制冷系统辅助设备润滑油的分离与收集设备油.docx
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制冷系统辅助设备润滑油的分离与收集设备油
第十一章制冷系统辅助设备
第一节润滑油的分离与收集设备
一、油分离器的作用及设置原因：
1、设置原因：
在蒸汽压缩式制冷系统中，经压缩后的氨蒸汽（或氟利昂蒸汽），是处于高压高温的过热状态。
汽缸壁上的部份润滑油，由于受高温的作用难免成油蒸汽及油滴微粒与制冷剂蒸汽一同排出。
对于氨制冷系统来说，氨与油不相互溶，当润滑油随制冷剂一起进入冷凝器和蒸发器时会在传热壁面上凝成一层油膜，使冷凝器和蒸发器的传热效果降低。
所以必须在压缩机与冷凝器之间设置油分离器，将混合在制冷剂蒸汽中的润滑油分离出来。
2、作用：
油分离器是一种气液分离设备，将压缩机排出的制冷剂过热蒸汽中夹带的润滑油蒸汽和微小油粒在进入冷凝器之前分离出来。
二、油分离器的形式和结构
油分离器的工作原理：
利用油滴与制冷剂蒸汽的密度不同，通过降低混有润滑油的制冷剂蒸汽的温度和流速分离出润滑油。
油分离器的分类：
洗涤式、离心式、过滤式、及填料式等
1、洗涤式油分离器
结构：
1）筒体是钢板卷焊而成的圆筒，两端焊有钢板压制筒盖和筒底。
2）进汽管伸入至筒下部的氨液之内。
进气管的下端焊有底板，管端四周开有出气孔。
3）筒内进气管的中部开有平衡孔，其作用是当压缩机停车时平衡排气管路、油分离器、冷凝器三者之间的压力。
4）在进气管的外侧上部还装有多孔伞形挡板，作分离液滴之用。
5）洗涤式油分离器中的氨液一般是由冷凝器供给，
6）洗涤式油分离器工作原理：
主要是利用混合气体在氨液中被洗涤和冷却来分离油，同时还利用降低气流速度与改变气流运动方向，油滴自然沉降的分离作用。
工作原理：
从压缩机来的氨油混合气体进入分离器中，依靠排气的减速、改变流动方向，以及在氨液中的洗涤、冷却，使部分油蒸汽凝结成液滴并分离出来。
分离出类似的润滑油，引起密度变叶大而逐渐沉积于通敌，应定期通过集油器排向油处理系统。
同时筒内氨液吸热后汽化并随被冷却的制冷剂排气，经伞形挡班受阻折流后，由排气管送往冷凝器。
注意事项：
1）氨液液面高于进气管底部125--150mm，以保证氨油混合的过热蒸汽与氨液有较好接触。
2）冷凝器出液管应高于分离器进液管200—300mm
2、填料式油分离器
1）结构：
在钢板卷焊而成的筒体内装设填料层，填料层上下用二块多孔钢板固定。
2）工作原理：
当带油的制冷剂蒸气进入筒体内降低流速后，先通过填料吸附油雾，沿伞形板扩展方向顺筒壁而下，然后改变流向从中心管返回顶腔排出。
分离出的油沉积在它的底部，再经过浮球阀或手动阀排回压缩机曲轴箱。
3、离心式油分离器
工作原理：
压机排气经进气管沿切线方向进入筒内，随即沿螺旋导向叶片高速旋转并自上而下流动。
借离心力的作用将排气中密度较大的油滴抛在筒壁上分离出来，沉积在筒底部。
蒸气经筒体中心的出气管内多孔板引出。
4、过滤式油分离器
工作原理：
当压机排气进入分离器后，由于过流截面较大，气体流速突然降低并改变方向，加上进气时几层金属丝网的过滤作用，即将混入气体制冷剂中的润滑油分离出来，并下滴落聚集在容器底部。
三、集油器
1、集油器是氨制冷系统中收集从油分离器、冷凝器、贮液器、中间冷却器、蒸发器、排液桶等设备放出的润滑油的设备。
2、结构特点：
集油器是用钢板焊制的圆筒形密闭压力容器。
顶部焊有回气管接头，与系统中氨液分离器或低压循环贮液器的回气管相通，用作回收氨气和降低集油器内的压力。
