3-03制冷系统元件

空调制冷系统原理图
空调制冷系统是一种通过循环往复工作的系统，它能够将室内的热空气吸收并通过制冷循环将其转化为冷气，从而达到降温的效果。

在这个系统中，包括了压缩机、蒸发器、冷凝器和节流阀等组件，它们各自承担着不同的功能，共同协作完成整个制冷过程。

首先，空调制冷系统的核心部件是压缩机。

压缩机负责将低温低压的蒸汽冷媒吸入，然后通过压缩作用将其压缩成高温高压的气体。

这个过程需要消耗大量的电能，因此压缩机的效率对整个系统的能效影响非常大。

接下来，高温高压的气体冷媒进入冷凝器，这里的冷凝器通过外部的散热器将高温气体冷却成高压液体冷媒。

在这个过程中，冷凝器起着散热的作用，将制冷系统中吸收的热量释放到外界环境中去。

随后，高压液体冷媒通过节流阀进入蒸发器，这里的节流阀起着限制冷媒流量的作用，确保冷媒在蒸发器内部能够充分蒸发，从而吸收室内的热量。

蒸发器是整个制冷系统中的一个重要部件，它能够将高压液体冷媒蒸发成低温低压的蒸汽冷媒，实现室内空气的
降温效果。

最后，低温低压的蒸汽冷媒再次被吸入压缩机，整个制冷循环再次开始。

这样，制冷系统就能够持续不断地将室内热空气吸收并转化为冷气，从而保持室内的舒适温度。

总的来说，空调制冷系统是一个通过压缩、冷凝、蒸发和节流等过程实现室内降温的系统。

它的工作原理相对复杂，但通过各个部件之间的协作，能够高效地实现制冷效果。

在实际使用中，我们需要注意保持制冷系统的清洁、定期维护和保养，以确保其正常运行和高效工作。

同时，也需要关注制冷系统的能效，选择高效节能的制冷设备，减少能源消耗，实现环保和节能的目标。

2021 年 4 月Contemporary Chemical IndustryApril , 2021'-1苇50卷第4期 当 代化工\Zol .50, No .4制冷系统经济器的选用张宇1,袁守朝’(1.中国石油集团东北炼化I :程有限公司沈阳分公司，沈阳110167;2.中丨M S 化股份有限公司天津分公司，天汴300270)摘 要：介绍丫制冷系统的组成、原和经济器的原f f l 、分类及应用情况.探讨丫闪发式经济器、〖‘{接膨胀沏经济器和管壳式经济器的特点及切丨丨情况：结合丨:程实践，给出不同的蒸发温度和冷凝溫度、S 斤配置经济器、配置不同类型经济器的情况下制冷量及电机能耗的变化•.经济器对不同制冷剂的影响不同，如以K 134a 为制冷剂时要比以丨(22为制冷剂时制冷效果更佳明m 同时对于不同r.况如何配置经济器进行分析.提出r针对+问I:况经济器的呪肾力+案及®要注意的问题关键词：制冷压缩机；经济器；能牦；制冷系统；制冷剂中图分类号：T Q 052文献标识码：A文章编号：丨67卜0460 ( 2021 > 04-0989-04Selection of Economizer in Refrigeration SystemZHANG Yu 1, YUAN Shon -zluio 2(1. C N P C N o r t h e a s t R e f i n i n g & C h e m i c a l E n g i n e e r i n g C o., Ltd., S h e n y a n g C o m p a n y , S h e n y a n g 110167, C h i n a：2. S i n o p e c T i a n J i n P e t r o c h e m i c a l C o m p a n y , T i a n j i n 300270, C h i n a )Abstract:T h e c o m p o s i t i o n a n d p r i n c i p l e o f t h e r e f r i g e r a t i o n s y s t e m w e r e i n t r o d u c e d , a s w e l l a s t h e p r i n c i p l e ,c l a s s i f i c a t i o n a nd a p p l i c a t i o n s o fe c o n o m i z e r . T h e n c h a r a c t e r i s t i c s a n d a p p l i c a t i o n s of f l a s h t y p e e c o n o m i z e r , d i r e c t e x p a n s i o n e c o n o m i z e r a n d s h e l l a n d t u b e e c o n o m i z e r w e r e i n t r o d u c e d. C o m b i n e d w i t h e ng i n e e r i n g p r a c t i c e , th e c h a n g e s o f c o o li n g c a p a c i t y a n d m o t o r e n e r g y c o n s u m p t i o n u n d e r d i f f e r e n t e v a p o r a t i n g a n d c o n d e n s i n g t e m p e r a t u r e s , w h e t h e r t o c o n f i g u r e e c o n o m i z e r s , a n d d i f f e r e n t t y p e s o f e c o n o m i z e r s w e r e a n a l y z e d . T h e e l T e c t o f e c o n o m i z e r u s i n g r e f r i g e r a n t R 134a w a s b e t t e r t h a n t h a t u s i n g R 22 a s r e f r i g e r a n t. T h e o p e r a t i n g c o n d i t i o n s o f d i f f e r e n t t y p e s o f e c o n o m i