制冷原理与技术3蒸气压缩式—系统自动调节.pptx
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1、第一节第一节 蒸汽压缩式制冷蒸汽压缩式制冷 1.蒸汽压缩式制冷循环与制冷剂蒸汽压缩式制冷循环与制冷剂 2.蒸汽压缩式制冷循环的热力计算蒸汽压缩式制冷循环的热力计算 3.蒸汽压缩式制冷的系统构成蒸汽压缩式制冷的系统构成 4.蒸汽压缩式制冷的自动调节蒸汽压缩式制冷的自动调节 5.蒸汽压缩式制冷的应用蒸汽压缩式制冷的应用 2.1.42.1.4蒸汽压缩式制冷装置的自动调节蒸汽压缩式制冷装置的自动调节 要确保制冷空调系统能够正常运行,并达到要确保制冷空调系统能够正常运行,并达到要求的运行参数指标,就要对制冷空调系统许多要求的运行参数指标,就要对制冷空调系统许多热工参数进行控制。热工参数进行控制。温度温度
2、湿度湿度压力压力流量流量液位液位(一)制冷装置的基本控制回路(一)制冷装置的基本控制回路1 1蒸发器的供液控制及其控制元件蒸发器的供液控制及其控制元件蒸发器的供液蒸发器的供液控制元件包括控制元件包括热力膨胀阀热力膨胀阀毛细管毛细管浮球阀浮球阀电子膨胀阀电子膨胀阀1 1)热力膨胀阀的供液控制)热力膨胀阀的供液控制 迄今为止,热力膨胀阀仍是压缩式制冷装迄今为止,热力膨胀阀仍是压缩式制冷装置中蒸发器制冷剂流量控制的主要元件。置中蒸发器制冷剂流量控制的主要元件。它在制冷装置中的作用主要包括:它在制冷装置中的作用主要包括:a)使高压常温的制冷剂液体在经热力膨)使高压常温的制冷剂液体在经热力膨胀阀时节流降
3、压,变为低压低温的胀阀时节流降压,变为低压低温的制冷剂湿制冷剂湿蒸汽蒸汽,进入蒸发器,在蒸发器内蒸发吸热,从进入蒸发器,在蒸发器内蒸发吸热,从而达到制冷降温的目的。而达到制冷降温的目的。b)按照)按照感温包感温包感受到的蒸发器出口制感受到的蒸发器出口制冷剂蒸汽过热度的变化,来改变膨胀阀的冷剂蒸汽过热度的变化,来改变膨胀阀的开启度,自动调整流入蒸发器的制冷剂流开启度,自动调整流入蒸发器的制冷剂流量,使制冷剂流量始终与蒸发器的热负荷量,使制冷剂流量始终与蒸发器的热负荷相匹配。相匹配。c)通过热力膨胀阀的控制,使蒸发器)通过热力膨胀阀的控制,使蒸发器出口的制冷剂蒸汽保持一定的出口的制冷剂蒸汽保持一定
4、的过热度过热度,这,这样即能保证蒸发器传热面积的充分利用,样即能保证蒸发器传热面积的充分利用,又可以防止压缩机出现液击冲缸现象。又可以防止压缩机出现液击冲缸现象。从调节特性来分析,热力膨胀阀属从调节特性来分析,热力膨胀阀属于直接作用式比例调节器。于直接作用式比例调节器。热力膨胀阀热力膨胀阀热力膨胀阀的自动控制原理热力膨胀阀的自动控制原理内平衡热力膨胀阀内平衡热力膨胀阀外平衡热力膨胀阀外平衡热力膨胀阀 外外平衡热力膨胀阀与平衡热力膨胀阀与内内平衡热力膨胀平衡热力膨胀阀的主要区别阀的主要区别 有一个专用的外平衡管接头,为引入外平有一个专用的外平衡管接头,为引入外平衡压力所用衡压力所用 调节杆的形式
