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空调辅助设备:膨胀阀、干燥器、分油器、集油器……

发布于:2025-04-16 10:45:16 来自:暖通空调/暖通资料库

来源:制冷空调换热器

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作者:HETA

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    空调系统的高效运行离不开各种辅助设备的支持。本文从技术角度对空调常用的辅助设备进行了全面的介绍和分析。                    


一、膨胀阀      
       

  膨胀阀是制冷系统的节流元件,其作用是将高压液态制冷剂节流成低压制冷剂,并根据蒸发器的负荷调节制冷剂的流量。常见的膨胀阀种类有热力膨胀阀、电子膨胀阀、毛细管等。    

热力膨胀阀利用蒸发器出口过热度的变化,通过热力元件感应蒸发压力,进而调节阀门开度。其主要由阀体、热力元件、平衡组件等构成。阀芯与阀座间隙的大小决定了制冷剂的流量。热力元件通常采用蒸发温度敏感的填充液体,使阀门能够根据负荷变化快速响应。

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电子膨胀阀

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电子膨胀阀通过电磁线圈控制阀芯的升降,从而调节流量。其由阀体、电磁线圈、电机等组成。控制器根据蒸发器出口过热度,输出 PWM 信号驱动电磁线圈,进而带动阀芯运动。电子膨胀阀具有调节精度高、响应速度快的优点,但成本相对较高。  

毛细管是一种狭长的铜管,内径一般为 0.6~1.2mm 。其利用摩擦阻力实现节流。毛细管结构简单,成本低,但调节性能较差,只适用于小型空调。  

膨胀阀的选型需要考虑制冷剂种类、系统冷量、蒸发温度等因素。阀门直径、阀芯行程等参数影响调节精度。合适的膨胀阀能够实现蒸发器的最佳充灌量,保证系统安全、高效运行。


二、干燥过滤器      
       

  干燥过滤器安装在液体管路中,用于吸附制冷剂中的水分和杂质,包括干燥剂、过滤网等。水分会导致毛细管堵塞、膨胀阀结冰等故障,因此必须予以去除。    

干燥剂常用的材料有硅胶、分子筛、活性氧化铝等。硅胶吸附量大,但化学性质活泼,使用温度有限。分子筛孔径均匀,吸附水分能力强,但容易粉化。活性氧化铝再生温度低,价格便宜,是最常用的干燥剂。  

过滤网采用金属丝网或烧结金属粉末制成,能够拦截固体杂质,防止管路堵塞。过滤精度一般控制在 15~75μm 。此外,壳体设计时要考虑制冷剂的分布情况,尽可能扩大干燥剂的利用率。  

干燥过滤器的容量应根据系统充注量、工作温度、更换周期等因素确定。吸附饱和后需要及时更换,否则会成为污染源。一般情况下, 5 匹空调的干燥过滤器每 3 年更换一次较为合适。  

1、作用:只在氟里昂系统中使用。

①清除制冷剂中的机械杂质,防止脏堵。

②吸附制冷剂中的水分,防止冰堵。

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2、位置:在供液管路的热力膨胀阀前。

3、结构:滤网采用镀锌铁丝网或铜丝网,滤网间的空间装有干燥剂,常用的干燥剂有硅胶、无水氯化钙和分子筛。

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三、油分离器      
       
 


压缩机排气通常含有大量润滑油,需要进行回收利用。油分离器安装在压缩机排气管路上,利用旋流、碰撞、过滤等原理分离油滴。常见的油分离器结构有旋流式、玻璃纤维滤网式、离心式等。  

旋流式油分离器利用制冷剂的旋流运动产生离心力,使油滴附着在壳体内壁上。壳体上部设有出气口,下部设有回油口。该种油分离器结构简单,分离效率高,压降小,适用范围广。  

玻璃纤维滤网式油分离器内装填有多层玻纤滤网,排气通过滤网时,油滴被截留。滤网采用交错排列,具有很大的通流面积,因此流阻小。但其分离效率受滤网孔径影响较大,需要定期清洗或更换。  

离心式油分离器利用高速旋转的叶轮产生离心力,使油滴与气体分离。其特点是尺寸小、分离效率高,但存在噪音大、易磨损等问题,在小型空调中应用较少。  

油分离器的分离效率一般要求达到 98% 以上。容量选择时需考虑压缩机排气量、含油率等参数。回收的润滑油通过单向阀或定时电磁阀返回压缩机,以保证其油位在合适范围内。

1、作用:分离制冷剂中携带的润滑油。

2、位置:压缩机后、冷凝器前。

3、类型:


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四、冷凝水提升装置      
       

  空调系统运行时,蒸发器表面温度低于室内空气露点,会产生大量冷凝水。为防止积水溢出,需要安装冷凝水提升装置。常用的提升方式有重力式、虹吸式、压缩空气式等。

   

重力式提升装置利用冷凝水的重力自流,将其排至室外或排水管道。该装置结构简单,无需外部能源,但要求室内机高于排水口,适用范围有限。  

虹吸式提升装置由集水盒、虹吸管、排水管等组成。冷凝水先储存在集水盒中,当达到一定液位时,在虹吸作用下迅速排空。该装置能够克服一定的高差,但排水管容易堵塞,需要定期清理。  

