在蒸汽压缩式

1. 蒸汽压缩式制冷机的制冷原理 简单概述

蒸汽压缩机是热回收系统对产生的蒸汽通过压缩作用而提高蒸汽温度和压力的关键设备。作用是将低压（或低温）的蒸汽加压升温，以达到工艺或者工程所需的温度和压力要求。蒸汽压缩机总体构成较为复杂，主要由压缩系统、蒸汽降温器和润滑系统三个基本单元组成。再沸器（蒸发器）内产生的蒸汽经过内嵌式微滴分离器除去蒸汽中的部分液体，然后再进入蒸汽压缩机或相应的用汽点。在工艺设计时可留有不经压缩的蒸汽旁路，以自动控制而满足生产对不同蒸汽压力和温度的要求或防止压缩机出现故障时维修的余地。

2、压缩系统

蒸汽压缩机压缩形式根据原理不同，是由一个整体的齿轮装置驱动的单级离心压缩机。根据不同的需求压缩机的形式也不尽相同，一般常见的有罗茨式压缩机（容积式）、离心式压缩机（速度式）等。

3、蒸汽降温器

蒸汽降温器是一个特别设计的喷嘴，它安装在回收蒸汽管中。使流动中的蒸汽使尽量多的水雾化为蒸汽。通向降温器的供水流量由降温器后的蒸汽的温度来控制。

4、润滑系统

润滑系统包括油罐、两个并联的水冷式冷却器、一套并联的油过滤器和两个油泵。主油泵是一个螺杆泵，直接由低速齿轮轴驱动。备用油泵由电机驱动在启动时使用。油冷却器是一个管状的换热器，油在换热管中流动。油罐上安装有油除沫器和电加热器，润滑油通过油冷却器和油过滤器从油罐泵送到齿轮箱，油的温度由油冷却器旁路的温度控制器调节。油过滤器上有压差指示器，以检测过滤器中的污染物。

5、蒸汽压缩机形式

根据流体通过蒸汽压缩机叶轮的方向，将相关设备称为轴流、混流或离心式压缩机。最适用的压缩机类型取决于相关应用的操作条件。关键参数是需要达到的温升和待压缩蒸汽的流量。