5、等也有所不同调节杆的形式等也有所不同n热力膨胀阀热力膨胀阀实物图实物图热力膨胀阀的工作原理热力膨胀阀的工作原理 外平衡热力膨胀阀的安装外平衡热力膨胀阀的安装选择热力膨胀阀时,主要考虑下列因素:选择热力膨胀阀时,主要考虑下列因素:按系统采用的制冷剂按系统采用的制冷剂要考虑系统的蒸发温度要考虑系统的蒸发温度阀前制冷剂过冷度会影响阀后两相阀前制冷剂过冷度会影响阀后两相制冷剂的干度制冷剂的干度冷凝器至阀前的液管肯定有压力降冷凝器至阀前的液管肯定有压力降2 2)电子膨胀阀供液控制)电子膨胀阀供液控制 控制品质不高控制品质不高调节系统无法实施计算机控制调节系统无法实施计算机控制系统的运行过程只能实施静态匹
6、配系统的运行过程只能实施静态匹配阀工作温度范围窄阀工作温度范围窄温包迟延大温包迟延大在低温调节场合振荡问题比较突出在低温调节场合振荡问题比较突出 热力膨胀阀用于蒸发器供液控热力膨胀阀用于蒸发器供液控制仍然存在着许多问题制仍然存在着许多问题 热动式电子膨胀阀供液控制系统热动式电子膨胀阀供液控制系统 TQ型为直接驱动式型为直接驱动式 PHTQ型为带自给放大的结型为带自给放大的结 构,用于大冷量系统。构,用于大冷量系统。热动式亦称参考压力系统(热动式亦称参考压力系统(PRSPRS)电子膨)电子膨胀阀,为胀阀,为DanfossDanfoss公司的专利产品,适用中大公司的专利产品,适用中大型制冷装置的供
7、液控制,该形式电子膨胀阀型制冷装置的供液控制,该形式电子膨胀阀的结构见下图。的结构见下图。n热动式电子膨胀阀实物图(TQ型)(a)TQ型型 (b)PHTQ型型 热动式膨胀阀的结构热动式膨胀阀的结构1-阀头阀头 2-止动螺钉止动螺钉 3-O型圈型圈 4-电线套管电线套管 5、6-螺钉螺钉7-电线电线8-上盖上盖 9-垫片垫片 10-电线旋入口电线旋入口 11密封圈密封圈 12、13-垫片垫片14-端板端板 15-膜头膜头 16-NTC传感元件传感元件 17-PTC加热元件加热元件 18-节流组件节流组件 19-阀体图阀体图电磁式电子膨胀阀供液控制电磁式电子膨胀阀供液控制 电磁式膨胀阀结构见下图所
8、示,电磁电磁式膨胀阀结构见下图所示,电磁线圈通电前处于全开位置,通电后,由于线圈通电前处于全开位置,通电后,由于电磁力的作用,磁性材料所支撑的柱塞被电磁力的作用,磁性材料所支撑的柱塞被吸引上升,从而带动针阀使开度变小。阀吸引上升,从而带动针阀使开度变小。阀的开度取决于加在线圈上的控制电压(或的开度取决于加在线圈上的控制电压(或电流),故可以通过改变控制电压调节流电流),故可以通过改变控制电压调节流量。量。电磁式膨胀阀结构电磁式膨胀阀结构1 出口出口 2弹簧弹簧 3阀针阀针 4阀杆阀杆 5柱塞弹簧柱塞弹簧 6柱塞柱塞 7线圈线圈 8阀度阀度 9入口入口电动式电子膨胀阀供液控制系统电动式电子膨胀阀
9、供液控制系统 和热动式相似,电动式电子膨胀阀也和热动式相似,电动式电子膨胀阀也由发信器、控制器和电动式膨胀阀组成。由发信器、控制器和电动式膨胀阀组成。与热动式的差别主要是阀的驱动部分,电与热动式的差别主要是阀的驱动部分,电动式膨胀阀由电动机驱动,目前使用最多动式膨胀阀由电动机驱动,目前使用最多的是四相永磁式步进电动机,有直接驱动的是四相永磁式步进电动机,有直接驱动型与减速型。型与减速型。电动式膨胀阀(直动型)电动式膨胀阀(直动型)1入口入口 2针阀针阀 3阀杆阀杆 4技术技术 5线圈线圈 6出口出口 由于采用电子膨胀阀控制,使得先进的由于采用电子膨胀阀控制,使得先进的控制手段运用于制冷剂流量调