桶体上侧有进油管接头，与油分离器、冷凝器、贮液器、中间冷却器、蒸发器、排液桶等设备放的放油管相接。
集油器下侧有放油管，还有压力表和玻璃液位指示器。
放油前为加快润滑油中的氨液汽化回首，通常采用顶部淋水器或加热盘管。
3、高压部分集油器一般设置于放油频繁的油分离器附近；低压部分集油器设置在设备间低压循环贮液器或排液桶附近
洗涤式油分离器与集油器的连接
第二节制冷剂的分离与贮存设备
一、气液分离器
1、作用：
将制冷剂蒸汽中混有的液体与制冷剂液体中混有的气体进行分离；通过分调节站向各冷间均匀供液
机房用：
分离蒸发器来的低压蒸汽中的液滴，避免压缩机湿压缩；
库房用：
分离由节流阀来的混合蒸汽中的气体，只让氨液进入蒸发器，兼分配液体。
2、立式气液分离器
1）工作原理：
来自蒸发器的湿饱和蒸汽由进气管进入，经折流向下，方向、速度使得气液分离；由高贮来的高压液体经节流后进入分离器液面下，受进液管导向，沿器壁流入器底
2）结构
氟用气液分离器
3、U型管式氟用气液分离器
U形管上开有小孔，使分离出来的油和液滴能经过小孔流，全部汽化，并被带回压缩机。
作用：
1）高压液体与低压回气之间进行热交换。
2）保证回气夹带的润滑油顺利地回到压缩机。
3）保证多台压缩机回油量分配均匀。
二、贮液器
1、高压贮液器的作用：
1）储存冷凝器流出的制冷剂液体，使冷凝器的传热面积充分发挥作用。
2）保证供应和调节制冷系统中有关设备需要的制冷剂液体循环量。
3）起到液封作用，防止高压制冷剂蒸气窜至低压系统管道中去。
1）、位置：
一般位于冷凝器后安装必须保证冷凝器内液体能借其液位差流入高压贮液器中。
2）、结构：
氨系统使用氟系统使用
3）、高压贮液器进液管、平衡管————冷凝器进液管、平衡管
高压贮液器贮液的最大容量为本身容积的80%，最少不得低于30%，过多则不利于冷凝器液体的流出；过低不能满足正常供液，甚至破坏液封。
小型氟系统的安全装置==易熔塞
易熔塞内孔堆焊易熔合金，熔点在70左右，而温度高于此温度，合金融化，高压制冷剂液体喷向大气，以防止容器爆炸。
2、低压储液器
低压储液器分为低压循环储液器和排液桶。
1）作用：
用于重力供液方式的氨制冷系统中，它接受机房制冷剂气液分离器来的制冷剂液体，并经加压后重新进入系统。
在有排液桶的系统中，可用排液桶代替低压储液器。
2）结构：
同高压储液器一样，只是接管有所不同。
进液管与气液分离器排液管连接，平衡管与气液分离器相连，加压管与高压气体管接通，出液管与调节站进液管或排液桶进液管相接。
3）低压循环储液器
作用：
用于氨泵供液制冷系统中以储存低压氨液，同时对进入压缩机前的低压氨气进行气液分离。
另外，在冷库系统中还可容纳热氨冲霜时由蒸发部位排出的低压液体。
所以它兼有气液分离器、低压储液器、排液桶三者的功能。
结构
：
采用钢板制作成筒体和封头组焊加工的储存设备。
其上部设有氨气进出口、排液管接口，氨的进液管设于筒体中部，氨液由底部供给。
筒体内还设有伞形挡板。
排液桶
3、排液桶
作用：
排液桶用于冷库中重力供液或直接膨胀供液系统中，用来接受冻结间或冷藏间冲霜时由冷风机或冷却排管来的氨液。
构造：
与高压储液器类似。
容器上装有安全阀，其开启压力为1.81MPa。
管道连接：
排液桶进液管----液体调节站排液管
出液管---氨液分离器的液体管、库房供液调节站
减压管---氨分或低压循环桶的回气管
加压管----热氨分配站或油分的出气管
第三节制冷剂的净化与安全设备
一、空气分离器--它通常只是在大中型的制冷装置中使用
空气分离器是排除制冷系统中不凝性气体（主要是空气）并同时回收制冷剂的制冷剂净化设备。
