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工业制冷系统的自动化控制

2

目录

工业制冷系统的自动化控制

前言 ......................................................................................................... 3

1. 概述 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4

2. 压缩机控制 ................................................................................................ 6

2.1 压缩机容量控制 ....................................................................................... 6

2.2 通过喷液控制排气温度 ............................................................................... 10

2.3 曲轴箱压力控制 ...................................................................................... 13

2.4 反向流控制 ........................................................................................... 14

2.5 小结 .................................................................................................. 15

3. 冷凝器控制 ............................................................................................... 16

3.1 风冷式冷凝器 ........................................................................................ 16

3.2 蒸发式冷凝器 ........................................................................................ 21

3.3 水冷式冷凝器 ........................................................................................ 24

3.4 小结 .................................................................................................. 26

4. 液位控制 ................................................................................................. 27

4.1 高压液位控制系统 (HP LLRS) ......................................................................... 27

4.2 低压液位控制系统 (LP LLRS) .......................................................................... 31

4.3 小结 .................................................................................................. 35

5. 蒸发器控制 ............................................................................................... 36

5.1 直接膨胀控制 ........................................................................................ 36

5.2 泵循环供液控制 ...................................................................................... 41

5.3 直接膨胀冷风机的热气除霜 .......................................................................... 44

5.4 泵循环冷风机的热气除霜 ............................................................................ 50

5.5 多温转换 ............................................................................................. 53

5.6 介质温度控制 ........................................................................................ 54

5.7 小结 .................................................................................................. 56

6. 润滑油系统 ............................................................................................... 57

6.1 油冷却 ............................................................................................... 57

6.2 油压差控制 ........................................................................................... 61

6.3 油回收系统 ........................................................................................... 64

6.4 小结 .................................................................................................. 66

7. 安全系统 ................................................................................................. 67

7.1 卸压装置 ............................................................................................. 67

7.2 压力和温度限制装置 ................................................................................. 71

7.3 液位装置 ............................................................................................. 72

7.4 小结 .................................................................................................. 73

8. 制冷剂泵控制 ............................................................................................ 74

8.1 通过压差控制实现泵保护 ............................................................................ 74

8.2 泵旁通流量控制 ...................................................................................... 76

8.3 泵压控制 ............................................................................................. 77

8.4 小结 .................................................................................................. 78

9. 其他 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79

9.1 氟系统中的干燥过滤器 ............................................................................... 79

9.2 氨系统的除水 ......................................................................................... 81

9.3 排空系统..............................................................................................85

9.4 热回收系统 ........................................................................................... 87

1

应用手册

工业制冷系统的自动化控制

10. 在制冷系统中使用二氧化碳作为制冷剂.................................................................. 90

10.1 采用二氧化碳作为制冷剂............................................................................90

10.2 二氧化碳制冷剂在工业制冷中的应用 ................................................................91

10.3 设计压力 ............................................................................................ 93

10.4 安全 ................................................................................................. 95

10.5 效率 ................................................................................................. 96

10.6 二氧化碳系统中的冷冻油............................................................................96

10.7 二氧化碳、氨和R134a系统对元件要求的比较 ....................................................... 98

10.8 二氧化碳系统中的水................................................................................100

10.9 除水 ................................................................................................103

10.10 水是怎样进入二氧化碳系统的？ ..................................................................105

10.11 二氧化碳系统中需要考虑的其他问题..............................................................106

11. 工业制冷中的二氧化碳二次制冷系统 ...................................................................109

12. 二氧化碳制冷系统的控制方法 ..........................................................................118

13. 二氧化碳亚临界系统的设计.............................................................................119

13.1 液位的电子控制方案................................................................................119

13.2 泵循环冷风机的热气除霜...........................................................................120

14. 二氧化碳系统中的干燥过滤器 ..........................................................................122

15. 丹佛斯二氧化碳亚临界制冷元件 ........................................................................125

15.1 丹佛斯二氧化碳亚临界制冷元件(续) ................................................................126

16. 附录 ....................................................................................................133

16.1 典型制冷系统.......................................................................................133

16.2 调幅控制 ............................................................................................ 13

2

应用手册

工业制冷系统的自动化控制

前言

丹佛斯应用手册可用作工业制冷从业人员的参考
资料。

本手册的目的是回答与工业制冷系统控制有关的各
种问题：为什么说某种控制方法是制冷系统所必需
的？为什么必须按照此种方式设计？可以使用哪些
类型的元件？如何为不同的制冷系统选择相应的控
制方法？在回答这些问题的同时，本手册介绍了不
同控制方法(包括丹佛斯工业制冷产品)的原理，并提
供了相应的控制范例。

同时还提供了各个元件的主要技术数据。最后，本手
册还对每种控制方法不同的解决方案进行了比较，以
便让读者了解如何进行选择解决方案。

在本手册中，我们建议将导阀控制的伺服主阀ICS作
为压力和温度调节阀来使用。

对于设备的最终设计，很有必要使用其他工具，例
如制造商的产品目录和计算软件(例如丹佛斯工业制
冷产品目录和Coolselector2软件)。

Coolselector2软件用于丹佛斯工业制冷阀件的计算
与选择。
Coolselector2软件随设备免费附送，请联系当地的丹
佛斯销售公司。

如果您对本应用手册描述的控制方法、应用和控制有
任何问题，欢迎与丹佛斯公司联系。

3

应用手册

工业制冷系统的自动化控制

1.

概述

泵循环制冷系统

压缩机

油分离器

冷凝器

油冷却器

贮液器

膨胀阀

低压循环桶

制冷剂泵

蒸发器

高压气体制冷剂
高压液体制冷剂
气液混合制冷剂

压缩机控制

①

原因

– 首先：控制吸气压力；

– 其次：可靠的压缩机运转(启动/停止，等)。

实现方式

– 通过将热气从高压端旁通到低压端，或通过对

压缩机ON/OFF进行分级控制，或通过控制压缩
机的转速等方式，将压缩机的容量控制到与制
冷负载相一致；

– 在排气管上安装止回阀，以防止制冷剂倒流回压

缩机；

– 将压缩机吸气口和排气口的压力和温度保持在工作

范围之内。

低压气体制冷剂
低压液体制冷剂
油

润滑油控制

②

原因

– 保持最佳的润滑油温度和压力，以保证压缩机的可

靠运转。

实现方式

– 压力：保持和控制压缩机内的压差，以保证润滑油

循环，保持曲轴箱的压力(仅限于活塞式压缩机)；

– 温度：旁通进入油冷却器的部分润滑油；控制进入

油冷却器的冷却空气或冷却水的流量；

– 油位：控制氨系统和低温氟系统中的润滑油回油。

4

应用手册

工业制冷系统的自动化控制

1.

