太詳細了！製冷系統部件圖片、結構、作用、工作原理

課程大綱

完成本單元后，您將

• 瞭解製冷系統的基礎知識。

• 瞭解製冷系統的四大部件。

• 瞭解製冷系統的輔助部件的原理。

• 瞭解製冷系統自動化的主要目的。

• 瞭解用於控制製冷系統的主要製冷部件。

• 瞭解自動化技術如何保持製冷系統有效工作。

1基本製冷系統概述

我們從基本製冷系統開始。在網路大學第一課中，學過這種簡單的系統。我們選定了四個主要部件，在蒸發器和冷凝器所在地的環境條件約定的情況下，它們的製冷能力相同。只要這些條件保持不變，製冷系統的內部和外部都會達到平衡。

製冷劑流量將恆定不變。在這種理想條件下，不需要其他任何部件。

（備註：圖上蒸發器與冷凝器名稱反了，請注意下）

現在，我們將系統中的燒瓶和流口換成實際部件：

一臺壓縮機、一個冷凝器、一個毛細管

和

一個蒸發器。

接下來是改變環境條件。這會對系統產生怎樣的影響？

透過提高蒸發器的熱負荷，會導致更多製冷劑被蒸發，從而使蒸發器內沸騰的製冷劑減少。這還意味著蒸發器出口處的過熱度上升。如何解決這個問題？

下面的課程當中我們一步一步來解決這個問題。

2製冷系統—膨脹閥

熱力膨脹閥能控制液態製冷劑從冷凝器注入蒸發器。

膨脹閥能讓蒸發器出口處的過熱度保持在一定水平， 防止液態製冷劑離開蒸發器進入壓縮機。一旦液態制 冷劑進入壓縮機，便會發生液擊。必須防止這種狀況 發生，以免壓縮機損壞。

