制冷设备原理详解

图解蒸发器与冷凝器

换热过程的目的是转换热量，蒸发器与冷凝器的制冷循环的两个必不可少的换热设备，它们工作性能的好

坏，直接影响整个制冷循环的工作效率.

1.蒸发器

按照冷却流体的不同，蒸发器分为冷却液体和冷却空气两大类。

(1)冷却液体载冷剂蒸发器

又称为间接冷却式蒸发器，除液体蒸发器，常用的液体载泠剂芍水和盐水。在标准大气压下，盐水的凝

固点在0℃以下,比水的凝固点(0℃)低，如Nad(氯化钠)溶液的浓度为13%时，其凝固点为-10℃;而

水的比热比盐水大.所以水可冷却到0℃,适用于空调系统；盐水可冷却到-10~2(TC,广泛应用于冷冻食

品和制冰等.

这类蒸发器的主要工作特征：先由制冷剂在蒸发器吸热蒸发，将液体载冷剂冷却，再由液泵将低温液体载

冷剂送往冷间降温。

(2)冷却空气载冷剂蒸发器

又称直接冷却式蒸发器，制冷剂在管内吸热蒸发而把管外空气的温度降低。按空气流动的原因，它可分为

自然对流式和强迫对流式两种。

•自然对流式冷却空气的蒸发器

又称排管，这类蒸发器主要应用于冷库中。制冷剂在排管内流动吸收周围空气的热量汽化，依靠空气的热

压作用自然对流，使库内空气令却，并维持库内低温状态。

・强迫对流式冷却空气的蒸发器

这种蒸发器应用于小型空调条充中，如房间空调器等。它由几排胀接上纯铝质翅片的盘管组成。胀接翅片

的目的是熠加传热面积，加强空气的扰动性，提高蒸发器的传热效率。铝翅片一般经过阳极化处理，以提

高其抗腐蚀性能。翅片厚度通常为0.12~0.20mm,片距1.5~2.5mm,套片管管径①8~66mm。

翅片管换热器的型式主要有三种型式，即L型、平直型、和V型，V型蒸发器的结构：

翅片有平、波纹、冲缝翅片三种。平翅片虽然加工容易，但刚性差、传热性能不好，现已逐渐淘汰，波纹

翅片与平翅片相比，刚性好，传热面积增加，且空气流过波纹翅片时,增加了扰动和搅拌效应，因此传热

效率提高1/5左右；而冲逢翅片会使通过翅片的空气在槽缝中窜来窜去，因此其扰动和搅拌性能比波纹管

还好,使传热效率比波纹片高1/3，但;中缝翅片空气阻力大，容易积尘结垢，反而可能使空调器的制冷量

急剧下降。

为了提高蒸发器在制冷剂侧的传热系数，在国际上大力推广和应用强化制冷剂管内蒸发和冷凝的内螺纹管

代替光管，即在管内表面上力01出许多微细的螺旋槽，与光管相比，可提高传热系数1.5~2.0倍，而其管

内的压力损失与光管差不多。

2.冷凝器

依据用来冷却冷凝器的介质来分，冷凝器有风冷式与水冷式两种，家用空调器制冷量较小，通常采用风冷

翅片式冷凝器。

风冷翅片式冷凝器是利用常温的空气来冷却的，按空气在冷凝器盘管外侧的流动原因，可分为空气自然对

流和强迫对流两种型式。

・空气自然对流冷凝器

这种冷凝器的空气对流依靠热压作用，不设置风机，无风机噪声，结构简单，不易发生故障，但传悯I率

低,通常用制冷是很小的制冷装置，如家用冰箱等。

・强迫对流式冷凝器

有风机噪声，但传热效率较高，单位热负荷的体积小，使用方便，不需水源，应用广泛。家用空调系统就

是用这种型式的冷凝器来进行换热的。它由几组蛇形盘管组成，在盘管外加有肋片.盘管组的一侧设置轴

流风扇。盘管多采用①。的小径铜管错排；肋片片厚为,片间节距为这种

10~160.1~0.6mm1.5~4mmo

冷凝器通常做成长方形或L型。

冷库制冷量的计算

一、冷库冷却间和冻结间的负荷系数P应取1.3,其它冷间取1.