概述(续)

冷凝器控制

③

原因

– 将冷凝压力保持在高于最小接受值以上，以保证有

足够的液体流过膨胀装置；

– 保证系统中制冷剂的合理分配。

实现方式

– 开/关操作或控制冷凝器风扇的速度，控制冷却水

的流量，控制冷凝器中的制冷剂量。

液位控制

④

原因

– 根据实际需求，提供适量的从高压端流向低压端的

液体制冷剂；

– 确保膨胀装置安全可靠的运行。

实现方式

– 根据液位范围，控制膨胀装置的开启度。

蒸发系统控制

⑥

原因

– 首先：保持介质温度恒定；

– 其次：优化蒸发器的运行；

– 对于直接膨胀系统：保证没有液体制冷剂进入压缩

机的吸气管。

实现方式

– 根据需要调节流入蒸发器的制冷剂的流量；

– 蒸发器除霜。

安全系统

⑦

原因

– 避免容器内产生过高的压力；

– 保护压缩机，防止其因液击、过载、润滑油不足以

及高温等原因而损坏；

– 防止泵因气蚀现象而损坏。

制冷剂泵控制

⑤

原因

– 通过将流经泵的液体流量保持在允许的操作范围

内，使泵无故障运行；

– 使系统中泵的压差保持恒定。

实现方式

– 设计一个旁通循环，这样泵的流量就可以保持在最

小允许流量之上；

– 如果无法达到足够的压差，则将泵关闭；

– 安装一个压力调节阀。

实现方式

– 在容器上和其他必要的位置上安装安全阀；

– 如果压缩机和泵的入口/出口的压力或压差超出允

许的范围，则将其关闭；

– 当低压循环桶或贮液器中的液位超过了允许的液

位，则将系统或系统的一部分关闭。

5

应用手册

工业制冷系统的自动化控制

2.

压缩机控制

2.1

压缩机容量控制

压缩机是制冷系统的“心脏”。它有两个基本功能：

1. 保持蒸发器中的压力，这样液体制冷剂就可以在
要求的温度下蒸发。

2. 压缩制冷剂，使得制冷剂可以在正常温度下冷凝。

因此压缩机控制的基本功能就是，根据制冷系统的
实际需要调整压缩机的容量，从而使得系统能够保
持要求的蒸发温度。

选择制冷系统的压缩机时，一般要求其能够满足最
大可能的热负荷。但是，正常操作中的热负荷往往
低于设计热负荷。也就是说，通常需要控制压缩机
的容量，以便与实际的热负荷相匹配。可以通过以
下几种常用方式来对其进行控制：

1. 分级控制

此种控制方式的做法：卸载多缸压缩机中的气缸，
打开或关闭螺杆压缩机的吸气口，启动或停止多
压缩机系统中的部分压缩机。该系统不但简单易
用，而且在部分负载过程中效率降低的幅度也微乎其
微。此种控制方式尤其适用于装有若干多缸往复式
压缩机的系统。

2. 滑阀控制

控制螺杆压缩机容量最常用的装置是滑阀。油驱动滑
阀的运动能够使部分吸入气体不被压缩。滑阀能够使
流量持续平稳地从100% 调节至 10%，但在部分负载
情况下，效率也会下降。

如果压缩机容量大于需求量，则蒸发压力和温度将低
于要求的值，反之亦然。

此外，不允许压缩机在其规定的温度和压力范围之
外运行。

3. 变速控制
变速调节。此解决方案效率高，适用于各种类型的
压缩机。可以使用双速电机或变频器来改变压缩机
的转速。双速电机可以通过高热负荷时高速运转(
如冷却阶段)、 低热负荷时低速运转(如储存阶段)的
方式调节压缩机的容量。变频器能够连续地改变旋
转速度，以满足实际需要。变频器应遵循最大和最
小限速、温度和压力控制、压缩机电动机保护，以
及电流和扭矩限制。使用变频器，启动电流较低。

4. 热气旁通
该解决方案适用于固定容量的压缩机，更多情况下
用于商业制冷。为了控制制冷量，排气管的部分热
气会被旁通到低压回路中。这样可以通过两种方式
降低制冷量：减少液体制冷剂的供应量，以及将部
分热量释放到低压回路。

6

应用手册

应用范例 2.1.1：
压缩机容量的分级控制

工业制冷系统的自动化控制

高压气体制冷剂
低压气体制冷剂
润滑油

① 分级控制器
② 压力变送器

来自
低压循环桶/
蒸发器

对压缩机容量的分级控制可以通过使用分级控制器
EKC 331①来实现。EKC 331是一个四级的控制器，最
多有四个中继输出。它能够根据压力变送器AKS 33②
或AKS 32R测量的吸气压力信号来对活塞式压缩机电
机的加载或卸载进行控制。EKC 331以中性区域控制
为基础，它可以控制一个最多带有四个大小相同的
压缩机系统。

前往
冷凝器

油分离器

活塞式压缩机

如果在阴影区(称为“++zone”和“--zone”)以外进
行控制，那么压缩机容量的变化速度就会比在阴影
区发生的速度略快一些。

更多详细信息，请参考丹佛斯EKC 331(T)手册。

技术数据

EKC 331T可以接收PT 1000温度传感器发出的信号，
这对二次系统而言可能是必需的。

中性区域控制
中性区域应以参考值为依据进行设置，在中性区域范
围内不会发生加载/卸载。如果超出中性区域以外(阴
影区“+zone”和“-zone”)，当测量压力偏离中性
区域设定值时，就会发生加载/卸载。

压力变送器 - AKS 33 压力变送器 - AKS 32R
制冷剂 所有制冷剂，包括氨 所有制冷剂，包括氨
操作范围 [bar]
最大工作压力 PB [bar] 55，根据产品系列而定 60，根据产品系列而定
操作温度范围 [℃]
补偿温度范围 [℃] 低压：–30 至 +40 / 高压：0 至 +80
额定输出信号 4 至 20 mA 10 至 90% 的电源电压

制冷剂 所有制冷剂，包括氨 所有制冷剂，包括氨
操作范围 [bar] 0 至 60，根据产品系列而定 –1 至 39，根据产品系列而定
最大工作压力 PB [bar] 100，根据产品系列而定 60，根据产品系列而定
操作温度范围 [℃]
补偿温度范围 [℃] 低压：–30 至 +40 / 高压： 0 至 +80 低压：–30 至 +40 / 高压：0 至 +80
额定输出信号 4 至 20 mA 1 至 5V 或 0 至 10V

-

1 至 34

-

40 至 85

压力变送器 - AKS 3000 压力变送器 - AKS 32

-

40 至 80

-

1 至 34

-

40 至 85

7

应用手册

应用范例 2.1.2：
通过热气旁通控制压缩机容量

高压气体制冷剂
高压液体制冷剂
低压气体制冷剂
低压液体制冷剂
润滑油

工业制冷系统的自动化控制

CVC

ICS

SVA

前往
冷凝器

油分离器

FIA

① 截止阀
② 能量调节阀
③ 截止阀

技术数据

蒸发器

热气旁通可以用来控制有固定容量压缩机的制冷能
力。装有CVC导阀的导阀控制伺服阀ICS①可以根据
吸气管上的压力控制热气旁通量。CVC是一个背压

开ICS并增加热气旁通量。通过这种方式，压缩机前
端的吸气压力可以保持恒定，因此制冷能力能够满
足实际的负载要求。

控制的导阀，当吸气压力低于设定值时，它可以打

导阀控制的伺服阀 - ICS
材料 阀体：低温钢
制冷剂 所有常用的制冷剂，包括氨和二氧化碳
介质温度范围 [℃]
最大工作压力 [bar] 52
DN [mm] 20 至 150

制冷剂 所有常用的制冷剂
介质温度范围 [℃]
最大工作压力 [bar] 高压端：28

压力范围 [bar]

Kv 值 [m3/h] 0.2

制冷剂
介质温度范围 [℃]
最大工作压力 [bar]

压力范围 [bar]

Kv 值 [m3/h]

-

60 至 +120

导阀 - CVC(LP)

-

50 至 120

低压端：17

-

0.45 至 7

导阀 - CVC (XP)

