壓縮機(jī)制冷系統(tǒng)詳解　

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壓縮式制冷系統(tǒng)　

2．1 制冷的方法與種類

2.1.1制冷的熱力學(xué)基礎(chǔ)

1、熱力學(xué)*定律

2、熱力學(xué)第二定律

熱不能自發(fā)地、不付代價(jià)地從低溫物體傳到高溫物體，研究與熱現(xiàn)象相關(guān)的各種過程進(jìn)行的方向、條件及限度的定律。

2.1.2制冷定義：

制冷是用人為方法從被冷卻對(duì)象（物體或空間）中移出熱量，以便其溫度降低到環(huán)境溫度以下的技術(shù)。

制冷技術(shù)應(yīng)用范圍一般可分為三個(gè)溫區(qū)：

低溫區(qū)（約-120℃以下）主要用于氣體分離、氣體液化、超導(dǎo)和宇航等。

中溫區(qū)（-120～5℃）主要用于冷藏、冷凍、化工生產(chǎn)工藝過程，生化制品的生產(chǎn)等。

高溫區(qū)（5～80℃）主要用于空調(diào)、除濕、熱泵蒸發(fā)和熱泵干燥等。

制冷的溫度范圍是從環(huán)境溫度開始，一直可達(dá)接近零度。

2.1.3、制冷方法：

1．耗物質(zhì)法：耗用一定的物質(zhì)（天然冰、深井水等）獲得低溫；

2．人工（機(jī)械）制冷方法：通過專門裝置消耗一定的外功來獲得低溫，也稱耗能制冷。

2.1.4、制冷系統(tǒng)的應(yīng)用

1、制冷與空調(diào)的關(guān)系

制冷和空調(diào)的關(guān)系相互又獨(dú)立；如圖3-1所示。

圖3-1 制冷和空調(diào)的關(guān)系

制冷在空調(diào)中的作用

（1）干式冷卻

（2）減濕冷卻

（3）減濕與干式冷卻混合方式

2、食品處理方面的應(yīng)用

2.1.5、制冷技術(shù)的發(fā)展與危害

我們知道，所有生物過程都受到溫度的影響，低溫抑制食品中酵、霉菌的增殖，人體對(duì)溫度也非常敏感。在現(xiàn)代社會(huì)，制冷技術(shù)已經(jīng)幾乎滲透到各個(gè)生產(chǎn)技術(shù)、科學(xué)研究領(lǐng)域，并在改善人類的生活質(zhì)量方面發(fā)揮巨大作用。

從歷史來看，制冷技術(shù)發(fā)展的*階段（從1830年到1930年）：主要采取NH3、HCS、CO2、空氣等作為制冷劑，這些制冷劑有的有毒，有的可燃，有的效率很低，使用了一百年之久，當(dāng)出現(xiàn)了CFCS和HCFCS制冷劑（即氟里昂）后，出于安全性的考慮，當(dāng)機(jī)立斷，實(shí)現(xiàn)了重大的*次轉(zhuǎn)軌，進(jìn)入了制冷技術(shù)發(fā)展的第二階段（從1930年到1990年），主要采用氟里昂作為制冷劑。使用了60年后，發(fā)現(xiàn)這些制冷劑破壞臭氧層。

2．2 蒸汽壓縮式制冷的原理

自然界中的物質(zhì)是以三種不同的聚集態(tài)存在的，即：固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)。

2．2．1 蒸氣壓縮式制冷的熱力學(xué)原理

物質(zhì)集態(tài)的改變稱之為相變。相變過程中，由于物質(zhì)分子的重新排列和分子熱運(yùn)動(dòng)速度的改變，會(huì)吸收或放出熱量。這種熱量稱作潛熱物質(zhì)發(fā)生從質(zhì)密態(tài)到質(zhì)稀態(tài)的相變是將吸收潛；反之,當(dāng)它發(fā)生有質(zhì)稀態(tài)向質(zhì)密態(tài)的相變時(shí)則放出潛熱。

液體氣化形成蒸汽，利用該過程的吸熱效應(yīng)制冷的方法稱液體蒸發(fā)制冷。當(dāng)液體處在密閉的容器內(nèi)時(shí)，若容器內(nèi)除了液體和液體本身的蒸汽外不含任何其它氣體，那么液體和蒸氣在某一壓力下將達(dá)到平衡。這種狀態(tài)稱飽和狀態(tài)。如果將一部分飽和蒸汽從容器中抽出，液體就必然要再氣化出一部分蒸汽來維持平衡。我們以該液體為制冷劑，制冷劑液體氣化時(shí)要吸收氣化潛熱，該熱量來自被冷卻對(duì)象，只要液體的蒸發(fā)溫度比環(huán)境溫度低，便可使被冷卻對(duì)象變冷或者使它維持在環(huán)境溫度下的某一低溫。

