冷卻水循環(huán)機工作原理

目錄

1工作原理

2系統流程圖

3部件構造

1、壓縮機

2、冷凝器

3、蒸發(fā)器

4、熱力膨脹閥

5、其它輔件

4機型分類(lèi)

1 工作原理

   達沃西冷卻水循環(huán)機的工作原理是蒸氣壓縮式制冷，也即是利用液態(tài)制冷劑汽化時(shí)吸熱，蒸汽凝結時(shí)放熱的原理進(jìn)行制冷的。在制冷技術(shù)中，蒸發(fā)是指液態(tài)制冷劑達到沸騰時(shí)變成氣態(tài)的過(guò)程。液態(tài)變成氣態(tài)必須從外界吸收熱能才能實(shí)現，因此是吸熱過(guò)程，液態(tài)制冷劑蒸發(fā)汽化時(shí)的溫度叫做蒸發(fā)溫度，凝結是指蒸汽冷卻到等于或低于飽和溫度，使蒸汽轉化為液態(tài)。

2-水冷式冷卻水循環(huán)機系統流程圖（圖1-風(fēng)冷式冷卻水循環(huán)機是利用殼管蒸發(fā)器使水與冷媒進(jìn)行熱交換，冷媒系統在吸收水中的熱負荷，使水降溫產(chǎn)生冷水后﹐通過(guò)壓縮機的作用使熱量帶到翅片式冷凝器，再由散熱風(fēng)扇散失到外界的空氣中(風(fēng)冷卻)；圖2-水冷式冷卻水循環(huán)機是利用殼管蒸發(fā)器使水與冷媒進(jìn)行熱交換，冷媒系統在吸收水中的熱負荷，使水降溫產(chǎn)生冷水后﹐通過(guò)壓縮機的作用將熱量帶至殼管式冷凝器，由冷媒與水進(jìn)行熱交換﹐使水吸收熱量后通過(guò)水管將熱量帶出外部的冷卻塔散失(水冷卻)）如圖，開(kāi)始時(shí)由壓縮機吸入蒸發(fā)制冷后的低溫低壓制冷劑氣體，然后壓縮成高溫高壓氣體送冷凝器；高壓高溫氣體經(jīng)冷凝器冷卻后使氣體冷凝變?yōu)槌馗邏阂后w；當常溫高壓液體流入熱力膨脹閥，經(jīng)節流成低溫低壓的濕蒸氣，流入殼管蒸發(fā)器，吸收蒸發(fā)器內的冷凍水的熱量使水溫度下降；蒸發(fā)后的制冷劑再吸回到壓縮機中，又重復下一個(gè)制冷循環(huán)，從而實(shí)現制冷目的。

3 部件構造

構成冷卻水循環(huán)機基本的制冷系統主要有四大部件：壓縮機、蒸發(fā)器、冷凝器、膨脹閥。另外，為了改善制冷系統的性能，達到更好的使用性能，通常還有不少輔助器件：液體管路電磁閥、視液鏡、液體管道干燥過(guò)濾器、高低壓力控制器等。下面對冷卻水循環(huán)機的構造組成部件一一介紹：