Pb-

感溫包壓力

Pe-

蒸發壓力

Ps-

彈簧壓力

Pb = Ps+Pe

， 膜片不移動。

當感溫包壓力上升，導致

Pb > Ps+Pe

時，膜片向下移動，閥門開啟，更多製冷劑流入蒸發器。

當感溫包壓力下降，導致

Pb < Ps+Pe

時，膜片向上移動，閥門關閉，流入蒸發器的製冷劑減少。

3製冷系統—儲液器

在高壓條件下，壓縮後的製冷劑蒸氣在冷凝器中凝結為液體制冷劑。離開冷凝器後，液體流經儲液器。

儲液器主要有兩個功能。

1、儲液器對負荷變化造成的冷凝器液位變化進行補償。

當膨脹閥開啟/關閉時，冷凝器的液位會發生改變，若儲液器中沒有“額外”的製冷劑，膨脹閥前端的液體量就可能不足，致使膨脹閥無法正常工作，造成整個系統變得不穩定。

2、儲液器還作為一個額外的容器，幫助液態製冷劑與製冷劑蒸氣分離，確保離開儲液器的是純液態製冷劑。

4製冷系統—恆溫器

由於熱量向冷藏室/介質轉移，冷藏室/介質的溫度會隨著時間而變化。那麼，我們如何維持冷藏室的溫度呢？

恆溫器能夠感應冷藏室/介質的溫度，並根據設定值切換電磁閥的開關狀態（開啟或關閉），

從而允許或阻止製冷劑流向蒸發器。

對於只有一個蒸發器的小型系統，恆溫器通常是直接開啟或關閉壓縮機。

恆溫器工作原理介紹

恆溫器的作用是在系統/冷藏室

的溫

度達到其預設值時，開啟/關閉電路。

它主要有兩個功能：

1、保護（或安全）功能：

防止溫度過高或過低，例如防止冰凍。

2、

控制功能：

控制冷藏室、介質和表面的溫度。

狀況 1 – 溫度升高

冷藏室溫度升高時，感溫包內部壓力將超過最高設定值，這時觸點 1 和 2 斷開（關閉），觸點 1 和 4 接通（開啟）。

狀況 2 – 溫度下降

冷藏室溫度下降時，感溫包內部壓力將低於最低設定值，這時觸點將回到最初的位置，即觸點 1 和 4 斷開（關閉），觸點 1 和 2 接通（開啟）。

5製冷系統—電磁閥

電磁閥是一種利用電磁力的閥門。

它是一種開/關閥，

根據通斷電情況控制製冷劑的流動。

電磁閥大致可分為兩類。

直動式電磁閥

– 閥線圈通電時，電磁閥直接開啟/關閉閥口。

伺服式電磁閥

– 通電或斷電時，閥門開啟引導閥口，讓主閥口根據膜片/活塞的壓差逐漸開（取決於閥門是 NC 還是 NO），

這兩種電磁閥又各自分為：

NC（常閉型）

——不通電時限制製冷劑流動（平常關閉），

閥線圈通電時允許製冷劑流動。

NO（常開型）

——不通電時允許製冷劑流動（平常開啟），閥線圈通電時限制製冷劑流動。

工作原理

冷藏室溫度上升時，感溫包壓力上升到設定值，電源端子 1 和 4 接通，從而開啟電磁閥，允許製冷劑流入蒸發器。溫度下降時， 感溫包內的壓力下降到設定值。端子 1 和 4 斷開，子 1 和 2 接通。電磁閥斷電並關閉，因而限制製冷劑流向蒸發器，使冷藏室溫度上升。