液體蒸發(fā)制冷循環(huán)必須具備以下四個(gè)基本過程：制冷劑液體在低壓下氣化產(chǎn)生低壓蒸汽，將低壓蒸汽抽出并提高壓力變成高壓氣。將高壓氣冷凝為高壓液體，高壓液體再降低壓力回到初始的低壓狀態(tài)。其中將低壓蒸汽提高壓力需要能量補(bǔ)償。

利用沸點(diǎn)很低的制冷劑相態(tài)變化過程所發(fā)生的吸放熱現(xiàn)象，借助于壓縮機(jī)的抽吸壓縮、冷凝器的放熱冷凝、節(jié)流閥的節(jié)流降壓、蒸發(fā)器的吸熱汽化的不停循環(huán)過程，達(dá)到使被冷對(duì)象溫度下降目的的制冷方法。

2.2.2、蒸氣壓縮式制冷的系統(tǒng)組成

單級(jí)蒸氣壓縮式制冷系統(tǒng)由壓縮機(jī)，冷凝器，膨脹閥和蒸發(fā)器組成。其工作過程如下：

制冷劑在壓力溫度下沸騰，低于被冷卻物體或流體的溫度。壓縮機(jī)不斷地抽吸蒸發(fā)器中產(chǎn)生的蒸氣，并將它壓縮到冷凝壓力，然后送往冷凝器，在壓力下等壓冷卻和冷凝成液體，制冷劑冷卻和冷凝時(shí)放出的熱量傳給冷卻介質(zhì)（通常是水或空氣），與冷凝壓力相對(duì)應(yīng)的冷凝溫度一定要高于冷卻介質(zhì)的溫度，冷凝后的液體通過膨脹閥或其它節(jié)流組件進(jìn)入蒸發(fā)器。單級(jí)蒸氣壓縮式制冷系統(tǒng)如下圖3-2所示。

圖3-2 單級(jí)蒸氣壓縮式制冷系統(tǒng)圖

1、組成部件的功用：

（1）壓縮機(jī)一一抽吸制冷劑，維持蒸發(fā)器低溫；壓縮制冷劑，促進(jìn)制冷劑循環(huán)。

（2）冷凝器——使高壓高溫氣態(tài)制冷劑放熱冷凝成液態(tài)。

（3）節(jié)流閥——節(jié)流降壓制冷劑，制造蒸發(fā)器低溫。

（4）蒸發(fā)器——使低壓低溫液態(tài)制冷劑吸熱汽化成氣態(tài)。

2、單級(jí)蒸氣壓縮式制冷系統(tǒng)的工作過程：

其工作過程如下：制冷劑在蒸發(fā)壓力下沸騰，蒸發(fā)溫度低于被冷卻物體或流體的溫度。壓縮機(jī)不斷地抽吸蒸發(fā)器中產(chǎn)生的蒸氣，并將它壓縮到冷凝壓力，然后送往冷凝器，在冷凝壓力下等壓冷卻和冷凝成液體，制冷劑冷卻和冷凝時(shí)放出的熱量傳給冷卻介質(zhì)（通常是水或空氣）與冷凝壓力相對(duì)應(yīng)的冷凝溫度一定要高于冷卻介質(zhì)的溫度，冷凝后的液體通過膨脹閥或其它節(jié)流組件進(jìn)入蒸發(fā)器。當(dāng)制冷劑通過膨脹閥時(shí)，壓力從冷凝壓力降到蒸發(fā)壓力，部分液體氣化，剩余液體的溫度降至蒸發(fā)溫度，于是離開膨脹閥的制冷劑變成溫度為蒸發(fā)溫度的兩相混合物?；旌衔镏械囊后w在蒸發(fā)器中蒸發(fā)，從被冷卻物體中吸取它所需要的氣化潛熱?；旌衔镏械恼魵馔ǔ７Q為閃發(fā)蒸氣，在它被壓縮機(jī)重新吸入之前幾乎不再起吸熱作用。

3、工況參數(shù)對(duì)制冷工作的影響如表3-1。

溫度條件變化?	制冷量	軸功率	制冷系數(shù)
冷卻溫度tk↑	↓（因?yàn)閝0↓、λ↓）	↑（因?yàn)閣0↑>G↓）	↓（因?yàn)閣0↑、q0↓）
蒸發(fā)溫度t0↓	↓（因?yàn)関1↑使G↓）	當(dāng) Pk／P0＞3左右時(shí) ↓（因?yàn)镚↓>w0↑）	↓（因?yàn)閣0↑、q0不變）
供液過冷度（tk-t3）↑	↑（因?yàn)閝 0↑）	不變	↑（因?yàn)閝 0↑;w 0不變）
吸氣過熱度（t1－t0）↑	R12：（因?yàn)閝 0↑）>G↓） R22：（因?yàn)閝 0↑=G↓） R717：（因?yàn)閝 0↑	↓（因?yàn)镚↓>w0↑）	R12：（因?yàn)閝 0↑>w0↑） R22：稍↓ R717：（因?yàn)閝 0↑