1、壓縮機作用

  在冷卻水循環(huán)機系統中，壓縮機是保證制冷的動(dòng)力為“心臟”，利用壓縮機增加系統內制冷劑的壓力，使制冷劑在制冷系統內循環(huán)，達到制冷目的。壓縮機按其結構分為三類(lèi)：開(kāi)啟式、半封閉式、全封閉式。在實(shí)驗室儀器設備中大部分冷凍用水0℃以上冷卻水循環(huán)機都是采用全封閉式壓縮機，冷凍用水0℃以下的低溫型都是采用半封閉式壓縮機(，而開(kāi)啟式冷卻水循環(huán)機一般是用在制冷劑是氨的制冷系統中。全封閉制冷壓縮機是一種壓縮機與電動(dòng)機一起，裝置在一個(gè)密閉鐵殼內形成的一個(gè)整體。從外表看只有壓縮機的吸排氣管接頭和電動(dòng)機的導線(xiàn)；壓縮機殼分為上下兩部分，壓縮機和電動(dòng)機裝入后，上下鐵殼用電焊焊接成一體。平時(shí)不能拆卸，因此機器使用可靠。在全封閉制冷壓縮機中，又有活塞型壓縮機和渦旋式壓縮機。全封閉渦旋式制冷壓縮機它的構造主要由下列各項組成：旋轉式進(jìn)、出口閥門(mén)；壓力表接口；內置式過(guò)載保護；彈性機座；曲軸箱加熱器；內置式潤滑油泵。渦旋式制冷壓縮機大的優(yōu)點(diǎn)是：1結構簡(jiǎn)單：壓縮機體僅需2個(gè)部件(動(dòng)盤(pán)、定盤(pán))就可代替活塞壓縮機中的15個(gè)部件；2高效：吸氣氣體和變換處理氣體是分離的，以減少吸氣和處理之間的熱傳遞，可以提高壓縮機的效率。渦旋壓縮過(guò)程和變換過(guò)程都是非常安靜的。

2、冷凝器作用

制冷系統的高溫高壓氟里昂從壓縮機出來(lái)后進(jìn)入冷凝器中，向冷卻介質(zhì)釋放出大量熱量，被冷卻液化。那么，冷凝器按其冷卻形式可分為三大類(lèi)型：水冷式、風(fēng)冷式、蒸發(fā)式及淋水式。2-1、水冷式：在水冷式冷凝器中，制冷劑放出熱量被冷卻水帶走。冷卻水可以一次流過(guò)，也可以循環(huán)使用。當使用循環(huán)水時(shí)，需要有冷卻水塔或冷水池。水冷冷凝器有殼管式、套管式、沉浸式等結構形式。水冷式冷卻水循環(huán)機用的冷凝器常用的是殼管式冷凝器，外殼采用5mm以上厚度之鋼管制成，經(jīng)防銹處理，耐壓20Kg/平方厘米。熱交換管采用高效率之高效無(wú)縫紫銅管，耐壓10Kg/平方厘米，兩端蓋可互換以變更接水管方向，水管流程多回路，各臺冷凝器者與壓縮機容量互相配合，其總熱傳導系數應能容許0.00005Kcal/h.平方厘米℃-1結垢因子，冷凝器水壓降不超過(guò)6.5mAq，直通式水管易清洗維護保養。2-2、風(fēng)冷式：在風(fēng)冷式冷凝器中，制冷劑放出的熱量被空氣帶走。它的結構形式主要為若干組銅管所組成，由于空氣傳熱性能很差，故通常都在銅管外增加肋片，以增加空氣側的傳熱面積，同時(shí)采用通風(fēng)機來(lái)加速空氣流動(dòng)，使空氣強制對流以增加散熱效果。2-3、蒸發(fā)式及淋水式：在這類(lèi)冷凝器中，制冷劑在管內冷凝，管外同時(shí)受到水及空氣的冷卻。