所有常用的制冷剂

–50 至 120

高压端： 52

低压端： 28

4 至 28

0.2

贮液器

8

应用手册

应用范例 2.1.3：
压缩机变频容量控制

工业制冷系统的自动化控制

Danfoss

Tapp_0139

05-2011

 AKD 102

M

 AK-CC

高压气体制冷剂
低压气体制冷剂

① 变频器
② 控制器
③ 压力变送器

来自
低压循环桶/
蒸发器

来自
低压循环桶/
蒸发器

 AKS

PLC/OEM

控制器

 AKS

SVA

SVA

FIA

 AKD 102

FIA

 AKD 102

SVA

前往油分离器

M

SVA

前往油分离器

技术数据

M

 AKS

来自
低压循环桶/
蒸发器

变频器控制具有以下优点：

■

节能

■

更好地控制效果和稳定性

■

噪音更低

■

使用寿命较长

■

安装简单

■

易于对系统进行控制

变频器 AKD 102 变频器 VLT FC 102 / FC 302
额定功率 [kW] 1.1 至 45 1.1 至 250 最高至1200
电压 [V] 200 至 240 380 至 480 200 至 690

FIA

SVA

SVA

前往油分离器

9

应用手册

Danfos
Ta
09-200

工业制冷系统的自动化控制

2.2

通过喷液控制排气温度

应用范例 2.2.1：
通过喷液膨胀阀喷射制冷剂液体

高压气体制冷剂
高压液体制冷剂
低压气体制冷剂
低压液体制冷剂
润滑油

① 截止阀
② 电磁阀
③ 喷液膨胀阀
④ 截止阀
⑤ 温度控制器

压缩机制造商通常建议将排气温度控制在某个值以
下防止温度过高，延长使用寿命，并防止高温时出
现油分解现象。

从制冷剂的压焓图可以看到在下列情况下，排气温
度可能会很高：

■

压缩机运转时，压差很高。

■

压缩机吸入了具有较高过热度的制冷剂气体。

■

压缩机运转时，通过热气旁通进行容量控制。

来自
低压循环桶/
蒸发器

SVA

FIA

来自油冷却器

s

pp_0018_41

7

可通过以下方法降低排气温度：

一种方法：在往复式压缩机中安装水冷装置。

另一种方法：喷射制冷剂液体，从冷凝器或贮液器
的出口向吸气管、中间冷却器或螺杆压缩机侧孔喷
射液体制冷剂。

压缩机

前往油分离器

来自贮液器

技术数据

当排气温度升高并超出温度控制器RT 107⑤的设定值
时，RT 107将接通电磁阀EVRA②，后者会将液体喷射
到螺杆压缩机的侧孔。

温度控制器 - RT
制冷剂 氨和氟利昂制冷剂
外壳 IP66/54
感温包温度范围 [℃] 65 至 300
环境温度 [℃]
调节范围 [℃]
温度差 Δt [℃] 1.0 至 25.0

制冷剂 氨及氟利昂制冷剂
调节范围 [℃] 感温包最高温度150

最大工作压力 [bar] 20
额定容量* [kW] 3.3 至 274

* 工况：Te = +5℃, Δp = 8 bar, ΔT

-

50 至 70

-

60 至 150

喷液膨胀阀 - TEAT

比例带：20

= 4℃

sub

喷液膨胀阀TEAT③能够根据排气温度控制喷射的液体
流量，从而防止了排气温度继续升高。

10

应用手册

应用范例 2.2.2：
使用电动阀喷射制冷剂液体

高压气体制冷剂
高压液体制冷剂
低压气体制冷剂
低压液体制冷剂
润滑油

① 截止阀
② 电磁阀
③ 电动阀
④ 截止阀
⑤ 控制器
⑥ 温度传感器

工业制冷系统的自动化控制

来自
低压循环桶/
蒸发器

SVA

FIA

来自油冷却器

压缩机

前往
油分离器

来自
贮液器

技术数据

液体喷射的电子方案可以通过电动阀ICM③ 来实
现。AKS 21 PT 1000温度传感器⑥会测量排气温度并

ICAD电动阀驱动器调整ICM电动阀的开度，以限制和
保持要求的排气温度。

将信号传送给温度控制器EKC 361⑤。EKC 361控制

电动阀 - ICM(用于膨胀)
材料 阀体：低温钢
制冷剂 所有常用的制冷剂，包括氨和二氧化碳
介质温度范围 [℃]
最大工作压力 [bar] 52
DN [mm] 20 至 80
额定容量* [kW] 72 至 22700

* 工况：Te = -10℃, Δp = 8.0 bar, ΔT

介质温度范围 [℃] –30 至 50(环境温度)
控制输入信号 0/4 - 10mA，或 0/2 - 10
最大速度下的开/关时间 3 至 45 秒(取决于阀门尺寸)

-

60 至 120

= 4K

sub

驱动器 - ICAD

11

应用手册

工业制冷系统的自动化控制

应用范例 2.2.3：
通过ICF组合阀喷射液体的紧凑
解决方案

高压气体制冷剂
高压液体制冷剂
低压气体制冷剂
低压液体制冷剂
润滑油

① 组合阀包括以下模块：

M

截止阀模块
过滤器模块
电磁阀模块
电磁阀手动开启模块
电动阀模块
截止阀模块

② 控制器
③ 温度传感器

技术数据

来自
低压循环桶/
蒸发器

来自油冷却器

对于制冷剂液体喷射控制，丹佛斯可以提供非常紧
凑的模块化ICF组合阀①。最多可以将六个不同的模

ICF 组合阀
材料 阀体：低温钢
制冷剂 所有常用的制冷剂，包括氨和二氧化碳
介质温度范围 [℃]
最大工作压力 [bar] 52

DN [mm] 20 至 40

-

60 至 120

块组装到同一个阀体上。此解决方案的工作方式与
范例 2.2.2 相同，非常紧凑且易于安装。

压缩机

前往
油分离器

来自
贮液器

12

应用手册

工业制冷系统的自动化控制

2.3

曲轴箱压力控制

应用范例 2.3.1：
使用 ICS 和 CVC 控制曲轴箱压力

高压气体制冷剂
低压气体制冷剂
润滑油

① 曲轴箱压力调节阀
② 截止阀

在启动过程中或除霜后，必须控制吸气压力，否则
吸气压力会升得很高，压缩机电机也会过载运转。

如果过载，压缩机的电机可能会损坏。

有两种方法可以解决这个问题：

1. 在部分负荷情况下启动压缩机。可以使用容量控制
方法在部分负载的情况下启动压缩机，例如，卸载

来自
蒸发器

多活塞往复式压缩机的部分活塞，或旁通装有滑阀
的螺杆压缩机的部分吸入气体等等。

2. 控制往复式压缩机的曲轴箱压力。通过在吸气管上
安装背压控制的调节阀(该阀门在吸气管中的压力降
到设定值以下时才会开启)，可以使吸气压力保持在
某一个水平之下。

压缩机

前往
冷凝器

油分离器

技术数据

为了在启动、除霜后或者吸气压力可能过高的其他
情况下控制曲轴箱压力，可以在吸气管上安装带有
背压控制导阀CVC的导阀控制的伺服主阀ICS①。仅

才会被打开。通过这种方式，吸气管中的高压气体
会被逐步释放到曲轴箱中，从而保证了压缩机的容
量能够得到控制。

当下游的吸气压力降低到导阀CVC的设定值时，ICS

导阀控制伺服主阀 - ICS
材料 阀体：低温钢
制冷剂 所有常用的制冷剂，包括氨和二氧化碳
介质温度范围 [℃]
最大工作压力 [bar] 52
DN [mm] 20 至 150
制冷量* [kW] 11 至 2440