z e r s w e r e p u t f o r w a r d . A t t h e s a m e t i m e , h o w t o c o n f i g u r e t h e e c o n o m i z e r s u n d e r d i f f e r e n t w o r k i n g c o n d i t i o n s w a s a n a l y z e d . T h e c o n f i g u r a t i o n s c h e m e s a n d p r o b l e m s n e e d i n g a t t e n t i o n f o r d i f f e r e n t o p e r a t i n g c o n d i t i o n s w e r e p u t f o r w a r d.Key words: Refrigeration compressor; Economizer; Energy consumption; Refrigeration system; Refrigerant制冷系统目前广泛应用于石油化r .领域，如苯 乙烯装置、化肥装置、酮苯装置及冷库等制冷剂 多采用鉍、内烯、丙烷、氣利昂等：制冷系统中的 压缩机多采用螺杆压缩机，而为了在不改变压缩机 的怙况下想提高其制冷量和能效比，配置经济器就 成为目前制冷系统中的主流力'案，然而并非所有的r .况设置经济器都是最佳方案，如低温I :况同时对于不同的制冷剂经济器的使川效果也不同，一般 来讲制冷剂为R 134a 的效果要好于制冷剂为R 22的 效果另外H前闻内广泛采川的经济器主要分为闪发式经济器、直接膨胀型经济器和管壳式经济器3 类1"，不同的类型的经济器适用于不同的丁.况：1制冷系统的组成及原理丨冬11为带经济器的螺杆制冷系统简阁，制冷压 缩机、冷凝器、节流阀和蒸发器是制冷系统中的最 坫本的部分，同时也是核心设济以1:4个基本设 济通过1:艺竹道将它们连接起来构成一个密闭的循环系统，通过制冷剂在系统屮不断的循环流动，与 外界冷、热媒介的热交换从而发生物性的变化来完 成制冷过程图1带经济器的螺杆制冷系统简图Sketch of screw refrigeration system with economizer下[a 丨以鉍为制冷剂介绍以下貝.体过程，液氨在 蒸发器中q 热媒发生热M 交换后，汽化为低温低压 的氨气，进入压缩机入丨丨，经过压缩机乐缩后变成 高位高压的鉍气，压缩后的鉍气经过1冷凝器中的收稿日期：2020-09-2_2作者简介：张宇（1987-> . 市々，工程师，碩士研究生.2013年毕业于玎宁工裎技术大学机械工程专业.研究方向：大型转动设备 E -m ail ： zhangyu 03-hqc @cnpc .经济器冷端温差/T:图3制冷量增长率与制冷剂的关系Fig.3 Growth rate variation of refrigeration property withrefrigerant tvpc宣接膨胀型经济器把高温高压的液相制冷剂经 过膨胀阀流后过冷M 时可以控制节流;r ;-产生的部分气相制冷剂的过热度，通过热交换器对另一路高 温高压的制冷剂过冷管壳式经济器比较简单，仅通过控制热交换器 的立程液而高度来完成控制 2.2经济器的适用情况闪发式经济器适州于冇二次过冷要求的大铟制 冷压缩机中，同时适用于多机组共用；直接膨胀型图2闪发经济器F ij».2 Flash vaporization economizer1210'^媒热交换后由高温高压的铽气变为高压的氨液之后，经节流阀节流为低温低压的氨液，再次进人 蒸发器吸热汽化，达到循环制冷的冃的以上过程 就是氨制冷的一个M 环过程其中经济器提升了过 冷度，同时也消耗一部分制冷压缩机的功，但是由 于冷量的增加大于丨丨(缩机增加的能耗.因此其能效 比得到提高1:12经济器的丁作原理、分类及适用情况2.1经济器的原理和分类经济器的原理足从冷凝器出来的液态制冷剂尤 法满足要求，因此就：要勹温度吏'低的物质进行热 交换满足要求在制冷系统屮，一般进人经济器的 液态制冷剂分为两部分，一部分通过膨胀阀进行减 压降温与另一部分液态制冷剂在经济器中换热，换 热后液态制冷剂汽化返回到乐缩机进入下一个循 环，另一部分制冷剂过冷后迪过供液阀向下游供液目前W 内广泛采丨丨丨的经济器主要分为闪发式经 济器、直接膨胀铟经济器和符克式经济器3类m闪发式经济器把流经冷凝器形成的高温高乐的 液相介质进行首次膨胀后具打存储功能的一个容 器，将经过吖次膨胀后的液相制冷剂送往二次T /流 的蒸发器屮，而这一过程中产生的气相制冷剂返回到m 缩机的补气「丨以减少能丨&的损耗阍2为闪发 经济器的外形阁990经济器主要位用于小咽的制冷压缩机，冋时多数情 况一对一配置经济器，不适用于多机组共用；管壳 式经济器适用于中大®制冷压缩机3工艺装置中经济器的选用3.1蒸发温度与制冷量的关系根据某制冷压缩机厂提供的以氨为制冷剂的螺 杆压缩机的不带经济器、带闪发式经济器及直接膨 胀铟经济器机组的制冷量及螺杆制冷尿缩机组电机功率绘制统计表I 和表2'根据表I 可以得出以氨 为制冷剂的试•铟号螺杆制冷J K 缩机组在蒸发温度在 -20〜0 T ；、冷凝温度在36 T 时带经济器的螺杆制 冷爪缩机组的M 冷要高约1的~丨5%,而闪发式经 济器要比I 1!:接膨胀铟经济器的制冷量提高约丨.5% 左八，由于W 发式经济器多为二次过冷，而直接膨 胀铟经济器为一次过冷，二次过冷要比一次过冷冷lii ：增加约1.5%左右而二次过冷不仅仅体现在制冷 M的增加丨•.，同时二次过冷要比一次过冷产生的气扣制冷剂要少许多，因此可以史'有效地利用低乐容 器的分离空间m而根据表2螺杆制冷压缩机组电机功率随荇制冷M 的增加功韦增加约.功率 的增加小于制冷M 的增加，因此在蒸发温度在-20~0t 、冷凝温度36丈时设置经济器是比较合理 的，而闪发式经济器的效率要好于直接膨胀型经济 器然而在蒸发温度-30 1:时制冷M 的增加小于螺 杆制冷压缩机组电机功率的增加，因此此时设置经 济器是不合适的3.2不同制冷剂的制冷效果根据研究表明，+同制冷剂对于制冷压缩机组 的制冷量增长率有着直接的影响，以制冷剂R 134a 和R 22为例，制冷压缩机组的冷量增加率如图3所 示。

