制冷系统讲课稿(未校对仅供参考)
制冷系统 一.基本原理 液态介质(制冷剂)汽化过程中需要吸收热量(能量),思 冷凝过程中它会发 出热量(能量)。 能量既不会被创造,也不会消失。 上述原理可以应用到制冷过程中,使热(能量)从一个地方转移到另一的地 方。(本例中是从主冷凝器的C02侧那里转移到制冷机组的R22冷凝器的冷却水 那里)。 例1 你在皮肤上滴些酒精会觉得很凉,虽然酒精温度是室温。 这是因为液态介质汽化时是要吸热的,本例中酒精就是从皮肤吸收了热量。 下述事实有助于你的理解:液体的沸点与它所承受的压强成正比(低压强 低沸腾温度;高压强高沸腾温度)。 例2 我们以水为例 正常情况下海平面处的大气压约为1巴,此时水的沸点为100°C;海平面以上3000 米处的大气压约为0. 71巴,此时水在89°C就开始沸腾。 相反的情况也是显而易见的:高压锅就是在高压下煮饭使得煮饭时的温度得到了 提高(更快、更经济)。 液体的温度不可能比它的沸点更高 二.制冷循环 一般蒸汽压缩制冷循环: 由四部分组成:压缩机、冷凝器、节流机构、蒸发器 压缩机的作用:将蒸发器中的制冷剂蒸汽吸入,并将其压缩到冷凝压力,然后排 至冷凝器 冷凝器的作用:经压缩机压缩后的高压制冷剂蒸汽在冷凝器里冷凝成液体,冷量 由循环冷却水提供。 节流装置的作用:节流阀或毛细管。高压液体制冷剂流经节流机构时,压力由冷 凝压力降到蒸发压力,一部分液体转变为蒸汽。 蒸发器的作用:也是一换热器,作用是使节流机构供入的制冷剂液体蒸发成气体, 以吸收被冷凝物体的热量(也就是C02气体的热量)。蒸发器是一个对外输出冷 量的设备。本系统蒸发器被称为C02冷凝器,属于满液式蒸发器。 制冷循环综述: 从压缩机出来的高温高压制冷剂气体,进入冷凝器,被水冷却并进一步冷却成 液体进入节流机构减压,部分液体闪蒸成蒸汽,这些气液两相的混合物进入蒸 发器,在蒸发器里吸热蒸发成整齐后,回到压缩机重新被压缩,从而完成一个 循环。 三.制冷剂R22 R22无色,无味,不燃烧,不爆炸。 对R22的含水量应限制在Oo 01%以内,同时系统内应装有干燥器。 R22能够部分地与矿物润滑油相互溶解。润滑油在R22制冷系统各部分会产生不 同的影响。 在冷凝器中:润滑油将溶解于R22液体中,不易在传热表面形成油膜而影响传热。 在贮液器中:R22液体与油形成基本均匀的溶液,而不会出现分层现象,因此不 可能从贮液器中将油分离出来。 在蒸发器中:随着R22的不断蒸发,润滑油在蒸发器中越积越多,是蒸发温度提 高,传热效率降低。所以在本系统中,蒸发器(或C02冷凝器的底部引出一路, 将含油比较多的R22通过节流汽化与热的高压R22液体进行热交换,(让高压R22 液体过冷,提高制冷效率)回流到制冷机吸气管路。 在压缩机的曲轴箱里,油会溶解R22。停机时曲轴箱内压力升高,油中的R22溶 解量增多。当压缩机启动时,曲轴箱内的压力降低到蒸发压力,油中的R22会大 量蒸发出来,使油起泡,这会影响油泵工作。因此主制冷机需要一个不间断电源, 当系统停车时,曲轴箱的电加热器开始工作,让曲轴箱里的R22先蒸发掉。 四.膨胀烟丝主制冷系统 我们可以通过启动制冷压缩机将二氧化碳冷凝器R22侧的氟里昂压力降低, 使得液态氟利昂沸腾。当R22贮罐中的液位达到指定位置时,膨胀阀打开,节流 后的低压R22液体流向主冷凝器低压R22蒸发侧此时沸腾(汽化)着的氟利昂会把 C02中的热量带走,使其温度降低(冷凝着的C02会将能量转给氟利昂)o 在制冷压缩机的高压侧,出口气体的温度约为80~90°C,压力约为8~9BAR(绝 对压强),出口压力,取决于水温。