* 工况：T

= –10℃, Tl = 30℃, Δp = 0.2 bar, ΔT

e

制冷剂 所有常用的制冷剂
介质温度范围 [℃]
最大工作压力 [bar] 高压端：28

压力范围 [bar] –0.45 至 7

Kv 值 [m3/h] 0.2

制冷剂 所有常用的制冷剂
介质温度范围 [℃]
最大工作压力 [bar] 高压端：52

压力范围 [bar] 4 至 28

Kv 值 [m3/h] 0.2

-

60 至 +120

导阀 - CVC(LP)

-

50 至 120

低压端：17

导阀 - CVC(XP)

-

50 至 120

低压端：28

= 8K

sub

13

应用手册

工业制冷系统的自动化控制

2.4

反向流控制

应用范例 2.4.1：
反向流控制

高压气体制冷剂
低压气体制冷剂
润滑油

① 截止止回阀

任何情况下都应避免制冷剂在冷凝器中冷凝并倒流回
油分离器和压缩机。对于活塞式压缩机，反向流会导
致发生液击。对于螺杆压缩机，反向流会导致压缩机
反向旋转并会损坏压缩机齿轮。因此，应当避免制冷

来自
蒸发器

剂反向流入油分离器，进而流入处于静止状态的压缩
机。为了避免出现反向流，需要在油分离器的出口位
置安装止回阀。

压缩机

前往冷凝器

油分离器

技术数据

截止止回阀SCA①既可以在系统运转时用作止回阀，
也可以用作截止阀，用于关闭排气管。这种组合式的
截止/止回阀解决方案不仅易于安装，而且与常规的

2. 考虑常规以及部分负载两种情况。正常情况下的速
度应当接近建议值，同时部分负载情况下的速度应
当高于建议的最低值。

截止阀加止回阀相比，其流阻较低。

关于如何选择阀门的详细信息，请参考产品目录。

选择截止止回阀时，重要的是注意以下几点：

1. 根据容量而非管道尺寸大小选择阀门。

截止止回阀 - SCA

材料 阀体：低温钢，可用于低温操作

制冷剂 所有常用的不易燃制冷剂，包括氨
介质温度范围 [℃]
开启压差 [bar] 0.04(提供强度为0.3 bar 的弹簧作为备件)
最大工作压力 [bar] 40
DN [mm] 15 至 125

阀杆：抛光不锈钢

-

60 至 150

14

应用手册

2.5

小结

工业制冷系统的自动化控制

解决方案 应用 优点 缺点

压缩机容量控制

使用 EKC 331 和 AKS 32/33 对
压缩机容量进行分级控制

适用于多缸压缩机、装有多
个吸气口的螺杆压缩机以及
装有多个并行运行的压缩机
的系统。

操作简单；
部分负载和满负荷时的效率
几乎相同。

控制不连续，尤其是当只有
几个步骤时；
吸气压力会出现波动。

通过使用 ICS 和 CVC 的热
气旁通控制压缩机容量

压缩机变速容量控制 适用于所有能够在减速情况

通过喷液控制排气温度

使用 TEAT、EVRA( T) 和 RT 进
行液体喷射控制的机械解
决方案

使用 EKC 361 和 ICM 进行喷
液控制的电子解决方案

使用 EKC 361 和 ICF组合阀
进行喷液控制的电子解决
方案

曲轴箱压力控制

使用 ICS 和 CVC 控制曲轴
箱压力

适用于具有固定容量的压
缩机。

下运转的压缩机。

适用于排气温度可能升得过
高的系统。

适用于排气温度可能升得过
高的系统。

适用于往复式压缩机，一般
用于中小型系统。

能够根据实际的热负载有效
而持续地控制流量；
热气有利于润滑油从蒸发器
中返回。

启动电流低；
节能；
噪音较低；
使用寿命较长；
安装简单。

简单有效。 喷射液体制冷剂可能会对压

灵活，紧凑；
可以远程监控和控制。

简单可靠；
在启动过程中或热气除霜
后，能够有效保护往复式
压缩机。

部分负载情况下，效率低；
耗费能源。

压缩机必须适合于减速
运转。

缩机有害。效率不及中间冷
却器。

不适用于易燃制冷剂；
喷射液体制冷剂可能会对压
缩机有害；
效率不及中间冷却器。

使吸气管上出现一定的压
降。

使用 ICS 和 CVP 控制曲轴
箱压力

反向流控制

使用 SCA 进行反向流控制 适用于所有制冷设备。 操作简单；

易于安装；
低流阻。

使排气管上出现一定的压
降。

15

应用手册

工业制冷系统的自动化控制

3.

冷凝器控制

3.1

风冷式冷凝器

当周围空气温度或负载条件有较大变化时，需要控制
冷凝压力，以防其降得过低。冷凝压力过低会造成膨
胀装置内的压差不足，蒸发器不能得到足够的制冷
剂。这就意味着冷凝器容量控制主要用在温带气候
地区，而较少用于亚热带和热带地区。

控制的基本理念：当环境温度较低时控制冷凝器容
量，这样冷凝压力就会保持在最低允许值之上。

风冷式冷凝器由翅片管组成。冷凝器可以是水平型、
垂直型或V型。空气在轴流或离心风机的作用下从
冷凝器的底部穿过换热器从顶部流出。

3.1.1 风冷式冷凝器的分级控制
第一种方式是使用一定数量的压力控制器(可采用丹
佛斯产品RT-5)它们将根据设定的不同接通和切断压
力进行调整。

第二种控制风扇的方法是使用一个中性区域压力控
制器(例如丹佛斯产品RT-L)。它与分级控制器一同使
用，后者安装有与风扇数量相对应的接触器。

3.1.2 风冷式冷凝器的风扇速度控制
当环境原因要求降低噪音级别时，主要使用此种冷凝
器风扇控制方法。

冷凝容量的控制，可以通过调节冷凝器中循环空气
或是水的流量，或通过调节有效换热面积的办法来
实现。

可以为不同类型的冷凝器设计不同的解决方案：

3.1 风冷式冷凝器

3.2 蒸发式冷凝器

3.3 水冷式冷凝器

风冷式冷凝器用于空气湿度相对较高的工业制冷系
统。可以通过以下方式实现对风冷式冷凝器冷凝压
力的控制：

但是这个系统反应过快，因此需要使用时钟来控制风
扇的接通与切断。

第三种方法是使用丹佛斯产品EKC-331分级控制器
进行控制。

对于这种控制方式，可以使用丹佛斯变频器AKD。

3.1.3 风冷式冷凝器的压力范围控制
若要对风冷式冷凝器的压力范围或容量进行控制，则
需要安装贮液器。该贮液器的容积必须足够大，以满
足冷凝器中制冷剂量的变化要求。

可以通过以下两种方式实现对这种冷凝器压力范围
的控制：

1. 主阀ICS或PM与恒压导阀CVP(高压)组合在一起，
安装在冷凝器入口端的热气管道上；ICS主阀与压
差导阀CVPP(高压)组合在一起，安装在热气管道
与贮液器之间的管道上。在冷凝器与贮液器之
间的管道上安装止回阀NR VA以防止液体从贮液
器流动到冷凝器。

2. 主阀ICS与恒压导阀CVP(高压)组合在一起，安装
在冷凝器与贮液器之间的管道上。ICS与压差导阀
CVPP(高压)组合在一起，安装在热气管道与贮液
器之间的管道上。这种方法主要用在商业制冷中。

