4.8　制冷设备

蒸气压缩式制冷系统主要包含压缩机、冷凝器、节流阀和蒸发器四种主要设备，气体液化系统也主要由压缩机、冷却器、蓄冷器、节流设备、膨胀机等组成。此外，除了主要设备外，还有许多其他辅助设备，如油分离器、集油器、储液桶、汽液分离器、空气分离器、中间冷却器等。

各种设备虽然种类繁多，但归类却不外乎压缩机、换热器、膨胀设备、容器类及各种阀等辅助设备。本节对这几类设备进行简要介绍。

4.8.1　压缩机

4.8.1.1　活塞压缩机

（1）工作原理

活塞压缩机的主要零部件及其组成如图4-55所示。压缩机的机体由气缸体2和曲轴箱3组成。气缸体中装有活塞5，曲轴箱中装有曲轴1，通过连杆4将曲轴和活塞连接起来。在气缸顶部装有吸气阀9和排气阀8，通过吸气腔10和排气腔7分别与吸气管11和排气管6相连。当原动机带动曲轴旋转时，通过连杆的传动，活塞在气缸内作上下往复运动，并在吸排气阀的配合下，完成对制冷剂的吸入、压缩和输送。

1—曲轴；2—气缸体；3—曲轴箱；4—连杆；5—活塞；6—排气管；7—排气腔；8—排气阀；9—吸气阀；10—吸气腔；11—吸气管

（2）工作过程

如图4-56所示，活塞压缩机的制冷工作循环分为四个过程：

①压缩过程。当活塞处于最下端位置1-1（称为内止点或下止点）时，气缸内充满了从蒸发器吸入的低压蒸气，吸气过程结束；活塞在曲轴-连杆机构的带动下开始向上移动，吸气阀关闭，气缸工作容积逐渐减小，气缸内的制冷剂受压缩，温度和压力逐渐升高。活塞移动到2-2位置时，排气阀开启，开始排气。制冷剂在气缸内从吸气时的低压升高到排气压力的过程称为压缩过程。

②排气过程。活塞继续向上运动，气缸内制冷剂的压力不再升高，制冷剂不断地通过排气管流出，直到活塞运动到最高位置3-3（称为外止点或上止点）时排气过程结束。制冷剂从气缸向排气管输出的过程称为排气过程。通过排气过程，制冷剂进入冷凝器。

③膨胀过程。活塞运动到上止点时，由于压缩机的结构及制造工艺等原因，气缸中仍有一些空间，该空间的容积称为余隙容积。排气过程结束时，在余隙容积中的气体为高压气体。活塞开始向下移动时，排气阀关闭，吸气腔内的低压气体不能立即进入气缸，此时余隙容积内的高压气体因容积增加而压力下降，直至气缸内气体的压力降至稍低于吸气腔内气体的压力，即将开始吸气过程时为止，此时活塞处于位置4-4。活塞从3-3移动到4-4的过程称为膨胀过程。

④吸气过程。通过吸气过程将制冷剂吸入气缸。活塞从位置4-4继续向下移动，气缸内气体的压力继续降低，其与吸气腔内气体的压差力推开吸气阀，吸气腔内气体进入气缸内，直至活塞运动到下止点时吸气过程结束。制冷剂从吸气腔被吸入到气缸内的过程称为吸气过程。

（3）特点

在各种类型的制冷压缩机中，活塞压缩机问世最早，至今还是广为应用的一种机型，原因是：

①能适应较广阔的压力范围和制冷量要求。

②热效率较高，单位制冷量耗电量较少，特别是在偏离设计工况运行时更为明显。

③对材料要求低，多用普通钢铁材料，加工比较容易，造价也比较低廉。

④技术上成熟，生产使用上积累了丰富的经验。

⑤装置系统比较简单。

活塞压缩机的上述优点，使其在各种领域中，得到了广泛的应用。特别是在中小制冷量范围内，成为应用最广、生产批量最大的一种机型。然而，活塞压缩机也有其不足之处：

①转速受到限制。单机输气量大时，机器显得很笨重，电动机体积也相应增大。

②结构复杂，易损件多，维修工作量大。

③运转时有振动。

④输气不连续，气体压力有波动等。

随着喷油螺杆压缩机和离心压缩机的迅速发展，它们在大制冷量范围内的优越性（结构简单紧凑、振动小、易损件少和维护方便等）日益显示出来。因而，一般认为将活塞压缩机的制冷量上限维持在350～550kW以下较为合适。我国高速多缸压缩机系列中，最大的8AS17型氨制冷压缩机中温考核工况制冷量为512kW。

4.8.1.2　涡旋压缩机

1905年法国寇克斯（LeonCreux）发明了涡旋压缩机，由于加工困难，没有产品，直至20世纪70年代美国研制出一台氦气涡旋压缩机，并将其用于潜艇推进实验系统上，后来日本三菱公司购下专利，于1982年汽车空调使用了涡旋压缩机。其功率范围是1～15kW，它是一种目前应用很广泛的压缩机。

（1）工作原理

涡旋压缩机的结构如图4-57所示。它由运动涡旋盘（动盘）、固定涡旋盘（静盘）、机体、防自转环、偏心轴等零部件组成。动盘1和静盘2的涡线呈渐开线形状，安装时两者中心距离为一个回转半径e，相位差180°。这样，两盘啮合时，与端板配合形成一系列月牙形柱体工作容积。静盘2固定在机体3上，涡线外侧设有吸气室，端板中心设有排气孔。动盘1由一个偏心轴5带动，使之绕静盘的轴线摆动。为了防止动盘的自转，结构中设置了防自转环4，该环的上下端面上具有两对相互垂直的键状突肋，分别嵌入动盘的背部键槽内。制冷剂蒸气由涡旋体的外边缘吸入到月牙形工作容积中，随着动盘的摆动，工作容积逐渐向中心移动，容积逐渐缩小，使气体受到压缩，最后由静盘中心部位的排气孔轴向排出。

1—动盘；2—静盘；3—机体；4—防自转环；5—偏心轴；6—进气口；7—排气口

涡旋压缩机的工作过程如图4-58所示。当动盘位置处于0°[图4-58（a）]，涡旋体的啮合线在左右两侧，由啮合线组成了封闭空间，此时完成了吸气过程；当动盘顺时针方向公转90°时，处于上下位置，如图4-58（b）所示，封闭空间的气体被压缩，与此同时，涡旋体的外侧进行吸气过程，内侧进行排气过程，当动盘公转180°时[图4-58（c）]，涡旋体的外、中、内侧分别继续进行吸气、压缩、排气过程；动盘继续公转至270°时[图4-58（d）]，内侧排气过程结束，中间部分的气体压缩过程也告结束，外侧吸气过程仍在继续进行；当动盘转至原来如图4-58（a）所示的位置时，外侧吸气过程结束，内侧吸气过程仍在继续进行；如此反复循环。由以上分析可以看出，涡旋压缩机的工作过程仅有进气、压缩、排气三个过程，而且是在主轴旋转一周内同时进行的，外侧空间与吸气口相通，始终处于吸气过程，内侧空间与排气口相通，始终处于排气过程，而上述两个空间之间的月牙形封闭空间内，则一直处于压缩过程。因而可以认为吸气和排气过程都是连续的。

