5.1.2 氟利昂制冷系统在线视频

上面 我们介绍了氨制冷系统的常用形式

但氟利昂系统 则更为简洁

主要采用 直接膨胀式供液方式

这主要是由氟利昂控制阀件的技术成熟度

和润滑油与制冷剂的相容性决定的

下面我们来看看 氟利昂制冷系统的典型流程

这是一个直接膨胀式氟利昂冷库制冷系统的

工作原理图

它具有典型的制冷循环“四大件”

压缩机 冷凝器 膨胀阀和蒸发器

低压氟利昂蒸气 在压缩机中

被压缩为高压过热蒸气

再经油分离器 分离出润滑油后

在冷凝器中 冷凝为高压液体

经过热力膨胀阀 节流降压

进入蒸发器中吸热蒸发

为冷库提供所需的制冷量

由于 采用的是热力膨胀阀

故 蒸发器出口的制冷剂 具有一定的过热度

该制冷剂蒸气 被压缩机吸入

进入下一个（制冷）循环

这是一个 最为典型的

由一台压缩机 为一台蒸发器供液的

氟利昂制冷系统

值得注意的是

油分离器分离出来的润滑油

积存在油分离器的底部

当油位达到一定高度的时候

油分离器中的浮球阀将开启

使润滑油节流减压后 直接返回到压缩机吸气管

这是氟利昂制冷系统的主要回油方式

而没有被油分离器分离出来的润滑油

将随制冷剂一起循环流动

再通过蒸发器出口的气体管 返回到压缩机

我们还注意到

在热力膨胀阀前 装有一个电磁阀

这是冷库制冷系统中的一个重要特征

当库内温控器检测到库内温度

达到规定库温下限时

就关闭电磁阀 停止供液

此时 压缩机继续抽吸蒸发器中的制冷剂

当液态制冷剂蒸发完毕后

压缩机的吸气压力 将进一步降低

一直降低到 高低压力开关设定的低压保护值时

强制压缩机停机

压缩机停机后

库温也将逐渐回升

低压也将回升

回升到 低压开关的复位压力

低压开关 又回复到

接通电源 等待压缩机启动的状态

当库温回升到库温上限的时候

电磁阀开启

同时指令压缩机启动 向蒸发器供液

这种指令压缩机启停的控制方式

称为 “pump down”控制方式

采用这种控制方式

可以使压缩机在停机期间

冷凝器内温度较高的液态制冷剂

不会转移到蒸发器中影响库温

同时 也便于下次启动时能够轻载启动

这也是 采用热力膨胀阀供液的

小型氟利昂冷库的常用控制方式

为了防止压缩机出现过载

常在压缩机的吸气管上设置

“压缩机吸气压力调节阀”

又称为 “曲轴箱压力调节器”

