制
冷
技
术
第四章 制冷装置的换热设备
第一节 冷凝器的种类和工作原理
冷凝器将制冷剂气体冷却液化，以便循环使用。
冷凝器按冷却方式
空气冷却式（风冷却式）
水冷却式
蒸发式
空气冷却式冷凝器中
根据管外空气流动方
式
自然对流空气冷却式
冷凝器
强制对流空气冷却式
冷凝器
制
冷
技
术
一、水冷式冷凝器
水冷式冷凝器是以水作为冷却介质，靠水的温升
带走冷凝热量。冷却水一般循环使用，但系统中
需设有冷却塔。水冷式冷凝器按其结构形式又可
分为壳管式冷凝器和套管式冷凝器两种。
（一）立式 壳管式冷凝器
制
冷
技
术
制
冷
技
术
1、工作过程
制冷剂蒸气：管外流动，上进下出
冷却水：管内流动，上进下出
2、立式壳管式冷凝器的主要特点是：
1）由于冷却水流量大流速高，故传热系数较高，一般
K=600～ 700(kcal/m2.℃) 。
2）垂直安装占地面积小，且可以安装在室外。
3）冷却水直通流动且流速大，管内水垢易清除，且不必
停止制冷系统工作，故对水质要求不高，一般水源都可以
作为冷却水。
4）但因立式冷凝器中的冷却水温升一般只有 2～ 4℃,对
数平均温差一般在 5～ 6℃ 左右，故耗水量较大。且由于设
备置于空气中，管子易被腐蚀。
3、应用：大中型氨制冷系统
制
冷
技
术
（二） 卧式壳管式冷凝器
它与立式冷凝器有相类似的壳体结构，主要区别
在于壳体的水平安放和水的多路流动。
氨卧式壳管式冷凝器
制
冷
技
术
流程：
制
冷
技
术
1、工作过程,
制冷剂蒸气：管外冷凝，上进下出
冷却水：管内流动，下进上出，同侧，多流程
2、特点
1）冷却水用量较少
2）对冷却水质要求较高
3）水平安装占地面积大
3、应用,广泛地用于氨制冷系统，也可以用于
氟利昂制冷系统。
冷水机组
制
冷
技
术
（三）套管式冷凝器
1、工作过程：
氟利昂套管式冷凝器
制
冷
技
术
制
冷
技
术
制冷剂蒸气：上进下出，内、外管间流动
冷却水：下进上出，内管流动，多流程，
2、特点
优点：结构简单，便于制造，且因系单管冷凝，
介质流动方向相反，故传热效果好，当水流速为
1～ 2m/s时传热系数可达 800kcal/(m2.℃) 。
缺点：金属消耗量大，而且当纵向管数较多时，
下部的管子充有较多的液体，使传热面积不能充
分利用。另外，清洗困难，并需大量连接弯头。
3、应用,小型氟利昂空调机组仍广泛使用套管式
冷凝器
制
冷
技
术
二、风冷式冷凝器
空气冷却式冷凝器是以空气作为冷却介质，
靠空气的温升带走冷凝热量的。根据空气流动方
式不同，可分为自然对流式和强迫对流式两种。
自然对流空气冷却式冷凝器
a)丝管式 b)百叶窗式 c)内藏式
制
冷
技
术
空气强制对流冷凝器
1-肋片
2-传热管
3-上封板
4-左端板
5-进气集管
6-弯头
7-出液集管
8-下封板
9-前封板
10-通风机
11-装配螺钉
注意：排数 2－ 6排。
制
冷
技
术
机组多面进风,V或 U形
1、工作过程：
制冷剂蒸气：管内冷凝，上进下出，多流程
空气：管外流动，横向掠过
制
冷
技
术
2、特点
结构简单，但冷却效果差于水冷却式。
3、应用,这种冷凝器适用于极度缺水或无法供水
的场合，常见于小型氟利昂制冷机组。
制
冷
技
术
三、蒸发式冷凝器
空气冷却和水冷却相结合。
制
冷
技
术
工作过程：
制冷剂蒸气：管内冷凝，上进下出，多流程，
冷却水：管外喷淋，上进下出，
空气：管外流动，下进上出，
制
冷
技
术
第四节 蒸发器种类和工作原理
蒸发器是制冷机中的冷量输出设备。
制冷剂在蒸发器中蒸发，吸收介质（水
或空气或其它液体）的热量，达到制冷的目的。
冷却液体（水或其
它液体）蒸发器
干式壳管式蒸发器