3、蒸發(fā)器作用

當制冷系統的氟里昂液態(tài)進(jìn)入膨脹閥節流后送入蒸發(fā)器，屬于汽化過(guò)程，這時(shí)候需要吸收大量熱量，使被冷卻的價(jià)質(zhì)溫度逐步降低，以達到制冷降溫的效果。那么，按其被冷卻的介質(zhì)種類(lèi)可分為冷卻液體（水）的蒸發(fā)器(干式蒸發(fā)器)和冷卻空氣用的蒸發(fā)器(表冷式蒸發(fā)器)這兩大類(lèi)。在這里主要介紹的是冷卻水循環(huán)機制冷系統中所使用的蒸發(fā)器，一般是為干式殼管式蒸發(fā)器。如圖，冷媒于熱交換管內蒸發(fā)，水在殼管側流動(dòng)，為增加熱交換效率，于殼管側設2mm厚擋水板，使水左右往復流動(dòng)，達到冰鹵水產(chǎn)生之目的，容器外殼采用6mm厚度以上之鋼管制成，可耐壓10Kg/平方厘米，外部以PE發(fā)泡板保溫。熱交換管采用高效無(wú)縫紫銅管，經(jīng)壓花工藝加工成內螺紋肋管，使其傳熱面積增加，并提高了傳熱效能，耐壓20Kg/平方厘米；端板制作結構堅實(shí)，熱交換管與端板為脹管式結合，并在端蓋內加隔板使冷媒分成多路流動(dòng)，以保持冷凍油回流，冷媒液管及低壓管均以工作閥連接，其總熱傳導系數應能容許0.086M2℃/KW結垢因子，經(jīng)蒸發(fā)器之水壓降不超過(guò)6.5mAq。

4、熱力膨脹閥作用

在冷卻水循環(huán)機的制冷劑系統流程圖中，我們發(fā)現冷凝器出口與蒸發(fā)器的入口之間有一個(gè)很小的部件叫作熱力膨脹閥，它是一個(gè)節流降壓的部件，使制冷劑的冷凝壓力調降為蒸發(fā)壓力，所以它在制冷系統中的作用*，它與制冷壓縮機、蒸發(fā)器、冷凝器、并稱(chēng)為制冷系統四大部件。4-1、熱力膨脹閥的結構膨脹閥的頂部由密封箱蓋波紋薄膜感溫包和毛細管組成一個(gè)密閉容器，里面灌注氟里昂，成為感應機構，感應機構內灌注的制冷劑可以與制冷系統的相同，也可以不同，比如制冷系統用的是F—22，感溫包可灌注F—12或F—22，感溫包用來(lái)感受蒸發(fā)器出口的過(guò)熱蒸汽溫度，毛細管作為密封箱與感溫包的連接管，傳遞壓力作用在膜片上，波膜片是由一塊0.2mm左右的薄合金片沖壓成形，斷面是波浪形的。受力后彈性形變性能很好，調節桿是用來(lái)調整膨脹閥門(mén)的開(kāi)啟過(guò)熱度，在調試過(guò)程中用它來(lái)調節彈簧的彈力，調節桿向里旋時(shí)，彈簧壓緊，調節桿向外旋時(shí)，彈簧放松，傳動(dòng)桿頂在閥針座與傳動(dòng)盤(pán)之間傳遞壓力，閥針座上裝有閥針，用來(lái)開(kāi)大或關(guān)小閥孔。4-2、熱力膨脹閥的工作原理膨脹閥通過(guò)感溫包感受蒸發(fā)器出口端過(guò)熱度的變化，導致感溫系統內(感溫系統是由感溫包、毛細管、傳動(dòng)膜片和傳動(dòng)波紋管這幾種互相連通的零件所構成的密閉系統)充注物質(zhì)產(chǎn)生壓力變化、并作用于傳動(dòng)膜片上．促使膜片形成上下位移，再通過(guò)傳動(dòng)片將此力傳遞給傳動(dòng)桿而推動(dòng)閥針上下移動(dòng)，使閥門(mén)關(guān)小或開(kāi)大，起到降壓節流作用和自動(dòng)調節蒸發(fā)器的制冷劑供給量并保持蒸發(fā)器出口端具有一定過(guò)熱度，得以保證蒸發(fā)器傳熱面積的充分利用，以及減少液擊沖缸現象的發(fā)生。4-3、膨脹閥的種類(lèi)(內平衡、外平衡)作用于熱力膨脹閥體內傳動(dòng)膜片下部的壓力為節流后的蒸發(fā)壓力(這一壓力通過(guò)傳動(dòng)桿和傳動(dòng)片的縫隙而進(jìn)入膜片下部分空間)這種結構稱(chēng)為內平衡式膨脹閥。作用于熱力膨脹閥體內傳動(dòng)膜片下部的壓力不是節流后的蒸發(fā)壓力，而是通過(guò)外接平衡管將蒸發(fā)器出口端的壓力引入傳動(dòng)膜片下部空間結構的閥門(mén)、稱(chēng)為外平衡式熱力膨脹閥。與內平衡式膨脹閥相比，外平衡式熱力膨脹閥的過(guò)熱度要小得多，所以采用外平衡式熱力膨脹閥時(shí)，能充分發(fā)揮蒸發(fā)器的傳熱面積的作用和提高制冷裝置的效果，在蒸發(fā)器阻力較小、壓力損失不大的情況下，可選用內平衡式熱力膨脹閥；當蒸發(fā)阻力較大，壓力損失比較大或具有液體分配器時(shí)，應選用外平衡式熱力膨脹閥。采用分配器的，一般都選用外平衡膨脹閥。在制冷設備的冷卻水循環(huán)機中通常采用外平衡式熱力膨脹閥。