2．3 制冷壓縮機(jī)

2．3．1 制冷壓縮機(jī)的分類與作用

1）．作用

作用是：從蒸發(fā)器內(nèi)吸出蒸氣，將其壓縮，并使壓縮終了的高壓氣體排入冷凝器。

2）．分類

（l）按壓縮氣體的方式分類：

（2）按制冷量的大小分類：可分為大、中、小型制冷壓縮機(jī)

2．3．2 活塞式壓縮機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和名詞術(shù)語

1）、基本結(jié)構(gòu)

各種活塞式制冷壓縮機(jī)的制冷量、外形、制冷劑、用途等不盡相同，但其基本結(jié)構(gòu)和組成的主要零部件都大體相同，即包括機(jī)體、曲軸、連桿組件、活塞組件、吸排汽組件、汽缸套組件等。圖3-3即為一臺(tái)立式兩缸活塞曲柄連桿式制冷壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)軸測圖。

圖3-3立式兩缸活塞式制冷壓縮機(jī)

2）、名詞術(shù)語

下面利用圖3-4介紹壓縮機(jī)的有關(guān)名詞術(shù)語。

1．外止點(diǎn)（上止點(diǎn)）：活塞在汽缸中作反復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，離曲軸旋轉(zhuǎn)中心zui遠(yuǎn)的位置，如圖3-4（a）所示。

2．內(nèi)止點(diǎn)（下止點(diǎn)）：活塞在汽缸中作反復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，離曲軸旋轉(zhuǎn)中心zui近的位置，如圖3-4（b）所示。

3．活塞行程：外止點(diǎn)與內(nèi)止點(diǎn)之間的距離，通常用S表示，等于曲柄半徑R的兩倍，即S=2R，單位為米（或毫米）。

4．余隙容積：活塞位于外止點(diǎn)時(shí)，活塞頂面與汽缸端面之間的容積，汽閥通道（與汽缸一直相通的）及*道活塞環(huán)以上的環(huán)形容積的總和（圖3-4a），以Vc表示。

5．相對(duì)余隙容積：余隙容積與汽缸工作容積之比，以C表示，即式中：Vc ——余隙容積；Vp ——汽缸工作容積。

圖3-4制冷壓縮機(jī)有關(guān)的幾何名稱

1-排氣閥；2-吸氣閥；3-汽缸；4-活塞；5-連桿；6-曲軸旋轉(zhuǎn)中心

2.3.4、全封閉式制冷壓縮機(jī)

全封閉式制冷壓縮機(jī)的特點(diǎn)，是將壓縮機(jī)與電動(dòng)機(jī)一起組裝在一個(gè)密閉的罩殼內(nèi)，形成一個(gè)整體，從外表上看只有壓縮機(jī)進(jìn)、排氣管和電動(dòng)機(jī)引線。圖3-5為國產(chǎn)2FV5Q型全封閉壓縮機(jī)剖面圖。壓縮機(jī)的外部罩殼由鋼板沖壓而成，分上下兩部分，裝配完畢后焊死。它比半封閉壓縮機(jī)更為緊湊，密封性更好。

圖3-5 2FV5Q型全封閉壓縮機(jī)剖面圖

2.3.5、活塞式制冷壓縮機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)

一）、活塞式制冷壓縮機(jī)的優(yōu)點(diǎn)：

1、能適應(yīng)較廣的工況范圍和制冷量要求；

2、熱效率較高，單位是耗較少；

3、對(duì)材料要求較低，多用普通鋼鐵材料，零件的加工比較容易，造價(jià)較低廉；

4、技術(shù)上較為成熟，生產(chǎn)操作上有著豐富的經(jīng)驗(yàn)。

二）、活塞式制冷壓縮機(jī)的缺點(diǎn)：

1、因受到活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)慣性力的影響，轉(zhuǎn)速受到限制，單機(jī)輸汽量大時(shí)，機(jī)器顯得笨重

2、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，易損件多，維修工作量大；

3、因受到各種力、力矩的作用，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)有振動(dòng)；

4、排汽不連續(xù)，汽體壓力有波動(dòng)。

2．4 制冷系統(tǒng)的換熱器

換熱器是制冷設(shè)備中*的重要裝置，換熱器的傳熱效果直接影響制冷機(jī)的重量、體積以及運(yùn)行特性和經(jīng)濟(jì)性。冷凝器和蒸發(fā)器是制冷機(jī)*的換熱器，是制冷機(jī)的重要組成部分。