满液式壳管式蒸发器
冷却空气的蒸发器
空气自然对流
空气强制对流
制
冷
技
术
一,满液式壳管式蒸发器
卧式满液式蒸发器结构
制
冷
技
术
1、工作过程：
制冷剂液体：管外汽化，下进上出
冷冻水：管内流动，下进上出，同侧，多流程
2、特点：
1）沸腾有温差
2）回油困难
3）制冷剂充注量大,80%左右
4）传热管冻裂
5）容易造成液击
3、应用：氨制冷系统,冷水机组
制
冷
技
术
二、干式壳管式蒸发器
干式壳管蒸发器结构
制
冷
技
术
1、工作过程：
制冷剂液体：管内汽化，下进上出，同侧，多流
程
冷冻水：管外流动，上进上出，多流程
2、特点：
1）沸腾温差小
2）回油较容易
3）制冷剂充注量少
4）传热管冻裂可能性小
5）不易造成液击
3、应用：氟利昂系统
制
冷
技
术
三、冷却空气的蒸发器
1,空气自然对流
制
冷
技
术
2、空气强制对流
制
冷
技
术
1、工作过程：
制冷剂液体：管内流动，多路进出
空气：管外流动，横向掠过
2、应用：
家用冰箱、空调、除湿机等
制
冷
技
术
第五章 节流机构和辅助设备
第一节 节流机构
作用：
a）使高压常温的制冷剂液体在经节流机构时节
流降压，变为低压低温的制冷剂湿蒸汽,进入蒸
发器，在蒸发器内蒸发吸热，从而达到制冷降温
的目的。 降温降压。
b）调整流入蒸发器的制冷剂流量，使制冷剂流
量始终与蒸发器的热负荷相匹配。这样既能保证
蒸发器传热面积的充分利用，又可以防止压缩机
出现液击冲缸现象。 调节流量。
制
冷
技
术
基本原理,使高压液态制冷剂受迫流过一个小过
流截面，产生合适的局部阻力损失 (或沿程损失 )，
使制冷剂压力骤降，与此同时一部分液态制冷剂
汽化，吸收潜热，使节流后的制冷剂成为低压低
温状态。 降温降压。
常用的节流机构,手动膨胀阀、浮球式膨胀阀、
热力膨胀阀、电子膨胀阀、毛细管等。
一、热力膨胀阀
（一）内平衡式热力膨胀阀
1、基本结构和工作原理
制
冷
技
术
?热力膨胀阀
实物图
制
冷
技
术
感应部分、传动部分、执行部分、调节部分
制
冷
技
术
工作原理：
制
冷
技
术
pl—— 阀后制冷剂的压力，作用在膜片下部，
使阀门向关闭方向移动；
p2—— 弹簧作用力，也施加于膜片下方，使阀
门向关闭方向移动，其作用力大小可通过调整
螺丝予以调整；
p3—— 感温包内制冷剂的压力，作用在膜片上
部，使阀门向开启方向移动，其大小取决于感
温包内制冷剂的性质和感温包感受的温度。
对于任一运行工况，此三种作用力均会达到
平衡，即 p1＋ p2=P3，
此时，膜片不动，阀芯位置不动，阀门开度一
定。制冷剂流量一定。
制
冷
技
术
如何实现一定的过热度？
R22,P1=0.584MPa t0=tA=5oc tc=10oc
P3=0.681MPa P2=0.097MPa
若 P2>0.097,其它不变，则 tc>10oc,过热度大于 5 度,
制
冷
技
术
适应蒸发器负荷的制冷剂流量调节过程：
1）当蒸发器负荷增加时，流量还来不及调节，汽化段缩短，过热段
延长，出口过热度增加，这时,P3增大,p1＋ p2<P3，膜片下移，开
启度增加，流量增加，适应负荷需要，随着流量增加,P3减小，最终，
p1＋ p2=P3达到平衡。（动态平衡）
2）当蒸发器负荷减小时，流量还来不及调节，汽化段延长，过热段
缩短，出口过热度减小，这时,P3减小,p1＋ p2>P3，膜片上移，开
启度减少，流量减少，适应负荷需要，随着流量减少,P3增大，最终，
p1＋ p2=P3达到平衡。（动态平衡）
制
冷
技
术
（二）外平衡式热力膨胀阀
1、基本结构与工作原理：
制
冷
技
术
与内平衡式热力膨胀阀不同之处,P1不同,?