压缩空气式提升装置利用压缩空气的压力将冷凝水排出。系统设有储水箱和气压源。当储水箱液位达到上限时,打开排水电磁阀,同时气压源向箱内充气,将水排至排水管。该装置提升高度可达数米,但噪音较大,能耗高。  

除上述常见装置外,市场上还有电动泵、导流板等形式的冷凝水提升装置。设计时应根据机房布置、排水管线走向等因素,选择合适的提升方式。提升装置应具有足够的排水能力,并留有一定裕度。


五、风机盘管      
       

  风机盘管是空调末端常用的空气调节设备,由供回水盘管、轴流风机和过滤器等组成。其利用冷冻水与空气的热交换实现制冷或制热。风机盘管占地面积小、安装灵活、可独立控制,广泛应用于宾馆、写字楼等场所。

   

盘管采用内螺纹铜管,表面镶嵌波纹状铝箔翅片,具有良好的导热性能。管程直径和排数、翅片间距等参数影响换热效果。左右两侧设有供回水管,并装有调节阀和放气阀。

 

轴流风机提供空气循环动力。风量大小与转速成正比。风叶采用 engineering plastic 等材料,强度高、重量轻。风机与水盘管的匹配关系影响设备性能。风量过大会产生噪音和气流短路,而风量不足则换热不充分。  

初效过滤器安装在回风口,用于阻挡灰尘等颗粒物。过滤器的阻力会影响风机功率。定期清洗或更换可保持良好的空气品质和风量。  

风机盘管的选型参数包括制冷量、风量、进出水温度、水压降等。在满足房间负荷的基础上,应兼顾噪声、能耗等因素。安装时需要注意空气分布均匀性,避免气流直吹和死角区域。  



 

 
集油器      
         

1、作用:收集并放出润滑油。

2、应用:小型制冷装置采用一台集油器。


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3、位置:

①大中型采用高、低压集油器;高压集油器放在油分离器附近。

②低压集油器放在低压循环贮液;器或排液桶附近。

4、结构:圆筒形密闭压力容器。

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贮液器      
         

集油器和贮液器分别承担着收集和贮存的任务。集油器确保压缩机的润滑油得以回收和循环使用,而贮液器则负责存储多余的制冷剂,以应对系统运行中的需求变化。它们就像是制冷系统的仓库管理员,合理调配资源,保障系统高效运行。  

1、作用:贮存高压制冷剂液体;稳定/调节供液量;系统液封;

2、位置:冷凝器之后;

3、管道连接:直通式、波动式

贮液器的功用是贮存和调节供给制冷系统内各部分的液体制冷剂。

各种贮液器的结构大致相同,都是用钢板焊成的圆柱形容器,简体上装有进液、出波、放空气、放油、平衡管及压力表等管接头;但各种贮液器的功用不同。


(1)高压贮液器

设在冷凝器之后,与冷凝器排液管直接联通,使冷凝器内的制冷剂液体能通畅地流入高压贮液器,这样可充分利用冷凝器的冷却面积,提高其传热效果。另外当蒸发器热负荷变化时,制冷剂的需要量随之变化,贮液器能起调节制冷剂循环量的作用。


(2)低压贮液器

只在大型制冷设备中使用。其功用是收集蒸发器回气管路上氨液分离器中分离出来的低压氨液,以免液滴随回气冲入压缩机。具有多种蒸发温度的制冷系统中,应分别设置低压贮液器。


 
空气分离器      
         

1、作用:分离制冷剂中混杂不凝性气体(在制冷系统冷凝温度冷凝压力下不能冷凝的气体),并回收净化后的制冷剂。

2、位置:冷凝器和高压贮液器的旁边。

3、原理:降温冷凝

4、类型:(1)立式(2)卧式

5、注意事项:

(1)氟里昂制冷系统没有专用的放空气装置,因空气积存于冷凝器的上部,停机时打开冷凝器顶部的放空气阀即可。

(2)氟里昂制冷系统放空气最好停机进行。

(3)氨制冷系统放空气则应在开机时进行。


制冷系统中不凝性气体有何危害?

①凝性气体占据换热空间,使换热设备的传热效果变差。

②压缩机的排气压力、温度升高,压缩机耗功增加。


 
气液体分离器      
         

1、作用:将制冷剂蒸气与制冷剂液体进行分离。

2、特点:低压设备。

3、结构:大容积罐形设备。

4、类型:

①机房用:分离蒸发器来的低压蒸气中的液滴,避免压缩机湿压缩。主要用于氟里昂系统。

②库房用:分离由节流阀来的闪发气体,只让氨液进入蒸发器;兼分配液体;分离回气液滴。主要用于重力供液的氨系统。


 
过滤器      
         

1、作用:清除制冷剂中的机械杂质,如金属屑、焊渣等。

2、类型:

①氨液过滤器:

a、位置:调节阀、电磁阀、氨泵前的液体管路上

b、结构:

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②氨气过滤器:

a、位置:压缩机吸气管路上

b、结构:

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3、选型:口径D N


 
四通阀      
         

过滤器在制冷系统中充当守门员的角色,阻挡一切可能对系统造成伤害的杂质。而四通阀,则是热泵系统中的指挥官,负责切换制冷剂的流向,让系统能够根据需要提供冷气或热气。  

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参考文献:
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