10、节成为可能,控制手段运用于制冷剂流量调节成为可能,主要表现在以下几个方面:主要表现在以下几个方面:1)1)流量调节不受冷凝压力变化的影流量调节不受冷凝压力变化的影响。对膨胀阀前制冷剂过冷度的变化具有响。对膨胀阀前制冷剂过冷度的变化具有补偿作用。补偿作用。2)2)由于电信号传递快,执行动作迅速、由于电信号传递快,执行动作迅速、准确,故能够及时、准确地调节流量。即准确,故能够及时、准确地调节流量。即使负荷变化剧烈,也能避免振荡。使负荷变化剧烈,也能避免振荡。3)3)能够将蒸发器出口过热度控制到最小,能够将蒸发器出口过热度控制到最小,从而最大限度地提高蒸发器传热面积的利从而最大限度地提高蒸发器传热面
11、积的利用率。用率。4)4)在装置的整个运行温度范围,可以有在装置的整个运行温度范围,可以有相同的过热度设定值。相同的过热度设定值。5)5)可以根据装置的实际情况决定调节规可以根据装置的实际情况决定调节规律,不仅限于采用比例调节,还可以采用律,不仅限于采用比例调节,还可以采用比例积分或其他调节规律;并且能够进行比例积分或其他调节规律;并且能够进行调节器参数整定。调节器参数整定。浮球调节阀是根据液位变化进行流浮球调节阀是根据液位变化进行流量控制的直接作用式比例控制器量控制的直接作用式比例控制器低压浮球阀低压浮球阀高压浮球阀高压浮球阀3 3)浮球调节阀供液控制)浮球调节阀供液控制 低压浮球阀常直接和
12、满液式蒸发器连通,低压浮球阀常直接和满液式蒸发器连通,按蒸发器液位的高低,调节从贮液器进到满液按蒸发器液位的高低,调节从贮液器进到满液式蒸发器的制冷剂流量,其结构与安装见下图式蒸发器的制冷剂流量,其结构与安装见下图所示。所示。高压浮球调节阀根据冷凝器或高压贮液器高压浮球调节阀根据冷凝器或高压贮液器中的液位变化,控制流向蒸发器的供液量,制中的液位变化,控制流向蒸发器的供液量,制冷剂流量调节导阀与主阀的配置见图。冷剂流量调节导阀与主阀的配置见图。a)系统布置系统布置 b)高压浮)高压浮球阀球阀SV与与主阀主阀PMFH的配置的配置EVM-电磁电磁导阀导阀 SV(H)-高压高压浮球阀浮球阀 PMFH-
13、主阀主阀高压浮球调节用例高压浮球调节用例a)系统布置系统布置 b)低压浮球阀)低压浮球阀SV与主阀与主阀PMFH的配置的配置EVM-电磁导电磁导阀阀 SV(H)-低压低压浮球阀浮球阀 PMFH-主阀主阀低压浮球调节用例低压浮球调节用例 2.2.蒸发器各参数的调节蒸发器各参数的调节供液调节供液调节蒸发温度调节蒸发温度调节蒸发压力调节蒸发压力调节库温调节库温调节蒸发器各蒸发器各参数的调节参数的调节1)1)库温调节库温调节冷库温度保持稳定冷库温度保持稳定热负荷变化时冷量迅速跟着变化热负荷变化时冷量迅速跟着变化实现连续无级调节实现连续无级调节库温双位温度调节器控制压库温双位温度调节器控制压缩机的启停缩
14、机的启停2)2)蒸发压力调节蒸发压力调节 在制冷装置中进行蒸发压力调节只要有两在制冷装置中进行蒸发压力调节只要有两个目的:个目的:保持蒸发温度恒定(压力恒定),使冷库温度波动保持蒸发温度恒定(压力恒定),使冷库温度波动减少,保证冷藏物品质量,减少干耗。减少,保证冷藏物品质量,减少干耗。对于一台压对于一台压缩机配一个蒸发器缩机配一个蒸发器,多台压缩机配一台蒸发器的系统。多台压缩机配一台蒸发器的系统。一个压缩机配用多个蒸发器(一机多库),各蒸发一个压缩机配用多个蒸发器(一机多库),各蒸发器在不同蒸发压力下工作,如鱼、肉库要求器在不同蒸发压力下工作,如鱼、肉库要求-10-10、乳、乳品库要求品库要求