若假设蒸发器压力降为 0.036MPa，则 Pc=0.584-0.036=
0.548MPa,饱和温度为 3oc，
1）采用内平衡式热力膨胀阀,tc=10oc,过热度为 7oc ；
2）采用外平衡式热力膨胀阀,P3＝ 0.097+0.548＝
0.645MPa,感温包感受出口温度为 8oc,过热度为 5oc 。
制
冷
技
术
一般情况下,R22蒸发器压力降 ΔP0达到下表
4,2所规定的值时，应采用外平衡式热力膨胀阀。
此外，使用带分液器的蒸发器时，也应使用外
平衡式 热力膨胀阀，即将分液器引起的压降按
ΔP0处理，才能保证蒸发器的工作能力得以正常
发挥。
制
冷
技
术
（三）安装热力膨胀阀时应注意的问题
①膨胀阀应正立式安装，不允许倒置。
②感温包安装在蒸发器的出气管上，紧贴包缠在
水平无积液的管段上，外加隔热材料缠包，或插
入吸气管上的感温套内。
③当水平回气管直径小于 22mm时，感温包可扎
在回气管顶部；当水平回气管直径大于 22mm时，
感温包可扎在回气管下侧 45° 处，以防管子底部
积油等因素影响感温包正确感温。
④外平衡膨胀阀的平衡管一般都安装在感温包后
面 100mm处的回气管上，并应从管顶部引出，以
防润滑油进入阀内。
制
冷
技
术
⑤ 一个系统中有多个膨胀阀时，外平衡管应接到
各自蒸发器的出口。
制
冷
技
术
二、浮球式膨胀阀
（一）基本结构和工作原理
制
冷
技
术
制
冷
技
术
三、热电膨胀阀（电动膨胀阀）
热电膨胀阀也称电动膨胀阀。它是利用热敏电阻的
作用来调节蒸发器供液量的节流装置。热电膨胀阀的基
本结构以及与蒸发器的连接方式如图所示。热敏电阻具
有负温度系数特性，即温度升高，电阻减小。它直接与
蒸发器出口的制冷剂蒸气接触。在电路中，热敏电阻与
膨胀阀膜片上的加热器串联，电热器的电流随热敏电阻
值的大小而变化。
制
冷
技
术
当蒸发器出口制冷剂蒸气的过热度增加时，热敏电阻度
升高，电阻值降低，电加热器的电流增加，膜室内充注
的液体被加热而温度增加，压力升高，推动膜片和阀杆
下移，使阀孔开启或开大。当蒸发器的负荷减小，蒸发
器出口蒸气的过热减小或者变成湿蒸气时，热敏电阻被
冷却，阀孔就关小或关闭。这样热电膨胀阀可以控制蒸
发器的供液量，使其与热负荷相适应。
制
冷
技
术
四、毛细管
（一）基本结构和工作原理
1、制冷工程中一般称内径 0.5～ 2mm左右，长度
在 1～ 4m左右的紫铜管为毛细管。
2、它主要是靠其管径和长度的大小来控制液体制
冷剂的流量以使蒸发器能在适当的状况下工作。
1)当管径一定时，流体通过的管道短则压降小，流
量大；反之，压降大且流量小。
2)当长度一定时，流体通过的管径大则压降小，流
量大；反之，压降大且流量小。
制
冷
技
术
当毛细管入口为过冷液体时,1－ 2段压力下降，温度变
化不大，到 2点时变为某一压力下的的饱和液体；管中
出现气泡，变为气液两相流动（湿蒸气），压力、温度
急剧下降。
若毛细管入口为饱和液体或湿蒸气时，无液体段,1,2
点重合,2点后的变化相同。
制
冷
技
术
3、毛细管的长度与直径的选择：
1）计算法
有关文献中关于毛细管的长度与直径的经验公式，
现介绍作为参考：
L-------毛细管长度,m
Di－－－－ 毛细管直径,mm
制
冷
技
术
2）图表法
在选配时根据已知条件通过线图近似地选择毛细
管的参数。
图 4示出了 R22,R12毛细管初步选择曲线图。
制
冷
技
术 若已知一 R22制冷装置制冷量 Qo=697.8W.在图中可以有 A、
B,c三个反映毛细管参数的点，即得到 3种长度和内径的
毛细管，即 di为 0,8,0.9和 1.0mm，长度 L为 0.9,1.5和
2.8m，可从此 3个结果中选取一种作为初选毛细管尺寸。
制
冷
技
术
（二）特点
优点：结构简单、无运动部件、价格低廉、压缩机停机
后，容易达到压力平衡，减轻启动负荷。
缺点：调节性能差。
影响制冷剂流量（供液量）的因素：
A、毛细管的几何尺寸（长度、内径）
长度长、内径小，流量小
B、入口制冷剂的参数（温度、压力）
压力大，流量大
C、蒸发压力 P0
当 P0＞ Pc（临界压力）时，流量随 P0减小而增加；
当 P0＝ Pc（临界压力）时，流量最大；
当 P0＜ Pc（临界压力）时，流量不变。
制
冷
技
术
适用：蒸发温度变化范围不大、负荷比较稳定的