6製冷系統—壓力控制器

若電磁閥阻止製冷劑流向蒸發器，而壓縮機仍在運轉，這時會發生什麼情況？進氣壓力下降。為此我們需要停止壓縮機，以便控 制系統壓力，防止進氣壓力降到標定壓力之下。

此外，若由於冷凝器太髒或風扇故障導致冷凝壓力升得過高，也必須停止壓縮機， 以防壓縮機超出工作範圍。

原理以及功能

壓力控制器能防止進氣壓力（蒸發器壓力）過低或排氣壓力（冷 凝器壓力）過高，以此控制和保護系統。

壓力控制器主要有兩個功能：

1、保護（或安全）功能：

限制壓力，系統壓力過低或過高時切 斷電源。

2、控制功能：

壓縮機迴圈、風扇迴圈和排空。

常見的壓力控制器有兩種：

單壓控制器：

分為低壓控制器和高壓控制器。

2。

雙壓控制器：

一個控制器兼具低壓控制和高壓控制。

壓縮機高低壓保護

壓縮機常常需要保護，以防止冷凝壓力過高或者進氣壓力過低。

實現的方法是使用兩個單壓開關或者一個雙壓開關。開關有多種 電氣接觸型別。這裡看到的是一個簡單的型別。高壓和低壓開關組合在一個殼體內。

兩個球體作用於兩者之間的裝置。若壓力達 到“高”設定值，開關將開啟觸點A 和 C。若壓力落到“低”設定值以下，開關也會開啟觸點 A 和 C。

7製冷系統—油分離器

壓縮機排放的製冷劑熱氣將帶走壓縮機內的油。有時候量太大，帶走的油不再回到壓縮機。

為了防止這種狀況，我們用油分離器將製冷劑中的油分離出來，使之回到壓縮機。

油分離器的作用：

1、油分離器的作用是將熱氣中的油分離出來，並透過自帶的控制 裝置讓油回到壓縮機的集油槽。

2、油分離器可防止油量不足，對壓縮機具有保護作用。

3、油分離器可防止油積聚在礙事之處並降低效率，因而對製冷系 統具有保護作用。

油分離器的功能

1、 把油從排放的製冷劑氣體中分離出來。

2、過濾器可防止油逸入製冷系統。

3、 將油收集到分離器底部。

4、油位升高時，浮子開啟一個針閥，讓油回到壓縮機集油槽。

5、油位下降時，浮子向下移動並關閉針閥。

8製冷系統—乾燥過濾器

作用：

製冷系統內可能存在其他異物，例如水、金屬氧化物和汙垢，它們會降低系統的工作效率或者令系統停止工作。

我們用乾燥過濾器清除製冷劑中的這些異物，確保系統更有效地工作。

乾燥過濾器的作用是防止製冷系統吸入有害物質。

乾燥過濾器可以清除製冷劑中的水分，從而防止膨脹閥 的流口上結冰。

它還能清除其他固體汙染物、腐蝕物和酸。

乾燥過濾器能清除異物顆粒，最大限度防止系統中發生 化學反應。

9製冷系統—視液鏡

現在，我們將安裝一個視液鏡，其作用是觀察製冷劑的液位，檢測系統中乾燥過濾器後端是否存在水汽。

1、視液鏡能檢測製冷劑中存在的水汽，它通常安裝在乾燥過濾器的後端。

2、視液鏡內的顏色指示器能顯示水汽含量。

綠色

——製冷劑中不含會帶來危險的水汽。

黃色

——膨脹閥前端的液體管路中水汽含量太高。

若透過視液鏡見到氣泡，說明存在下列情況。

1。 乾燥過濾器的壓降太高，可能是阻塞所致。

2。 過冷度不足。

3。 整個系統的製冷劑不足。

10製冷系統—截止閥/球閥

目的：

進行系統診斷時，如何隔離部件/控制器？

必須先關閉製冷迴路，然後才能隔離部件。我們用截止閥或球閥來達到這個目的。

作用：

手動開關雙向截止閥，用於製冷系統的液體、進氣和熱氣管路。

其作用是關閉製冷迴路，以便診斷系統和更換部件。

它們能隔離製冷系統的部件，以便進行維修、診斷和測量。

11製冷系統—壓力調節器

壓力調節器的作用是控制系統的壓力水平，使系統在各種條件下更有效地工作。

壓力調節器有三種，第一種是

蒸發器壓力調節器

。它能將蒸發壓力控制在預定水平，即便環境/系統條件發生變化。

蒸發壓力調節器的主要作用是保持蒸發器內部壓力恆定；因此，它會根據蒸發器的負載情況開啟和關閉。

調節器出口端的壓力變化不會影響開合度，因為壓力調節器配有 一個均衡波紋管（波紋管和閥座的面積相等）。

蒸發壓力調節器有一個壓力錶介面，用於設定所需的蒸發壓力

12製冷系統—冷凝壓力控制系統

冷凝壓力調節器通常搭配壓差閥一起使用，用於風冷式冷凝器，調節冷凝器壓力。

當冷凝器壓力閥關閉，產生大於 1。4 bar 的壓降時， 壓差閥將開始開啟，以保持足夠高的儲液器壓力。壓力控制器控制冷凝器風扇的開/關。

一、工作原理與過程：

冷凝器壓力控制系統由一個壓力調節器和一個壓差閥組成。

冷凝器壓力調節器能控制冷凝器壓力，使冷凝壓力維持在一定水 平——即使周圍氣溫較低的時候。這是為了讓熱力膨脹閥保持必 要的（最低）壓差。

冷凝器的內部壓力上升時，閥門開啟，壓力釋放，冷凝器內部壓 力下降，直到閥門在彈簧壓力下關閉。

當冷凝壓力過低，導致進氣壓力過低時，冷凝器壓力調節系統可 以防止低壓壓力控制器切斷電源。

在環境溫度變化劇烈的地區，該系統可以解決許多冷凝器控制問 題，因為它能抑制壓力變化，從而防止問題產生。

二、壓差閥

壓差閥用在排氣管路與儲液器之間的熱氣管路中，目的是將儲液 器壓力維持在一定水平。

在內部彈簧力作用下，閥門在壓差達到 1。4 bar 時開始開啟，達 到 3 bar 時完全開啟。閥門的壓差越大，其開合度也越大。

三、如何工作？

現在我們來看看冷凝壓力控制系統是如何工作的。若環境溫度下降 ，冷凝器壓力也會隨著下降。

然後：

1. 壓力控制器關閉風扇，讓冷凝器壓力逐漸升高。

如果這還不夠，

2. 冷凝器壓力調節器開始關閉。

隨著冷凝器壓力開始回升，儲液器壓力很可能因為其中的液體流向 蒸發器而下降。

3. 凝器壓力調節器接近關閉或完全關閉，熱氣排氣管路與儲液 器的壓差達到 1.4 bar，壓差閥（NRD）開始開啟，以提高儲液器 的壓力。

13製冷系統—自動控制總結

自動化的主要目的是最佳化製冷系統的效能，方法包括：

• 用膨脹閥控制液態製冷劑注入蒸發器。

• 用儲液器補償冷凝器的液位變化。

• 用恆溫器控制冷藏室/介質的溫度。

• 用電磁閥控制液體向蒸發器流動

• 用安全裝置保護系統，防止壓力過低或過高。

• 用油分離器最大限度防止油進入系統。

• 用乾燥過濾器防止系統內的水汽和汙染物造成破壞。

• 用視液鏡防止系統的製冷劑灌注過量或不足，同時檢查製冷劑狀況。

• 用截止閥或球閥最大限度縮短維修時間。

• 用壓力調節器維持低壓端和高壓端的系統溫度及壓力。

• 用膨脹閥、油分離器和冷凝壓力控制器提高系統效率。