二、冷库制冷量的冷间冷却设备负荷应按下式计算：

Qq=Ql+PQ2+Q3十Q4+Q5

Qq一冷间冷却设备负荷（干卡/小B寸）：

Q1一围护结构传热量（千卡/小时）；

Q2一货物热量（千卡/小时）；

Q3一通风换气热量（干卡/小时）；

Q4一电动机运转热量（千卡/小时）；

Q5一操作热量（干卡/小时）；

P—负荷系数（干卡/小时）。

三、冷库制冷量中围护结构传热量的季节修正系数(nl),一般应根据生产旺季出现的月份，按附录三规定

采用。当全年生产无明显淡旺季区别时，应取lo

四、冷库制冷量的冷间机械负荷应分别根据不同蒸发温度按下式计算：

Q=(nl£Ql+N2WQ2+N3EQ3+N4WQ4+N5WQ5)R式中Qj一机械负荷(干卡/小时)；

nl一冷库的围护结构传热量的季节修正系数；

n2一货物热量的机械负荷折减系数

n3一同朗换气系数,一般取0.5-1.0("同时最大换气量与全库每日总换气量的比数"大时取大值)；

n4一冷库冷间用的电动机同期运转系数；

n5一冷库的冷间同期操作系数；

R-冷库的制冷装置和管道等冷损耗*M尝系数，一般直接冷却系统取1.07,间接冷却系统取1.12o

五、冷库冷间用的电动机同期运转系数(n4)和冷间的同期操作系数(n5)

六、冷库制冷量中货物热量的机械负荷折减系数(n2)应根据冷间的性质确定，冷加工间和其它冷间应取1;

冷却物冷藏间直取0.3-0.6;冻结物冷藏间直取0.5-0.8。

冷库选择冷风机还是排管好

一股做高温库，我们都建议用泠风机，安装方便，如果是大型冷库，冷库外高较高时，内机采用排管的话，

安装非常不方便，有一定的安全隐患。冷风机拆装方便，在高温库中比较适用。

低温冷库或者超低温冷库，我们建议用排管，市场上做低温冷库，采用排管做外机的很多。从长远角度考

虑，使用排管，冷库内制冷量均匀，节能省电，但是也有一定的於点，价格比较高，相对于冷风机来说安

装不方便。

当然，一股零下18度或零下25度的低温冷库，使用冷风机是完全可以的，不用担心结霜的问题，但是如

果是超低温冷库，还是建议用排管。

冷库选择冷风机还是排管从以下几点来看

一、从制冷效果来看：

排管的冷却效果比之冷风机要稍好一些，排管导热导冷比较快，尤其以铝抖麻最，所以一般高温库的话用

水冷冷凝器温度异常高？什么原因导致的！

水冷冷凝器温度异常高？什么原因导致的!