制冷装置。比如家用冰箱、空调等
制
冷
技
术
第二节 辅助设备
一、油分离器
1、原因：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
壁上的部分润滑油，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。若
润滑油随压缩机排出的制冷剂蒸气进入制冷循环，
则会产生以下不良影响：
1）由于氨与油互不相溶，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。
制
冷
技
术
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％。
2）对于氟利昂制冷系统，可溶于润滑油，润滑
油滞留在蒸发器中，影响换热效果。
3）进入节流机构时，由于温度不断降低，润滑
油可能析出石蜡而将阀孔堵塞。
2、作用：将夹杂在压缩机排气中的润滑油蒸气
大部分分离出来，并设法送回压缩机。
3、位置：压缩机至冷凝器之间的排气管道上。
制
冷
技
术
4、基本结构与工作原理：
制
冷
技
术
基本工作原理：主要就是利用
A）润滑油和制冷剂蒸气的密度不同；
B）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)；
C）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；
D）利用离心力将油滴甩出去，
E）采用氨液洗涤，或用水进行冷却降低气体温
度，使油蒸汽凝结成油滴，
F）设置过滤层。
制
冷
技
术
1） 离心式油分离器 的油分离效果较好，适用于大型制冷
系统。 压缩机的排气 经油分离器进气管沿 切线方向进入
筒内，随即沿螺旋导向叶片高速旋转并自上而下流动。
借离心力的作用 将排气中密度较大的油滴抛在筒壁上分
离出来，沿壁流下，沉积在筒底部。 蒸气经筒体中心的
出气管内多孔板引出 。
筒侧装有浮球阀，当油面上升到上
限位时，润滑油通过浮球阀打开阀
芯，自动向压缩机曲轴箱或集油器
排油。有的在油分离器外部还设有
冷却水套，使混合汽体在其中又受
到冷却水的冷却并通过降低流速和
改变流向的作用，进一步得到分离。
制
冷
技
术
2)惯性式油分离器：当压缩机排出的高压制冷剂气体进
入分离器后，由于过流截面较大,气体流速突然降低并
改变方向,加上进气时几层 金属丝网的过滤作用,即将
混入气体制冷剂中的润滑油分离出来，并下滴落聚集在
容器底部。当聚集的润滑油量达一定高度后，则通过自
动回油阀，回到压缩机曲轴箱。
制
冷
技
术
3）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。
制
冷
技
术
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。
制
冷
技
术
4）填料式油分离器（过滤式油分离器）的结构如图所
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。
制
冷
技
术
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。
制
冷
技
术
二、储液器（高压储液器）
1、原因：蒸发器负荷变化幅度较大时，供液量变化较大，
四大部件的调节能力有限，故需一个容器，以适应负荷
变化。
2、作用,A）贮存制冷剂液体
B）调节向蒸发器的供液量
3、位置：冷凝器之后节流机构之前的液体管道上
4、基本结构与工作原理：
制
冷
技
术
三、气液分离器
1、原因：
1）制冷剂液体在蒸发器内剧烈沸腾后被压缩机
吸入，不可避免地夹带部分液滴，若液滴进入气
缸，易造成液击现象，损坏压缩机。
2）若制冷系统长时间停用，蒸发器内存有制冷
剂液体，一旦开机时，蒸发器中液态制冷剂来不
及全部蒸发，若液滴被吸入压缩机，易损坏压缩
机。
2、作用：
实现蒸发器出口制冷剂气体、液体分离，避免
液击现象。 （还有一种情况？）
位置：蒸发器至压缩机的气体管道上。
制
冷
技
术
基本结构与工作原理：
制
冷
技
术
四、干燥器与过滤器
1、设过滤器原因：
A)制冷剂本身的纯度
B）压缩机运转中有部分金属粉末磨损落下进