16

应用手册

应用范例 3.1.1：
使用分级控制器 EKC 331 对风扇
进行分级控制

工业制冷系统的自动化控制

来自
排气管

冷凝器

高压气体制冷剂
高压液体制冷剂

① 分级控制器
② 压力变送器
③ 截止阀
④ 截止阀
⑤ 截止阀

技术数据

贮液器

前往
膨胀装置

EKC 331①是一个四级控制器，最多有四个中继输
出。它能根据压力变送器AKS 33②或AKS 32R测量的
冷凝压力信号控制风扇的开关。EKC 331①可以基

在某些设备上使用EKC 331T，输入信号可以来自
PT 1000温度传感器，例如AKS 21。温度传感器通常

安装在冷凝器的出口位置。
于“中性区域控制”控制冷凝容量，这样冷凝压力
就可以保持在所需的最小压力之上。

注意！EKC 331T + PT 1000温度传感器解决方案的精确

性要低于EKC 331 +压力变送器解决方案。原因是制冷
有关中性区域控制的详细信息，请参考2.1节。

安装有SVA⑤的旁通管是一个调压管，有助于平衡贮

系统中液体过冷度或不凝性气体的存在，导致冷凝器

出口温度不能完全反映实际的冷凝压力。如果过冷度

不足，那么当风扇启动时可能会出现闪发气体。
液器的压力与冷凝器的入口压力，这样冷凝器中的液
体制冷剂就可以被排放到贮液器中。

压力变送器 - AKS 33 压力变送器 - AKS 32R
制冷剂 所有制冷剂，包括氨 所有制冷剂，包括氨
操作范围 [bar]
最大工作压力 [bar] 55，根据产品系列而定 60，根据产品系列而定
操作温度范围 [℃]
补偿温度范围 [℃] 低压：–30 至 +40 / 高压：0 至 +80
额定输出信号 4 至 20 mA 10 至 90% 的电源电压

-

1 至 34

-

40 至 85

-

1 至 34

压力变送器 - AKS 3000 压力变送器 - AKS 32
制冷剂 所有制冷剂，包括氨 所有制冷剂，包括氨
操作范围 [bar]
最大工作压力 [bar] 100，根据产品系列而定 60，根据产品系列而定
操作温度范围 [℃] –40 至 80 –40 至 85
补偿温度范围 [℃] 低压：–30 至 +40 / 高压：0 至 +80 低压：–30 至 +40 / 高压：0 至 +80
额定输出信号 4 至 20 mA 1 至 5V 或 0 至 10V

0 至 60，根据产品系列而定 –1 至 39，根据产品系列而定

17

应用手册

应用范例 3.1.2：
风冷式冷凝器的风扇速度控制

工业制冷系统的自动化控制

来自
排气管

冷凝器

高压气体制冷剂
高压液体制冷剂

① 变频器
② 压力变送器

技术数据

贮液器

变频器控制具有以下优点：

■

节能

■

改善控制效果

■

更低噪音

■

使用寿命较长

■

安装简单

■

易于对系统进行完全控制

变频器 AKD 102 变频器 VLT FC 102 / FC 302
额定功率 [kW] 1.1 至 45 1.1 至 250 最大至1200
电压 [V] 200 至 240 380 至 480 200 至 690

前往膨胀装置

18

应用手册

09-2007

应用范例 3.1.3：
风冷式冷凝器的压力范围控制

工业制冷系统的自动化控制

CVP

SCA

高压气体制冷剂
低压液体制冷剂

① 压力调节阀
② 截止阀
③ 止回阀
④ 截止阀
⑤ 截止阀
⑥ 压差调节阀
⑦ 截止阀

ICS

吸气管

压缩机

SVA

LLG

Danfoss
Tapp_0148_02

该调控解决方案能够在环境温度较低时，将贮液器中
的压力保持在足够高的水平。

当排气压力达到导阀CVP的设定压力值时，ICS导阀
控制的伺服主阀①将打开；当压力降到导阀CVP的
设定压力值以下时，ICS导阀操控式伺服阀将关闭。

装有CVPP差压导阀的ICS主阀保持贮液器中有足够

SVA

冷凝器

SVA

CVPP

ICS

SVA

SVA

前往油冷却器

SFA

贮液器

SNV

SFA

DSV

前往膨胀装置

SNV

的压力。该压差调节阀也可以用溢流阀(OFV)代替。

NR VA止回阀所在的管路确保冷凝器中较高压力的

制冷剂液体流入贮液器并防止倒流。这就需要设置
一个足够大的贮液器接收制冷剂液体。当冷凝器在
压缩机关闭期间温度更低时，NR VA止回阀还可以
防止液体从贮液器倒流入冷凝器。

NRVA

技术数据

导阀控制的伺服主阀 - ICS
材料 阀体：低温钢
制冷剂 所有常用的制冷剂，包括氨和二氧化碳
介质温度范围 [℃]
最大工作压力 [bar] 52
DN [mm] 20 至 150

额定制冷量* [kW]

* 工况：氨, T

制冷剂 所有常用的不易燃制冷剂，包括氨
介质温度范围 [℃]
最大工作压力 [bar] CVPP(低压)：17

调节范围 [bar] CVPP(低压)：0 至 7

Kv 值 m3/h 0.4

=30℃, P

liq

-

60 至 120

排气管路上：20 至 3950

液体管路上：179 至 37000

=12bar, ΔP=0.2bar, T

disch.

压差导阀 - CVPP

-

50 至 120

CVPP(高压)：最大至 40

CVPP(高压)：0 至 22

=80℃, Te=-10℃

disch.

19

应用手册

工业制冷系统的自动化控制

技术数据(续)

恒压导阀 - CVP
制冷剂 所有常用的制冷剂，包括氨和二氧化碳
介质温度范围 [℃]
最大工作压力 [bar] CVP(LP)：17

压力范围 [bar] CVP(LP)：–0.66 至 7

Kv 值 [m3/h] CVP(LP)：0.4

材料 阀体：钢
制冷剂 所有常用的制冷剂，包括氨
介质温度范围 [℃]
最大工作压力 [bar] 40

DN [mm] 20/25
开启压差范围 [bar] 2 至 8

-

50 至 120

CVP(HP)：最大至40

CVP(XP)：52

CVP(HP)：–0.66 至 28

CVP(XP)：25 至 52

CVP(HP)：0.4

CVP(XP)：0.2

溢流阀 - OFV

-

50 至 150

20

应用手册

工业制冷系统的自动化控制

3.2

蒸发式冷凝器

蒸发式冷凝器以水和空气作为冷却介质，通过喷头
把水顺着气流相反的方向喷洒水滴。由于利用水分
的蒸发作用吸热，因此大大提高了冷凝器的冷凝
换热能力。

现在的蒸发式冷凝器通常被装入一个钢制或塑料的
外壳内，冷凝器底部或上部装有轴流风扇或离心式
风扇。

蒸发冷凝器中与湿气流的热交换表面是由钢管组成的。
在进入冷却水喷淋区域之前的干燥空气中，通常可以
安装由钢制翅片管组成的预冷器。该预冷器用于降低

3.2.1 蒸发式冷凝器的控制
可以通过下列不同的方法来实现对蒸发式冷凝器的冷
凝压力或冷凝器容量的控制：

1. 通过RT或KP压力控制器对风扇和水泵进行控制(早
期即如此)。

2. 通过RT-L中性区域压力控制对风扇和水泵进行
控制。

3. 采用分级控制器控制双速风扇和水泵。

4. 采用变频器控制风扇和水泵转速。

5. 可以采用Saginomiya(日本鹭宫)的流量开关监控

系统中的水循环是否正常工作。

进入湿空气换热区域的制冷剂热气温度。使用这种方
式，可大大减少换热器主管表面上钙质水垢的形成。

与常规的水冷式冷凝器相比，此种类型的冷凝器可
大大减少耗水量。蒸发式冷凝器的容量可以通过双
速风扇或风扇的变速控制器进行控制，当环境温度
很低时可以关闭水循环泵。