【中国制冷网】这里所说的是水冷式冷凝器，主要应用于水冷式冷水机组，它的作用是把由压缩机排

出的高温制冷剂蒸气冷凝器为液态制冷剂，定制冷系统向周围环境集中放热的重要设备，是冷水机四大部

件之一，它的好坏直接影响到制冷能力和制冷效率。

水冷式冷水机制冷系统在工作过程中，冷凝器的外表面温度一般接近于常温，用手摸的时候感觉不到

烫。一旦发现表面温度过高，应即刻查明原因并采取措施消除这种现象。

一般情况下，引起冷凝器温度升高的原因主要还是冷却水的问题，通常有.以下四种情况：

1、冷却水进水管和出水管位置装错

正常的安装位置一般是进水管低，出水管高，及“低进高出”，如果进水管位置高，冷却水不可能全

部在冷凝器内盘旋盛满，传热面枳就会变小，制冷剂蒸气得不到有效的冷凝，从而使得冷凝器表面温度升

信j。

2、冷却水的水质太差

导致冷凝器中冷却水管内壁结垢，热阻增大，影响了制冷剂和冷却水之间的热交换，降低了传热效果。

这种故障，在使用时间长且未定期清洗的冷水机组中常有发生。解决的方法是洁除水垢。

3、冷却水量不足，水压天够。

水冷式冷凝器是毒冷却水来带走制冷剂蒸气冷凝器时释放的潜热，因此冷却水压力不够，流量达不到

额定要求，散热能力就会受到限制，最终引起冷凝器外表面温度升高。

4、冷却水温度过高，高「额定的工作温度。

冷却水温度越高，制冷剂冷却温差就越小，传热量也就越小，制冷剂就不能得到有效的冷却，冷凝器

表面温度就会升高。

制冷压缩机在非正常停机时应注意哪些事项呢？

制冷压缩机在非正常停机时应注意哪些事项呢？

1、突然停电停机

如果制冷压缩机运转时突然停电，应先切断电源开关并立即将压缩机的吸气阀、排气阀关闭，同时关

闭供液阀门，停止向蒸发器供液，以免下次启动机器时蒸发器液体过多而产生湿压缩。

2、突然停水停机

如果冷却水突然中断，应立即切断电源，停止制冷压缩机运行避免冷凝器压力过高。压缩机停机后应

立即关闭压缩机的吸、排气惭口有关供液阀、待查明原因消除故障、恢复供水后再启动e

3、某零部件损坏停机

运行中由于压缩机某零部件损坏而急需停机时，如果时间允许则可按正常停机操作、若情况紧急，则

要切断电动机电源，在关闭吸、排气阀和供液阀门.若制冷设备胞氨或制冷压缩机发生故障时，应切断车

间电源穿戴防毒服装和面具进行抢修。此时应开启全部排风扇，必要时可用水淋浇漏氨部位，以利抢修。

4、遇火停机

若相邻的建筑物发生火灾危及制冷系统的安全，应切断电源，并迅速打开储液器、冷凝器、氨油分离

器、蒸发器各排气阀，迅速打开紧急送P氨器及其水阀，使系统的氨液集中在紧急卸氨口排出，并被大量的

水所稀释，防止火灾蔓延引起爆炸。

5、湿行程停机

在运转中如果制冷压缩机发生了湿行程应根据其严重程度分别处理，对轻微的湿行程，应关小或关闭

吸气阀或膨胀阀。对较严重的湿行程,应立即停机关闭吸气阀、膨胀阀。发生严重的湿行程后，应放掉曲

轴箱中制冷剂、或利用其他制冷压缩机，抽出曲轴箱内和气缸中的制冷剂，同时更换润滑油，抽真空、试

压检漏后，方可启动试机。

看了以上问题和操作方法，大家在以后遇到这些非正常停机的问题时，就不必慌张啦！

冷库制冷系统如何补充和排放制冷剂

冷库制冷系统加入制冷剂时一定要保证制冷剂的干燥（仅适用于氟制冷剂制冷系统），不然制冷系统一定会

因为制冷剂的不干燥，造成制冷系统冰堵，从而影响制冷系统的正常运作，下面就来为大家详细的说明一

下氟制冷系统中制冷剂的充注与排放。

制冷系统在补充制冷剂时，要关闭冷凝器或储液器的出液阀，脸液管和低压系统抽真空，停机，关

闭排气阀,微开出液阀,使低压系统压力回升至OMPa。

拆下干燥过滤器，更换新干燥剂重新装上，再次将输液管和低压系统抽真空，然后开启排气阀，出液

阀，截止阀,启动压缩机，运动数小时。

重复上述操作，检查更换干燥剂直至制冷剂中没有水分为止。

制冷剂的补充

L系统补充氨。氨系统一般都设置加氨阀，用于氨液补充。加液操作时先关闭总调节站上来自储液器，

中间冷却器，排液器的供液阀，启动压缩机，降低蒸发系统的压力，开启氨瓶阀，加氨阀，氨液通过加液

管进入蒸发器和循环储液器，然后被压缩机吸入，最后进入储液器。加液过程中必须遵守设备安全操作规

程的规定，加液后的储液器存液量不得超过储液器容积的80%.