入制冷系统，
C）管道焊接时，有部分焊渣、氧化皮进入制
冷系统
堵塞阀孔。
设干燥器原因：
A)制冷剂含水量超标
B)制冷系统干燥不彻底
制
冷
技
术
冰堵、腐蚀金属。
2、作用：两者合一，干燥水分，过滤杂质。
3、位置：冷凝器之后，节流机构之前的液体管
道上, (思考？）
4、基本结构与工作原理：
制
冷
技
术
过滤作用,
氨过滤器为 2－ 3层钢丝网，
滤气时的网孔为 0.2mm，滤液时网孔为 0.1mm。
制
冷
技
术 氟利昂过滤器采用铜丝网
制
冷
技
术
吸湿作用：
干燥剂：硅胶、分子筛、无水氯化钙
制
冷
技
术
第六章 蒸气压缩式制冷系统
第一节 蒸气压缩式制冷系统的典型流程
一、氟利昂制冷系统
制
冷
技
术
压缩机 油分离器 蒸发式冷凝器
储液器 回热器 过滤器
热力膨胀阀 空气冷却器（蒸发器）
回热器 压缩机
制
冷
技
术
二、氨制冷系统
制
冷
技
术
压缩机 油分离器 卧式壳管式冷凝
器 储液器 过滤器
膨胀阀 蒸发器 压缩机
制
冷
技
术
第四节 制冷机组（自学）
一、活塞式冷水机组
二、螺杆式冷水机组
三、离心式冷水机组
注意：
1、活塞式冷水机组中压缩机的控制和保护仪器、
仪表。
2、螺杆式冷水机组中的润滑油系统。
3、离心式冷水机组中的抽气回收装置。
冷
技
术
第四章 制冷装置的换热设备
第一节 冷凝器的种类和工作原理
冷凝器将制冷剂气体冷却液化，以便循环使用。
冷凝器按冷却方式
空气冷却式（风冷却式）
水冷却式
蒸发式
空气冷却式冷凝器中
根据管外空气流动方
式
自然对流空气冷却式
冷凝器
强制对流空气冷却式
冷凝器
制
冷
技
术
一、水冷式冷凝器
水冷式冷凝器是以水作为冷却介质，靠水的温升
带走冷凝热量。冷却水一般循环使用，但系统中
需设有冷却塔。水冷式冷凝器按其结构形式又可
分为壳管式冷凝器和套管式冷凝器两种。
（一）立式 壳管式冷凝器
制
冷
技
术
制
冷
技
术
1、工作过程
制冷剂蒸气：管外流动，上进下出
冷却水：管内流动，上进下出
2、立式壳管式冷凝器的主要特点是：
1）由于冷却水流量大流速高，故传热系数较高，一般
K=600～ 700(kcal/m2.℃) 。
2）垂直安装占地面积小，且可以安装在室外。
3）冷却水直通流动且流速大，管内水垢易清除，且不必
停止制冷系统工作，故对水质要求不高，一般水源都可以
作为冷却水。
4）但因立式冷凝器中的冷却水温升一般只有 2～ 4℃,对
数平均温差一般在 5～ 6℃ 左右，故耗水量较大。且由于设
备置于空气中，管子易被腐蚀。
3、应用：大中型氨制冷系统
制
冷
技
术
（二） 卧式壳管式冷凝器
它与立式冷凝器有相类似的壳体结构，主要区别
在于壳体的水平安放和水的多路流动。
氨卧式壳管式冷凝器
制
冷
技
术
流程：
制
冷
技
术
1、工作过程,
制冷剂蒸气：管外冷凝，上进下出
冷却水：管内流动，下进上出，同侧，多流程
2、特点
1）冷却水用量较少
2）对冷却水质要求较高
3）水平安装占地面积大
3、应用,广泛地用于氨制冷系统，也可以用于
氟利昂制冷系统。
冷水机组
制
冷
技
术
（三）套管式冷凝器
1、工作过程：
氟利昂套管式冷凝器
制
冷
技
术
制
冷
技
术
制冷剂蒸气：上进下出，内、外管间流动
冷却水：下进上出，内管流动，多流程，
2、特点
优点：结构简单，便于制造，且因系单管冷凝，
介质流动方向相反，故传热效果好，当水流速为
1～ 2m/s时传热系数可达 800kcal/(m2.℃) 。
缺点：金属消耗量大，而且当纵向管数较多时，
下部的管子充有较多的液体，使传热面积不能充
分利用。另外，清洗困难，并需大量连接弯头。
3、应用,小型氟利昂空调机组仍广泛使用套管式
冷凝器
制
冷
技
术
二、风冷式冷凝器
空气冷却式冷凝器是以空气作为冷却介质，
靠空气的温升带走冷凝热量的。根据空气流动方
式不同，可分为自然对流式和强迫对流式两种。
自然对流空气冷却式冷凝器
a)丝管式 b)百叶窗式 c)内藏式
制
冷
技
术
空气强制对流冷凝器
1-肋片
2-传热管
3-上封板
4-左端板
5-进气集管
6-弯头
7-出液集管
8-下封板
9-前封板
10-通风机
11-装配螺钉
注意：排数 2－ 6排。
制
冷
技
术
机组多面进风,V或 U形
1、工作过程：
制冷剂蒸气：管内冷凝，上进下出，多流程