除了冷凝器和蒸發(fā)器以外常用的換熱器還有回?zé)崞鳌⑦^冷器、中間冷卻器和冷卻塔。

2.4.1、冷凝器

冷凝器是制冷設(shè)備向制冷系統(tǒng)放出熱量的換熱裝置，制冷劑在冷凝器中放出的熱量包括兩部分：一是在蒸發(fā)器中吸收的被冷卻物體的熱量，二是制冷劑蒸氣在制冷壓縮機(jī)中被壓縮時(shí)，由壓縮機(jī)消耗的機(jī)械功轉(zhuǎn)化的熱量。

制冷劑在冷凝器中被冷卻冷凝液化的過程如下：

冷凝器按冷卻介質(zhì)和冷卻方式，可以分為三種類型：
1）水冷式冷凝器
2）空冷式冷凝器
3）蒸發(fā)式冷凝器
1）、水冷式冷凝器的結(jié)構(gòu)
水冷式冷凝器是利用水來吸收制冷劑放出的熱量，其特點(diǎn)是傳熱效率高，可配有水冷卻塔，冷卻水在冷卻塔中將從冷凝器吸收的熱量釋放給周圍的空氣。
水冷卻式冷凝器的結(jié)構(gòu)有管殼式、套管式、板式、螺旋板式冷凝器等幾種形式。
2）立式管殼式冷凝器（如圖3-6所示。）
3）臥式管殼式冷凝器
臥式管殼式冷凝器廣泛應(yīng)用在大、中、小型氨和氟利昂制冷裝置，臥式管殼式冷凝器是水平放置的，所以稱為臥式冷凝器。

圖3-6 立式管殼式冷凝器

4）管套式冷凝器
    管套式冷凝器是由兩種或幾種不同直徑的管子套在一起組成的，有的套管式冷凝器為了節(jié)省空間，把套在一起的管子盤成圓形或橢圓形的盤管，目前套管式冷凝器主要用于小型的氟利昂制冷設(shè)備。
5）螺旋板式冷凝器
    螺旋板式換熱器是一種的換熱器，螺旋板由兩張平行的鋼板在卷板機(jī)上卷制而成，流道始于螺旋板式換熱器的中心，而終于螺放板式的換熱器的外緣，螺旋板的上下兩端用封條焊死。
6）板式冷凝器
    板式冷凝器的傳熱組件是沖壓成型的薄金屬片，換熱板熱中沖有波紋以強(qiáng)化傳熱，很多換熱板片迭放在一起焊死，換熱板與換熱板之間的周邊放入一定形狀的密封圈，使換熱板之間保持一定的距離，構(gòu)成制冷劑與冷卻水的流道，流體在換熱板之間的流程可以按具體的情況進(jìn)行安排，一般常見的有并聯(lián)、串聯(lián)和混聯(lián)，在制冷設(shè)備中多用于并聯(lián)流程。
7）、空氣冷卻式冷凝器（如圖3-7所示）
    空氣冷卻式冷凝器又稱為風(fēng)冷式冷凝器，在這種冷凝器中，制冷劑蒸氣和冷凝所放出的熱量是由空氣來冷卻的，空氣式冷凝器按空氣冷卻方式又分為自然對(duì)流空氣冷卻式冷凝器和強(qiáng)迫對(duì)流空氣冷卻式冷凝器；

圖3-7 空氣冷卻式冷凝器

8）、蒸發(fā)式冷凝器

2.4.2、蒸發(fā)器

蒸發(fā)器是制冷劑從系統(tǒng)外吸收熱量即制冷的換熱器，制冷劑液體在蒸發(fā)器的換熱管內(nèi)流動(dòng)，并在低溫下蒸發(fā)，變?yōu)檎魵?，制冷劑在蒸發(fā)的過程中吸收被冷卻物體或介質(zhì)的熱量，蒸發(fā)器位于制冷系統(tǒng)的節(jié)流閥和壓縮機(jī)的吸氣管之間。

   蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu)按被冷卻介質(zhì)可以分為冷卻液體載冷劑的蒸發(fā)器和冷卻空氣的蒸發(fā)器兩大類，冷卻液體載冷劑的蒸發(fā)器有管殼式蒸發(fā)器、直立管式蒸發(fā)器、螺旋管式蒸發(fā)器和蛇形管式蒸發(fā)器，冷卻空氣有直接蒸發(fā)式空氣冷卻器和排管式蒸發(fā)器。
1、臥式管殼式蒸發(fā)器
      臥式管殼式蒸發(fā)器是用來冷卻如水和鹽水等液體載冷劑的蒸發(fā)器。
2、干式蒸發(fā)器
   干式蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu)與臥式管殼式蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu)相似，所不同的是在干式蒸發(fā)器中制冷劑液體在換熱管內(nèi)流動(dòng)，而載冷劑在換熱管外流動(dòng)。
3、沉浸式蒸發(fā)器
   1）、直立管式蒸發(fā)器
   2）、螺旋管式蒸發(fā)器
   3）、蛇管式蒸發(fā)器
4、冷卻空氣的蒸發(fā)器
   冷卻空氣的蒸發(fā)器又分為直接蒸發(fā)式空氣冷卻蒸發(fā)器（冷風(fēng)機(jī)）和排管式空氣冷卻蒸發(fā)器兩種，冷卻空氣的蒸發(fā)器制冷劑都是在換熱管內(nèi)流動(dòng)蒸發(fā)，空氣在換熱管外流動(dòng)被冷卻。

2.4.3、回?zé)崞?/span>

回?zé)崞鞯淖饔檬抢脧恼舭l(fā)器出來的制冷劑飽和蒸氣需要過熱時(shí)的冷量來使節(jié)流前的制冷劑進(jìn)一步過冷，這樣既保證了壓縮機(jī)工作的安全性，同時(shí)又提高了制冷裝置的制冷量，它是一個(gè)汽-液型換熱器，多用于氟利昂制冷裝置。回?zé)崞鞯慕Y(jié)構(gòu)主要有四種形式，盤管式、套管式、并聯(lián)管式和穿管式回?zé)崞鳌?/span>

2.4.4、冷卻塔

冷卻塔是依靠水與氣對(duì)流直接接觸換熱和蒸發(fā)冷卻原理使水降溫的設(shè)備。冷卻塔的作用是使水在塔內(nèi)與空氣進(jìn)行熱濕交換而得到降溫?？照{(diào)工程中制冷系統(tǒng)冷凝器用的冷卻水基本上是采用冷卻塔處理后而循環(huán)使用的。

通常選用水冷卻裝置的冷卻塔有自然通風(fēng)和機(jī)械通風(fēng)兩種不同形式。

1、自然通風(fēng)冷卻塔

又稱大氣式冷卻塔，它是利用空氣自然對(duì)流使水冷卻，水流運(yùn)動(dòng)形式有噴淋，濺滴等多種，這類冷卻塔只是考慮如何增大水與空氣自然對(duì)流使水冷卻，水流運(yùn)動(dòng)形式有噴淋、滴濺等多種，這類冷卻塔只是考慮如何增大水與空氣的接觸表面，所以結(jié)構(gòu)上大同小異。

2、機(jī)械通風(fēng)冷卻塔

目前用的機(jī)械通風(fēng)冷卻塔大多是逆流式圓形玻璃鋼冷卻塔，是靠空氣強(qiáng)制對(duì)流使水冷卻的設(shè)備。

2.5 制冷系統(tǒng)的節(jié)流閥

2.5.1、節(jié)流機(jī)構(gòu)的作用及分類
1、作用
    節(jié)流機(jī)構(gòu)的作用是將冷凝器中冷凝壓力下的飽和液體或過冷液體節(jié)流后降至蒸發(fā)壓力和蒸發(fā)溫度，同時(shí)根據(jù)負(fù)荷的變化，調(diào)節(jié)進(jìn)入蒸發(fā)器制冷劑的流量。
2、分類
   常用的節(jié)流機(jī)構(gòu)主要有以下幾種：手動(dòng)節(jié)流閥、熱力膨脹閥、電子膨脹閥、浮球節(jié)流閥、節(jié)流孔板、毛細(xì)管等。
2.5.2、熱力膨脹閥
   熱力膨脹閥是應(yīng)用zui廣的一種節(jié)流機(jī)構(gòu)，熱力膨脹閥是利用蒸發(fā)器出口制冷劑蒸氣的過熱度的變化來調(diào)節(jié)閥孔的開度大小，故適用于沒有自由液面的蒸發(fā)器（如干式蒸發(fā)器、蛇管式蒸發(fā)器、蛇管式中間冷卻器等）。
1、內(nèi)平衡式熱力膨脹閥

l）、結(jié)構(gòu)：內(nèi)平衡式熱力膨脹閥的結(jié)構(gòu)如圖3-8所示，它由感溫包、毛細(xì)管、閥座、膜片、頂桿、閥針及調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)組成。膨脹閥接在蒸發(fā)器的進(jìn)液管上，感溫包敷設(shè)在蒸發(fā)器的出口處。

圖3-8 內(nèi)平衡式熱力膨脹閥的結(jié)構(gòu)

