在蒸汽壓縮式

1. 蒸汽壓縮式製冷機的製冷原理 簡單概述

蒸汽壓縮機是熱回收系統對產生的蒸汽通過壓縮作用而提高蒸汽溫度和壓力的關鍵設備。作用是將低壓（或低溫）的蒸汽加壓升溫，以達到工藝或者工程所需的溫度和壓力要求。蒸汽壓縮機總體構成較為復雜，主要由壓縮系統、蒸汽降溫器和潤滑系統三個基本單元組成。再沸器（蒸發器）內產生的蒸汽經過內嵌式微滴分離器除去蒸汽中的部分液體，然後再進入蒸汽壓縮機或相應的用汽點。在工藝設計時可留有不經壓縮的蒸汽旁路，以自動控制而滿足生產對不同蒸汽壓力和溫度的要求或防止壓縮機出現故障時維修的餘地。

2、壓縮系統

蒸汽壓縮機壓縮形式根據原理不同，是由一個整體的齒輪裝置驅動的單級離心壓縮機。根據不同的需求壓縮機的形式也不盡相同，一般常見的有羅茨式壓縮機（容積式）、離心式壓縮機（速度式）等。

3、蒸汽降溫器

蒸汽降溫器是一個特別設計的噴嘴，它安裝在回收蒸汽管中。使流動中的蒸汽使盡量多的水霧化為蒸汽。通向降溫器的供水流量由降溫器後的蒸汽的溫度來控制。

4、潤滑系統

潤滑系統包括油罐、兩個並聯的水冷式冷卻器、一套並聯的油過濾器和兩個油泵。主油泵是一個螺桿泵，直接由低速齒輪軸驅動。備用油泵由電機驅動在啟動時使用。油冷卻器是一個管狀的換熱器，油在換熱管中流動。油罐上安裝有油除沫器和電加熱器，潤滑油通過油冷卻器和油過濾器從油罐泵送到齒輪箱，油的溫度由油冷卻器旁路的溫度控制器調節。油過濾器上有壓差指示器，以檢測過濾器中的污染物。

5、蒸汽壓縮機形式

根據流體通過蒸汽壓縮機葉輪的方向，將相關設備稱為軸流、混流或離心式壓縮機。最適用的壓縮機類型取決於相關應用的操作條件。關鍵參數是需要達到的溫升和待壓縮蒸汽的流量。