空气：管外流动，横向掠过
制
冷
技
术
2、特点
结构简单，但冷却效果差于水冷却式。
3、应用,这种冷凝器适用于极度缺水或无法供水
的场合，常见于小型氟利昂制冷机组。
制
冷
技
术
三、蒸发式冷凝器
空气冷却和水冷却相结合。
制
冷
技
术
工作过程：
制冷剂蒸气：管内冷凝，上进下出，多流程，
冷却水：管外喷淋，上进下出，
空气：管外流动，下进上出，
制
冷
技
术
第四节 蒸发器种类和工作原理
蒸发器是制冷机中的冷量输出设备。
制冷剂在蒸发器中蒸发，吸收介质（水
或空气或其它液体）的热量，达到制冷的目的。
冷却液体（水或其
它液体）蒸发器
干式壳管式蒸发器
满液式壳管式蒸发器
冷却空气的蒸发器
空气自然对流
空气强制对流
制
冷
技
术
一,满液式壳管式蒸发器
卧式满液式蒸发器结构
制
冷
技
术
1、工作过程：
制冷剂液体：管外汽化，下进上出
冷冻水：管内流动，下进上出，同侧，多流程
2、特点：
1）沸腾有温差
2）回油困难
3）制冷剂充注量大,80%左右
4）传热管冻裂
5）容易造成液击
3、应用：氨制冷系统,冷水机组
制
冷
技
术
二、干式壳管式蒸发器
干式壳管蒸发器结构
制
冷
技
术
1、工作过程：
制冷剂液体：管内汽化，下进上出，同侧，多流
程
冷冻水：管外流动，上进上出，多流程
2、特点：
1）沸腾温差小
2）回油较容易
3）制冷剂充注量少
4）传热管冻裂可能性小
5）不易造成液击
3、应用：氟利昂系统
制
冷
技
术
三、冷却空气的蒸发器
1,空气自然对流
制
冷
技
术
2、空气强制对流
制
冷
技
术
1、工作过程：
制冷剂液体：管内流动，多路进出
空气：管外流动，横向掠过
2、应用：
家用冰箱、空调、除湿机等
制
冷
技
术
第五章 节流机构和辅助设备
第一节 节流机构
作用：
a）使高压常温的制冷剂液体在经节流机构时节
流降压，变为低压低温的制冷剂湿蒸汽,进入蒸
发器，在蒸发器内蒸发吸热，从而达到制冷降温
的目的。 降温降压。
b）调整流入蒸发器的制冷剂流量，使制冷剂流
量始终与蒸发器的热负荷相匹配。这样既能保证
蒸发器传热面积的充分利用，又可以防止压缩机
出现液击冲缸现象。 调节流量。
制
冷
技
术
基本原理,使高压液态制冷剂受迫流过一个小过
流截面，产生合适的局部阻力损失 (或沿程损失 )，
使制冷剂压力骤降，与此同时一部分液态制冷剂
汽化，吸收潜热，使节流后的制冷剂成为低压低
温状态。 降温降压。
常用的节流机构,手动膨胀阀、浮球式膨胀阀、
热力膨胀阀、电子膨胀阀、毛细管等。
一、热力膨胀阀
（一）内平衡式热力膨胀阀
1、基本结构和工作原理
制
冷
技
术
?热力膨胀阀
实物图
制
冷
技
术
感应部分、传动部分、执行部分、调节部分
制
冷
技
术
工作原理：
制
冷
技
术
pl—— 阀后制冷剂的压力，作用在膜片下部，
使阀门向关闭方向移动；
p2—— 弹簧作用力，也施加于膜片下方，使阀
门向关闭方向移动，其作用力大小可通过调整
螺丝予以调整；
p3—— 感温包内制冷剂的压力，作用在膜片上
部，使阀门向开启方向移动，其大小取决于感
温包内制冷剂的性质和感温包感受的温度。
对于任一运行工况，此三种作用力均会达到
平衡，即 p1＋ p2=P3，
此时，膜片不动，阀芯位置不动，阀门开度一
定。制冷剂流量一定。
制
冷
技
术
如何实现一定的过热度？
R22,P1=0.584MPa t0=tA=5oc tc=10oc
P3=0.681MPa P2=0.097MPa
若 P2>0.097,其它不变，则 tc>10oc,过热度大于 5 度,
制
冷
技
术
适应蒸发器负荷的制冷剂流量调节过程：
1）当蒸发器负荷增加时，流量还来不及调节，汽化段缩短，过热段
延长，出口过热度增加，这时,P3增大,p1＋ p2<P3，膜片下移，开
启度增加，流量增加，适应负荷需要，随着流量增加,P3减小，最终，
p1＋ p2=P3达到平衡。（动态平衡）
2）当蒸发器负荷减小时，流量还来不及调节，汽化段延长，过热段
缩短，出口过热度减小，这时,P3减小,p1＋ p2>P3，膜片上移，开
启度减少，流量减少，适应负荷需要，随着流量减少,P3增大，最终，
p1＋ p2=P3达到平衡。（动态平衡）
制
冷
技
术
（二）外平衡式热力膨胀阀
1、基本结构与工作原理：
制
冷
技
术
与内平衡式热力膨胀阀不同之处,P1不同,?
