制冷原理与设备11(冷媒水和冷却水系统设备)

第11章冷媒水和冷却水系统设备制冷原理与设备主编李晓东电子制作齐向阳第11章冷媒水和冷却水系统设备11.1冷媒水和冷却水系统11.1.1冷媒水系统框图冷媒（载冷剂）在制冷过程中的一种中间物质，它先接受制冷剂的冷量而降温，然后再去冷却其他的被冷却物质冷媒气体冷媒液体冷媒固体冷媒空气水、盐水冰和干冰第11章冷媒水和冷却水系统设备1－膨胀水箱2－空调设备3－冷冻水循环水泵4－蒸发器闭式冷冻水系统第11章冷媒水和冷却水系统设备1－空调（或需冷却）设备2－冷水箱3－回水箱4－水泵5－蒸发器开式冷冻水系统图式第11章冷媒水和冷却水系统设备10.1.2冷却水系统框图地表水、地下水、海水、自来水冷却水系统的水源空调冷却水系统的形式直流式冷却水系统最简单的冷却水系统混合式冷却水系统水温较低且系统较小的场合利用喷水池的冷却水系统机械通风冷却塔循环系统气候比较干燥地区的小型空调系统中空调系统中应用最广泛的冷却水系统第11章冷媒水和冷却水系统设备10.1.2冷却水系统框图空调冷却水循环系统工艺流程图（L1、L2－冷冻供回水管；S1、S2－冷却水管）1－冷水机组2－冷凝器3－蒸发器4－分水器5－集水器6－冷冻水循环水泵7－冷却水循环水泵8－冷却塔9－膨胀水箱10－除污器11－电子水处理仪12－冷却水循环水箱第11章冷媒水和冷却水系统设备11.2水过滤器金属网状、尼龙网状过滤器、Y型式过滤器、角通式和直通式除污器水过滤器型式Y型式过滤器与管道的联接有两种方式，螺纹联接和法兰联接11.2.1螺纹联接型螺纹联接Y型过滤器1－阀体2－阀盖3－垫塞4－滤网第11章冷媒水和冷却水系统设备11.2.2法兰联接型法兰连接Y型过滤器1－阀体2－阀盖3－垫塞4－螺栓5－垫塞6－滤网第11章冷媒水和冷却水系统设备11.3冷却水塔冷却塔是将携带热量的冷却水在塔中与空气进行热交换，将热量传输给空气并散入大气环境中去的装置，在冷却水系统中起节约用水和降低能耗的作用冷却塔有湿式冷却塔（简称湿塔）和干式冷却塔（简称干塔）冷却塔一般由塔体部分、风机部分、配水部分、淋水部分及收水部分组成，下塔体可以兼做贮水用常用的冷却塔有自然通风式冷却塔、机械通风式冷却塔和混合通风冷却塔。冷却塔的极限出水温度比当地空气的湿球温度高3.5～5℃第11章冷媒水和冷却水系统设备11.3.1自然通风式冷却塔自然通风式冷却塔是利用空气自然对流来使水冷却的，水流运动形式有喷淋、溅滴等多种.主要有进水管、出水管、分配水管、喷头和通风百叶窗等部件组成。自然通风式冷却塔示意图1－喷头2－上水总管3－分配水管4－百叶窗5－集水池6－出水管缺点是：占地面积大；冷却效率低；冷却效果不稳定，易受风速和风向的影响，水被吹散的损失大优点是；构造简单；设备投资少；运行维护方便。第11章冷媒水和冷却水系统设备11.3.2机械通风式冷却塔冷却塔水系统图通风式冷却塔需要消耗电能，而且维护管理比较复杂。但是它的冷却效率高，结构紧凑，占地面积小，适用范围广第11章冷媒水和冷却水系统设备（1）逆流式机械通风冷却塔在塔内空气和水通过填料时的流动方向是相逆的：热水从上向下淋洒，而空气从下向上流动。冷却效果比较好，横断面积相对较小，其缺点是配水不够均匀，而且塔体高度较大。逆流式机械通风冷却塔1－林水填料2－配水装置3－除水器4－抽风机第11章冷媒水和冷却水系统设备（2）横流式机械通风冷却塔横流式冷却塔是指空气通过填料是横向流动的。冷却塔中空气和水热交换不如逆流式冷却塔充分，冷却效果较差。但是由于冷却塔不需要专门设置进风口。