2. 請說明蒸氣壓縮式製冷系統中輔助設備的作用。

在一個完整的蒸汽壓縮式製冷系統中，除壓縮機、冷凝器、膨脹閥和蒸發器四個主件外，為了保證系統正常、經濟和安全的運行，還需設置一定數量的其它輔助設備。輔助設備的種類很多，按照它們的作用，基本上可以分為兩大類： (1)維持製冷循環正常工作的設備，如兩級壓縮的中間冷卻器等； (2)改善運行指標及運行條件的設備，如油分離器、集油器、氨液分離器、空氣分離器以及各種貯液桶(或器)等。 此外，在製冷系統中還配有用以調節、控制與保證安全運行所需的器件、儀表和連接管道的附件等。 製冷系統中的輔助設備 一、油分離器與集油器(一)油分離器的作用 在蒸汽壓縮式製冷系統中，經壓縮後的氨蒸汽(或氟利昂蒸汽)，是處於高壓高溫的過熱狀態。由於它排出時的流速快、溫度高。汽缸壁上的部份潤滑油，由於受高溫的作用難免成油蒸汽及油滴微粒與製冷劑蒸汽一同排出。且排汽溫度越高、流速越快，則排出的潤滑油越多。對於氨製冷系統來說，由於氨與油不相互溶，所以當潤滑油隨製冷劑一起進入冷凝器和蒸發器時會在傳熱壁面上凝成一層油膜，使熱阻增大，從而會使冷凝器和蒸發器的傳熱效果降低，降低製冷效果。據有關資料介紹在蒸發表面上附有0.1mm油膜時，將使蒸發溫度降低2.5℃，多耗電11～12％。所以必須在壓縮機與冷凝器之間設置油分離器，以便將混合在製冷劑蒸汽中的潤滑油分離出來。 (二)油分離器的工作原理 大家都知道，汽流所能帶動的液體微粒的尺寸是與汽流的速度有關。若把汽流垂直向上運動產生的升力與微粒的重量相平衡時的汽流速度稱為平衡速度，並用符號ω表示。則顯然當汽流速度等於平衡速度時，則微粒在汽流中保持不動；如果汽流速度大於平衡速度時則將微粒帶走；而當汽流速度小於平衡速度，微粒就會跌落下來，從而使油滴微粒製冷劑汽流中分離出來。 油分離器的基本工作原理主要就是利用潤滑油和製冷劑蒸氣的密度不同；以及通道截面突然擴大，氣流速度驟降(油分離器的筒徑比高壓排氣管的管徑大3～15倍，使進入油分離器後蒸氣的流速從原先的10～25m/s下降至0.8～1m/s)； 同時改變流向，使密度較大的潤滑油分離出來沉積在油分離器的底部。或利用離心力將油滴甩出去，或採用氨液洗滌，或用水進行冷卻降低汽體溫度，使油蒸汽凝結成油滴，或設置過濾層等措施來增強油的分離效果。 (三)油分離器的形式和結構 目前常見的油分離器有以下幾種：洗滌式、離心式、過濾式、及填料式等四種結構型式，下面分述它們的結構及工作原理。 1、洗滌式油分離器 洗滌式油分離器適用於氨系統，它的主體是鋼板卷焊而成的圓筒，兩端焊有鋼板壓制的筒蓋和筒底。進汽管由筒蓋中心處伸入至筒下部的氨液之內。進氣管的下端焊有底板，管端四周開有出氣孔，以免高壓蒸氣直接沖擊筒底，使已沉澱的潤滑油攪動浮起。筒內進氣管的中部(位於液面之上)管壁上還開有平衡孔，其作用是當壓縮機停車時平衡排氣管路、油分離器、冷凝器三者之間的壓力，特別是在壓縮機發生事故時，可以防止因冷凝器的高壓將油分離器中的氨液壓回壓縮機，造成更大事故。在進氣管的外側上部還裝有多孔傘形擋板，作分離液滴之用。筒體下部側面設有放油管接頭，與集油器相連。傘形擋板之上的筒體側面設有出氣管接頭，並使出汽管伸入筒內有一定的長度，且引出口是朝上開的，其目的是使氨汽在排出分離器以前再折流一次，有助於提高分離效果，如圖7—1所示。 洗滌式油分離器在工作時主要是利用混合氣體在氨液中被洗滌和冷卻來分離油，同時還利用降低氣流速度與改變氣流運動方向，油滴自然沉降的分離作用。其中洗滌和冷卻作用對洗滌式油分離器的分油效率影響最大，因此筒體內必須保持一定高度的氨液。洗滌式油分離器中的氨液一般是由冷凝器供給，為了保證油分離器內有足夠高度的氨液，它的進液管應比冷凝器出液口位置低240～250mm，另外它一般裝在機房外，緊靠冷凝器的地方，這樣可以多台壓縮機共同用一個油分離器。 2、填料式油分離器 填料式油分離器的結構如圖7—2所示。在鋼板卷焊而成的筒體內裝設填料層，填料層上下用二塊多孔鋼板固定。填料可以是陶瓷杯，金屬切屑或金屬絲網，以金屬絲網效果最佳。當帶油的製冷劑蒸氣進入筒體內降低流速後，先通過填料吸附油霧，沿傘形板擴展方向順筒壁而下，然後改變流向從中心管返回頂腔排出。分離出的油沉積在它的底部，再經過浮球閥或手動閥排回壓縮機曲軸箱。由上述可見，這種油分離器的分油是依靠降低流速、填料吸附及改變氣流方向來實現的，其中以填料層的吸附作用為主。與洗滌式油分離器相比，填料式油分離器的分油效率較高，可達95％(洗滌式為80～85％)，安裝位置較緊湊且對安裝位置及安裝高度沒有嚴格的要求，可以多台壓縮機共同用一台油分離器，故填料式油分離器現已廣泛用於氨製冷系統中。但填料式油分離器對氣流的阻力較大，要求筒內製冷劑蒸氣的流速不大於0.5m/s。此外填料式油分離器的金屬絲網一般採用不銹鋼絲網，價格較貴。參考資料 http://www.bokee.net/newcirclemole/article_viewEntry.do?id=1121608&circleId=124636

3. 蒸氣壓縮式壓縮機工作四個過程

壓縮過程、冷凝過程、節流過程、蒸發過程。

1、壓縮過程：壓縮機吸入蒸發器出口處的低溫低壓的製冷劑氣體，把它壓縮成高溫高壓的氣體排除壓縮機

2、放熱（冷凝）過程：高溫高壓的過熱製冷劑氣體進入冷凝器，由於壓力及溫度的降低，製冷劑氣體冷凝成液體，並放出大量的熱。

3、節流過程：溫度和壓力較高的製冷劑液體通過膨脹裝置後體積變大，壓力和溫度急劇下降，以霧狀（細小液滴）排除膨脹裝置。

4、蒸發（吸熱）過程：霧狀製冷劑液體進入蒸發器，因此時製冷劑沸點遠低於蒸發器內溫度，故製冷劑液體蒸發成氣體。

蒸汽壓縮機的工作原理

蒸汽經過過濾器的過濾後，干凈蒸汽再通過進氣閥進入主機腔體，腔體的容積由大變小進行壓縮蒸汽。腔體的容積變化是通過轉子在電機的帶動下旋轉，由轉子、定子、大小端蓋、滑片所構成的封閉腔的容積，因為定子內圓為偏心式而轉子保持軸中心轉動，因此滑片間之體積依據其位置而變化。

隨著滑片滑出量的多少發生了由小到大和由大到小的變化，蒸汽在容積腔變大的時候吸入，變小的時候壓縮，隨著轉子的持續旋轉，從而完成蒸汽持賣吸入和壓縮的過程。壓縮後的蒸汽經過油氣分離器從左上角的管道排出主機腔體通過潤滑油系統進行潤滑和降溫。

溫控器控制高溫潤滑油從主機腔體直接到油過濾器流向冷卻器，經風扇風冷後，再經過油過濾器進入主機腔體，反復循不，蒸汽被壓縮時產生的熱能不斷通過冷卻器的交換被風扇吹出，冷卻器吹出的熱風一般要高出室溫50°C。