若假设蒸发器压力降为 0.036MPa，则 Pc=0.584-0.036=
0.548MPa,饱和温度为 3oc，
1）采用内平衡式热力膨胀阀,tc=10oc,过热度为 7oc ；
2）采用外平衡式热力膨胀阀,P3＝ 0.097+0.548＝
0.645MPa,感温包感受出口温度为 8oc,过热度为 5oc 。
制
冷
技
术
一般情况下,R22蒸发器压力降 ΔP0达到下表
4,2所规定的值时，应采用外平衡式热力膨胀阀。
此外，使用带分液器的蒸发器时，也应使用外
平衡式 热力膨胀阀，即将分液器引起的压降按
ΔP0处理，才能保证蒸发器的工作能力得以正常
发挥。
制
冷
技
术
（三）安装热力膨胀阀时应注意的问题
①膨胀阀应正立式安装，不允许倒置。
②感温包安装在蒸发器的出气管上，紧贴包缠在
水平无积液的管段上，外加隔热材料缠包，或插
入吸气管上的感温套内。
③当水平回气管直径小于 22mm时，感温包可扎
在回气管顶部；当水平回气管直径大于 22mm时，
感温包可扎在回气管下侧 45° 处，以防管子底部
积油等因素影响感温包正确感温。
④外平衡膨胀阀的平衡管一般都安装在感温包后
面 100mm处的回气管上，并应从管顶部引出，以
防润滑油进入阀内。
制
冷
技
术
⑤ 一个系统中有多个膨胀阀时，外平衡管应接到
各自蒸发器的出口。
制
冷
技
术
二、浮球式膨胀阀
（一）基本结构和工作原理
制
冷
技
术
制
冷
技
术
三、热电膨胀阀（电动膨胀阀）
热电膨胀阀也称电动膨胀阀。它是利用热敏电阻的
作用来调节蒸发器供液量的节流装置。热电膨胀阀的基
本结构以及与蒸发器的连接方式如图所示。热敏电阻具
有负温度系数特性，即温度升高，电阻减小。它直接与
蒸发器出口的制冷剂蒸气接触。在电路中，热敏电阻与
膨胀阀膜片上的加热器串联，电热器的电流随热敏电阻
值的大小而变化。
制
冷
技
术
当蒸发器出口制冷剂蒸气的过热度增加时，热敏电阻度
升高，电阻值降低，电加热器的电流增加，膜室内充注
的液体被加热而温度增加，压力升高，推动膜片和阀杆
下移，使阀孔开启或开大。当蒸发器的负荷减小，蒸发
器出口蒸气的过热减小或者变成湿蒸气时，热敏电阻被
冷却，阀孔就关小或关闭。这样热电膨胀阀可以控制蒸
发器的供液量，使其与热负荷相适应。
制
冷
技
术
四、毛细管
（一）基本结构和工作原理
1、制冷工程中一般称内径 0.5～ 2mm左右，长度
在 1～ 4m左右的紫铜管为毛细管。
2、它主要是靠其管径和长度的大小来控制液体制
冷剂的流量以使蒸发器能在适当的状况下工作。
1)当管径一定时，流体通过的管道短则压降小，流
量大；反之，压降大且流量小。
2)当长度一定时，流体通过的管径大则压降小，流
量大；反之，压降大且流量小。
制
冷
技
术
当毛细管入口为过冷液体时,1－ 2段压力下降，温度变
化不大，到 2点时变为某一压力下的的饱和液体；管中
出现气泡，变为气液两相流动（湿蒸气），压力、温度
急剧下降。
若毛细管入口为饱和液体或湿蒸气时，无液体段,1,2
点重合,2点后的变化相同。
制
冷
技
术
3、毛细管的长度与直径的选择：
1）计算法
有关文献中关于毛细管的长度与直径的经验公式，
现介绍作为参考：
L-------毛细管长度,m
Di－－－－ 毛细管直径,mm
制
冷
技
术
2）图表法
在选配时根据已知条件通过线图近似地选择毛细
管的参数。
图 4示出了 R22,R12毛细管初步选择曲线图。
制
冷
技
术 若已知一 R22制冷装置制冷量 Qo=697.8W.在图中可以有 A、
B,c三个反映毛细管参数的点，即得到 3种长度和内径的
毛细管，即 di为 0,8,0.9和 1.0mm，长度 L为 0.9,1.5和
2.8m，可从此 3个结果中选取一种作为初选毛细管尺寸。
制
冷
技
术
（二）特点
优点：结构简单、无运动部件、价格低廉、压缩机停机
后，容易达到压力平衡，减轻启动负荷。
缺点：调节性能差。
影响制冷剂流量（供液量）的因素：
A、毛细管的几何尺寸（长度、内径）
长度长、内径小，流量小
B、入口制冷剂的参数（温度、压力）
压力大，流量大
C、蒸发压力 P0
当 P0＞ Pc（临界压力）时，流量随 P0减小而增加；
当 P0＝ Pc（临界压力）时，流量最大；
当 P0＜ Pc（临界压力）时，流量不变。
制
冷
技
术
适用：蒸发温度变化范围不大、负荷比较稳定的
制冷装置。比如家用冰箱、空调等
制
冷
技
术
第二节 辅助设备
一、油分离器
1、原因：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
壁上的部分润滑油，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。若
润滑油随压缩机排出的制冷剂蒸气进入制冷循环，
则会产生以下不良影响：
1）由于氨与油互不相溶，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。
制