1—压缩室；2—进气口；3—动盘；4—静盘；5—排气口；6—吸气室；7—排气室；8—压缩室

（2）特点

①效率高。涡旋式压缩机的吸气、压缩、排气过程是连续单向进行，因而吸入气体的有害过热小；相邻工作腔间的压差小，气体泄露少；容积效率就高，通常高达95%以上；运动速度低，摩擦损失小；没有吸气阀，也可以不设置排气阀，所以气流的流动损失小。涡旋式压缩机的效率比往复式约高10%。

②力矩变化小，振动小，噪声低。

③结构简单，体积小，质量轻，可靠性高。涡旋式压缩机构成压缩室的零件数目与滚动转子式以及往复式的零件数目之比为1∶3∶7，所以涡旋式的体积比往复式小40%，质量轻15%；又由于没有吸气阀和排气阀，易损零件少，加之有轴向、径向间隙可调的柔性机构，能避免液击造成的损失及破坏，故涡旋式压缩机的运行可靠性高；因此，涡旋式压缩机即使在高转速下运行也保持高效率和高可靠性，其最高转速可达13000r/min。

4.8.1.3　螺杆压缩机

（1）工作原理

双螺杆制冷压缩机的主要运动部件是装于机体内的相互啮合的一对转子。转子的齿槽与机体内圆柱面及端壁面之间的空间容积，构成了压缩机的工作容积，称为基元容积。

阳转子的齿周期性地侵入阴转子的齿槽，并且随着转子的旋转，空间接触线不断地向排气端推移，致使转子的基元容积逐渐缩小，基元容积内的气体的压力不断升高，达到压缩气体的目的。它的整个工作过程可分为吸气、压缩、排气三个阶段，如图4-59所示。

①吸气过程　阴、阳转子各有一个基元容积共同组成一对基元容积。当该基元容积与吸入口相通时，气体经吸入口进入该基元容积对。因转子的旋转，转子的齿连续地脱离另一转子的齿槽，使齿间基元容积逐渐扩大，气体不断地被吸入，这一过程称为吸气过程，如图4-59（a）所示。当转子旋转一定角度后，齿间基元容积达最大值，并超过吸入孔口位置，与吸入孔口断开，吸气过程结束（压缩过程开始），如图4-59（b）所示。此时阴、阳转子的齿间容积彼此并未相通。

②压缩过程　转子继续转动，两个孤立的齿间基元容积相互沟通，随着两转子的相互啮合，基元容积不断缩小，气体受到压缩，该压缩过程直到转子旋转到使基元容积与排气孔口相通的一瞬间为止，如图4-59（c）所示。

③排气过程　当基元容积和排气孔口相通时，排气过程开始，该过程一直进行到两个齿完全啮合、基元容积对的容积值为零时为止，如图4-59（d）所示。

一对转子可以组成多个基元容积对，彼此由空间封闭的啮合接触线所隔开。每一对基元容积内的压力不同，各自完成自己的吸气、压缩、排气过程，如此循环不息，由于螺杆压缩机的转速较高，因此它的工作过程可近似看作连续的工作过程。

为了实现吸气、压缩、排气过程，转子是不允许倒转的，从吸入端来看，转子的转向必须与转子螺旋面的旋向相反，因此，在装配时必须注意原动机的转向。

（2）特点

就压缩气体的原理而言，螺杆压缩机与活塞压缩机同属容积型压缩机，但就其运动形式来看，它又与离心压缩机类似，转子作高速旋转运动，所以螺杆压缩机兼有活塞式和离心式两类压缩机的特点。

①具有较高转速（3000～4400r/min），可与原动机直联。因此，单位制冷量的设备体积小、重量轻、占地面积小、输气脉动小。

②没有吸、排气阀和活塞环等易损件，故结构简单、运行可靠、寿命长。

③因向气缸中喷油，油起到冷却、密封、润滑的作用，因而排气温度低（不超过90℃）。

④没有往复运动部件，故不存在不平衡质量惯性力和力矩，对基础要求低，可提高转速。

⑤具有强制输气的特点，输气量几乎不受排气压力的影响。

⑥对湿行程不敏感，易于操作管理。

⑦没有余隙容积，也不存在吸气阀片及弹簧等阻力，因此容积效率较高。

⑧输气量调节范围宽，且经济性较好，小流量时也不会出现像离心压缩机那样的喘振现象。

⑨油泵供油时，油路系统复杂。

⑩内压比固定，存在压缩不足或过压缩的可能性。

⑪转子加工精度高。

⑫泄漏量大。

目前，螺杆式压缩机在制冷技术中得到了广泛的应用，制冷量也较大，可以做到几百千瓦。

4.8.1.4　离心压缩机

离心制冷压缩机的冷量属中、大型范畴，广泛用于大型空气调节系统和石油化学工业。

（1）工作原理

离心制冷压缩机的工作原理与容积型压缩机不同，它是依靠动能的变化来提高气体的压力的，它由转子和定子等部分组成。当带叶片的转子转动时，叶片带动气体运动，把功传递给气体，使气体获得动能。定子部分则包括扩压器、弯道、回流器、蜗壳等，它们是用来改变气流的运动方向及把速度能转变为压力能的部件。制冷剂蒸气由轴向吸入，沿半径方向甩出，故称离心压缩机。

图4-60示出气体通过叶轮和扩压器时，压力和速度的变化情况，其中ABC为气体的压力变化线，DEF为气体的速度变化线，气体通过叶轮时，压力由A升至B，速度由D升至E；气体由叶轮流出，通过扩压器时，压力由B升至C，而速度由E降为F。

（2）总体结构

离心制冷压缩机可分为开启式和封闭式两大类型，开启式的压缩机与原动机分开，增速齿轮可以与压缩机装在同一机壳内，也可以单独装在机外，压缩机轴的外伸端装有机械密封，以防制冷剂外泄或空气漏入。封闭式则是将压缩机、增速齿轮、原动机用一个壳体连成一体，轴端不需要机械密封。氟利昂离心制冷压缩机为了减少制冷剂的泄漏，大多采用封闭式结构。