蒸发式冷凝器通常在相对湿度较高的地区使用。在很
冷的环境中(环境温度<0℃)，必须排出蒸发式冷凝器
中的水进行除霜防护。

21

应用手册

应用范例 3.2.1：
使用压力控制器 RT 对蒸发式冷
凝器进行分级控制

高压气体制冷剂
高压液体制冷剂
水

① 压力控制器
② 压力控制器
③ 截止阀
④ 截止阀
⑤ 截止阀

工业制冷系统的自动化控制

水泵

吸气管

冷凝器

压缩机

贮液器

前往膨胀装置

前往油冷却器

技术数据

该解决方案能够在环境温度较低的情况下将冷凝压力
以及贮液器中的压力保持在足够高的水平。

当冷凝器的入口压力降到压力控制器 RT 5A ② 的设定
值之下时，控制器将关闭电扇，进而降低冷凝能力。

高压压力控制 - RT 5A
制冷剂 氨和氟利昂制冷剂
外壳 IP66/54
环境温度 [℃]
调节范围 [bar] RT 5A：4 至 17
最大工作压力 [bar] 22
最大测试压力 [bar] 25

-

50 至 70

在环境温度极低的情况下，当关闭了所有的风扇并且
冷凝压力降到 RT 5A ① 的设定值以下时，RT 5A ① 将
会关闭水泵。

当泵关闭时，冷凝器和水管都必须排空，以防止结
垢和结冰。

22

应用手册

应用范例 3.2.2：
使用分级控制器 EKC 331 对蒸发
式冷凝器进行分级控制

高压气体制冷剂
高压液体制冷剂
水

① 分级控制器
② 压力变送器
③ 截止阀
④ 截止阀
⑤ 截止阀

工业制冷系统的自动化控制

水泵

吸气管

冷凝器

压缩机

贮液器

前往膨胀装置

前往油冷却器

技术数据

此解决方案的工作方式与范例3.2.1相同，但该方
案是通过分级控制器EKC 331①进行操作的。有关
EKC 331的更多信息，请参考第7页。

通过利用EKC 331分级控制器和AKS压力变送器，可实

如果在阴影区(称为“++zone”和“--zone”)以外进
行控制，那么风机转速的变化速度就会比在阴影区
发生的速度略快一些。

更多详细信息，请参考丹佛斯EKC 331(T)手册。
现蒸发式冷凝器容量调节解决方案。水泵的顺序控制
必须选为最后一步。顺序控制意味着步骤将始终按
照同样的顺序接通和切断。

EKC 331T可以接收PT 1000温度传感器发出的信号，
这对二次系统而言可能是必需的。

中性区域控制
中性区域应以参考值为依据进行设置，在中性区域
范围内不会发生加载/卸载。如果超出中性区域以外(
阴影区“+zone”和“-zone”)，当测量压力偏离中
性区域设定值时，就会发生加载/卸载。

压力变送器 - AKS 33 压力变送器 - AKS 32R
制冷剂 所有制冷剂，包括氨 所有制冷剂，包括氨
操作范围 [bar]
最大工作压力 PB [bar] 55，根据产品系列而定 60，根据产品系列而定
操作温度范围 [℃]
补偿温度范围 [℃] 低压：–30 至 +40 / 高压：0 至 +80
额定输出信号 4 至 20 mA 10 至 90% 的电源电压

制冷剂 所有制冷剂，包括氨 所有制冷剂，包括氨
操作范围 [bar] 0 至 60 ，根据产品系列而定 –1 至 39 ，根据产品系列而定
最大工作压力 PB [bar] 100，根据产品系列而定 60，根据产品系列而定
操作温度范围 [℃] –40 至 80 –40 至 85
补偿温度范围 [℃] 低压：–30 至 +40 / 高压：0 至 +80 低压：–30 至 +40 / 高压：0 至 +80
额定输出信号 4 至 20 mA 1 至 5V 或0 至 10V

-

1 至 34

-

40 至 85

压力变送器 - AKS 3000 压力变送器 - AKS 32

-

1 至 34

23

应用手册

工业制冷系统的自动化控制

3.3

水冷式冷凝器

应用范例 3.3.1：
使用水阀控制水冷式冷凝器的
水流量

高压气体制冷剂
高压液体制冷剂
水

① 截止阀
② 截止阀
③ 水阀

水冷式冷凝器过去往往采用壳管式换热器，但是现在
通常是新式设计的板式换热器。

水冷式冷凝器不太常用，因为这种类型的冷凝器耗
水量大，而很多地方一般都由于缺水和/或水价较高
的原因而无法使用大量的水。

吸气管

压缩机

现在，水冷式冷凝器常见于冷水机组中，冷却水被
冷却塔冷却，并被循环使用。它还可用作热回收冷
凝器，用来提供热水。

可以采用通过压力控制的水阀，或电子控制器控制
的电动水阀根据冷凝压力控制冷却水的流量进而控
制冷凝压力。

冷却水流出

冷凝器

前往膨胀装置

冷却水流入

技术数据

此解决方案能够使冷凝压力保持恒定水平。制冷剂
冷凝压力被通过毛细管引导到水阀WVS③ ，并相应
地调整WVS③的开启。水阀WVS是一个比例调节阀。

水阀 - WVS

材料 阀体：铸铁

制冷剂 氨、CFC、HCFC、HFC
介质 淡水、中性盐水
介质温度范围 [℃]
可调节关闭压力 [bar] 2.2 至 19
制冷剂侧的最大工作压力 [bar] 26.4
液体侧的最大工作压力 [bar] 10
DN [mm] 32 至 100

波纹管：铝及防腐钢

-

25 至 90

24

应用手册

工业制冷系统的自动化控制

应用范例 3.3.2：
使用电动阀控制水冷式冷凝器的
水流量

高压气体制冷剂
高压液体制冷剂
水

① 压力变送器
② 控制器
③ 电动阀
④ 截止阀
⑤ 截止阀

技术数据

吸气管

压缩机

Danfoss
Tapp_0036_41
09-2007

控制器②接收来自压力变送器AKS 33①测量的冷凝
压力信号，之后向电动阀VM 2③的驱动器AMV 20发
送相应的调制信号。通过这种方式，就可以调整冷
却水的流量，并使冷凝压力保持恒定。

电动阀 - VM 2
材料 阀体：红铜
介质 循环水/乙二醇水的比例可高达 30%
介质温度范围 [℃] 2 至 150
最大工作压力 [bar] 25
DN [mm] 15 至 50