NTC工业冷水机的工作原理（一）工业冷水机组由三个相互关联的系统组成：制冷剂循环系统、水循环系统、电器自控系统。

1、制冷剂循环系统：蒸发器中的液态制冷剂吸收水中的热量并开始蒸发，液态制冷剂亦完全蒸发变为气态后被压缩机吸入并压缩,气态制冷剂通过冷凝器吸收热量，凝结成液体，通过热力膨胀阀（或毛细管）节流后变成低温低压制冷剂进入蒸发器，完成制冷剂循环过程。

制冷系统基本组成压缩机：压缩机是制冷系统中的核心部件，作用是将输入的电能转化为机械能，压缩制冷剂。

冷凝器：在制冷过程中冷凝器起着输出热能并使制冷剂得以冷凝的作用。

从制冷压缩机排出的高压过热蒸气进入冷凝器后，将其从蒸发器和制冷压缩机中以及在管道内所吸收的热量都传递给周围介质（水或空气）带走；制冷剂高压过热蒸气重新凝结成液体。

贮液器：贮液器安装在冷凝器之后，与冷凝器的排液管是直接连通的。

冷凝器的制冷剂液体应畅通无阻地流入贮液器内，这样就可以充分利用冷凝器的冷却面积。

另一方面，当蒸发器的热负荷变化时，制冷剂液体的需要量也随之变化，那时，贮液器便起到调剂和贮存制冷剂的作用。

干燥过滤器：在制冷循环中必须预防水分和污物（油污、铁屑、铜屑）等进入，如果系统中的水分未排除干净，当制冷剂通过节流阀（热力膨胀阀或毛细管）时，因压力及温度的下降有时水分会凝固成冰，使通道阻塞，影响制冷装置的正常运作。

热力膨胀阀：热力膨胀阀在制冷系统中既是流量的调节阀，又是节流阀，在制冷设备中安装在干燥过滤器和蒸发器之间，它的感温包是包扎在蒸发器的出口处。

其主要作用是使高压常温的制冷剂液体在流经热力膨胀阀时节流降压，变为低温低压制冷剂湿蒸气（进入蒸发器，在蒸发器内汽化吸热，而达到制冷降温的目的。

蒸发器：蒸发器是依靠制冷剂液体的蒸发来吸收被冷却介质热量的换热设备。

它在制冷系统中的功能是吸收热量（或称输出冷量）。

为了保证蒸发过程能稳定持久的进行，必须不断的用制冷压缩机将蒸发的气体抽走，以保持一定的蒸发压力。