2.系统补充氟化合物。大，中型氟化合物系统一般在高压侧设置加液阀。加液操作时加液管连接制冷

剂钢瓶和加液阀，排除加液管内的空气后旋紧接管螺母，然后关闭储液器的供液阀，开启加液阀，使钢瓶

内的制冷剂靠压力差和高度差自行进入系统.加液时应使用磅秤进行^十量，并通过储液器上的液位指示器

观察，控制加液量。小型氟化合物系统不设加液阀，只能通过压缩机吸气阀多用通道或工艺管在开机状态

下进行补充制冷剂操作。为避免压缩机"来霜”产生液击，必须控制制冷剂钢瓶阀门的开启度，保证吸入

的是制冷剂气体，补充量的控制应称重计算，或是从制冷系统的运行状况来分析判断。

制冷剂的排放

在制冷系统进行设备大修时，应把制冷剂从系统中排入储液钢瓶内，其方法有如下两种：

大，中型设备可通过系统的加液阀于空钢瓶连接，将钢瓶抽成真空后，利用习惯于钢瓶的压差作用，

使储液器内的制冷剂液体流入钢瓶.放液过程中要将钢瓶置于磅秤上，随时注意加入钢瓶内的制冷剂质量

不得超过允许的充装量。

小型系统可利用自身的压缩机年或者借用另一台压缩机来抽取制冷剂，操作时将压缩机排气管或排气

阀多用通道于钢瓶连接，在僦矽卜不断淋浇自来水，启动压缩机，将系统中的制冷剂压入钢瓶并冷却成液

体。操作中要注意控制排气压力，必要时可关小压缩机吸气阀，以降低排气压力。

制冷系统的设计与制冷常识

制冷系统的设计与制冷常识

吸气管路设计

1、水平吸气管路沿制冷气流动的方向，要有大于0.5%的斜度；

2、水平吸气管路的截面，必须保持气体流速不小于3.6m/s;

3、在垂直的吸气管路中，必须保证气体流速不小于7.6-12m/s;

4、大于12m/s的气体流速，不能明显改善回油，会产生高的噪音并导致较高的吸气管路压力降；

5、在每一垂直吸气管路的底部，必须设立一个U形回油弯；

6、如果垂直吸气管路高度超过5m,则每增加5m必须设立一个U形回油弯;

7、U形回油弯的长度要尽可能的短，避免聚集过多的油。

蒸发器吸气管路设计

1、当系统不采用抽空循环时；在每个蒸发器的出口，应设U形截留弯.以防止停机时液体制冷剂在重力

作用下，流入压缩机；

2、当吸气上升管和蒸发器相连时,中间应留有一段水平管和截留弯，用于安装感温包；防止膨胀阀产生误

动作。

排气管路设计

当冷凝器安装的位置高于压缩机时，在冷凝器的进气管处，需要一个U形弯，防止在停机时油返回到压缩

机的排气侧，也有助于防止液体制冷剂从冷凝器流回到压缩机；

液体管路设计

1、液体管路通常对制冷剂的流速没有特别的限制，当使用电磁阀时,制冷剂流速应低于1.5m/s;

2、如何保证进入膨胀阀的制冷剂是过冷液体；

3、当液体制冷剂压力降至其饱和压力时，有一部分制冷剂将闪发成气体。

二、制冷常用知识

制冷剂闪发气体的危害

L降低膨涨阀的制冷量；

2、会腐蚀膨胀阀的阀针和阀座，引起噪音；

3、导致膨胀阀对蒸发器的供液不正常。

加油量和油分离器

1、在多数制冷系统中，压缩机的加油量已经够用；

2、当管路超过20m,或管路中有许多油井，或系统中加装油分离器时，需要额外补充冷冻机油；

3、在某些制冷系统中，有缓慢的回油危险，有多台蒸发器或有多台冷凝器并联时，建议安装油分离器。

膨胀阀/干燥过滤器

1、膨胀阀或干燥过滤器，根据所使用的制冷剂进行选择；

2、在选择干燥过滤器时，要考虑干燥过滤器的吸水能力、系统制冷量和系统制冷剂的充注量。

工作电压和启动次数

1、工作电压要在规定的范围之内；

2、启动次数不能多于10-12次/小时;