由于使用场合、工况（冷凝温度、蒸发温度）及采用的制冷剂的不同，要求离心压缩机产生的能量也各有所异，因此，离心制冷压缩机有单级和多级之分。在空气调节系统中，由于蒸发温度（压力）较高，压缩比较小，一般都采用单级压缩，它的构造如图4-61所示，当蒸发温度较低，压缩比较大时则采用多级压缩。它由数个工作轮组成，每一个工作轮与其相配合的固定元件组成一个“级”，级数越多、转速越高，所产生的能量头也越大。它的构造如图4-62所示。

1—轴；2—轴封；3—工作轮；4—扩压器；5—蜗壳；6—扩压器叶片；7—工作轮叶片

1—顶轴器；2，13—套筒；3—止推轴承部；4—止推轴承；5—轴承；6—调整块；7—机械密封部；8—进口导叶；9—隔板；10—轴；11—调整环；12—连接件

（3）离心压缩机特点

离心压缩机与活塞压缩机相比，具有如下特点：

①无往复运动部件、动平衡特性好、振动小、基础要求简单。

②无进排气阀、活塞、气缸等磨损部件，故障少、工作可靠、寿命长。

③机组单位制冷量的质量、体积及安装面积小。

④机组的运行自动化程度高，制冷量调节范围广，且可连续无级调节，经济方便。

⑤在多级压缩机中容易实现一机多种蒸发温度。

⑥润滑油与制冷剂基本上不接触，从而提高了冷凝器及蒸发器的传热性能。

⑦对大型离心制冷压缩机，可由蒸汽透平或燃气透平直接带动，能源使用经济、合理。

⑧单机容量不能太小，否则会使气流流道太窄，影响流动效率。

⑨因依靠速度能转化成压力能，速度又受到材料强度等因素的限制，故压缩机的一级压力比不大，在压力比较高时，需采用多级压缩。

⑩通常工作转速较高，需通过增速齿轮来驱动。

⑪当冷凝压力太高或制冷负荷太低时，机器会发生喘振而不能正常工作。

⑫制冷量较小时，效率较低。

综上所述，在蒸发温度不太低和冷量需求量很大时，选用离心制冷压缩机是比较适宜的。

4.8.2　换热器

4.8.2.1　冷凝器

冷凝器的作用主要是将压缩机排出的高温高压状态下的气态制冷剂予以冷却并液化，满足制冷剂在系统中循环使用的要求。

压缩机排出的制冷剂在冷凝器中经历三个放热过程：

①过热蒸气进入冷凝器放热，下降到冷凝温度，成为干饱和蒸气；

②干蒸气在饱和压力下释放出凝结潜热成为饱和液体；

③冷凝温度高于冷却介质温度，使得饱和液体进一步释放显热成为高压过冷液体。

根据冷却方式的不同，冷凝器可分为水冷式、风冷式、水-空气冷却（蒸发式和淋水式）以及靠制冷剂或其他工艺介质冷却的冷凝器。目前水冷式、风冷式、蒸发式冷凝器在制冷装置中使用得比较普遍。按结构可分为壳管式冷凝器、套管式冷凝器、焊接板式冷凝器、风冷式冷凝器及蒸发式冷凝器。

常用冷凝器的主要特点和适用范围见表4-92。

（1）壳管式冷凝器

壳管式冷凝器是将传热管置于壳体之内的冷凝器，按布置形式分为卧式和立式两大类。

①卧式壳管冷凝器　图4-63所示为卧式壳管冷凝器的示意图。卧式壳管冷凝器沿水平方向安装，筒体两端所焊接的管板上焊接或胀接一定数量的传热管。筒体上还设有进气管、出液管、平衡管和安全阀等其他部件连接的接口。当使用氨作为制冷剂时，下部还需设有集油器和放油管。制冷剂由上部进入管束外部空间，冷凝后由下部排出。

1—泄水管；2—放空气管；3—进气管；4—均压管；5—传热管；6—安全阀接头；7—压力表接头；8—放气管；9—冷却水出口；10—冷却水入口；11—放油管；12—出液管；13—管板

一般用带有隔板的封盖封闭筒体两端管板的外侧，全部管束被分隔成几个管组（也称为流程），冷却水从任意一端封盖的下部进入，按顺序通过各个管组后从同一端封盖上部流出，保证每个传热管内充满冷却水。这样就可提高管内冷却水的流动速度，增加冷却水侧的对流换热系数，同时，由于冷却水的行程较长，提高了进出口温差，也减少了冷却水用量。

氨卧式壳管冷凝器的管束多采用外径为ϕ25～ϕ32mm的钢管。氟利昂卧式壳管冷凝器则多采用管束外径为ϕ16～ϕ25mm的外肋铜管，肋高0.9～1.5mm，肋节距0.64～1.33mm，肋化系数（外表面总面积与管壁内表面积之比）等于或大于3.5，以强化氟利昂侧的冷凝换热。例如选用R22作为制冷剂时，在水速1.6～2.8m/s时其传热系数可达1360～1600W/（m2·K）。

②立式壳管冷凝器　如图4-64所示，立式壳管冷凝器的圆筒外壳是由钢板卷焊而成，沿垂直方向布置，两端均各焊接一块管板，外壳上还设有液面指示器以及放气阀、安全阀、平衡阀和放油阀等管接头。与卧式不同，立式在壳体两端不设端盖。板间焊接或胀接有许多根小口径的无缝钢管。冷却水从上部通入管内，吸热后排入下部水池。冷凝器顶部装有配水箱来保证冷却水均匀分配到每根钢管；每根钢管顶端装有一个带斜槽的导流管嘴，冷却水通过斜槽沿切线方向流入管中，并以螺旋线状沿管内壁向下流动，在内壁上形成一层较均匀的水膜，可以提高冷凝器的冷却效果并节省冷却水循环量。

1—放气管；2—均压管；3—安全阀接管；4—配水箱；5—管板；6—进气管；7—无缝钢管；8—压力表接管；9—出液管；10—放油管

高压气态制冷剂从冷凝器外壳的中部进入管束外部空间，管束中可设气道使气体易于与管束各根管的外壁接触。

对于立式壳管冷凝器来说，由于气态制冷剂从中部进入，其方向垂直管束，能很好地冲刷钢管外表面，使形成的液膜不会过厚，故换热系数较高，但总体上仍低于卧式的。表4-93所列为氨立式壳管冷凝器换热系数的参考值。

注：本表适用于管径为ϕ51×3mm无缝钢管。

（2）套管式冷凝器

套管式冷凝器是由外套管以及内穿的单根或多根传热管组成，弯制成螺旋式或蛇形的一种水冷换热器，其外形如图4-65所示。外管采用无缝钢管较多，内管则多使用紫铜管，若为增强冷凝换热，内管可使用滚轧低翅片管。