当吸气压力 低于某个压力时

“曲轴箱压力调节器” 处于全开状态

但 当吸气压力过高时

“曲轴箱压力调节器”将关小

通过节流效应

降低压缩机的吸气压力

从而保证压缩机 不会出现过载运行

以保证压缩机的安全运行

对于一些小型冷库

特别是 小型超市的制冷系统

由于存货量不是很大

但 又希望用这个低温冷库

能够存储一些果蔬 鸡蛋等产品

故 可将一套低温库制冷系统进行改造设计

以实现两种蒸发温度

这就需要 采用这种形式的制冷循环

即 用一台压缩机 一台冷凝器

分别对蒸发温度为+5℃的高温库

和-20℃的低温库进行供液

采用这种循环时

就必须在高蒸发温度蒸发器出口

设置蒸发压力调节阀

以稳定蒸发压力

并在低蒸发温度的蒸发器出口 设置单向阀

防止停机时高压侧蒸发器内的制冷剂

流入低温的蒸发器中

影响库温

但是 压缩机的吸气压力

一定是以低蒸发温度为准的

因此

系统虽然能够实现两种库温

但相对于 采用两套独立的

不同蒸发温度的制冷系统而言

其能耗更大

由于 冷库需要全年制冷

但由于冬季 室外温度很低

故其冷凝温度 即系统的高压也很低

压差减小

导致了膨胀阀的供液量减小

不能满足库温的需求

因此 此时需要在冷凝器侧

设置 高压调节阀和差压调节阀

以提高风冷式冷凝器在外温很低时的冷凝温度

高压调节阀 必须与差压调节阀配套使用

高压调节阀 是一种依靠弹簧和制冷剂压差

来启闭的辅助阀件

当冷凝压力较高时

高压调节阀 处于开启状态

气态制冷剂 将在冷凝器中冷凝

冷凝液体 将占据很大一部分冷凝器盘管（的）内容积

使其冷凝压力升高

当高压升高至一定程度后

高压调节阀 又自动开启

而差压调节阀 是一个开启压差较大的单向阀

在高压调节阀关闭时

在压缩机排气和高压贮液器之间的压差作用下

差压调节阀 自动开启

使压缩机排气 直接作用在高压贮液器的液面上

使高压贮液器能够继续向蒸发器供液

但当高压调节阀开启时

由于冷凝器的阻力较小

压缩机排气和高压贮液器之间的压差减小

会自动关闭差压调节阀

为了保证 在冷凝压力调节期间高压贮液器

能够持续为蒸发器供液

因此 在系统中需要设置一个容量较大的高压贮液器

此外

还需注意的是

由于 在氟利昂中混入的少量水分

可能导致膨胀阀节流孔口 出现“冰塞”现象

还可能与氟利昂发生化学反应

产生腐蚀性气体氯化氢（HCl）等

因此

在氟系统的供液管上 通常装设

干燥过滤器 以吸附氟利昂中的水分

另外

由于压缩机曲轴箱内的润滑油中 溶有氟利昂

在冬季 压缩机启动之前

为防止润滑油起泡

降低润滑性能

故 通常在压缩机的曲轴箱中

或者是压缩机壳体上 装设有加热润滑油的电加热器

在压缩机启动前 先预热润滑油

促使润滑油与氟利昂分离

保证压缩机顺利启动

一旦压缩机启动后 则关闭电加热器

上面 我们花了较多的时间

较为详细地介绍了

冷库用氟利昂制冷系统的结构原理

有些技术方案 可以直接应用于

空气源热泵冷热水机组

多联机等制冷机组中

以改善某方面的运行性能

但 对于容量很大的冷水机组而言

其制冷系统的结构 反而相对简单

这里给出了 采用干式和满液式蒸发器的

冷水机组制冷系统的结构原理图

由于 干式蒸发器制冷系统的回油

通常采用 油分离器和气态制冷剂带油方式

实现回油

故 结构则更为简单

而 对于满液式蒸发器机组而言

则需采用引射器等措施 进行回油

这在第四讲中的“换热设备”部分

已经进行了介绍

这里不再赘述

通过上述 对典型氨系统和氟系统的讲解

我们可以总结出 两类系统的特点

对于氨制冷系统

它具有如下特点

第一 由于液氨与润滑油互不相溶

氨制冷系统的回油方式 较为特殊

需设置油分离器 集油器

及润滑油过滤 提纯处理系统

再通过油泵或压差 实现回油

第二 可以使不同蒸发温度的制冷系统

共用一组冷凝器和高压贮液器

实现高压系统的共享

第三 相同蒸发温度的压缩机 可以多台并联使用

第四 系统中设有紧急泄氨装置 安全阀

且安全总泄压管 应高于周围建筑一定高度

例如 （在）国标《冷库设计规范》中规定

应该高于周围50m内最高建筑的屋脊5m以上

以保证安全阀跳开后 能够顺利扩散到空气中

且 不影响周围人群的生命安全

氟利昂制冷系统的特点为

第一 油分离器的连接方式与氨系统不同

是通过减压后 直接回到压缩机吸气管

在无特殊均油措施时

最好一台压缩机匹配一套制冷系统

第二 需要在低温环境下启动的压缩机

需在压缩机曲轴箱中

或者是压缩机壳体上 设置油加热器

启动前需预热冷冻油

第三 对于R134a等制冷剂制冷系统

采用回热循环 有利于提高制冷系数和回油性能

对于R22制冷系统

虽然 采用回热循环不能改善其能效比

但可以提高回气流速

有助于 顺利回油

第四 大型的氟系统 通常装设安全阀

中小型系统 通常装设熔塞

以保证系统超压时 能及时地排放系统中的液态制冷剂

此外

由于氟利昂不溶于水

节流孔口 容易出现冰塞

故需在系统中 采用干燥过滤器

以吸附制冷剂中的水分

掌握上述特点

对我们设计与研发制冷装置 或者是机组的时候

都具有重要的指导意义