了解制冷系统的基础知识。

   了解制冷系统的四大部件。

    了解制冷系统的辅助部件的原理。

    了解制冷系统自动化的主要目的。

    了解用于控制制冷系统的主要制冷部件。

    了解自动化技术如何保持制冷系统有效工作。

1 基本制冷系统概述

我们从基本制冷系统开始。在网络大学第一课中，学过这种简单的系统。我们选定了四个主要部件，在蒸发器和冷凝器所在地的环境条件约定的情况下，它们的制冷能力相同。 只要这些条件保持不变，制冷系统的内部和外部都会达到平衡。

制冷剂流量将恒定不变。在这种理想条件下，不需要其他任何部件。

现在，我们将系统中的烧瓶和流口换成实际部件：   一 台压 缩 机 、 一个 冷凝 器 、 一个 毛 细 管   和   一个 蒸 发 器 。  
接下来是改变环境条件。这会对系统产生怎样的影响？

通过提高蒸发器的热负荷，会导致更多制冷剂被蒸发， 从而使蒸发器内沸腾的制冷剂减少。
这还意味着蒸发器出口处的过热度上升。如何解决这个问题？

下面的课程当中我们一步一步来解决这个问题。

2 制冷系统—膨胀阀

 

热力膨胀阀能控制液态制冷剂从冷凝器注入蒸发器。

膨胀阀能让蒸发器出口处的过热度保持在一定水平，   防止液态制冷剂离开蒸发器进入压缩机 。一旦液态制   冷剂进入压缩机，便会发生液击。必须防止这种状况   发生，以免压缩机损坏。

Pb- 感温包压力

Pe- 蒸发压力

Ps- 弹簧压力

   Pb = Ps+Pe ,  膜片不移动。

当感温包压力上升，导致   Pb > Ps+Pe   时，膜片向下移动，阀门打开，更多制冷剂流入蒸发器。

  当感温包压力下降，导致   Pb < Ps+Pe   时，膜片向上移动，阀门关闭，流入蒸发器的制冷剂减少。

3 制冷系统—储液器

 

在高压条件下，压缩后的制冷剂蒸气在冷凝器中凝结为液体制冷剂。 离开冷凝器后，液体流经储液器。

储液器主要有两个功能。

 1、 储液器对负荷变化造成的冷凝器液位变化进行补偿。

当膨胀阀打开 / 关闭时，冷凝器的液位会发生改变， 若储液器中没有 “ 额外 ” 的制冷剂，膨胀阀前端的液体量就可能不足，致使膨胀阀无法正常工作，造成整个系统变得不稳定。

