1、蒸汽压缩式制冷结构和原理 主讲：郑永富 单级蒸气压缩式制冷系统循环 最简单的蒸气压缩式制冷系统，由压缩机、冷凝器、膨胀阀（又称节流阀）、蒸发器四个部分组成。压缩机：消耗一定的外界功后，把蒸发器中的气态制冷剂吸入，并压缩到冷凝压力后排入冷凝器中。蒸发器：制冷剂在其中沸腾，吸收被冷却介质的热量后，由液态转变为气态。冷凝器：气态制冷剂在冷凝器中将热量传递给冷却介质（空气或常温水）后，冷凝成液体。膨胀阀（节流阀）：将冷凝后的高压液态制冷剂通过其节流作用，降低到蒸发压力后，送入蒸发器中。制冷压缩机制冷压缩机 压缩机的作用 压缩机起着压缩和输送制冷剂蒸气并造成蒸发器中的低压力、冷凝器中的高压力的作用。是制
2、冷系统的心脏部件，它在电动机的带动下，吸入由蒸发器排出的低压制冷剂蒸气，将其压缩成为高温高压的蒸气后排入冷凝器中。压缩机的类型一、一、螺杆式制冷压缩机螺杆式制冷压缩机 1.1.结构组成结构组成：2、实物图二、涡旋式制冷压缩机二、涡旋式制冷压缩机 1.1.结构组成结构组成 2.2.工作原理工作原理 3.3.工作过程工作过程 三、离心式制冷压缩机三、离心式制冷压缩机 1.1.工作原理工作原理 2.2.结构组成结构组成实物图四、旋转式压缩机动画实物图五、往复活塞式压缩机动画冷冷 凝凝 器器 一、冷凝器的作用一、冷凝器的作用 冷凝器是输出热量的设备，把压缩把压缩机排出的高温高压制冷剂蒸汽，通过散机排出
3、的高温高压制冷剂蒸汽，通过散热器散热冷凝为液体制冷剂。制冷剂从热器散热冷凝为液体制冷剂。制冷剂从蒸发器中吸收的热量和压缩机产生的热蒸发器中吸收的热量和压缩机产生的热量，被冷凝器周围的冷却介质所吸收而量，被冷凝器周围的冷却介质所吸收而排出系统。排出系统。二、冷凝器的类型二、冷凝器的类型 立式：立式：用水量多，水质可差用水量多，水质可差 壳管式壳管式 卧式：卧式：水质要好，水温低水质要好，水温低 水冷式水冷式 套管式：套管式：小型水冷系统小型水冷系统 淋水式：淋水式：用水少，水质可差，空气干燥用水少，水质可差，空气干燥类型类型 蒸发式：蒸发式：用水少，空气干燥用水少，空气干燥 自然对流式自然对流式
4、 风冷式风冷式 强制对流式强制对流式三、结构三、结构 1.1.立式壳管式冷凝器立式壳管式冷凝器三、结构三、结构 2.2.卧式壳管式冷凝器卧式壳管式冷凝器 冷凝器水路方式冷凝器水路方式 三、结构三、结构 3.3.冷凝器图片冷凝器图片翅片式冷凝器 丝管式冷凝器 蛇炮(套管式冷凝器)汽车空调冷凝器 风冷式冷凝器 蒸蒸 发发 器器 一、蒸发器的作用一、蒸发器的作用 蒸发器是制冷系统的主要换热装置。低温低蒸发器是制冷系统的主要换热装置。低温低压制冷剂液体在其内蒸发（沸腾）变为蒸气，吸压制冷剂液体在其内蒸发（沸腾）变为蒸气，吸收被冷却物质的热量，使物质温度下降，达到冷收被冷却物质的热量，使物质温度下降，达