2、外平衡式熱力膨脹閥
l）、結(jié)構(gòu)如圖3-9所示

3-9 外平衡式熱力膨脹閥的結(jié)構(gòu)

   2）、熱力膨脹閥的安裝
   熱力膨脹閥的安裝正確與否，對(duì)膨脹閥的工作特性有很大的影響，因此必須要按正確的方法安裝。其安裝方法如下：
   1、膨脹閥的位置應(yīng)盡量靠近蒸發(fā)器，同時(shí)要使調(diào)節(jié)和維修均比較方便。
    2、膨脹閥閥體應(yīng)垂直安裝。
   3、膨脹閥箭頭方向應(yīng)與制冷劑的流動(dòng)方向一致。
   4、溫包應(yīng)直接捆扎在蒸發(fā)器的出口回氣管上，接觸部位要清潔、干凈，外加不吸潮的保溫材料絕熱。感溫包應(yīng)裝在不積液的吸氣管上，當(dāng)吸氣管直徑小于22 m m時(shí)，感溫包應(yīng)裝在吸氣管上部；當(dāng)直徑大于22 m m時(shí)，安裝在水平下側(cè)30℃。
   3）、外平衡管應(yīng)接至蒸發(fā)器出口處的水平管上方，以防被潤滑油堵塞，同時(shí)接管應(yīng)在感溫包之后保持適當(dāng)?shù)奈恢谩?
2.5.3、熱電膨脹閥
   它是利用熱敏電阻的作用來調(diào)節(jié)蒸發(fā)器供液量的節(jié)流裝置。
   熱敏電阻與膨脹閥膜片上的加熱器串聯(lián)，電熱器的電熱流隨熱敏電阻值的大小而變化。當(dāng)蒸發(fā)器的出口制冷劑蒸氣的過熱度增加時(shí)，熱敏電阻溫度升高，電阻值降低，電加熱器的電流增加，膜室內(nèi)充注的液體被加熱而溫度增加，壓力升高，推動(dòng)膜片和閥桿下移，使閥孔開啟或開大。當(dāng)蒸發(fā)器的負(fù)荷減小，蒸發(fā)器出口蒸氣的過熱度減小或者變成濕蒸氣時(shí)，熱敏電阻被冷卻，閥孔就關(guān)小或關(guān)閉。這樣，熱電膨脹閥可以控制蒸發(fā)器的供液量，使其與熱負(fù)荷相適應(yīng)。
2.5.4、毛細(xì)管
   1）、毛細(xì)管的結(jié)構(gòu)及原理? 毛細(xì)管是一根孔徑很小，長度較長且多盤圈狀的紫銅管。一般為一根內(nèi)徑為0.5-1mm，外徑為2-3mm，長度為2-4m的紫銅管，液態(tài)制冷劑通過它時(shí)會(huì)受到較大的阻力而產(chǎn)生壓力降（猶如電流流過導(dǎo)體，因電阻而產(chǎn)生電壓一樣），因而控制了制冷劑的流量和保持冷凝器與蒸發(fā)器的合理壓力差。
   2）、毛細(xì)管的作用?? 毛細(xì)管是電冰箱上的節(jié)流降壓裝置，位于冰箱的后下部。它的作用主要有兩個(gè)是在壓縮機(jī)運(yùn)行中，保持蒸發(fā)器與冷凝器之間有一的壓力差，從而使制冷劑在蒸發(fā)器中規(guī)定的低壓力狀況下蒸發(fā)吸熱，使冷凝器中的氣態(tài)制冷劑在一的高壓下冷凝放熱；另一種功能是控制制冷劑的流量，使蒸發(fā)器保持合理的溫度，以實(shí)現(xiàn)電冰箱安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

3）、毛細(xì)管的特點(diǎn)?? 毛細(xì)管節(jié)流具有結(jié)構(gòu)簡單、無運(yùn)動(dòng)零件、不易發(fā)生故障、停機(jī)后高低工壓力逐漸平衡、易于啟動(dòng)等特點(diǎn)?？蛇x用啟動(dòng)較小的驅(qū)動(dòng)電機(jī)作制冷機(jī)的動(dòng)力。但毛細(xì)管的自動(dòng)調(diào)節(jié)范圍小，而且不能人工調(diào)節(jié)，只適用于熱負(fù)荷比較穩(wěn)定的家用電冰箱等制冷系統(tǒng)中。