控制器

冷却水流入

冷凝器

前往膨胀装置

冷却水流出

在此解决方案中，可以在控制器中配置PI或PID控制
方式。

VM 2和VFG 2是电动阀，可用于区域供热，也可以用
于控制制冷设备中的水流量。

25

应用手册

工业制冷系统的自动化控制

3.4

小结

解决方案 应用 优点 缺点

风冷式冷凝器控制

使用分级控制器EKC 331对
风扇进行分级控制

风冷式冷凝器的风扇速度
控制

蒸发式冷凝器控制

使用压力控制器 RT 对蒸发
式冷凝器进行分级控制

来自排气管

冷凝器

冷凝器

贮液器

PS

PS

冷凝器

主要用于热带气候地区的工
业制冷行业，在气候较冷的
地区则很少使用。

贮液器

适合于所有能够在减速情况
下运转的冷凝器。

用于制冷量要求很大的工业
制冷系统中 。

分级或通过风扇变速控制
风量；
节能；
无须用水。

启动电流低；
节能噪音较低；
使用寿命较长；
安装简单。

与水冷式冷凝器相比，大大
减少了用水量，而且比较容
易进行容量控制；
节能。

不适于环境温度很低的场合；
使用风扇分级控制所产生的
噪音较大。

不适于环境温度很低的场合。

不适合在相对湿度较高的国
家或地区使用；
在低温气候下，必须采取特
殊的预防措施，以确保水
泵在关闭时将水管中的水
排出。

使用分级控制器 EKC 331 分
级控制蒸发式冷凝器

水冷式冷凝器控制

使用水阀进行液体流量控制

使用电动阀控制液体流量

来自排气管

压缩机

压缩机

贮液器

用于制冷量要求很大的工业
制冷系统中。

PT

水泵

冷凝器

贮液器

冷却水

冷水机组、热回收冷凝器。 很容易进行容量控制。 水资源匮乏时不适合使用。

流入

PC

冷凝器

冷却水
流出

PC

PT

冷凝器

冷却水
流出

冷水机组、热回收冷凝器。 易于对冷凝器和热回收进行

冷却水
流入

M

与水冷式冷凝器相比，大大
降低了用水量，而且比较容
易进行容量控制；
可以实现远程控制；
节能。

容量控制；
可以实现远程控制。

不适合在相对湿度较高的国
家或地区使用；
在低温气候下，必须采取特
殊的预防措施，以确保水
泵在关闭时将水管中的水
排出。

此种类型的设备价格要远高
于常规设置；
水资源匮乏时不适合使用。

26

应用手册

工业制冷系统的自动化控制

4.

液位控制

4.1
高压液位控制系统(HP LLRS)

液位控制在工业制冷系统的设计中是一个很重要的因
素。它能控制供液，从而使液位保持恒定。

设计液位控制系统时，可能会用到两个主要不同的
系统，即：

■

高压液位控制系统(HP LLRS)

■

低压液位控制系统(LP LLRS)

高压液位控制系统的典型特征：

1. 重点在系统冷凝侧的液位

2. 合适的制冷剂充注量至关重要

3. 贮液器较小，甚至不使用贮液器

4. 主要用于冷水机组以及其他制冷剂充注量较小的系

统(例如，小型冷冻设备)

设计高压液位控制系统(HP LLRS)时，应考虑以下几
点：

一旦冷凝器中的制冷剂凝结为液体，这些制冷剂液体
就被输送到蒸发器(低压侧)中。

液体离开冷凝器后，过冷度很小或几乎没有。当液体
流向低压一端时，这是需要考虑的重要一点。如果管
道或元件中出现压力损失，那么就有可能会出现闪发
气体，并会导致制冷量降低。

必须准确计算制冷剂的充注量，以确保系统中有足够
量的制冷剂。如果充注过量，那么蒸发器或低压循环
桶中的制冷剂将溢出并导致液体进入压缩机(液击)的

低压液位控制系统的典型特征：

1. 重点在系统蒸发侧的液位

2. 贮液器通常较大

3. 制冷剂充注量(足够)大

4. 主要应用于分散系统

可以通过机械或电子控制的手段来实现这两种系统。

风险就会增大；如果系统的充注量不足，那么就无
法为蒸发器提供足够的制冷剂。在设计低压容器(低
压循环桶/壳管蒸发器)的尺寸时必须十分小心，既要
满足所有情况下的制冷剂充注量要求，同时又避免
出现液击现象。

由于上述原因，高压液位控制系统(HP LLRS)尤其适合
于制冷剂充注量需求较少的系统，例如冷水机组或小
型冷冻设备。冷水机组通常不需要贮液器，即使是安
装导阀并为油冷却器提供制冷剂时需要使用贮液器，
小型贮液器已经可以满足需求。

27

应用手册

工业制冷系统的自动化控制

应用范例 4.1.1：
高压液位控制的机械解决方案

高压气体制冷剂
高压液体制冷剂
低压液体制冷剂

① 截止阀
② 过滤器
③ 液位控制的伺服主阀
④ 截止阀
⑤ 浮球阀
⑥ 截止阀
⑦ 截止阀

技术数据

来自冷凝器

来自
排气管

贮液器

前往
油冷却器

在大型的高压液位控制系统(HP LLRS)系统上，SV 1⑤
或SV 3浮球阀用作主阀PMFH③的导阀。如上所示，
当贮液器的液位高于设定液位时，浮球阀SV 1⑤会
向主阀PMFH发送信号并将其打开。

PMFH 80 - 1 至 500
材料 低温球墨铸铁
制冷剂 氨、HFC、HCFC 及 CFC
介质温度范围 [℃]
最大工作压力 [bar] 28
最大测试压力 [bar] 42
额定容量* [kW] 139 至 13900

* 工况：氨, +5/32℃, Tl = 28℃

-

60 至 120

前往
低压循环桶

贮液器此时的功能是为SV 1浮球阀的动作提供更加
稳定的信号。

浮球阀 - SV 1 及 SV 3
材料 阀体：钢

制冷剂 氨、HFC、HCFC 及 CFC
介质温度范围 [℃]
P 波段 [mm] 35
最大工作压力 [bar] 28
最大测试压力 [bar]

Kv 值 [m3/h] SV 1：0.06

额定容量* [kW] SV 1：25

* 工况：氨, +5/32℃, Tl = 28℃

顶盖：低温铸铁

浮球：不锈钢

-

50 至 65

36

SV 3：0.14

SV 3：64

28

应用手册

工业制冷系统的自动化控制

应用范例 4.1.2：
使用 HFI 控制 高压液位的机械
解决方案

高压气体制冷剂
高压液体制冷剂低压液体
液体制冷剂
水

① 高压浮球阀

来自
压缩机

冷却水流入

板式冷凝器

如果冷凝器是一个板式换热器，则机械浮球阀HFI①
可用于控制液位。

HFI是一个直接传动的浮球阀，因此不需要压差来
启动。

有必要在HFI阀体与系统的高压侧或低压侧(选项1或
选项2)安装平衡管如图所示，通过平衡管可以把阀体

平衡管(选项1)

冷却水流出

前往低压循环桶

平衡管
(选项2)

中的积聚的制冷剂气体排出。如果没有把制冷剂气
体及时排出，将使液体制冷剂无法进入HFI阀体导至
HFI阀无法打开。

选项1是最简单的解决方案，选项2要求在均衡管内
安装电磁阀。

技术数据

机械浮球阀

材料 特种钢，适合用于低温应用
制冷剂 氨及其他不易燃制冷剂。对于浓度高于 700kg/m3的制冷剂，请咨询丹佛斯公司
介质温度范围 [℃]
最大工作压力 [bar] 25
最大测试压力 [bar] 50(无浮球)
额定容量* [kW] 400 至 2400