冷
技
术
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％。
2）对于氟利昂制冷系统，可溶于润滑油，润滑
油滞留在蒸发器中，影响换热效果。
3）进入节流机构时，由于温度不断降低，润滑
油可能析出石蜡而将阀孔堵塞。
2、作用：将夹杂在压缩机排气中的润滑油蒸气
大部分分离出来，并设法送回压缩机。
3、位置：压缩机至冷凝器之间的排气管道上。
制
冷
技
术
4、基本结构与工作原理：
制
冷
技
术
基本工作原理：主要就是利用
A）润滑油和制冷剂蒸气的密度不同；
B）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)；
C）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；
D）利用离心力将油滴甩出去，
E）采用氨液洗涤，或用水进行冷却降低气体温
度，使油蒸汽凝结成油滴，
F）设置过滤层。
制
冷
技
术
1） 离心式油分离器 的油分离效果较好，适用于大型制冷
系统。 压缩机的排气 经油分离器进气管沿 切线方向进入
筒内，随即沿螺旋导向叶片高速旋转并自上而下流动。
借离心力的作用 将排气中密度较大的油滴抛在筒壁上分
离出来，沿壁流下，沉积在筒底部。 蒸气经筒体中心的
出气管内多孔板引出 。
筒侧装有浮球阀，当油面上升到上
限位时，润滑油通过浮球阀打开阀
芯，自动向压缩机曲轴箱或集油器
排油。有的在油分离器外部还设有
冷却水套，使混合汽体在其中又受
到冷却水的冷却并通过降低流速和
改变流向的作用，进一步得到分离。
制
冷
技
术
2)惯性式油分离器：当压缩机排出的高压制冷剂气体进
入分离器后，由于过流截面较大,气体流速突然降低并
改变方向,加上进气时几层 金属丝网的过滤作用,即将
混入气体制冷剂中的润滑油分离出来，并下滴落聚集在
容器底部。当聚集的润滑油量达一定高度后，则通过自
动回油阀，回到压缩机曲轴箱。
制
冷
技
术
3）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。
制
冷
技
术
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。
制
冷
技
术
4）填料式油分离器（过滤式油分离器）的结构如图所
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。
制
冷
技
术
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。
制
冷
技
术
二、储液器（高压储液器）
1、原因：蒸发器负荷变化幅度较大时，供液量变化较大，
四大部件的调节能力有限，故需一个容器，以适应负荷
变化。
2、作用,A）贮存制冷剂液体
B）调节向蒸发器的供液量
3、位置：冷凝器之后节流机构之前的液体管道上
4、基本结构与工作原理：
制
冷
技
术
三、气液分离器
1、原因：
1）制冷剂液体在蒸发器内剧烈沸腾后被压缩机
吸入，不可避免地夹带部分液滴，若液滴进入气
缸，易造成液击现象，损坏压缩机。
2）若制冷系统长时间停用，蒸发器内存有制冷
剂液体，一旦开机时，蒸发器中液态制冷剂来不
及全部蒸发，若液滴被吸入压缩机，易损坏压缩
机。
2、作用：
实现蒸发器出口制冷剂气体、液体分离，避免
液击现象。 （还有一种情况？）
位置：蒸发器至压缩机的气体管道上。
制
冷
技
术
基本结构与工作原理：
制
冷
技
术
四、干燥器与过滤器
1、设过滤器原因：
A)制冷剂本身的纯度
B）压缩机运转中有部分金属粉末磨损落下进
入制冷系统，
C）管道焊接时，有部分焊渣、氧化皮进入制
冷系统
堵塞阀孔。
设干燥器原因：
A)制冷剂含水量超标
B)制冷系统干燥不彻底
制
冷
技
术
冰堵、腐蚀金属。
2、作用：两者合一，干燥水分，过滤杂质。
3、位置：冷凝器之后，节流机构之前的液体管
道上, (思考？）
4、基本结构与工作原理：
制
冷
技
术
过滤作用,
氨过滤器为 2－ 3层钢丝网，
滤气时的网孔为 0.2mm，滤液时网孔为 0.1mm。
制
冷
技
术 氟利昂过滤器采用铜丝网
制
冷
技
术
吸湿作用：
干燥剂：硅胶、分子筛、无水氯化钙
制
冷
技
术
第六章 蒸气压缩式制冷系统
第一节 蒸气压缩式制冷系统的典型流程
一、氟利昂制冷系统
制
冷
技
术
压缩机 油分离器 蒸发式冷凝器
储液器 回热器 过滤器
热力膨胀阀 空气冷却器（蒸发器）
回热器 压缩机
制
冷
技
术
二、氨制冷系统
制
冷
技
术
压缩机 油分离器 卧式壳管式冷凝
器 储液器 过滤器
膨胀阀 蒸发器 压缩机
制
冷
技
术
第四节 制冷机组（自学）
一、活塞式冷水机组
二、螺杆式冷水机组
三、离心式冷水机组
注意：
1、活塞式冷水机组中压缩机的控制和保护仪器、
仪表。
2、螺杆式冷水机组中的润滑油系统。
3、离心式冷水机组中的抽气回收装置。