3、每次启动后运行的时间不能少于5分钟，以保证正确的回油和电机的冷却，系统设计必须保证最小的

压缩机运行时间。

蒸发器

1、蒸发器的选择要与系统的负荷及压缩机的制冷量相匹配；

2、换热面积过大，回气温度高，蒸发温度不能降低；

3、换热面积过小，制冷剂不能充分蒸发，产生回液。

冷凝器

L冷凝器的选择要与压缩机的负荷和制冷量相匹配；

2、要参考生产厂家的技术资料；

3、换热面积过小，制冷剂气体不能充分冷凝，排气温度和排气压力升高。

停机时液体制冷剂迁移

1、在系统停机和压力平衡后,制冷剂在系统的最冷部分冷凝；

2、系统中的制冷剂会冷凝进入压缩机曲轴箱中；

3、制冷剂将溶解在压缩机油中，知道油中的制冷剂完全饱和；

4、当压缩机启动时，压力降低，制冷剂剧烈的蒸发，形成油泡沫；

5、引起液体或油击，破坏阀片、阀板；

6、油被制冷剂稀释，润滑能刀大幅度下降。

防止停机时液体制冷剂迁移

1、采用回气管路气液分离器；

2、安装供液管路电磁阀；

3、采用曲轴箱加热器；

4、在压缩机开机前4小时，接通加热器。

系统的清洁

L系统不清洁是影响压缩机寿命的主要因素之一；

2、在配置制冷系统时，确保系统的清洁非常重要；

3、引起系统污染的因素：钎焊和电焊的氧化物，管路毛刺和挫淆、钎焊的焊剂、水分等；

4、绝对不能在安装完成后的管路上钻孔。

系统压力试验

L建议用纯净的干燥氮气进行压力试验；

2、高压侧和低压侧不能超过最大的允许压力；

系统检漏

1、必须使用纯净的干燥氮气和所用的制冷剂进行检漏；

2、切勿使用氧气、干燥空气或乙焕气等其它气体；

3、检漏的压力不能超过试验压力。

系统抽空取出水分

1、系统中的空气和水分，产生高的排气温度，使冷凝压力增高；

2、引起压缩机的机械和电气故障；

3、必须使用真空泵，从系统的高低压两端同时抽空；

4、开始抽空是要关闭压缩机的吸排气阀；

5、首先用直空泵抽到1500微米汞柱，然后通过干燥装置向系统中加入制冷剂，破坏直空状态；

6、再次重复上面的步骤；

7、打开压缩机的吸排气阀，并将系统抽真空至500微米汞柱；

8、充入制冷剂，关闭真空泵。

系统抽空注意事项

L绝对不能用压缩机作为真空泵对系统抽真空；

2、当系统处于真空状态时，无论如何不要启动和运装压缩机，否则会导致压缩机烧毁.