R22高压气体最终会在R22冷凝器里冷凝, 而将从C02吸收来的热量转移给冷却水。 冷却水带走的热量:等于冷量和压缩机耗功之和。 1. CO2膨胀线R22制冷系统设备说明 HE-1470: CP-14内油加热器。当CP-14停机,加热器便启动,以蒸发残留 于油内的氟利昂。 SV-1468/TEV-1469: SV-1468是利用液体氟利昂回流以冷却CP-14机油的入 口控制电磁阀,CP-14启动 便会开启,其后的膨胀阀TEV-1469,由CP-14油 温控制开启大小。 SV-1464/OS-1405: SV-1464是CP-14回油的入口控制电磁阀,CP-14启动便 会开启。OS-1405是油分离器,R22排出CP-14时,会带走一小部分油,便由 OS-1405进行油分离。 SV-1442/OD-1447: SV-1442 是油进入 OD-1447 的入口控制电磁阀,CP-14 启动便会开启,其后的蒸发器OD-1447,将油与氟利昂混和液利用热交换加热, 加热混和液内的氟利昂蒸发成气体,带着油快速流入回CP-14管道内,被CP-14 再吸回机内,以补充CP-14的油损失。 SV-1430/MEV-1429/LS-1415/LLC-1415:是液体氟利昂进入 HE-12 的入口控 制电磁阀,CP-14启动便会开启。液体收集器LC-1412配备有自控液位控制系统, 上有液位传感器LS-1415,而膨胀阀MEV-1429,由液位控制器LLC-1415控制 开启大小。 PSL-1450: CP-14油压压差开关,如果油压过低则发出警报停止压缩机, 如果警报启动,CP-14会延迟30秒才能再启动。 PSLH-1452: CP-14低吸气压及高排气压力双开关,如果此压力开关启动则 发出警报停止压缩机CP-14。 TSH-1460: CP-14油温及排气温度双开关,如果油温或排气温度过高,则发 出警报 停止压缩机。 TS-1461: CP-14回油温度开关,预防CP-14在油温降到正常温度前,回油 系统不会启动。 SV-1454/1455/1456/1458: CO-14四个加/卸载控制电磁阀,控制CP-14的四 个阶段的加/卸载工作。 2. 制冷单元的维护 C02 冷凝器(HE-12) C02冷凝器是一种管壳热交换器,C02在管内被冷凝,R-22氟利昂在壳内被 蒸发。冷凝器是斜流式的,C02管道一半左右是斜没入液体R-22中。气体C02 进入冷凝器的管道中,由于C02及R-22之间的温差而进行了热交换作用,使气 体C02液化,而液体R-22被蒸发气化。制冷剂的蒸发会导致壳壁内的温度压力 升高,但由于氟利昂压缩机CP-14不断把气体抽走,从而保持了温差守恒。液化 的C02流过冷凝管从冷凝器底部流回工艺罐V-20o部分不可冷凝的气体则聚集 在冷凝器顶部,可经由手动打开排气手阀排除至大气中。 氟利昂压缩机(CP-14) R-22压缩机为单级多缸式往复压缩机,将蒸发的R-22从C02冷凝器抽出, 经压缩送入R-22冷凝器HE-14。CP-14的操作是根据V-20内的压力而由PLC控 制,如果V-20内压力升高超过设定值时,CP-14即启动加载;如果V-20降至低 于设定值,CP-14便会停机。CP-14能在不同的加载量下运行,启动时是完全空 载起动的,以减少驱动电机的启动电流。启动后,压缩机自动转至第一级加载 (25%)保持此加载状态直到控制其