整个系统为逆流式换热，其中冷却水在内管流动，流向为下进上出；气态氟利昂则在外套管自上向下流动，冷凝后的液体从下部流出。注意套管式冷凝器的盘管总长度不应太长，否则不仅造成传热管内流体的流动阻力过大，而且会造成盘管下部积聚较多的冷凝液，使得传热管的传热面积不能得到充分利用。

同卧式壳管冷凝器两侧对流换热相似，套管式冷凝器的传热管大多为铜制低螺纹高效冷凝管，且制冷剂蒸气同时受传热管内冷却水和无缝钢管外的空气冷却，加上逆向流动布置，故传热效果较好。例如，当R22作为制冷剂时，套管式冷凝器以冷凝管外面积计的传热系数通常大于1200W/（m2·K）。

（3）板式冷凝器

图4-66为板式冷凝器结构及其板片形式的示意图。可以看到，整个换热器由许多不锈钢波纹金属板贯叠连接，板片之间气密性焊接；板上的四个孔作为冷热两种流体的进出口；在板四周的焊接线内，形成传热板两侧的冷、热流体通道。两种流体在流道内也呈逆流流动，通过板壁进行热交换；而板片表面制成的点支撑形、波纹形、人字形等有利于破坏流体的层流边界层的形状，在低流速下形成旺盛紊流，强化了传热；由于板片间形成许多支撑点，冷凝器换热板片所需厚度大大减小。在相同的换热负荷情况下，板式冷凝器与壳管式冷凝器相比体积小，质量轻，所需的制冷剂充注量也大大节省。以水为例，在相同负荷和水速的条件下，板式冷凝器的传热系数可达2000～4650W/（m2·K），是壳管式冷凝器的2～5倍。

图4-66右侧所示的三种板片形状中，点支撑形板片（Ⅰ）是在板上冲压出交错排列的一些半球形或平头形凸状，流体在板间流道内呈网状流动。流动阻力较小。其传热系数K值可达4650W/（m2·K）；水平平直波纹形板片（Ⅱ）的断面形状呈梯形，传热系数可达5800W/（m2·K）；人字形板片（Ⅲ）属典型网状流板片，波纹布置呈人字形，不仅刚性好，且传热性能良好，其传热系数可达5800W/（m2·K）。板式换热器在使用过程出现水侧结垢和制冷剂侧油垢后，传热系数会有所下降，所以在板式冷凝器选型时传热系数推荐采用2100～3000W/（m2·K）。

当系统中存在不凝性气体时，由于制冷剂蒸气在冷凝器表面冷凝，此时不凝性气体将会积聚在冷凝器表面附近阻挡蒸气，因此在使用板式冷凝器的系统中，即使存在少量不凝性气体，也会使传热系数大大降低，所以需要特别注意消除不凝性气体。此外，板式冷凝器的内容积很小，冷凝后的制冷剂液体如不及时排出，将会淹没部分传热面积，因此系统中必须装设储液器。再者，板式冷凝器使用温度较高，要考虑提高冷却水水质以防结垢。

（4）风冷式冷凝器

风冷式冷凝器利用空气作为冷却介质使气态制冷剂冷凝。分为自然对流式和强制对流式两种，图4-67为强制对流式风冷冷凝器。制冷剂蒸气通过进气集管从上部进入肋管管内，分配到各路蛇形管并在管中冷凝，冷凝液在重力作用下从下部流出。在轴流风机或离心风机的作用下，使空气受迫横掠肋管管束，吸收管内制冷剂放出的热量。

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

由于空气侧的对流换热系数远小于管内制冷剂冷凝时的对流换热系数，所以需要在空气侧采用肋管强化空气侧的传热。肋管通常采用铜管铝片、钢管钢片或铜管铜片；传热铜管有光管和内螺纹管两种。肋片多为连续整片，肋片根部翻边后与基管外壁接触，经机械或液压胀管后，二者紧密接触以减少其传热热阻。翻边分为一次翻边和二次翻边两种，其中二次翻边可防止胀管时胀破翻边口，也可保证肋片之间间距。

4.8.2.2　蒸发器

蒸发器的作用是通过制冷剂的蒸发（沸腾），吸收载冷剂的热量，从而达到制冷目的。蒸发器种类很多，常用的蒸发器有表面式、壳管式、排管式、干式蒸发器等。

（1）表面式蒸发器

表面式蒸发器，由许多铜管并绕（或套）有散热片组成。有两排、四排、六排甚至更多排的，这要视其具体用途而定。一般表面式蒸发器都是冷却空气的，利用鼓风机来使空气流经蒸发器的表面。制冷剂则通过分布器（俗称“莲蓬头”）而分路进液，使蒸发管进液均匀，分布器的安装位置很重要，不论蒸发器的安装位置是垂直水平或倾斜的，分布器则必须安装成垂直位置。见图4-68。

（2）壳管式蒸发器

壳管式蒸发器，即在钢制容器内装有许多无缝钢管（或铜管），并连接在两端板上，另有将水通道分成数路的水盖。这时制冷剂在筒体中蒸发，由下端进液，上口接至压缩机吸入口。

壳管式蒸发器只能冷却流体（如水）。在一般的使用中，高温水中的热量被制冷剂液体吸收，被冷却的水利用水泵输送到使用的地方去。制冷剂液体吸热后成为低压气体，回到压缩机被压缩循环使用。在使用时，制冷量的大小对制冷剂进液量的控制有一定关系，一般进液量应控制在容器中心位置（即液面在中心位置）（图4-69），其余的留着使蒸气过热发挥其作用，如液面太高，会使微滴的制冷剂进入压缩机，产生冲缸现象，如果液面太低了，进液量就会减少，制冷量就降低了。

（3）排管式蒸发器

排管式蒸发器适用于冷藏库或浸入水中来降低水温。排管式蒸发器一般采用无缝钢管，有条件的也可采用紫铜管。

用在冷藏库时，把每排排管分布在墙壁的四周，分成几组，每组中再将若干只排管串联起来，以吸收物体的热量而降低库内温度。

用在降低水温时，由几排组成一组放在水箱或水池里。冷却水必须流动，不致使管壁结成冰，故应有搅拌装置，因为冰层成为了排管的隔热层，换热效果就差了。

（4）干式蒸发器

干式蒸发器，其形状与壳管式蒸发器相似。所不同的是液态制冷剂在管道中蒸发，而被冷却的流体在筒体内流动，为了使流体与制冷剂管道进行充分的热交换，所以在筒体内又隔了好几道导流板。干式蒸发器的优点正是壳管式的弱点，壳管式要控制蒸发器内的液面，而干式只要用膨胀阀节流；壳管式蒸发器中的油无法回入压缩机。而干式则可顺利回入，因而产生的壳管式效率低、操作麻烦等缺点在干式中均得到了解决。但是从构造来说，干式的比壳管式要复杂，使用中要注意两封盖的密封性。