5、其它輔件

5-1、液體管道干燥過(guò)濾器通常液體管道干燥過(guò)濾器是不可拆卸的。內部采用分子篩結構，能夠去除管道中的少量雜質(zhì)水份等，起到凈化系統的目的。因管道在焊接中會(huì )出現氧化物，并且氟里昂制冷劑的純度也有所不一，所以我們采用的氟里昂制冷劑都要求進(jìn)口的。液體管道干燥過(guò)濾器出現堵塞時(shí)，會(huì )引起吸氣壓力降低，在過(guò)濾器兩端會(huì )出現溫差，如出現這種情況，需要更換過(guò)濾器。5-2、高低壓力控制器在制冷系統中高低壓力控制器是起保護作用的裝置。高壓保護是上限保護，當高壓壓力達到設定值時(shí)，高壓控制器斷開(kāi)，使壓縮機接觸器線(xiàn)圈釋放，壓縮機停止工作，避免在超高高壓下運行損壞零件。高壓保護是手動(dòng)復位，當壓縮機要再次啟動(dòng)時(shí)，需先按下復位按鈕。當然，在重新啟動(dòng)壓縮機前，應先檢查出造成高壓過(guò)高的原因，給予排除后，才能使機器運轉正常。低壓保護是為了避免制冷系統在過(guò)低壓力下運行而設置的保護裝置。它的設定分為高限和低限。它的控制原理是：低壓斷開(kāi)值就是上限一下限的壓差值，重新開(kāi)機值是上限值。低壓控制器是自動(dòng)復位，所以要求操作人員經(jīng)常觀(guān)察機器的運行情況，出現報警時(shí)要及時(shí)處理，避免壓縮機長(cháng)時(shí)間頻繁啟停而影響壽命。

4 機型分類(lèi)

冷卻水循環(huán)機設備機型的分類(lèi)，市面上各式各樣的稱(chēng)謂看似復雜，所以下面歸類(lèi)整理一些常見(jiàn)到的冷卻水循環(huán)機設備：[1]1、按冷凝器冷卻方式分類(lèi)：風(fēng)冷式、水冷式2、按壓縮機結構型式分類(lèi)：螺桿式、活塞式、渦旋式、離心式3、按機型構造分類(lèi)：箱體式、臺架式4、按冷凍水出水溫度分類(lèi)：標準空調型（0℃以上）、低溫深冷型（0℃以下）5、按被冷卻介質(zhì)（載冷劑）分類(lèi)：鹽水、乙二醇、耐腐蝕另有，按制冷原理分類(lèi)：壓縮式、吸收式；按蒸發(fā)器結構型式分類(lèi)：滿(mǎn)液式  干式。等

達沃西是一家技術(shù)型驅動(dòng)企業(yè)為工業(yè)級和科研級客戶(hù)提供制冷解決方案，專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)冷卻水循環(huán)機，冷卻水循環(huán)器，冷卻水循環(huán)裝置，循環(huán)水冷卻機，制冷機等