2、储液器还作为一个额外的容器， 帮助液态制冷剂与制冷剂蒸气分离，确保离开储液器的是纯液态制冷剂。

4 制冷系统—恒温器

由于热量向冷藏室 / 介质转移，冷藏室 / 介质的温度会随着时间而变化。那么，我们如何维持冷藏室的温度呢？

恒温器能够感应冷藏室 / 介质的温度，并根据设定值切换电磁阀的开关状态（打开或关闭），

从而允许或阻止制冷剂流向蒸发器。

对于只有一个蒸发器的小型系统，恒温器通常是直接开启或关闭压缩机。

恒温器工作原理介绍

  恒温器的作用是 在系统 / 冷藏室 的 温   度达到其预设值时，打开 / 关闭电路。

   它主要有两个功能：

1、保 护 （ 或 安 全 ） 功 能 ：   防止温度过高或过低，例如防止冰冻。

2、   控 制 功 能 ：   控制冷藏室、介质和表面的温度。

状 况   1   –   温 度 升 高

冷藏室温度升高时，感温包内部压力将超过最高设定值，这时触点  1  和  2  断开（关闭），触点  1  和  4  接通（打开）。

  状 况   2   –   温 度 下 降

冷藏室温度下降时，感温包内部压力将低于最低设定值，这时触点将回到最初的位置，即触点  1  和  4  断开（关闭），触点  1  和  2  接通（打开）。

5 制冷系统—电磁阀

电磁阀是一种利用电磁力的阀门。

它是一种开 / 关阀， 根据通断电情况控制制冷剂的流动。

电磁阀大致可分为两类。

直 动 式 电 磁 阀   –  阀线圈通电时，电磁阀直接打开 / 关闭阀口。

伺 服 式 电 磁 阀   –  通电或断电时，阀门打开引导阀口，让主阀口根据膜片 / 活塞的压差逐渐开（取决于阀门是  NC  还是  NO） ，

  这两种电磁阀又各自分为：

     NC （ 常 闭 型 ） —— 不通电时限制制冷剂流动（平常关闭），

阀线圈通电时允许制冷剂流动。

  NO （ 常 开 型 ） —— 不通电时允许制冷剂流动（平常打开），
阀线圈通电时限制制冷剂流动。

工作原理

冷藏室温度上升时，感温包压力上升到设定值，电源端子  1  和  4  接通，从而打开电磁阀，允许制冷剂流入蒸发器。温度下降时，   感温包内的压力下降到设定值。端子  1  和  4  断开，子  1  和  2  接通。电磁阀断电并关闭，因而限制制冷剂流向蒸发器， 使冷藏室温度上升。

6 制冷系统—压力控制器

若电磁阀阻止制冷剂流向蒸发器，而压缩机仍在运转，这时会发生什么情况？进气压力下降。为此我们需要停止压缩机，以便控   制系统压力，防止进气压力降到标定压力之下。

此外，若由于冷凝器太脏或风扇故障导致冷凝压力升得过高，也必须停止压缩机，   以防压缩机超出工作范围。

原理以及功能

压力控制器能防止进气压力（蒸发器压力）过低或排气压力（冷   凝器压力）过高，以此控制和保护系统。

压力控制器主要有两个功能：

1、保 护 （ 或 安 全 ） 功 能 ：   限制压力，系统压力过低或过高时切   断电源。

2、控 制功能：   压缩机循环、风扇循环和排空。

常见的压力控制器有两种：

  单 压 控 制 器 ：   分为低压控制器和高压控制器。

2.             双压 控 制 器 ：   一个控制器兼具低压控制和高压控制。

压缩机高低压保护

压缩机常常需要保护，以防止冷凝压力过高或者进气压力过低。

实现的方法是使用两个单压开关或者一个双压开关。开关有多种   电气接触类型。这里看到的是一个简单的类型。高压和低压开关组合在一个壳体内。

两个球体作用于两者之间的装置。 若压力达   到 “ 高 ” 设定值，开关将打开触点 A  和  C 。若压力落到 “ 低 ” 设定值以下，开关也会打开触点  A  和  C 。