4.8.2.3　气液热交换器

气液热交换器也称回热器或回热装置，用于氟利昂制冷装置中，使节流前制冷剂液体与蒸发器出口蒸气进行换热。对于节流前的制冷剂液体它是过冷器，而对于蒸发器出口制冷剂蒸气则是“过热器”。它的作用是：①使制冷剂液体的过冷，在蒸发器中蒸发时能够吸收更多的热量，从而提高系统的制冷效率；②减少液管的闪发气体，保证正常节流，提高节流阀的容量；③使蒸发器出口制冷剂蒸气中夹带的液体汽化，以提高制冷压缩机的容积效率和防止压缩机液击故障；④防止吸气管上凝露或结霜。

对于大中型制冷装置，多采用盘管式气液热交换器，而容量0.5～15kW的制冷装置可采用套管式和绕管式。对电冰箱等小型制冷装置，为简化结构，可不专设气液热交换器，直接将供液管和吸气管绑在一起或并行焊接在一起，或将作为节流装置的毛细管同吸气管绑在一起，后者直接插入吸气管中，构成最简单的气液热交换器。随着板式换热器在制冷空调系统上的广泛应用，也有将其作为气液热交换器使用的。

盘管式气液热交换器结构如图4-70所示。其外壳由无缝钢管制成，内装由光滑紫铜管绕制的螺旋盘管（有时为提高气侧传热系数，可使用外肋片管）。来自冷凝器的高压高温制冷剂液体在盘管内流动，而来自蒸发器的低压低温蒸气则从盘管外部通过，二者作反向流动。

图4-71所示为氟利昂系统中使用的套管式气液热交换器。氟利昂低压蒸气在内管中流动，高压液体在内、外管之间逆向流动。内管内侧刻有螺旋线，外侧设有翅片，可有效地提高换热效率。

1—气管接口；2—液管接口；3—内管；4—外管

为了防止润滑油沉积在气液热交换器的壳体内，制冷剂蒸气在气液热交换器最窄截面上的流速为8～10m/s；设计时，制冷剂液体在管内的流速可取0.8～1.0m/s，这时回热器的传热系数约为240W/（m2·K）。制冷剂蒸气的干度对回热器的换热影响很大，χ0=0.86～0.88的湿蒸气比饱和蒸气的传热系数低1/3。

如果选择气液热交换器的主要目的是为了防止吸气管路上凝霜和结霜，则通常选择一个比由换热计算确定的尺寸大一号的热交换器。

4.8.2.4　中间冷却器

在两级或多级压缩制冷系统中，每两级之间应设置中间冷却器。它用来冷却低压级压缩机的排气，并对进入蒸发器的制冷剂液体进行过冷，此外，对可将低压级压缩机排气中的润滑油分离并使其返回压缩机。

中间冷却器的工作原理是利用扩大流通截面积和改变流向来降低制冷剂流速，并使过热蒸气通过低温液体进行冷却。中间冷却器的结构随系统循环的形式而有所不同。

双级压缩氨制冷装置，采用一次节流中间完全冷却，其中间冷却器用来同时冷却高压氨液及低压压缩机排出的氨气，结构如图4-72所示。它的外壳由钢板焊制而成，其顶部的进气管由顶端伸入到容器内部，其管端周围开口并焊有底盘，以免进入的氨气冲击容器底部聚积的润滑油。在进气管上还设有两个多孔的伞形挡液板，以阻止氨液粒或油粒随着氨气一起被高压级压缩机吸走。低压级压缩机的排气由进气管直接通入中间冷却器下部的氨液内，冷却后所蒸发的氨气由上侧接管流出，被高压级压缩机吸走。用于冷却从高压侧冷凝器返回的氨液的盘管置于中间冷却器的氨液中，其进出口一般经过下封头伸到壳外。

1—安全阀；2—低压级排气进口管；3—中间压力氨液进口管；4—排液阀；5—高压氨液出口管；6—高压氨液进出口管；7—放油阀；8—氨气出口管

中间冷却器中的氨液面非常重要，通常设有浮球阀来自动控制液面。氨液面应比进气管底端高150～200mm。氨液进入容器的方式有两种，一种是通过容器壁上的进液口由浮球阀控制进入，另一种是从进气管侧喷入雾状液体与低压级压缩机的排气一起共同进入。

在设计及选用氨中间冷却器时，其横截面的氨气流速一般不大于0.5m/s，盘管内的高压氨液流速取0.4～0.7m/s，端部温差取3～5℃，这样传热系数为600～700W/（m2·K）。

双级压缩氟利昂制冷装置采用一次节流中间不完全冷却，所以其中间冷却器只用来冷却高压制冷剂液体，其结构比氨中间冷却器简单得多，见图4-73。高压氟利昂液体由上部进入，在盘管内被冷却后由下部流出。在中间压力下氟利昂经节流后由右下方进入，蒸发的蒸气由左上方流出，其流量由热力膨胀阀来控制。

氟利昂中间冷却器的传热系数为350～400W/（m2·K）。

4.8.3　节流元件及膨胀机

制冷系统中节流元件的作用是对系统高压侧的过冷液态制冷剂进行节流降压，使其成为低温低压的具有冷却能力的气液混合制冷剂；还具有控制进入蒸发器的制冷剂流量，调节制冷系统的冷量的功能。

常用的节流元件有热力膨胀阀、电子膨胀阀、手动膨胀阀、毛细管等。

膨胀机是使制冷系统内的压缩气体膨胀，并对外做功，而气体的温度降低以制取冷量的一种机器。膨胀机分活塞式和透平式两类。

4.8.3.1　热力膨胀阀

热力膨胀阀的结构原理如图4-74所示。

1—感应机构；2—阀体；3，13—螺母；4—阀座；5—阀针；6—调节杆座；7—垫料；8—帽罩；9—调节杆；10—填料压塞；11—感应管（感温包）；12—过滤器；14—毛细管

膨胀阀的结构，除阀体外有：气热式膨胀盖感应机构；阀座；阀针；调节杆；弹簧；顶针等组成，其感应机构内充有氟利昂液体或充填活性炭和其他气体，当感温包受温度影响时包里液体（或气体）受热膨胀，感应机构的压力大于弹簧的压力将顶针压下，顶开阀针，阀孔开启，反之包里液体受低温影响时压力减小，弹簧之压力大于感应机构的压力，将阀针向上移，阀孔向上移，阀孔关小甚至关闭。