所以塔体的高度低，而且配水比较均匀，另外配水管的高度较低，工作时水泵的扬程低，耗电较小第11章冷媒水和冷却水系统设备（3）玻璃钢冷却塔塔体由玻璃钢制成，具有重量轻、耐腐蚀、安装方便等一系列优点玻璃钢冷却塔一般都安装在屋顶上，在安装时应特别注意：1)在做塔基础前，应核对图纸尺寸是否与所提供设备的厂家尺寸相符。2)冷却塔在屋面安装时，需在未施工防水层之前做好基础。3)在屋面组装时，应注意保护已施工完毕的防水层。4)冷却塔安装应尽量选择通风良好和远离重要建筑物的位置，同时应尽量选择运转噪声较小的生产厂家，一般应控制环境噪声在55～60dB之内。5)进出塔水管道应设置支墩和支架。第11章冷媒水和冷却水系统设备11.4阀门阀门在制冷空调水系统中是重要控制附件其主要作用有：启闭作用，如关断水流；调节作用，如调节水量或水压；控制或改变水流方向等分为截断阀类、调节阀类、分流阀类、止回阀类、安全阀11.4.1截止阀阀体上标有箭头（水流）方向，不得装反，适用于管径小于或等于50mm的管道图11-11截止阀a）内螺纹连接b）法兰连接截止阀是利用阀杆升降带动与之相连的圆形阀盘(阀头)，改变阀盘与阀座间的距离达到控制阀门的启闭第11章冷媒水和冷却水系统设备11.4.2闸阀结构较为复杂，闸板密封易被水中杂质或颗粒状物擦伤或沉积阀体底部，造成关闭不严密的缺陷闸阀具有流动阻力小，开启关闭力小，介质可从可从任一方向流动等优点，闸阀的阀杆有明杆、暗杆、手动、电动、电机驱动等多种形式经常开启的闸阀有时会出现阀板脱落现象，使系统失去控制能力。一般管道直经在70毫米以上时采用闸阀第11章冷媒水和冷却水系统设备第11章冷媒水和冷却水系统设备11.4.3单向阀一种只允许介质向一个方向流动的阀门，具有严格的方向性，主要用于防止水倒流的管路上升降式(跳心式)单向阀第11章冷媒水和冷却水系统设备11.4.3单向阀一种只允许介质向一个方向流动的阀门，具有严格的方向性，主要用于防止水倒流的管路上升降式(跳心式)单向阀第11章冷媒水和冷却水系统设备11.4.3单向阀一种只允许介质向一个方向流动的阀门，具有严格的方向性，主要用于防止水倒流的管路上升降式(跳心式)单向阀第11章冷媒水和冷却水系统设备11.4.3单向阀一种只允许介质向一个方向流动的阀门，具有严格的方向性，主要用于防止水倒流的管路上升降式(跳心式)旋启式(摇极式)单向阀11.4.4电磁阀电磁阀是一种开关式（即双位式）自动阀门，它能适应于各种工质，包括气体或液体的制冷剂、淡水、盐水和润滑油电磁阀一般由电磁头外壳、线圈、芯铁、弹簧、膜片或活塞、阀体、密封环等主要部件组成。第11章冷媒水和冷却水系统设备第11章冷媒水和冷却水系统设备11.4.4电磁阀第11章冷媒水和冷却水系统设备第11章冷媒水和冷却水系统设备电磁阀一般由电磁头外壳、线圈、芯铁、弹簧、膜片或活塞、阀体、密封环等主要部件组成。电磁阀虽有多种形式，但就其动作原理来说，基本上是两种，一种是直接动作的，即一次开启式；另一种是间接动作的，即二次开启式直接动作电磁阀工作原理:当接通电源时，线圈1通电产生磁场，芯铁2被磁力吸起，阀口被打开，流入端与流出端相通；当线圈电源被切断时，磁力消失，芯铁在弹簧力和自重的作用下关闭阀门11.4.4电磁阀直接动作电磁阀直接动作电磁阀1－线圈2－芯铁第11章冷媒水和冷却水系统设备直接动作电磁阀第11章冷媒水和冷却水系统设备间接动作电磁阀1－线圈2－芯铁3－小阀口4－活塞5－节流孔6－复位弹簧间接动作二次开启式电关阀的优点是：电磁阀线圈仅仅操纵尺寸及重量甚小的芯铁。由于小阀口的打开，利用管道中液（或气）体介质的压力作自给放大，形成压差。