R404a制冷剂替代R22需要考虑这些问题

IM04a制冷剂替代R22需要考虑这些问题

国内制冷行业应用最广泛的制冷剂仍是R22，但由于其对臭氧层的破坏和较高的温室效应，我国根据相关

国际议定确定了在2030年前将淘汰其使用。因此，越来越多的冷冻冷藏制冷设备正使用R22的替代品

R404a,虽然R404A与R22有相近的制冷性能，但在实际使用中，两者还是有许多不同之处须注意。冷

媒R404a替代R22需要考虑以下问题。

L使用R404A替代R22的最大问题是润滑油问题，必须配套使用PVE酯类油替换R22用矿物润滑油。

酯类润滑油和水的亲和性高，脱水性差，故在使用中应尽量避免与外界空气接触，容器开封后，应尽快使

用，使用后须密封保存；远留氧化剂、强碱、强酸，在通风良好处保存；使用时应避免接触皮肤和眼睛，

避免吸入其蒸气和喷雾。

2、R404A制冷剂的排气压力约为R22的1.2倍，质量流量是R22的L5倍左右，排气流速增加，阻力增

大。一般来讲，冷凝器的换热容量要比R22增大20%~30%。

3、相同温度下R404A与R22的饱和压力不同，所以R404A热力膨胀阀的动作机构与R22不同。同时由

于R404A制冷剂及润滑油对密封材料相溶性不同，膨胀阀密封材料也要进行相应变更，所以，在热力膨胀

阀的选择上要选用R404A专用膨胀阀。

4、由于R404A的饱和压力比R22高，所以系统中压力容器设计压力要进行更改，以确保安全性。如储液

器和气液分离器等。同时系统配件上安装的安全阀及易熔塞设定值也要随之变更。由于在相同排气量的条

件下，R404A的气体密度比R22要大50%左右，故在使用R404A制冷剂进行配管设计时，选择的管径要

比R22大.

5、相同压缩机，使用R404A的电流要大于R22,所以压缩机的交流接触器、热继电器和电缆的线径要进

行调整。在系统保护方面,高压压力开关设定值由原来的调整为

2.45MPa2.7MPae

6、由于404A的饱和压力与R22不同，所以气密性试验压力要大于R22.同时系统的真空度要高于R22,

含水量要低于R22。制冷剂充注时要以液态型式充注，以防R404A组态变化。

7、R404A是非共沸混合工质，非共沸混合物的成分浓度随温度、压力变化而变化，这对制冷系统的生产、

调试及维修都带来一定的困难，对系统热传导性能也会产生一定的影响，特别是当制冷剂泄漏时，系统制

冷剂需要全部排空置换，这样才能保证各混合组分的比例，也才能达到设计制冷效果，否则会越弄越糟。

8、由于R404A制冷剂及润滑油本身与水的相溶性很好，所以，系统对水分及残留物，清洁度等的要求与

R22制冷剂相比都有所提高,R404A系统水分控制和杂质控制是一项上匕较重要的指标，系统中相应的过滤

装置等要进行变更.

直膨胀冷风机工作热氟除霜

直膨胀冷风机工作热氟除霜

冷风机因其可以强制送风、提高换热效率；带有接水盘、化霜方便、可以适应各种工况环境；造价相对便

宜、初投资低；成为制冷系统应用最普遍的蒸发器。

尽管根据不同的应用工况，冷风机的片距做了相应的调整，但是因为强制送风，加大了传热温差，所以中、

低温制冷系统的冷风机表面结霜很快。在大、中型冷库项目中，多使用并联机组做为冷源。井联制冷系统，

在冷风机的供液电磁阀停掉以后，因为其他冷风机还在工作，压缩机需要继续运行。已经停止工作的冷风

机内残留的制冷剂就会继续蒸发，这乂进一步加剧了冷风机表面的结霜。

铜的热导率是397W/(m'i℃),铝的热导率为210W/(哂C),而霜的热导率仅为0.116〜0.139W/(.

而且，霜层会使流道变窄,风量减少,最终会完全堵塞蒸发器,严重阻碍空气流动。霜层过厚使制冷装置的工

作条件恶化,冷间降温困难,压缩机制冷量降低，其耗电量增加。因此，冷库中的冷风机大约在累积运号5K

小时后，需要进行一次除霜。

现在常用的冷风机除霜方法大致有以卜.几种：

(1)电热融霜：电热融霜是利用冷风机内排布的电加热管对翅片加热使霜层融化。这种方法系统简单，操

作也更方便，但是冷风机每平方换热面积约配到40'100昕的电加热管，耗电量