4.8.3.2　电子膨胀阀

电子膨胀阀是20世纪80年代出现的新一代制冷自控元件，对其研究和应用日益广泛。它是利用被调节参数产生的电信号，根据电脑设定的程序，控制施加于膨胀阀上的电压或电流，进而达到调节供液量的目的。由于其优良的调节性能，电子膨胀阀在无级变容量制冷系统，尤其是变频空调器、多联机等制冷设备中已得到广泛应用。

电子膨胀阀有三种，分述如下。

（1）电磁式电子膨胀阀

电磁式电子膨胀阀的结构如图4-75所示，它是依靠电磁线圈的磁力驱动针阀来改变阀的开度。电磁线圈通电前，针阀处于全开位置。通电后，受电磁力的作用，由磁性材料制成的柱塞被吸引上升，从而带动针阀使阀开度减小，开度减小的程度取决于施加在线圈上的控制电压。电压越高，开度越小。可以通过改变线圈上的电压来调节阀中的制冷剂流量。

1—柱塞弹簧；2—线圈；3—柱塞；4—阀座；5—弹簧；6—针阀；7—阀杆

电磁式膨胀阀的优点是结构简单，动作响应快，但是在制冷系统工作时，需要一直提供控制电压。

（2）直动型电动式电子膨胀阀

电动式电子膨胀阀是靠步进电机驱动针阀，分直动型和减速型两种。

直动型电动式电子膨胀阀的结构见图4-76。它是用脉冲步进电机直接驱动针阀。当控制电路的脉冲电压按照一定的逻辑关系作用到电机定子的各相线圈时，永久磁铁制成的电机转子受磁力矩作用产生正向或反向旋转运动，通过螺纹的传递，使阀针上升或下降，改变阀的开度，从而调节阀的流量。

1—转子；2—线圈；3—针阀；4—阀杆

（3）减速型电动式电子膨胀阀

减速型电动式电子膨胀阀的结构如图4-77所示，该膨胀阀内装有减速齿轮组，步进电机通过减速齿轮组驱动阀杆。减速齿轮组放大了磁力矩的作用，因此小转矩的电机可以获得较大的驱动力矩。步进电机可与不同规格的阀体配合，满足不同调节范围的需要。

1—转子；2—线圈；3—阀杆；4—针阀；5—减速齿轮组

电子膨胀阀进行制冷剂流量调节，与传统膨胀阀相比，其特点是：

①可以直接测量出蒸发器出口的真实过热度，便于实现精确的控制。

②电信号传递迅速，执行动作及时准确。

③阀本身有很好的线性流量特性，可以取得较好的调节品质。

④调节范围宽，且在整个运行温度范围内都有相同的过热度设定值。

⑤流量调节不受冷凝压力变动的影响。

⑥将蒸发器出口过热度控制到最小，从而充分利用蒸发器的传热面积。

⑦调节规律不只限于比例调节，可以根据需要灵活采用比例积分或其他调节规律。

⑧可以扩展其他功能，例如最大工作压力（MOP）功能，蒸发温度的显示和报警等。

⑨可以根据制冷剂液位进行工作，所以除了用于干式蒸发器，还可用于满液式蒸发器。

4.8.3.3　手动膨胀阀

手动膨胀阀是最老式的节流装置，其外形乃至构造均与普通截止阀类似，其不同之处主要在于阀芯的结构与阀杆的螺纹形式。通常截止阀的阀芯为一平头，阀杆为普通螺纹，所以它只能控制管路的通断和粗略地调节流量，难以精确地调整出一个适当的过流截面积以产生恰当的节流作用。而手动膨胀阀的阀芯为针形锥体（图4-78）或具有V形缺口的锥体，阀杆为细牙螺纹，所以在旋转手轮时，阀芯移动的距离不大，可使阀门开度缓慢增大或减小，过流截面积可以较准确、方便地调整，保证良好的调节性能。

1—阀体；2—阀芯；3—密封环；4—O形圈；5—阀杆；6—阀帽；7—螺钉；8—锁定螺母；9—密封环；10—垫圈；11—密封管；12—保护帽

手动膨胀阀开启度的大小是根据蒸发器负荷的变化而调节的，通常开启度为手轮的1/8～1/4周，不能超过一周。否则，开启度过大，会失去膨胀作用。因此它无法根据负荷及其他外界条件的变化实时准确地进行调节，几乎全凭操作人员的经验结合系统中的反应进行手工操作。目前手动膨胀阀大部分已被其他节流机构取代，只是在氨制冷系统或试验装置中还有少量使用。此外在氟系统中，有时将其安装在旁通管路中作为备用节流机构，以便在自动节流机构出现故障进行维修时使用。

4.8.3.4　毛细管

毛细管是最简单的一种节流装置。所谓毛细管，实际上就是一段管径为0.7～2.5mm的等截面无缝紫铜管，长度通常为0.6～6m。当制冷剂流经毛细管时，由于要克服摩擦阻力其自身压力不断下降，从而起到节流膨胀的作用，因此毛细管也称为减压膨胀管。另外，当毛细管的内径和长度一定且两端的压力差保持一定时，通过毛细管的液体流量也是一定的，从而它也有流量控制的作用。目前，在小型且不需要精确控制的氟利昂制冷装置（如窗式空调器、家用冰箱、冷柜等）中，毛细管被广泛地用作节流机构。

4.8.3.5　膨胀机

膨胀机是将压缩气体的内能转变为机械功的一种机械。究其作用原理，实质上是一种气体发动机。但是，与发动机相比，膨胀机不仅工作温度不同，而且所要解决的主要矛盾也不同。发动机在高温下工作，其目的在于获得尽可能大的机械功；而膨胀机在低温下工作，主要是制取冷量。所以，膨胀机的主要矛盾是在进、排气压力和进气温度一定的情况下如何最大限度地制取冷量和膨胀终了得到最低的温度，也就是在相同的压降范围和相同的进气温度下如何使膨胀机具有最高的绝热效率。至于机械功的获得则是附带的。

根据膨胀机能量转换的方式不同，可将膨胀机分为两类：容积式膨胀机和透平式膨胀机。

容积式膨胀机是利用容积的变化而使气体膨胀输出外功以制取冷量的。改变气体的容积有很多方法，因此，容积式膨胀机的型式也有许多种。它既包括一般的利用活塞在气缸中作往复运动以改变容积的活塞膨胀机，也包括一些作回转运动的容积式膨胀机。但目前，最常见、应用最广的还是活塞膨胀机。因此，通常都习惯于把膨胀机分成活塞膨胀机和透平膨胀机。

