓閥，靜置20min，若集油器壓力表有明顯上升，則再開啟減壓閥，直至壓力回升很小為止。關閉減壓閥后開啟集油器下部的放油閥，讓集油器內的油流出，一般用油桶接住，待油放凈后關閉放油閥。油桶接收的油總有一些氨氣，待氨氣跑光后，放在磅稱上稱量，記下放出油的重量。集油器的收集油量不得超過容積的70%，防止開啟減壓閥時，被吸走而使壓縮機產生液擊。放油時制冷系統可以在運行狀態(tài)，但放油的設備最好是在停止工作狀態(tài)，這樣既安全又提高放油效率。如果對生產有影響的設備放油，可不停止運行，但要仔細操作。操作人員最好戴上橡皮手套，

38、防止燒傷。油未放完，不得離開操作工位。在氨為制冷劑的系統中，由于氨不溶解于油，需要經常排放潤滑油。利用氨比潤滑油輕的原理，在壓力差的作用下，使系統中的油經專門的放油裝置集油器排放出。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(fā)器等貯氨量較大的設備附近。其作用是當發(fā)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。緊急泄氨器的結構如圖10-15所示，它是由兩不同管徑的無縫鋼管套焊而成。外管兩端有拱形端蓋制成殼體。內管下部鉆有許多小孔，從緊急泄氨器上端蓋插入。殼體上側設有與其成30º的

39、進水管。緊急泄氨器下端蓋設有排泄管，接下水道。緊急泄氨器的內管與高壓貯液器、蒸發(fā)器等設備的有關管路連通；如需要緊急排氨時，先開啟緊急泄氨器的進水閥，再開啟緊急泄氨器內管上的進氨閥門；氨液經過布滿小孔的內管流向殼體內腔并溶解于水中，成為氨水溶液，由排泄管安全地排放到下水道。10.5 制冷裝置用壓力容器在蒸氣壓縮式制冷系統中，存在著一類特殊構件制冷裝置用壓力容器，其設計、制造（組焊）、安裝、使用、檢驗、修理和改造，均應嚴格執(zhí)行壓力容器安全技術監(jiān)察規(guī)程（以下簡稱容規(guī)）的規(guī)定，應符合JB69171998制冷裝置用壓力容器等相關標準的要求，并應接受各級鍋爐壓力容器安全監(jiān)察機構的安全監(jiān)察和質量監(jiān)督，以確保

40、制冷裝置的制造和使用安全。10.5.1 分類1. 壓力容器基本概念根據容規(guī)的規(guī)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、液化氣體或最高工作溫度高于等于標準沸點的液體。2壓力容器的壓力等級按設計壓力的大小，壓力容器分為低壓、中壓、高壓、超高壓四個壓力等級。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。3壓力容器的品種

41、按在生產工藝過程中的作用原理，壓力容器的品種劃分如下。1）反應壓力容器（代號R）：主要用于完成介質的物理、化學反應，如反應器、反應釜、分解鍋、合成塔、煤氣發(fā)生爐等。2）換熱壓力容器（代號E）：主要用于完成介質的熱量交換，如管殼式余熱鍋爐、熱交換器、冷卻器、冷凝器、蒸發(fā)器、蒸鍋等。3）分離壓力容器（代號S）：主要用于完成介質的液體壓力平衡緩沖和氣體凈化分離，如分離器、過濾器、集油器、洗滌器等。4）儲存壓力容器（代號C，其中球罐代號為B）：主要用于裝存氣體、液體、液化氣體等介質，如貯液器、儲罐等。在一種壓力容器中如同時具備兩個以上工藝作用原理時，則按其主要作用來劃分品種。4壓力容器的分類管理為有利

42、于安全技術監(jiān)察和管理，壓力容器劃分為三類。（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pV乘積大于等于10MPa·m3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0.5MPa·m3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0.2MPa·m3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(guī)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