2.6.1、制冷劑
   制冷系統(tǒng)里必須還要充注一定量的的工作介質(zhì)，制冷裝置才能工作、制冷，而且充注不同的工作介質(zhì)制冷裝置制冷的效率也有很大的不同，這個(gè)介質(zhì)就是制冷劑。
只有在工作溫度范圍內(nèi)能夠汽化和凝結(jié)的物質(zhì)才有可能作為制冷劑使用。
   1）、制冷劑的作用
   制冷劑在制冷系統(tǒng)內(nèi)部循環(huán)流動(dòng)，制冷劑在循環(huán)流動(dòng)中，通過自己的熱力狀態(tài)的變化與外界發(fā)生能量交換，從而實(shí)現(xiàn)制取冷量的目的。
   2）、對(duì)制冷劑的要求
   制冷劑應(yīng)具備安全、可靠、易得、價(jià)廉。一般要求制冷劑應(yīng)滿足下列要求：
   1、臨界溫度較高，在常溫或制冷溫度下能夠液化。
    2、在蒸發(fā)器和冷凝器內(nèi)制冷劑的壓力要適中。
   3、單位容積制冷量qV 要大。
    4、凝固溫度要低，以避免制冷劑在蒸發(fā)溫度下凝固。
   5、粘度和密度要小，以保證制冷劑在系統(tǒng)中的流動(dòng)阻力損失小。
   6、導(dǎo)熱系數(shù)要高，可以提高各個(gè)換熱器制冷劑側(cè)的換熱系數(shù)。
    7、與潤滑油的溶解性。
   8、等熵指數(shù)要小，可使壓縮過程耗功減小，壓縮終了時(shí)氣體的溫度不致過高。
   9、液體比熱容小，可使節(jié)流過程損失減小。
   10、不燃燒，不爆炸，無毒，對(duì)金屬不起腐蝕作用，與潤滑油不起化學(xué)作用，高溫下不分解，對(duì)人體無毒害, 價(jià)格便宜，便于獲得。
2.6.2、制冷劑的分類與符號(hào)
   1）、制冷劑的分類
               表3-1制冷劑的分類

類別	Ts/℃	環(huán)境溫度在30℃時(shí)的冷凝壓力／kPa	制冷劑舉例	應(yīng)用舉例
高溫制冷劑（低壓制冷劑）	＞0	約＜300	Rll，Rll3，Rll4,R21	離心式空調(diào)制冷機(jī)
中溫制冷劑（中壓制冷劑）	- 60～0	約在3000～2000	R12， R22， R717， R142，R502	- 60℃以上的單級(jí)和雙級(jí)蒸氣活塞式壓縮式制冷機(jī)
低溫制冷劑（高壓制冷劑）	<- 60	約＞2000	R13，R14，R502，烷，烯	復(fù)迭式制冷機(jī)的低溫級(jí)

   ?2）、制冷劑符號(hào)
   上統(tǒng)一規(guī)定用字母“R”和其后的數(shù)字或字母作為制冷劑的符號(hào)，字母“R”表示制冷劑，其后的數(shù)字和字母編寫規(guī)則如下。
   1、無機(jī)化合物無機(jī)化合物的簡寫符號(hào)規(guī)定為R7（）（）。括號(hào)中填入的數(shù)字是該無機(jī)物分子量的整數(shù)部分。
例如：
NH3 H2O CO2 SO2 N2O
分子量的整數(shù)部分 17 18 44 64 44
符號(hào)表示 R717 R718 R744 R764 R744a
    2、氟利昂和烷烴類烷烴化合物的分子通式為 CmH2m+2；氟利昂的分子通式為 CmHnFxClyBrz（n＋x＋y＋z=2m＋2），它們的簡寫符號(hào)規(guī)定為R（m - 1）（n＋l）（x）B（Z）。
    3、混合工質(zhì)混合工質(zhì)和簡寫符號(hào)為R5（）（）。
    3）、常用制冷劑理化性質(zhì)：