不同种类的膨胀机，其应用范围也不同。这主要取决于深冷装置的工作条件，即降温的高低、冷量的大小以及循环型式。活塞膨胀机适用于高、中及低压的中小型装置，也就是适用于压比大、流量小的场合。一般压比4～40，气体的流量为500～100000m3/h（标准状态）。而透平膨胀机主要用于大型装置，即压比小、流量大的场合。一般压力比小于5。目前，在一些中压装置和少数高压装置中也采用透平膨胀机。

随着空气液化分离装置大型化，透平膨胀机在低压系统中已取代了活塞膨胀机。但透平膨胀机在高压和小流量的情况下，其效率还不能超过活塞膨胀机。

（1）活塞膨胀机

活塞膨胀机的工作过程，是使被压缩的气体经过膨胀机，在气缸内膨胀，推动活塞对外做功，并使气体温度降低，同时制取冷量。活塞膨胀机就是依照这个原理工作的。

图4-79所示为一种活塞膨胀机的结构。

1—油管；2—滤油器；3—机身；4—齿轮油泵；5—曲轴；6—进气摇杆；7—连杆；8—出气摇杆；9—十字头；10—中间顶杆；11—中间体；12—自动控制器；13—活塞杆；14—气缸；15—活塞

压缩气体通过配气机构进入气缸中进行膨胀，并推动活塞运动，通过曲柄连杆机构将活塞的往复运动转变成曲轴的回转运动而对外做功。与此同时，气体本身产生强烈的冷却效应，使气体的温度下降，焓值降低。

膨胀机气缸内的工作过程，是由充气、进气、膨胀、排气及压缩等过程所组成。膨胀机曲轴每转一转，这些过程便重复一次，也就是完成了一个循环。

（2）透平膨胀机

透平膨胀机是利用气体膨胀时，其能量（全部或部分）首先变成高速气流的动能，然后使动能转化为转子的输出功以制取冷量的。在这类膨胀机中，既包括膨胀气体作向心运动的径流式透平膨胀机，也包括膨胀气体作轴向运动的轴流式透平膨胀机。根据膨胀气体的膨胀过程不同，又可分为冲动式和反击式两种。在冲动式透平膨胀机中，气体的膨胀过程完全在静止的喷嘴中进行，叶轮依靠气流的冲击而运动。而在反击式透平膨胀机中，气体的膨胀过程不仅在喷嘴中进行，而且还在叶轮的流道中继续进行。但不管哪种透平膨胀机都是以工质流动时速度能的变化来传递能量的。因此，也称为速度型膨胀机。图4-80所示为一种气轴承透平膨胀机。

1—膨胀机叶轮；2—制动风机叶轮；3—密封套；4—轴承； 5—外筒体；6—轴承套；7—转子；8—密封气接头；9—轴承气接头

4.8.4　辅助设备

对于蒸气压缩式制冷循环系统，通常还需要设置一些辅助性的部件，对制冷剂进行储存、分离与净化，对润滑油进行分离与收集，从而改善系统的运行条件，提高系统运行的安全性和经济性。由于它们不是制冷系统必需的部件，因此通常称为制冷系统的辅助设备。在一些小型的制冷设备中，它们有时会被省略。常见的制冷系统辅助设备介绍如下。

4.8.4.1　油分离器

绝大多数的压缩机都需要靠存在曲轴箱或机壳内的润滑油来进行润滑。在压缩机的运转过程中，由于压缩机排气速度可高达24～30m/s，会有少量滴状润滑油被排气卷带进入压缩机的排气管，甚至进入冷凝器和蒸发器，这会大大降低热交换能力。尤其是当温度下降时，油的黏度变大，与系统内杂质混合附着在管壁上，会严重影响制冷剂的流通能力。如果无法有效地把油送回压缩机，还会造成压缩机失油。因此，解决回油的问题对于提高系统的效率有着重要的意义。为此，压缩机排气管上设置油分离器。油分离器也称为分油器，从本质上来讲是把油和制冷剂蒸气分离开来的装置。常用的油分离器按工作原理可以分为洗涤式、离心式、填料式和过滤式四种形式。

（1）洗涤式油分离器

洗涤式油分离器只用于氨制冷系统。它是将高压过热氨气通入氨液中洗涤冷却，使氨气中的雾状润滑油凝聚分离，其结构如图4-81所示。工作时，筒体内保持有一定高度的氨液，压缩机排气时，夹带润滑油蒸气的高温氨气，通过进气管通入氨液中进行洗涤冷却，使其中的油蒸气凝结成油滴而分离。由于油滴的密度较大而沉积在筒底，而氨气则继续上升通过筒体一侧的出气管排除。在进气管的上部设有伞形挡液板，以阻止氨液滴或油滴被氨气在排出过程中被带走。洗涤式油分离器的分油率为80%～85%。

（2）填料式油分离器

填料式油分离器适用于大型及小型压缩机。其结构如图4-82所示。在油分离器中有一层填料，通常为不锈钢丝、陶瓷环或金属切屑。氨气通过设在进气管上的伞形挡板及填料层后，其中携带的润滑油被分离出来，聚积在筒底通过浮球阀或手动阀返回压缩机。填料式油分离器的分油率较高，可达96%～98%，但其阻力也较大。

（3）过滤式油分离器

过滤式油分离器常用在氟利昂制冷系统中，其机构和原理与填料式油分离器相似，但填料层被金属过滤网取代，如图4-83所示。工作时高压蒸气由下部的进气管进入，经过滤网减速过滤后，制冷剂蒸气从排气管排出，而润滑油则靠过滤网使之流向改变，速度降低被分离出来，聚积在筒底。当聚积的润滑油量达到一定量后，可通过浮球阀或手动阀排回压缩机。

1—浮球；2—浮球杆；3—流口；4—回油接口；5—制冷剂蒸气出口接口；6—接头；7—储油室；8—制冷剂蒸气进口接口；9—过滤网；10—固定带

通常填料式油分离器气流通过填料层的速度为0.3～0.5m/s，其他形式的油分离器气流通过筒体的速度应不宜超过0.8m/s。

4.8.4.2　储液器

储液器也称为储液桶，实际上是一个液体储存容器，用于调节制冷循环中液体制冷剂的储量。当系统负荷较小时，系统所需制冷剂少，多余的制冷剂在储液器中储存；当系统负荷较大时，从储液器中补充一部分制冷剂。这样，系统中的制冷剂流量比较稳定，各部件中的制冷剂分配也比较均衡。

利用毛细管作为节流元件的小型系统，制冷剂的供应量很小，系统中可以不必设置储液器。如果冷凝器有足够的体积（例如使用壳管式冷凝器的水冷机组），可以提供储存空间，也可以不设储液器。但是，对于使用膨胀阀的空冷机组，都需要配备一个单独的储液器。

