4.4.2 典型辅助设备的结构原理在线视频

前面 我对制冷系统主要辅助部件的功能

和安装位置进行了说明

下面 我将介绍

几种典型辅助设备的结构和工作原理

我们先来看看 油分离器

压缩机工作时

总有少量液滴状的润滑油

被高压气态制冷剂携带进入排气管

并进入冷凝器和蒸发器中

因此 在制冷剂侧的传热面上

就形成了油膜热阻

降低了冷凝器和蒸发器的传热系数

为防止更多的润滑油 进入到制冷系统

我们则在压缩机排气管上 安装油分离器

将压缩机排气中的冷冻油

尽可能地分离出来

根据油分离器的原理不同

油分离器有 洗涤式 惯性式

离心式和过滤式四种形式

其中 洗涤式在氨制冷系统中应用较广

后三种 在氟系统中都有应用

洗涤式油分离器

是将压缩机排气通入液态制冷剂中

进行洗涤 冷却

使压缩机排气中的雾状润滑油凝聚

并与气态制冷剂进行分离

惯性式油分离器

依靠流速突然降低

并改变气体流动的方向

将高压气态制冷剂携带的润滑油

分离出来

并聚积在油分离器的底部

通过浮球阀 电磁阀或手动阀

将它（润滑油）返回到压缩机

离心式油分离器

是压缩机排气切向进入油分离器中

借助离心力将滴状润滑油

甩到油分离器壳体的壁面上

并聚积 下沉 实现油气分离

过滤式油分离器

靠过滤网处的流向改变 流速降低

以及过滤网的过滤作用 将油滴分离出来

油分离器中分离出来的润滑油

是如何回到压缩机中的呢

其主要方式有

利用压缩机的高 低压压差

实现自动回油

或将分离出来的润滑油 存放到集油器中

经过过滤 清洁处理后

用油泵或者压差使油返回压缩机

为简化系统 在房间空调器等小型制冷系统中

一般不设置油分离器

而是利用制冷剂的流速 将润滑油带回压缩机

贮液器 也称储液器

一般是指 制冷系统中的高压贮液器

高压贮液器设置在冷凝器之后

膨胀阀之前的高压液体管路上

在制冷系统中 起着稳定制冷剂流量

并储存液态制冷剂的作用

在采用热力膨胀阀的系统中

一般均需设置贮液器

在采用冷凝压力调节阀的系统中

必须设置高压贮液器

在采用毛细管节流和电子膨胀阀节流的

小容量氟利昂制冷系统中

一般 不设置高压贮液器

在制冷系统中 特别是在氨系统中

有时需要设置

存放低压低温的液态制冷剂的容器

这种容器叫做低压贮液器

前面介绍的低压循环储液桶

就是一种低压贮液器

在液泵供液系统中常常用到

气液分离器 设置压缩机的吸气管上

它是分离来自蒸发器出口的

低压蒸气中的液滴

防止压缩机发生湿压缩

或者液击现象的辅助设备

而在氨（制冷）系统中

气液分离器除上述功能外

还可使节流后的制冷剂 实现气液分离

只让液氨进入蒸发器中

以提高蒸发器的传热效果

可见 前面我们介绍的低压循环储液桶

也是一种气液分离器

在氟利昂系统中

常采用筒体状的气液分离器

它可以单独设置在压缩机的吸气管上

也可以做在压缩机上

成为压缩机的一部分

这里给出了 气液分离器的实物照片

从它的（内部）结构和实物剖面图上

可以看出

来自蒸发器的含液气态制冷剂

从上部进入壳体内

依靠流速的降低和方向的改变

将低压气态制冷剂携带的液滴

或者是油滴分离出来

然后 通过弯管的底部具有回油孔的吸气管

将稍具有过热度的

低压气态制冷剂和润滑油吸入压缩机

在吸气管底部U型弯这个部位

开设有回油孔

让液态油从这个孔 进入管道并回到压缩机

吸气管上部的小孔 是一个平衡孔

是为了防止 在压缩机停机时

气液分离器里面的液态制冷剂和润滑油

从油孔被压回压缩机