15、22,菜和水果库要求,菜和水果库要求55,需要在乳品库与菜,需要在乳品库与菜与水果库蒸发器出口处安装蒸发压力调节器。与水果库蒸发器出口处安装蒸发压力调节器。蒸发压力调节系统及其调节过程蒸发压力调节系统及其调节过程a)蒸发压力调节系统图(一机一库)蒸发压力调节系统图(一机一库)b)蒸发压力调节过程图)蒸发压力调节过程图a)调节原理图)调节原理图 1-压缩机压缩机 2-冷凝器冷凝器 3-储液器储液器 4-膨胀阀膨胀阀 5-蒸发器蒸发器 6-止回阀止回阀 7-主阀主阀 8-压力导阀压力导阀b)调节原理图)调节原理图 c)在系统中的安)在系统中的安装部位装部位 1-调整杆调整杆 2-阀盘阀盘 3-保护
16、盖保护盖 4-阀体阀体 5-钢珠钢珠 6-接管接管 7-密封垫片密封垫片 8-密封罩密封罩 9-压力表接头压力表接头 10-压力平衡波纹管压力平衡波纹管 11-脉冲阻尼器脉冲阻尼器一机多蒸发器时蒸发压力调节一机多蒸发器时蒸发压力调节原理图与蒸发压力调节器结构图原理图与蒸发压力调节器结构图各种主阀实物图各种导阀实物图恒压主阀与导阀结构图恒压主阀与导阀结构图1-手轮手轮 2-调节杆调节杆 3-密封圈密封圈 4-辅助弹簧辅助弹簧 5-辅节流阀辅节流阀 6-膜片膜片 7-垫片垫片 8-辅助孔道辅助孔道9-进口接管进口接管 10-主滤器主滤器 11-手动强开机构手动强开机构 12-辅阀座辅阀座13-过滤
17、板过滤板14-止回阀片止回阀片 15-垫片垫片 16-压力平衡小孔压力平衡小孔 17-活塞活塞 18-推杆推杆 19-“O”型圈型圈 20-主节流阀芯主节流阀芯 21-主阀板主阀板 22-垫片垫片 23-泄放塞泄放塞 24-主弹簧主弹簧3 3 冷凝器控制及其控制元件冷凝器控制及其控制元件 1)水冷式冷凝压力控制)水冷式冷凝压力控制 2)风冷式冷凝压力控制)风冷式冷凝压力控制从空气侧控制从空气侧控制即改变冷凝器的空气流量即改变冷凝器的空气流量从制冷剂侧控制从制冷剂侧控制即改变冷凝器中制冷剂两即改变冷凝器中制冷剂两相流的有效传热面积相流的有效传热面积冷凝压力控制系统布置图冷凝压力控制系统布置图1-
18、压缩机压缩机 2-冷凝器冷凝器 3-储液器储液器 4-压力式水量压力式水量调节阀调节阀 5-温度控制的水量调节阀温度控制的水量调节阀水冷式冷凝压力控制水冷式冷凝压力控制a)b)b)间接作用式间接作用式(二次开启式)(二次开启式)1-传压毛细管接传压毛细管接头头 2-调节弹簧调节弹簧3-波纹管波纹管 4-推杆推杆 5-上部侧盖上部侧盖6-导阀组件导阀组件7-导阀阀芯导阀阀芯 8-伺服弹簧伺服弹簧9-螺钉螺钉10-泄放塞泄放塞 11-导阀进口滤网导阀进口滤网 12-主阀主阀13-节流通道节流通道 14-阀盖阀盖 15-调节螺母调节螺母 典型压力式水量调节阀结构典型压力式水量调节阀结构a)直接作用式
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