储液器的结构基本相同，其外壳通常由钢板焊制，或用无缝钢管制成，两端焊接上端盖。储液器上设有进液管、出液管、压力表、安全阀、液位指示器等，方便管路连接和运行操作。

按照其工作压力的不同，可以将储液器分为高压储液器和低压储液器两大类。

（1）高压储液器

图4-84为高压储液器的外形图。高压储液器一般安装在冷凝器与节流装置之间。当压缩机排气在冷凝器中被冷凝为液体之后，应立即将液体排出去，否则它将占据冷凝器的有效传热面积，导致系统效率的降低。高压储液器就是用来储存冷凝器中排出的液态制冷剂，同时也可以适应运行工况的变动而调节制冷剂的循环量。

（2）低压储液器

低压储液器仅在大中型的氨制冷装置中使用。采用泵循环式蒸发器的制冷系统，设有低压储液器，除了起气液分离作用以外，还可防止液泵的汽蚀。低压储液器的存液量应不少于液泵小时循环量的30%，其最大允许储液量为筒体容积的70%。

图4-85所示为一种低压储液器的外形，其基本机构与高压储液器类似。低压储液器是用来收集压缩机总回气管路上氨液分离出来的低压氨液的容器。在不同蒸发温度的制冷系统中，应按各蒸发压力分别设置低压储液器。

1—加压管接头；2—平衡管接头；3—压力表；4—安全阀；5—出液管接头；6—进液管接头；7—放油管接头

4.8.4.3　气液分离器

为了防止制冷剂液体进入压缩机而引起湿压缩甚至液击，需要在蒸发器与压缩机之间的吸气管上安装气液分离器，将回气中携带的液滴分离出来，确保进入压缩机的全部为气体。对于氨用气液分离器，除上述作用外，还可使经节流装置供给的气液混合物分离，保证供给蒸发器或冷却排管的全部是液体，提高传热效果。

各种系统中的气液分离器，其机构不尽相同。但它们分离气体和液体的原理基本相同，是通过改变制冷剂的流向以及减小制冷剂的流速，使其中密度较大的液滴从气液混合物中分离出来，沉积在气液分离器底部，而气体则经出气管被压缩机吸走。

此外，通常有一部分润滑油会随着液体被带入并沉积于气液分离器底部，为了保证这部分润滑油可以顺利回流，必须设置一个回油管。

空气调节用小型氟利昂制冷系统所采用的气液分离器有管道型和筒体型两种。筒体型气液分离器见图4-86。来自蒸发器的含液气态制冷剂，从上部进入，依靠气流速度的降低和方向的改变，将低压气态制冷剂携带的液或油滴分离；然后通过弯管底部具有油孔的吸气管，将稍具过热度的低压气态制冷剂及润滑油吸入压缩机；吸气管上部的小孔为平衡孔，防止在压缩机停机时分离器内的润滑油从油孔被压回压缩机。对于热泵式空调机，为了保证在融霜过程中压缩机的可靠运行，气液分离器是不可缺少的部件。

在中型和大型氨制冷系统中一般都要设置气液分离器，其形式有立式和卧式两种，图4-87所示为一种立式气液分离器，多用于压力式或重力式供液系统。它是一个具有多个管接头的钢制筒体。来自蒸发器的氨气从筒体中部的进气管进入分离器，由于流体通道截面积的突然扩大，蒸气流速降低，同时由于流向的改变，蒸气中夹带的液滴被分离出来，落入下部的氨液中；节流后的湿蒸气从筒体侧面下部进入分离器，液体落入下部，经底部出液管靠自身重力返回蒸发器或进入低压储液器，而湿蒸气中的气体则与来自蒸发器的蒸气一起被压缩机吸走。气液分离时氨气流动方向和氨液沉降方向相反，保证了分离效果。

选择气液分离器时，应保证筒体横截面的气流速度不超过0.5m/s，以达到良好的分离效果。

4.8.4.4　过滤器和干燥器

（1）过滤器

过滤器用于清除制冷剂蒸气和液体中的铁屑、铁锈、焊渣等杂质。它的原理很简单，实际上就是利用金属丝网来拦截杂质。它分为气体过滤器和液体过滤器两种。气体过滤器安装在压缩机的吸气管路上，以防止杂质进入压缩机气缸；液体过滤器通常安装在控制阀件前的液体管路上，以防止杂质堵塞或损坏阀件。

图4-88所示为氨用过滤器结构。氨用过滤器一般设置在节流机构前的液氨管道上，氨液通过滤网的流速小于0.1m/s；氨气过滤器一般安装在压缩机吸气管道上，氨气通过过滤网的流速为1～1.5m/s。有时在过滤器中安装磁性插件以吸引铁屑，从而可以保护过滤网，延长清洗间隔。

1—壳体；2—垫圈；3—端盖；4—螺栓；5—标签；6—过滤网；7—卸压螺钉；8—密封环

氨过滤器中的过滤网由钢丝网制成，其网孔的尺寸选择一般按照表4-94中的原则进行。

图4-89所示为氟利昂液体过滤器。它是由一段无缝钢管作为壳体，壳体内装有0.1～0.2mm网孔的铜丝网，两端盖用螺纹与筒体连接并用锡焊焊牢，以防泄漏。

选择液体过滤器和气体过滤器时，可分别按照其管径来选择。当过滤器被杂质堵塞后，应将过滤网取下用汽油清洗干净后再装上。安装过滤器时应当使制冷剂从过滤网内向外流，这样便于将过滤网拆下清洗。

（2）干燥器

如果制冷系统干燥不充分或充注的制冷剂中含有水分，则系统中会存在水分。制冷系统中有水存在时，会使润滑油乳化，可引起制冷剂分解，金属腐蚀，产生污垢等；此外，水在氟利昂中的溶解度与温度有关，温度下降，水中的溶解度减少，当含有水分的氟利昂通过节流机构膨胀节流时，温度急剧下降，其溶解度相对降低，于是一部分水分被分离出来停留在节流孔周围，如果节流后温度低于零度，则会结冰、出现“冰堵”现象。因此需利用干燥器吸附氟利昂中的水分。

在实际的氟利昂系统中常常将过滤和干燥功能合二为一，叫做干燥过滤器。图4-90给出一种干燥过滤器结构，过滤芯设置在筒体内部，由弹性膜片、聚酯片和冲孔板挤压固定，过滤芯由活性氧化铝和分子筛烧结而成，可以有效地除去水分、有害酸和杂质。干燥过滤器应装在氟利昂制冷系统的节流机构前的液管上，或装在充注液态制冷剂的管道上。氟利昂通过干燥层的流速应小于0.03m/s。

1—进口；2—弹性膜片；3—固体滤芯；4—聚酯片；5—冲孔板

对于小型的制冷装置，系统中可不设干燥器，而是在向系统充注制冷剂时，使其通过一次性干燥器即可。