对于热泵式空调机而言

为了保证 在融霜过程中压缩机的可靠运行

气液分离器 是必不可少的一个部件

过滤器

是用来清除制冷剂液体和蒸气中的金属屑

油污等杂质的辅助设备

（在）氨系统中 有氨液过滤器和氨气过滤器

一般用2～3层0.4mm孔网的钢丝网

制作而成

这里 给出了它们的结构图

氨液过滤器一般设置在

节流装置前的液氨管道上

防止膨胀阀出现脏堵

氨气过滤器 一般设置在压缩机的吸气管道上

防止杂质进入压缩机

氟利昂 多采用液体过滤器

它是用一段无缝钢管作为壳体

壳体内 装有0.1～0.2 mm孔网的铜丝网

两端的端盖用螺纹与筒体连接

并用锡焊焊牢

安装在节流装置前的液体管上

如果氟利昂系统中抽空不彻底

系统中 必然残留一部分水分

当含有水分的氟利昂

通过节流装置的时候

温度急剧下降 水的溶解度降低

于是一部分水分被分离出来

停留在节流孔附近

如节流后的温度低于0℃

则会结冰 而出现冰堵的现象

因此 常常将氟系统中的

过滤和干燥功能合二为一

做成干燥过滤器

这里给出了干燥过滤器的内部结构图

可以看出 过滤芯设置在筒体内部

由弹性膜片 聚酯垫和波形多孔板挤压固定

过滤芯 由活性氧化铝和分子筛烧结而成

可以有效地除去水分 有害物和杂质

干燥过滤器 装在节流装置前的液管上

可以避免膨胀阀 毛细管出现脏堵和冰堵

视液镜 又叫液体水分指示器

它是一种将玻璃和钢件

采用高温烧结工艺 加工而成的一个管件

视液镜可以通过广角视镜

用眼睛观察系统中制冷剂状态

能够看到管道内制冷剂

是否含有气泡或闪蒸气体

以判定制冷剂的充注量是否适当

在视镜中心 设有高灵敏度的水分指示元件

该元件 随着系统中水分含量的变化

逐渐改变颜色

当制冷剂干燥无水的时候

指示器则显示绿色

当其水分含量超标的时候

指示器将变为黄色 或者是黄绿色

此外 视液镜还可以装在系统中的回油管路上

用来观察从油分离器返回的润滑油的流动状态

单向阀 又叫止逆阀 在制冷系统中应用很广

主要有 直通阀和直角阀两种类型

它们的功能是 控制制冷剂的流向

它只允许制冷剂从高压侧流向低压侧

而且 打开单向阀需要克服弹簧的预紧力

因此 它需要有一定的开启压差

电磁阀

电磁阀是制冷系统中

常见的开关式自动控制元件

它是受电气信号控制的

而进行开关动作的自动阀件

用于自动接通和切断制冷剂管路

广泛应用于制冷系统中

它能适应各种介质

包括制冷剂气体 液体 空气 水 润滑油等

按照工作状态的不同

电磁阀 可以分为常闭型和常开型两类

常闭型是指 不带电的时候处于关闭状态

上电以后才能开启的这种电磁阀

反之 常开型电磁阀

则是在不带电的时候处于开启状态

只有上电以后才能关闭

可见 常开和常闭

是以不带电时电磁阀的启闭状态来分类的

按照结构和工作原理不同

电磁阀可以分为直动式和伺服式两种

直动式 也称直接作用式

伺服式 又称间接作用式

直动式电磁阀是在制冷系统中

用得最多的一种电磁阀

它直接由电磁力驱动

通常它的口径在3mm以下

伺服式电磁阀

是一种口径较大的电磁阀

如果 大口径电磁阀采用电磁力直接驱动

则其需要很大的电磁力

不仅成本高 而且耗电量也大

故 采用电磁导阀和主阀

两部分构成的结构形式

因此 伺服式电磁阀

需采用直动式电磁阀作为导阀

并利用阀前后流体的压差 来启闭主阀

下面 以直动式常闭型电磁阀为例

来说明它的工作原理

当接通电源的时候

电磁线圈通电产生磁场

衔铁受电磁力作用被吸起

带动阀片离开阀座 阀被打开