43、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。（2）第二類壓力容器：1）中壓容器（已有規(guī)定的除外）。2）毒性程度為極度和調度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(guī)定的除外）：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(fā)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，如殼管式冷凝器、貯液器、氣液分離器等，但內徑小于0.15m或容積小于0.025m3的容

44、器、無殼體的套管式換熱器、冷卻排管、直燃型吸收式制冷裝置的發(fā)生器等則不屬于制冷裝置用壓力容器的范疇。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。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。一般來說，容器的內徑越大，壁厚越厚；容器的設計壓力越高，壁厚越厚。盡管從等強度的角度來考慮，筒體部分和封頭部分計

45、算出來的壁厚不一樣，在實際確定容器的筒體和封頭壁厚時，一般采用等厚的原則，以筒體的計算壁厚為準，便于鋼板材料的選擇，制造方便，同時也減少因壁厚不等產生局部邊緣應力對容器強度的影響。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。從制造難易程度上看，平板形封頭在制造過程中不需要沖壓機械和沖壓胎具，制造工藝最簡單；碟形封頭、橢圓形封頭、球形封頭的制造難度依次加大。從受力的角度考慮，平板形封頭、碟形封頭、橢圓形封頭、球形封頭依次變好。綜合考慮，制冷裝置用壓力容器的封頭一般應采用標準橢圓形封頭，即長短軸之比為2的橢圓回轉體。為了減少邊緣應力對筒體與封頭環(huán)焊縫的影響，封頭制造過

46、程中應同時沖壓出一段大于40mm的直邊，加大了沖壓封頭的難度。當容器內徑大于400mm時，一般筒體是卷板而成的，結構上存在著縱焊縫；當筒體長度大于900mm時，需由多個筒體組對而成，每個筒體稱之為筒節(jié)，筒節(jié)組對時結構上存在著環(huán)焊縫，為了避免形成十字形焊縫，影響焊接質量，筒節(jié)之間的縱焊縫應錯開一定的角度。由于工藝操作和安裝檢修的需要，在制冷裝置用壓力容器上開孔是不可避免的，如制冷劑進出口、安全泄放裝置接口、壓力表、液面計的開孔，為容器內部安裝檢修方便所開的人孔等。容器開孔后，由于承載面積減小使總體強度削弱，同時由于開孔使結構的連續(xù)性被破壞，在開孔處產生較大的附加應力，稱為應力集中。據統計失效容器

47、中，破壞源起始于開孔接管處的占了很大的比例，應對容器開孔予以足夠的重視。當開孔滿足下列要求時可以不另行補強：兩相鄰開孔中心距離不小于兩孔直徑之和的兩倍；殼體厚度大于12mm時，接管直徑小于或等于80mm；殼體厚度小于或等于12mm時，接管直徑小于或等于50mm。否則，應采取局部補強措施。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，但由于工藝操作中開孔接管連接的需要和為了容器制造、安裝、檢修方便，有時迫不得以采用可拆聯接，常見的可拆連接結構多采用法蘭聯接。制冷裝置用壓力容器由支座來承受自身重量及固定位置。臥式容器的支座多采用鞍座，為了使容器在壁溫變化時能沿軸線自由伸縮

48、，鞍座應是滑動式和固定式成對使用，滑動式鞍座的螺栓孔是長圓形的，安裝時螺栓不擰緊；固定式鞍座的螺栓孔是圓形的，安裝時擰緊。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(tài)、應用方式和檢修等。有些結構型式，在某種情況下使用是好的，在另外的情況下，卻不能令人滿意，或根本就不能使用。因此，在選型時應仔細分析所有的要求和條件，在許多相互制約的因素中應全面考慮，找出其中的主要矛盾，給予妥善解決。所選擇的換熱設備類型是否合適,主要看其能否保證達到工藝所規(guī)定的換熱條件；是否有足夠的機械強度和可靠的結構；制造、安裝、檢修是否方便及經濟上是否合理等。以下列出了常用間壁式換熱器的特性，在換熱器選型時可以用來參