5、到冷冻、冷藏食品的目的。冻、冷藏食品的目的。在空调器中，冷却周围的空气，达到对空在空调器中，冷却周围的空气，达到对空气降温、除湿的作用。蒸发器内制冷剂的蒸发温气降温、除湿的作用。蒸发器内制冷剂的蒸发温度越低，被冷却物的温度也越低。在电冰箱中一度越低，被冷却物的温度也越低。在电冰箱中一般制冷剂的蒸发温度调整在般制冷剂的蒸发温度调整在-2026，在空调器，在空调器中调整在中调整在58。二、蒸发器的类型二、蒸发器的类型 满液式卧式壳管式满液式卧式壳管式 冷却液体的蒸发器冷却液体的蒸发器 直立管式直立管式 冷水箱冷水箱 螺旋管式螺旋管式 冷风机冷风机干式蒸发器干式蒸发器类型类型 冷却空气的蒸发器冷却空
6、气的蒸发器 排管排管 螺旋式螺旋式 新型速冻装置新型速冻装置 隧道式隧道式 三、结构三、结构 1.1.蒸 发 器 图蒸 发 器 图片片 翅片式蒸发器 丝管式蒸发器 粘结式蒸发器 板管式蒸发器 螺旋蒸发器 四、提高蒸发器传热效率四、提高蒸发器传热效率 1.1.氨制冷系统，应定期排油；氨制冷系统，应定期排油；2.2.适当提高载冷剂流速；适当提高载冷剂流速；3.3.及时清除载冷剂侧水垢；及时清除载冷剂侧水垢；4.4.冷库中应定期除霜；冷库中应定期除霜；5.5.防止蒸发温度过低，避免结冰。防止蒸发温度过低，避免结冰。节流机构节流机构 一、节流机构的作用一、节流机构的作用 节流阀对制冷剂起节流降压作用并
7、调节进入蒸节流阀对制冷剂起节流降压作用并调节进入蒸发器中的制冷剂流量。发器中的制冷剂流量。节流原理节流原理二、节流机构类型二、节流机构类型 1.1.手动膨胀阀（节流阀、调节阀）手动膨胀阀（节流阀、调节阀）2.2.浮球膨胀阀浮球膨胀阀 3.3.热力膨胀阀热力膨胀阀 4.4.毛细管毛细管 1.1.手动膨胀阀（节流阀、调节阀）手动膨胀阀（节流阀、调节阀）只有氨制冷系统或试验装置中使用。作只有氨制冷系统或试验装置中使用。作为备用阀装在旁通管路上，以备应急或为备用阀装在旁通管路上，以备应急或检修自动膨胀阀时使用。检修自动膨胀阀时使用。2.2.浮球膨胀阀浮球膨胀阀原理：原理：根据满液式蒸发器的液面变化来控
8、制蒸发器的供液量，根据满液式蒸发器的液面变化来控制蒸发器的供液量，可控制蒸发器的液面高度，同时节流降压。可控制蒸发器的液面高度，同时节流降压。应用应用：广泛使用于氨制冷系统中：广泛使用于氨制冷系统中分类：分类：直通式和非直通式（根据节流后的液体制冷剂是否通直通式和非直通式（根据节流后的液体制冷剂是否通过浮球室）过浮球室）特点：特点：直通式：直通式：结构简单，但由于液体的冲击作用引起壳体内液结构简单，但由于液体的冲击作用引起壳体内液面波动较大，使调节阀的工作不太稳定，容易失灵。面波动较大，使调节阀的工作不太稳定，容易失灵。非直通式（广泛应用）：非直通式（广泛应用）：工作稳定，液面稳定，但构造及工
9、作稳定，液面稳定，但构造及安装复杂。安装复杂。3.3.热力膨胀阀热力膨胀阀 原理：原理：利用蒸发器出口处制冷剂蒸利用蒸发器出口处制冷剂蒸汽过热度的变化调节供液量。汽过热度的变化调节供液量。应用：应用：氟利昂系统中广泛使用（与氟利昂系统中广泛使用（与非满液式蒸发器配合使用）。非满液式蒸发器配合使用）。3.3.热力膨胀阀热力膨胀阀 分类：分类：内平衡式和外平衡式内平衡式和外平衡式 （1）内平衡式内平衡式 适用：压降低、蒸发器流程短及阻力小适用：压降低、蒸发器流程短及阻力小的制冷设备。的制冷设备。原理：利用蒸发压力、感温包内压力和原理：利用蒸发压力、感温包内压力和弹簧力的变化来控制阀孔开启度。弹簧力