7 制冷系统—油分离器

压缩机排放的制冷剂热气将带走压缩机内的油。有时候量太大，带走的油不再回到压缩机。

为了防止这种状况，我们用油分离器将制冷剂中的油分离出来，使之回到压缩机。

油分离器的作用：   

1、油分离器的作用是将热气中的油分离出来，并通过自带的控制   装置让油回到压缩机的集油槽。

2、油分离器可防止油量不足，对压缩机具有保护作用。

3、油分离器可防止油积聚在碍事之处并降低效率，因而对制冷系   统具有保护作用。

油分离器的功 能

1、  把油从排放的制冷剂气体中分离出来。

2、 过滤器可防止油逸入制冷系统。

3、   将油收集到分离器底部。    

4、油位升高时，浮子打开一个针阀，让油回到压缩机集油槽。

5、 油位下降时，浮子向下移动并关闭针阀。

8 制冷系统—干燥过滤器

作用：

制冷系统内可能存在其他异物，例如水、金属氧化物和污垢，它们会降低系统的工作效率或者令系统停止工作。

我们用干燥过滤器清除制冷剂中的这些异物，确保系统更有效地工作。

干燥过滤器的作用是防止制冷系统吸入有害物质。

干燥过滤器可以清除制冷剂中的水分，从而防止膨胀阀   的流口上结冰。

  它还能清除其他固体污染物、腐蚀物和酸。

干燥过滤器能清除异物颗粒，最大限度防止系统中发生   化学反应。

9 制冷系统—视液镜

现在，我们将安装一个视液镜，其作用是观察制冷剂的液位，检测系统中干燥过滤器后端是否存在水汽。

1、视液镜能检测制冷剂中存在的水汽，它通常安装在干燥过滤器的后端。

2、视液镜内的颜色指示器能显示水汽含量。

绿 色   —— 制冷剂中不含会带来危险的水汽。

黄 色   —— 膨胀阀前端的液体管路中水汽含量太高。

若透过视液镜见到气泡，说明存在下列情况。

1.  干燥过滤器的压降太高，可能是阻塞所致。

2.  过冷度不足。

3.  整个系统的制冷剂不足。

10 制冷系统—截止阀/球阀

目的：

进行系统诊断时，如何隔离部件 / 控制器？

必须先关闭制冷回路，然后才能隔离部件。我们用截止阀或球阀来达到这个目的。

作用：

  手动开关双向截止阀，用于制冷系统的液体、进气和热气管路。

  其作用是关闭制冷回路，以便诊断系统和更换部件。

  它们能隔离制冷系统的部件，以便进行维修、诊断和测量。

11 制冷系统—压力调节器

压力调节器的作用是控制系统的压力水平，使系统在各种条件下更有效地工作。

压力调节器有三种，第一种是 蒸 发 器 压 力 调 节 器 。 它能将蒸发压力控制在预定水平，即便环境 / 系统条件发生变化。

  蒸发压力调节器的主要作用是保持蒸发器内部压力恒定； 因此，它会根据蒸发器的负载情况打开和关闭。

调节器出口端的压力变化不会影响开合度，因为压力调节器配有   一个均衡波纹管（波纹管和阀座的面积相等）。

蒸发压力调节器有一个压力表接口，用于设定所需的蒸发压力

12 制冷系统—冷凝压力控制系统

冷凝压力调节器通常搭配压差阀一起使用，用于风冷式冷凝器，调节冷凝器压力。

当冷凝器压力阀关闭，产生大于  1.4 bar  的压降时，   压差阀将开始打开，以保持足够高的储液器压力。 压力控制器控制冷凝器风扇的开 / 关。

一、工作原理与过程：

冷凝器压力控制系统由一个压力调节器和一个压差阀组成。

  冷凝器压力调节器能控制冷凝器压力，使冷凝压力维持在一定水   平 —— 即使周围气温较低的时候。这是为了让热力膨胀阀保持必   要的（最低）压差。

冷凝器的内部压力上升时，阀门打开，压力释放，冷凝器内部压   力下降，直到阀门在弹簧压力下关闭。

当冷凝压力过低，导致进气压力过低时，冷凝器压力调节系统可   以防止低压压力控制器切断电源。

在环境温度变化剧烈的地区，该系统可以解决许多冷凝器控制问   题，因为它能抑制压力变化，从而防止问题产生。

二、压差阀

压差阀用在排气管路与储液器之间的热气管路中，目的是将储液   器压力维持在一定水平。

在内部弹簧力作用下，阀门在压差达到  1.4 bar  时开始打开，达   到  3 bar  时完全打开。阀门的压差越大，其开合度也越大。

三、如 何 工 作 ？

现在我们来看看冷凝压力控制系统是如何工作的。若环境温度下降   ，冷凝器压力也会随着下降。

然后：

1.   压 力 控 制 器 关 闭 风 扇 ， 让 冷凝 器 压 力 逐 渐 升 高 。

如果这还不够，

2.   冷凝 器 压 力 调 节 器 开 始 关 闭 。

随着冷凝器压力开始回升，储液器压力很可能因为其中的液体流向   蒸发器而下降。

3.   凝 器 压 力 调 节 器 接 近 关 闭 或 完 全关 闭 ， 热 气 排 气 管 路 与 储 液   器 的 压 差 达 到   1.4 bar ， 压 差 阀 （ NRD ） 开 始 打 开 ， 以 提 高 储 液 器   的 压 力 。

13 制冷系统—自动控制总结

自 动 化 的 主 要 目的 是 优 化 制 冷 系 统 的 性 能 ， 方 法 包 括 ：  

用膨胀阀控制液态制冷剂注入蒸发器。

用储液器补偿冷凝器的液位变化。

用恒温器控制冷藏室 / 介质的温度。

用电磁阀控制液体向蒸发器流动  

用安全装置保护系统，防止压力过低或过高。

用油分离器最大限度防止油进入系统。

用干燥过滤器防止系统内的水汽和污染物造成破坏。

用视液镜防止系统的制冷剂灌注过量或不足，同时检查制冷剂状况。

用截止阀或球阀最大限度缩短维修时间。

用压力调节器维持低压端和高压端的系统温度及压力。

用膨胀阀、油分离器和冷凝压力控制器提高系统效率。