2. 请说明蒸气压缩式制冷系统中辅助设备的作用。

在一个完整的蒸汽压缩式制冷系统中，除压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器四个主件外，为了保证系统正常、经济和安全的运行，还需设置一定数量的其它辅助设备。辅助设备的种类很多，按照它们的作用，基本上可以分为两大类： (1)维持制冷循环正常工作的设备，如两级压缩的中间冷却器等； (2)改善运行指标及运行条件的设备，如油分离器、集油器、氨液分离器、空气分离器以及各种贮液桶(或器)等。 此外，在制冷系统中还配有用以调节、控制与保证安全运行所需的器件、仪表和连接管道的附件等。 制冷系统中的辅助设备 一、油分离器与集油器(一)油分离器的作用 在蒸汽压缩式制冷系统中，经压缩后的氨蒸汽(或氟利昂蒸汽)，是处于高压高温的过热状态。由于它排出时的流速快、温度高。汽缸壁上的部份润滑油，由于受高温的作用难免成油蒸汽及油滴微粒与制冷剂蒸汽一同排出。且排汽温度越高、流速越快，则排出的润滑油越多。对于氨制冷系统来说，由于氨与油不相互溶，所以当润滑油随制冷剂一起进入冷凝器和蒸发器时会在传热壁面上凝成一层油膜，使热阻增大，从而会使冷凝器和蒸发器的传热效果降低，降低制冷效果。据有关资料介绍在蒸发表面上附有0.1mm油膜时，将使蒸发温度降低2.5℃，多耗电11～12％。所以必须在压缩机与冷凝器之间设置油分离器，以便将混合在制冷剂蒸汽中的润滑油分离出来。 (二)油分离器的工作原理 大家都知道，汽流所能带动的液体微粒的尺寸是与汽流的速度有关。若把汽流垂直向上运动产生的升力与微粒的重量相平衡时的汽流速度称为平衡速度，并用符号ω表示。则显然当汽流速度等于平衡速度时，则微粒在汽流中保持不动；如果汽流速度大于平衡速度时则将微粒带走；而当汽流速度小于平衡速度，微粒就会跌落下来，从而使油滴微粒制冷剂汽流中分离出来。 油分离器的基本工作原理主要就是利用润滑油和制冷剂蒸气的密度不同；以及通道截面突然扩大，气流速度骤降(油分离器的筒径比高压排气管的管径大3～15倍，使进入油分离器后蒸气的流速从原先的10～25m/s下降至0.8～1m/s)； 同时改变流向，使密度较大的润滑油分离出来沉积在油分离器的底部。或利用离心力将油滴甩出去，或采用氨液洗涤，或用水进行冷却降低汽体温度，使油蒸汽凝结成油滴，或设置过滤层等措施来增强油的分离效果。 (三)油分离器的形式和结构 目前常见的油分离器有以下几种：洗涤式、离心式、过滤式、及填料式等四种结构型式，下面分述它们的结构及工作原理。 1、洗涤式油分离器 洗涤式油分离器适用于氨系统，它的主体是钢板卷焊而成的圆筒，两端焊有钢板压制的筒盖和筒底。进汽管由筒盖中心处伸入至筒下部的氨液之内。进气管的下端焊有底板，管端四周开有出气孔，以免高压蒸气直接冲击筒底，使已沉淀的润滑油搅动浮起。筒内进气管的中部(位于液面之上)管壁上还开有平衡孔，其作用是当压缩机停车时平衡排气管路、油分离器、冷凝器三者之间的压力，特别是在压缩机发生事故时，可以防止因冷凝器的高压将油分离器中的氨液压回压缩机，造成更大事故。在进气管的外侧上部还装有多孔伞形挡板，作分离液滴之用。筒体下部侧面设有放油管接头，与集油器相连。伞形挡板之上的筒体侧面设有出气管接头，并使出汽管伸入筒内有一定的长度，且引出口是朝上开的，其目的是使氨汽在排出分离器以前再折流一次，有助于提高分离效果，如图7—1所示。 洗涤式油分离器在工作时主要是利用混合气体在氨液中被洗涤和冷却来分离油，同时还利用降低气流速度与改变气流运动方向，油滴自然沉降的分离作用。其中洗涤和冷却作用对洗涤式油分离器的分油效率影响最大，因此筒体内必须保持一定高度的氨液。洗涤式油分离器中的氨液一般是由冷凝器供给，为了保证油分离器内有足够高度的氨液，它的进液管应比冷凝器出液口位置低240～250mm，另外它一般装在机房外，紧靠冷凝器的地方，这样可以多台压缩机共同用一个油分离器。 2、填料式油分离器 填料式油分离器的结构如图7—2所示。在钢板卷焊而成的筒体内装设填料层，填料层上下用二块多孔钢板固定。填料可以是陶瓷杯，金属切屑或金属丝网，以金属丝网效果最佳。当带油的制冷剂蒸气进入筒体内降低流速后，先通过填料吸附油雾，沿伞形板扩展方向顺筒壁而下，然后改变流向从中心管返回顶腔排出。分离出的油沉积在它的底部，再经过浮球阀或手动阀排回压缩机曲轴箱。由上述可见，这种油分离器的分油是依靠降低流速、填料吸附及改变气流方向来实现的，其中以填料层的吸附作用为主。与洗涤式油分离器相比，填料式油分离器的分油效率较高，可达95％(洗涤式为80～85％)，安装位置较紧凑且对安装位置及安装高度没有严格的要求，可以多台压缩机共同用一台油分离器，故填料式油分离器现已广泛用于氨制冷系统中。但填料式油分离器对气流的阻力较大，要求筒内制冷剂蒸气的流速不大于0.5m/s。此外填料式油分离器的金属丝网一般采用不锈钢丝网，价格较贵。参考资料 http://www.bokee.net/newcirclemole/article_viewEntry.do?id=1121608&circleId=124636

3. 蒸气压缩式压缩机工作四个过程

压缩过程、冷凝过程、节流过程、蒸发过程。

1、压缩过程：压缩机吸入蒸发器出口处的低温低压的制冷剂气体，把它压缩成高温高压的气体排除压缩机

2、放热（冷凝）过程：高温高压的过热制冷剂气体进入冷凝器，由于压力及温度的降低，制冷剂气体冷凝成液体，并放出大量的热。

3、节流过程：温度和压力较高的制冷剂液体通过膨胀装置后体积变大，压力和温度急剧下降，以雾状（细小液滴）排除膨胀装置。

4、蒸发（吸热）过程：雾状制冷剂液体进入蒸发器，因此时制冷剂沸点远低于蒸发器内温度，故制冷剂液体蒸发成气体。

蒸汽压缩机的工作原理

蒸汽经过过滤器的过滤后，干净蒸汽再通过进气阀进入主机腔体，腔体的容积由大变小进行压缩蒸汽。腔体的容积变化是通过转子在电机的带动下旋转，由转子、定子、大小端盖、滑片所构成的封闭腔的容积，因为定子内圆为偏心式而转子保持轴中心转动，因此滑片间之体积依据其位置而变化。

随着滑片滑出量的多少发生了由小到大和由大到小的变化，蒸汽在容积腔变大的时候吸入，变小的时候压缩，随着转子的持续旋转，从而完成蒸汽持卖吸入和压缩的过程。压缩后的蒸汽经过油气分离器从左上角的管道排出主机腔体通过润滑油系统进行润滑和降温。

温控器控制高温润滑油从主机腔体直接到油过滤器流向冷却器，经风扇风冷后，再经过油过滤器进入主机腔体，反复循不，蒸汽被压缩时产生的热能不断通过冷却器的交换被风扇吹出，冷却器吹出的热风一般要高出室温50°C。