10、的变化来控制阀孔开启度。（2）外平衡式外平衡式 适用：蒸发器压力损失较大的系统。适用：蒸发器压力损失较大的系统。3.3.热力膨胀阀热力膨胀阀 选配与安装选配与安装 选配时膨胀阀制冷量应大于蒸发器制冷量选配时膨胀阀制冷量应大于蒸发器制冷量 阀体应尽量接近蒸发器，以及调节和拆修都阀体应尽量接近蒸发器，以及调节和拆修都比较方便的部位；比较方便的部位；阀体应垂直安装，其位置高于感温包的位置；阀体应垂直安装，其位置高于感温包的位置；膨胀阀前应装过滤器；膨胀阀前应装过滤器；感温包安装在蒸发器出口吸气管道水平部分，感温包安装在蒸发器出口吸气管道水平部分，并且要用没有吸湿性的材料充分隔热；并且要用没有吸湿性的
11、材料充分隔热；3.3.热力膨胀阀热力膨胀阀热力膨胀阀常见故障分析与排除热力膨胀阀常见故障分析与排除 压缩机运转时，膨胀阀不能开启供液；压缩机运转时，膨胀阀不能开启供液；压缩机启动后，膨胀阀很快被堵塞，造成吸压缩机启动后，膨胀阀很快被堵塞，造成吸入压力迅速降低入压力迅速降低。膨胀阀进液口段结霜膨胀阀进液口段结霜。膨胀阀膨胀阀“咝咝咝咝”作响。作响。膨胀阀供液量时多时少。膨胀阀供液量时多时少。膨胀阀关闭不严或无法关闭。膨胀阀关闭不严或无法关闭。4.4.毛细管毛细管原理：原理：节流，利用孔径和长度变化产生压力差，节流，利用孔径和长度变化产生压力差，控制制冷剂流量。控制制冷剂流量。应用：应用：主要用于
12、热负荷较小的家用制冷器具中，主要用于热负荷较小的家用制冷器具中，同时要求制冷系统有比较稳定的冷凝压力和蒸同时要求制冷系统有比较稳定的冷凝压力和蒸发压力，如空调、冰箱。发压力，如空调、冰箱。特点：特点：一般用铜管，结构简单，制造方便，价一般用铜管，结构简单，制造方便，价格便宜，不易产生故障，且压缩机停止运行后，格便宜，不易产生故障，且压缩机停止运行后，冷凝器和蒸发器的压力可以自动达到平衡，减冷凝器和蒸发器的压力可以自动达到平衡，减轻了再次启动时电动机的负荷；但对制冷剂流轻了再次启动时电动机的负荷；但对制冷剂流量的调节能力很低。量的调节能力很低。辅助设备辅助设备一、油分离器一、油分离器 1 1、作
13、用：、作用：分离制冷剂中携带的润滑油分离制冷剂中携带的润滑油 2 2、类型：、类型：过滤式过滤式 油分离器类型油分离器类型 洗涤式洗涤式 离心式离心式 填料式填料式 3 3、结构：、结构：一、油分离器一、油分离器 一、油分离器一、油分离器 二、空气分离器二、空气分离器 1 1、作用：、作用：将排出气体中的制冷剂蒸汽冷凝下来将排出气体中的制冷剂蒸汽冷凝下来并予以回收并予以回收2 2、类型：、类型：立式、卧式套管式立式、卧式套管式3 3、立式结构及工作原理立式结构及工作原理：4 4、卧式结构：、卧式结构：三、三、气液分离器气液分离器 作用：作用：将制冷剂蒸汽与制冷剂液体进行分离将制冷剂蒸汽与制冷剂