当切断电源时 电磁力消失

在衔铁的重力 进口压力以及弹簧力

的共同作用下 衔铁落下

阀片落在阀座上 阀被关闭

直动式电磁阀动作灵敏

可以在阀前后压差为零的情况下工作

它用于直接控制制冷剂管路的通断

也可以作为伺服式电磁阀的导阀来使用

值得注意的是 电磁阀是具有方向性的

从这个常闭型电磁阀的结构原理图中

可以看到 如果电磁阀装反了

上游压力较高的流体 就直接顶开阀片

使得电磁阀永远处于开启状态

就不能实现电磁阀的功能了

这点 我们在安装前必须注意

需仔细看清 电磁阀上面的流向箭头

四通阀 四通阀也称为四通换向阀

主要用于空气源热泵机组中

在热泵机组制冷与制热模式转换

或制热过程中的逆循环除霜时

就需要改变制冷剂的流向

这个任务 则由四通阀来完成

四通阀 是由一个电磁换向阀 即导阀

和一个四通滑阀 即主阀构成的组合阀

可见 它也一种典型的伺服式电磁阀

四通阀实现制冷剂换向的原理是

通过导阀线圈上的通 断电控制

使电磁导阀的阀芯左移或者右移

形成信号压力管道连通方向的改变

并推动四通滑阀移动

使制冷剂的流向发生变化

这样系统就可以在制冷和制热两种状态下

进行互相转换了

由于四通滑阀的移动

是以压缩机吸 排气压力差作为动力的

故 当制冷系统切换为制热模式时 即导阀带电时

虽然电磁导阀已经上电

但由于压缩机还没有启动

此时 四通阀并没有实现真正的换向

只是为四通阀的换向 创造了必要的条件

只有当吸 排气压差达到一定值时

四通阀才能实现换向

我们发现

在四通阀的四个接管上都标有一个字母

即 D S E C

这些字母 表示了四通阀的连接管的名称

这四根管的名称的定义如下

D管和S管

分别为连接压缩机排气管和吸气管的接管

E管和C管

是四通阀不带电时

分别连接蒸发器和冷凝器的接管

可见 当四通换向阀换向后

四通阀的E管和C管分别连接了

热泵机组的冷凝器和蒸发器

也就实现了制冷剂的流向转变

当空气源热泵机组的容量很大时

上述四通滑阀的工作原理

决定了其驱动的动力不足

内漏量增大

将影响热泵机组的性能和可靠性

甚至 不能实现有效的换向

为了解决这个问题

行业内 已研发出大容量的四通换向阀

这里给出了一种

大容量空气源热泵的四通换向阀

活塞式四通阀的结构图

它与常规滑阀式四通阀的主要区别在于

第一 大容量四通阀的滑阀采用了活塞式结构

在活塞上开设了实现制冷剂导流的沟槽

滑阀左右移动到位后

即可实现制冷剂的换向

第二个不同点 它的导阀是一只常规的滑阀式四通阀

该滑阀式四通阀的导阀 是一只直动式电磁阀

可见 大容量四通阀

是一个以直动式电磁阀导通压力信号

驱动滑阀式四通阀实现换向

再引导更多气体 驱动的活塞式四通阀换向的

四通阀装置

四通阀 是空气源热泵中非常重要的部件

在此 我对四通阀正常工作的必要条件

做一个小结

第一 提供给线圈的电压需要在规定范围内

否则 可能使换向不灵敏

第二 阀体及其内部滑阀 毛细管 密封圈

不应该有变形

以保证滑阀能够顺利地移动

因此 在焊接的时候 阀体需进行冷却

且焊接时间要很短

第三 换向的时候 四通滑阀和活塞两端

必须保证要有足够的压差

以克服滑阀的摩擦力

四通阀上电 只是为四通阀（换向）提供了必要条件

只有压缩机启动后形成了压差

才是四通阀换向的直接原因

第四 阀体内应该清洁

以保证不能有杂质卡住主滑阀

第五 四通阀换向时活塞两端的介质

必须是气体

如果 压缩机在有大量回液时强制换向

必将导致四通阀损毁