1、制冷系统中不凝性气体的来源 制冷机在运行过程中，系统中的不凝性气体主要来自以下几个方面：
①在投产前或大修后充灌制冷剂时，未将系统内的空气彻底抽净。
②补充润滑油及制冷剂时操作不慎必然会有少量的空气进入系统
③当制冷装置在蒸发压力低于大气压力下运转时，外界的空气即有可能从不严密处（如压缩机的轴封处、各法兰连接处、阀门的填料处等等）进入系统中。
④润滑油及制冷剂在很高的排气温度下也会少量分解产生一些其它不凝性气体。
由于这些气体的存在，将妨碍冷凝器的传热，并使压缩机的排气压力和排气温度升高，因而使耗电量随之增加，因此这些气体必须予以清除。
2、空气分离器的结构及工作原理
工作原理：
混合气体进入空气分离器后，氨气在套管内的空间中冷却凝结，空气等不凝性气体则被分离出来，凝结的氨液通过器外支管路节流后回收部分冷量，冷凝混合气体，分离出来的空气与其他不凝性气体由空气分离器筒体上的放空气管通过盛水容器放入大气，蒸发出的氨气进入制冷系统的回气管路。
常用的空气分离器有两种结构型式：
一种是立式空气分离器，
一种是四重管式空气分离器。
1）立式空气分离器是目前在氨制冷系统中应用比较多空气分离器，其结构如图11-20所示。
它的壳体由无缝钢管制成，在两端加封的壳体中设有一组冷却盘管，下端与进液管相通，上端与回气管相接。
壳体的中部侧面和上部侧面分别焊接混合气体入口管接头和放空气管接头。
混合气体进入壳体中即与盘管表面进行热交换，冷凝下来的制冷剂由壳体的下封头引出，经节流阀后与进液管接通。
分离下来的不凝性气体由上部的放空气口放至存水的筒中。
壳体顶部设有温度计套管。
整个空气分离器的外面用隔热材料隔热。
2）四重套管式空气分离器
它是由四根直径不同的无缝钢管焊接而成，它的第一夹层（即最外夹层）与第三夹层相通，第二夹层与第四夹层相通。
从贮液器来的氨液经节流阀节流后进入内管----第二夹层，来自贮流器和冷凝器的混合气体---------第一夹层和第三夹层，
蒸发的气体经回气管----------氨液分离器或低压循环筒。
混合气体中的氨蒸气被冷凝为液体------空气分离器的第四夹层空气等不凝性气体通过一接管放至水中从水中气泡的大小和多少可以判断系统中的空气是否已放尽，．．当系统中的空气已差不多放净时，水中便不再有大的气泡
二、过滤器
过滤器分类：
气体过滤器：
压缩机吸气管路上或压缩机吸气腔；
液体过滤器：
调节阀或自动控制阀前的液体管路上。
干燥器：
只在氟利昂系统中使用，吸附水分，防止冰塞。
位置：
冷凝器（或贮液器）与热力膨胀阀之间。
特点：
常与过滤器结合做成干燥过滤器，既干燥又过滤。
三、紧急泻氨器
1、作用：
发生重大事故或出现严重自然灾害又无法抢救的情况下，通过紧急泻氨器将制冷系统中的氨液与水混合后迅速排入下水道，以保护人员和设备的安全
2、位置;高压贮液器、蒸发器等贮氨量大的设备附近
泄氨时必须先放水后放氨。
第四节制冷装置的其他辅助设备
一、中间冷却器
1、作用：
冷却低压级压缩机排出的过热蒸汽；是进入蒸发器的制冷剂液体在中间冷却器中过冷，同时还能分离低压级压缩机排器中夹带的润滑油；
中间冷却器属于热交换器，制冷剂高温液体和低温液体、低温液体与过热蒸汽、过热蒸汽于低温蒸汽之间的热交换设备
中间冷却器用于双级或多级压缩机制冷系统中，能将压缩机低压级排出的过热蒸气冷却为中间压力下的饱和蒸气，同时可对高压制冷剂液体进行过冷，提高制冷系统的产冷量。
2、结构：
1）氨用中间冷却器
工作原理：