14、液体进行分离分类：分类：主要为氨液分离器主要为氨液分离器 机房用：机房用：分离蒸发器来的低压蒸汽中的液滴，分离蒸发器来的低压蒸汽中的液滴，避免压缩机湿压缩；避免压缩机湿压缩；库房用：库房用：分离由节流阀来的混合蒸汽中的气体，分离由节流阀来的混合蒸汽中的气体，只让氨液进入蒸发器，兼分配液体。只让氨液进入蒸发器，兼分配液体。四、四、贮液器（贮液桶）贮液器（贮液桶）类型：按用途和工作压力分：类型：按用途和工作压力分：高压贮液器、低压循环贮液高压贮液器、低压循环贮液器、排液桶器、排液桶 按外形分：立式和卧式按外形分：立式和卧式 结构：高压贮液器结构：高压贮液器 低压循环贮液器低压循环贮液器 五、五、集
15、油器集油器 作用：作用：收集并放出润滑油；收集并放出润滑油；位置：位置：与油分离器、冷凝器、贮液器、蒸发器与油分离器、冷凝器、贮液器、蒸发器等设备相连。等设备相连。六、六、过滤器和干燥器过滤器和干燥器 过滤器：过滤器：气体过滤器：压缩机吸气管路上或压缩机吸气腔；气体过滤器：压缩机吸气管路上或压缩机吸气腔；液体过滤器：调节阀或自动控制阀前的液体管路上。液体过滤器：调节阀或自动控制阀前的液体管路上。干燥器：只在氟利昂系统中使用，吸附水分，防干燥器：只在氟利昂系统中使用，吸附水分，防止冰塞。止冰塞。位置：冷凝器（或贮液器）与热力膨胀阀之间。位置：冷凝器（或贮液器）与热力膨胀阀之间。特点：常与过滤器结
16、合做成干燥过滤器，既干燥特点：常与过滤器结合做成干燥过滤器，既干燥又过滤。又过滤。结构结构：七、安全保护装置七、安全保护装置 1.1.紧急泄氨器：紧急情况时，快速排掉贮液器、蒸紧急泄氨器：紧急情况时，快速排掉贮液器、蒸发器中的氨液。发器中的氨液。2.2.安全阀：防止设备压力过高发生危险。安全阀：防止设备压力过高发生危险。八、八、自控装置与自动调节自控装置与自动调节 1.1.电磁阀电磁阀（1 1）作用：自动接通或切断制冷系统的供液管路，）作用：自动接通或切断制冷系统的供液管路，广泛用于如冷藏箱、空调器等所匹配的氟利昂制广泛用于如冷藏箱、空调器等所匹配的氟利昂制冷机中。冷机中。（2 2）位置：冷凝
17、器与蒸发器间的管路上装有，可控位置：冷凝器与蒸发器间的管路上装有，可控制液体管路的启闭。制液体管路的启闭。（3 3）结构结构 八、八、自控装置与自动调节自控装置与自动调节 2.2.电磁四通换向阀电磁四通换向阀 （1 1）作用：控制、改变制冷剂流量，使系统由制冷）作用：控制、改变制冷剂流量，使系统由制冷工况向热泵工况转变。工况向热泵工况转变。（2 2）应用：主要用于热泵型家用空调器。）应用：主要用于热泵型家用空调器。（3 3）结构结构 八、八、自控装置与自动调节自控装置与自动调节 3.3.压缩机的保护压缩机的保护 （1 1）排气压力保护）排气压力保护(高压保护高压保护)目的：保护压缩机的排气压力不超压。目的：保护压缩机的排气压力不超压。（2 2）吸气压力保护（低压保护）吸气压力保护（低压保护）蒸发压力过低后果：蒸发温度降低，使制冷机在蒸发压力过低后果：蒸发温度降低，使制冷机在不必要的低温下工作，会浪费电能，有时也会使不必要的低温下工作，会浪费电能，有时也会使液体载冷剂冻结。故吸气压力也必须严格控制，液体载冷剂冻结。故吸气压力也必须严格控制，保持在一定压力以上。保持在一定压力以上。（3 3）油压保护）油压保护