推动活塞打开阀门，因此不论电磁阀的通径大小如何，其电磁头包括线圈均可做成一个通用尺寸，因而减轻了重量尺寸，并便于系列化生产11.4.4电磁阀电磁阀的安装应注意：1）电磁阀应垂直安装在水平管道上，介质流动方向应与电磁阀外壳箭头方向一致；2）阀前应安装过滤器，防止产生孔道堵塞；3）阀所在位置应是振动较小的地方；4）电源电压应与电磁阀铭牌上规定的使用电压相等；5）使用压力应小于电磁阀所规定的许用压力。第11章冷媒水和冷却水系统设备间接作用电磁阀制冷剂流量大时应使用间接作用式。六、电磁四通换向阀电磁四通换向阀主要用于热泵型家用空调器制冷系统，是热泵型空调器中的关键部件，其电磁线圈通电后改变制冷工质的流向，使空调器由制冷工况转变为热泵工况。第11章冷媒水和冷却水系统设备电磁四通换向阀外形结构1—导管2—电磁线圈3—主阀体4—主连接管5—电磁阀芯第11章冷媒水和冷却水系统设备制冷工况时，由于受电源换向开关的控制，换向阀的电磁线圈的电源被切断，衔铁在弹簧1的推动下向左移，阀芯A将右阀孔关闭，阀芯B把左阀孔打开，如图所示。电磁阀主要由阀芯A和B、弹簧1和2、衔铁及电磁线圈组成。阀芯A和B以及衔铁连成一体并一起移动。电磁四通换向阀的主体是四通阀，电磁阀的作用是控制四通阀，使制冷剂流向改变。第11章冷媒水和冷却水系统设备制热工况时，电源换向开关将换向阀的电磁线圈电源接通，线圈产生磁场，衔铁被磁场吸引，向右移动，阀芯A打开右边阀孔，阀芯B关闭左边阀孔，如图所示。电磁阀主要由阀芯A和B、弹簧1和2、衔铁及电磁线圈组成。阀芯A和B以及衔铁连成一体并一起移动。第11章冷媒水和冷却水系统设备电磁导向阀构成,一部分是电磁体，由衔铁、线圈和弹簧。另一部分是阀体热泵型空调器制冷时，电磁四通换向阀的工作原理：冷热开关切断控制阀上电磁线圈的电源。室内的换热器转换为蒸发器运行，空调器向室内吹冷气。热泵型空调器制热时，冷热开关接通控制阀上电磁线圈的电源，室内的换热器转换成为冷凝器运行，空调器向室内供热气。第11章冷媒水和冷却水系统设备11.4.5放气装置集气罐的工作原理：当水在管道中流动时，水流动的速度一般大于气泡浮升速度，水中的空气可随着水一起流动。当水流至集气罐内时，因罐体直径突然增大，一般罐体直径大约是干管的1.5～2倍，水流速度减慢，此时气泡浮升速度大于水流速，气泡就从水中游离出来并聚集在罐体的顶部。集气罐接管示意图a）立式a）卧式集气罐优点是：制作简单；安装方便；运行安全可靠等。缺点是：在系统初运行或间歇过长时，需人工操作排气；排气管阀门失灵易造成系统大量失水等1.集气罐第11章冷媒水和冷却水系统设备2.自动排气阀ZPT-C型自动排气阀结构图1-排气芯2-六角锁紧螺母3-阀芯4-橡胶封头5-滑动杆6-浮球杆7-铜锁钉8-铆钉9-浮球10-手拧顶针11-手动排气座12-上半壳13-螺栓螺母14-垫片15-下半壳3.手动排气阀采用浮球式的启闭方式，使系统内的空气随有随排，不需人工操作，被广泛用在空调水系统中。可排除局部残存的空气，手动排气阀构造简单，使用安装方便，与常见于供暖系统中的散热器上放风阀类似。第11章冷媒水和冷却水系统设备1.什么叫冷媒？冷媒在空调系统中起什么作用？2.闭式冷冻水系统与开式冷冻水系统的差别是什么？3.冷却水循环流程中的主要设备有哪些？4.空调冷却水系统的形式有几种？各有何利弊？5.常用水过滤器有哪几种？结构如何？6.冷却塔的作用是什么？如何分类？7.玻璃钢冷却塔的结构如何？8.截止阀和闸阀有什么区别？9.单向阀的作用是什么？如何分类？11.为什么要设置排气装置？12.排气阀的种类有几种？各有何特点？思考题