制冷劑	R12（CCl2F2）	R134a（CH2FCF3）			R22（CHClF2）		R717（NH3）
標(biāo)準(zhǔn)大氣壓沸點(diǎn)℃	- 29．8	- 26．5			- 40.8		- 33.4
臨界溫度tc（℃）／臨界壓力pc（MPa）	96／4．963	100．6／3 94			112／4．12		132．4／l．32
壓力比=pk（+30）kPa/P0（-15）kPa	4.08	4.7			4.05		4.9
單位容積制冷量qv（ 30℃／- 15℃） kJ/m3	1275 100%	tk＝ 30℃時(shí)與R12比；t＞- 7℃時(shí)略大；t。＜- 7℃時(shí)略小			2065 165%		2161 169%
制冷系數(shù)ε （＋30 t／- 15 ℃）	4.1	與R12大致相同			4.25		4.21
等熵壓縮排氣溫度（標(biāo)準(zhǔn)工況）℃	70	66			83		106
密度ρ30℃飽和液（kg/L）30℃飽和蒸氣（Kg／m3）	1. 3 41.1	1. 187 37.5			1. 2 51.5		1. 6 9.03
導(dǎo)熱系數(shù)（25℃）蒸氣10－3 W／m·℃液體	10.70 71.0	13.57 94.2			11.40 87.5		25.5 494
動(dòng)力粘度（25℃）蒸氣Pa. s液體	13.52×10-6 1.98×10-4	11.92×10-6 2.26×10-4			12.68×10-6 2.4×10-4		10.44×10-6 1.52×10-4
溶水性	難溶3.6mg/kg （-30℃）	稍溶			難溶180mg/ kg（-30℃）		易溶 1m3水溶900 m3
溶油性	易溶	只與POE、PAG等油互溶			8℃以上易溶，低溫時(shí)分層		微溶
忌用材料	天然橡膠	銅、天然橡膠、丁腈及氟化橡膠			同R12（宜用丁基橡膠、氯丁橡膠）		含水腐蝕銅及銅合金（磷青銅除外）
安全性	無毒，不燃燒，不爆炸，高溫或過明火分解產(chǎn)生有毒光氣，空氣中含量多會(huì)使人窒息，防止濺到人體上引起凍傷					空氣中容積百分比＞ 11％可燃，＞ 16％可爆，＞0．5％~ 0．6％人停留0.5h有危險(xiǎn)
電絕緣性（與N2比）	2.4			1.3
臭氧消耗增能值（ODP）	0.9		0	0.05		0
變曖潛能值（GWP）	3		0.26	0.36

2.6.3、載冷劑
1）、作用
   用載冷劑來傳遞冷量。
2）、對(duì)載冷劑性質(zhì)的要求
   載冷劑以液態(tài)在蒸發(fā)器和用冷場所之間循環(huán)，通過顯熱傳輸冷量。所以用作載冷劑的物質(zhì)應(yīng)在所需要的載冷溫度下保持液態(tài)，在載冷系統(tǒng)中循環(huán)時(shí)，不結(jié)冰、不揮發(fā)；對(duì)設(shè)備無腐蝕，對(duì)人體無危害；載冷能力強(qiáng)；輸送耗功少。因此載冷劑應(yīng)具備如下性質(zhì)：
   1、無毒、無可燃性、無刺激性氣味?；瘜W(xué)穩(wěn)定性好，在大氣壓力下不分解，不氧化，不改變其物理、化學(xué)性質(zhì)。
   2、在使用溫度范圍內(nèi)呈液態(tài)。它的凝固點(diǎn)應(yīng)低于制冷機(jī)的蒸發(fā)溫度，沸點(diǎn)則應(yīng)遠(yuǎn)高于使用溫度。
   3、密度小、粘度小、傳熱性好、比熱容大。這樣可以使載冷系統(tǒng)中流動(dòng)阻力損失小，液體循環(huán)量少、消耗泵功小，可減小熱交換器的尺寸。
3）、常用的載冷劑
   常用的載冷劑是水、無機(jī)鹽水溶液或有機(jī)物液體。它們適用于不同的載冷溫度。
   1、水
    2、無機(jī)鹽水溶液
   無機(jī)鹽水溶液有較低的凝固溫度，適合于在中、低溫制冷裝置中載冷。zui廣泛使用的是氯化鈣（CaCl2）水溶液，還有氯化鈉（NaCl）和氯化鎂（MgCl2）水溶液
4）、潤滑油
   在制冷壓縮機(jī)中，潤滑油的功能主要有：
   1、潤滑相互摩擦的零件表面，使摩擦表面*被油膜分隔開來，從而降低壓縮機(jī)的摩擦功、摩擦熱和零件的磨損。
   2、帶走摩擦熱量，使摩擦零件的溫度保持在允許范圍內(nèi)。
   3、使活塞環(huán)和氣缸鏡面間、軸封摩擦面等密封部分充滿潤滑油，以阻擋制冷劑的漏泄。
   4、帶走金屬摩擦表面的磨屑；
    5、利用油壓作為控制卸載機(jī)構(gòu)的液力動(dòng)力。
   潤滑油同制冷劑接觸時(shí)的特性：
   ①粘度
   ②溶解性
   各種制冷劑溶解于潤滑油的程度是不相同的，大致可分為三類：
1、不溶于潤滑油的制冷劑：如 R717（氨）， R13， R14和 R744（二氧化碳）等。
2、少量溶于潤滑油的制冷劑：如 R22。
3、無限溶于潤滑油的制冷劑：有Rl l，R12，R21，R113和R500等。
4、凝固性，潤滑油在試驗(yàn)條件下冷卻到停止流動(dòng)時(shí)的溫度，稱為凝固點(diǎn)。

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壓縮機(jī)制冷系統(tǒng)詳解

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