压缩机低压级排出的过热蒸气由进气管进入中冷器后通过于节流后的氨液混合、洗涤，被完全冷却成中间压力下的干饱和蒸气，经伞形挡板阻挡、分离夹带的液滴，由出气口输入压缩机的高压级，而中冷器盘管内的氨液被等压冷却成过冷液体，从出液管供往蒸发器使用。
中冷器内的氨液吸热后汽化，成为中间压力下的干饱和蒸气并随同低压级排出的已被冷却的蒸气一起由高压级吸入。
2）氟用中间冷却器
工作原理：
由冷凝器来的液态氟利昂制冷剂分两路流动，以小部分制冷剂经热力膨胀阀节流后进入中间冷却器内（这部分制冷剂的压力是中间压力），另外大部分液体（这部分压力是冷凝压力）则通过中间冷却器的盘管与壳内的制冷剂液体进行热交换，管内的制冷剂液体放出热量后成为过冷液体而送往蒸发器。
壳内的制冷剂吸热后成为中间压力的饱和蒸气，出来后与低压级出口的气体混合进入高压级
二、回热器
1、作用：
是压缩机吸入的制冷剂蒸汽有益过热，并使供入蒸发器的制冷剂液体适当过冷
安装在热力膨胀阀前的管路上
2、回热器结构
盘管式、并联管式、穿管式和套管式
3、适用范围
盘管式回热器多用于大、中型氟里昂制冷系统中，传热效果好。
并联管式回热器多用于小型氟利昂制冷系统中，传热效果较好
穿管式回热器常用于电冰箱及小型制冷系统中，结构紧凑，回热效果好。
套管式回热器换热效率低，外型大，因此应用不广。
三、液面指示器
1、玻璃管和板式液面指示器
1）玻璃管液面指示器由两只直角阀和玻璃管构成。
阀体的进口通道上装有一粒小钢球，拧上特制螺母以防钢球滚出。
阀体出口端与玻璃管接口处用填料密封，以防止制冷剂或冷冻油泄漏。
当玻璃管意外破裂时，两只直角阀出口端与大气相通，容器内压力大，会使得制冷剂外泄，这时通道内钢球在外泄压力作用下冲向阀孔及时堵塞阀孔。
2）玻璃管液面指示器容易破碎，因此现在常采用钢材制作板式液面计。
2、油包式液面指示器
1）低压容器采用玻璃管液面计无法正确看到容器的制冷剂液面。
如中间冷却器，氨液分离器，低压循环器等。
油包式液面计的存油器用无缝钢管制作，下板焊有排污管接头。
存油器两侧分别有与设备筒身下部及玻璃管液面计下端直角阀连接的接管。
玻璃管液面计上部直角阀与设备筒身上部相通，直角阀顶端钻有加油孔，有管堵封闭。
2）结构
3、压差式低温液位指示器
1）与油包式指示计的不同点在于它可用连通管连接玻璃管油面指示器装置在远离所要指示容器的地方，所以称无距离液面计。
2）压差式低温液位计由蒸发室和液位指示器两部分组成。
蒸发室有无缝钢管制作，下部接管与容器相通，顶端接管与液压室相通。
液位指示器包括气压室，液压室，油室和玻璃管液面指示器等。
3）结构
四、截止阀
作用：
可作为截断（开关）和调节流量用。
特性：
高阻力，调节性能较好。
适用介质：
水、蒸气、油品、硝酸、醋酸、碱液、海水、盐水、氧气、氨、氨液、氨气等。
五、安全阀、压力表阀及止回阀
1、安全阀
作用：
用于压力容器和压力管道的保护装置，当压力容器和压力管道因为不正常运行状态而发生压力过高时，安全阀能够自动开启泄压，当压力恢复到限定值以下时，安全阀能自动关闭，保证系统安全运行。
2、压力表阀
压力表阀是设于压力表与压力容器之间的截止阀，当更换压力表时，可关闭此阀后将旧表取下装上新表。
分为直通式压力表阀和直角式压力表阀。
3、止回阀
作用：
让流体单向流动，逆向不能流。
结构：
有升降式和旋启式两大类，注意安装方向问题。
四、空调系统通风管道用阀
对开多叶调节阀－－调节风量、开关蝶阀－－开关
风道止回阀－－防止气体倒流防火阀
防烟防火阀排烟防火阀排烟阀
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