* 工况：氨, –10/35℃

-

50 至 80

-

HFI

29

应用手册

工业制冷系统的自动化控制

应用范例 4.1.3：
高压液位控制的电子解决方案

高压气体制冷剂
高压液体制冷剂
低压液体制冷剂

① 截止阀
② 过滤器
③ 电动阀
④ 截止阀
⑤ 控制器
⑥ 液位传感器
⑦ 截止阀
⑧ 截止阀

来自冷凝器

来自
排气管

贮液器

前往
油冷却器

在设计液位控制系统(LLRS)电子解决方案时，液位
信号可由液位开关(ON/OFF)AKS 38或液位传感器
AKS 4100/4100U(4-20 mA)发出。

电子信号将被发送到可以控制膨胀阀的EKC/EKE 347
电子控制器。

AKS 4100/4100U

EKC/EKE 347

前往
低压循环桶

■

使用起膨胀阀作用的调节阀REG与EVRA电磁阀来

实施ON/OFF控制。

■

图示的系统是AKS 4100/4100U⑥液位传感器，它会

向EKC/EKE 347⑤液位控制器发送液位信号。ICM③
电动阀可起到膨胀阀的作用。

技术数据

液体喷射可以通过以下不同的方式进行控制：

■

使用装有ICAD驱动器的电动阀ICM进行控制。

■

使用脉冲式电子膨胀阀AK VA进行控制。只有当阀

门脉冲可接受时，才应使用AK VA阀。

电动阀 - ICM(用于膨胀)
材料 阀体：低温钢
制冷剂 所有常用的制冷剂，包括氨和二氧化碳
介质温度范围 [℃]
最大工作压力 [bar] 52
DN [mm] 20 至 80
额定容量* [kW] 73 至 22700

* 工况：氨, Te = –10℃, Δp = 8.0 bar, ΔT

材料 螺纹与管道：不锈钢

制冷剂 氨、R22、R404a、R134a、R718、二氧化碳
介质温度范围 [℃]
操作压力 [bar g]
测量范围 [mm] 800 至 8000

-

60 至 120

= 4K;

sub

液位传感器 - AKS 4100/4100U

上面的部件：铸铝

-

60 至 100

-

1 至 100 (-14.5 psi 至 1450 psi)

30

应用手册

工业制冷系统的自动化控制

4.2
低压液位控制系统(LP LLRS)

应用范例 4.2.1：
低压液位控制的机械解决方案

高压液体制冷剂
制冷剂的气液混合物
低压气体制冷剂
低压液体制冷剂

① 截止阀
② 过滤器
③ 电磁阀
④ 低压浮球阀
⑤ 截止阀
⑥ 截止阀

设计低压液位控制系统(LP LLRS)时，应考虑以下几点：

使低压容器(低压循环桶/壳管蒸发器)中的液位保持在
一个恒定的水平。这对系统来说是安全的，因为如果
低压循环桶中的液位过高，则可能会使压缩机遭受液
击；如果液位过低，则可能会导致泵循环系统中的制
冷剂泵出现气蚀现象。

贮液器的容积必须足够大，以便在以下几种情况下收
集蒸发器排出的液体制冷剂：当部分蒸发器中的制冷
剂含量随冷却负载的变化而变化时；当系统中的部分
蒸发器由于维护而关闭时；当系统中的部分蒸发器由

前往
压缩机
吸气管

低压循环桶

前往蒸发器

于除霜而被排空时。根据以上几点，低压液位控制
系统(LP LLRS)尤其适合于配备了很多蒸发器，且制
冷剂充注量很大的分散系统，如冷藏库。使用低压
液位控制系统(LP LLRS)，即使在无法准确计算制冷
剂充注量的情况下，这些系统也可以安全地运行。

总之，高压液位控制系统(HP LLRS)适合用于紧凑的系
统，例如冷水机组；其优点是成本低(贮液器较小或
不用贮液器)。而低压液位控制系统(LP LLRS)非常适合
于装备有许多蒸发器和长管道的分散系统，例如大型
冷库，其优点是安全性和可靠性较高。

来自蒸发器

来自
贮液器

Danfoss
Tapp_0047_41
09-2007

技术数据

SV浮球阀可以“监控”低压容器中的液位。如果流
量比较小，则SV④阀可以在低压容器中直接用作膨
胀阀，如图所示。

SV 4-6

材料 阀体：钢

制冷剂 氨、HFC、HCFC 及 CFC
介质温度范围 [℃]
P 波段 [mm] 35
最大工作压力 [bar] 28
最大测试压力 [bar] 42

Kv 值 [m3/h] SV 4：0.23

额定制冷量* [kW] SV 4：102

* 工况：氨, +5/32℃, ΔT

顶盖：低温铸铁(球面)

浮阀：不锈钢

-

50 至 +120

SV 5：0.31

SV 6：0.43

SV 5：138

SV 6：186

= 4K。

sub

31

应用手册

应用范例 4.2.2：
低压液位控制的机械解决方案

高压液体制冷剂
制冷剂的气液混合物
低压气体制冷剂
低压液体制冷剂

① 截止阀
② 过滤器
③ 液位控制的伺服主阀
④ 截止阀
⑤ 低压浮球阀
⑥ 截止阀
⑦ 截止阀

工业制冷系统的自动化控制

前往
压缩机
吸气管

低压循环桶

前往蒸发器

来自蒸发器

来自
贮液器

技术数据

应用范例 4.2.3：
低压液位控制的电子解决方案

高压液体制冷剂
制冷剂的气液混合物
低压气体制冷剂
低压液体制冷剂

① 截止阀
② 过滤器
③ 电磁阀
④ 电动阀
⑤ 截止阀
⑥ 控制器
⑦ 液位传感器
⑧ 液位开关

如果流量较大，则浮球阀SV 4⑤可用作PMFL主阀的
导阀。如上所示，当贮液器中的液位降到设定值以

PMFL 80 - 1 至 500
材料 低温球墨铸铁
制冷剂 氨、HFC、HCFC 及 CFC
介质温度范围 [℃]
最大工作压力 [bar] 28
最大测试压力 [bar] 42
额定容量* [kW] 139 至 13900

* 工况：氨, +5/32℃, ΔT

前往压缩机
吸气管

LLG

SNV

= 4K。

sub

SVA

低压循环桶

前往蒸发器

-

60 至 +120

SFASFA

DSV

SVA

SVA

➇ AKS 38

SVA

液位传感器 AKS 4100/4100U②能够监控低压循环桶
中的液位并向液位控制器EKC/EKE 347⑥发送液位信
号，后者会向电动阀ICM的驱动器ICAD发送调节信
号。ICM④电动阀可起到膨胀阀的作用。

下时，浮球阀SV 4⑤将向PMFL阀发送一个信号并将
其打开。

ICAD

SVA

➃ ICM

➅ EKC 347

EVM

➂ ICS

➁ FIA

来自蒸发器

➆

AKS 4100/4100U

SNV

SVA

QDV

➄ SVA

液位控制器EKC/EKE 347⑥还能够提供上下限定液位以
及报警液位的中继输出。但是，建议安装一个液位开
关AKS 38⑧，以用作高液位报警。

➀ SVA

Danfoss
Tapp_0049_02
11-2011

来自
贮液器

32

应用手册

应用范例 4.2.4：
低压液位控制的电子解决方案

高压液体制冷剂
制冷剂的气液混合物
低压气体制冷剂
低压液体制冷剂

① 截止阀
② 过滤器
③ 电磁阀
④ 电子膨胀阀
⑤ 截止阀
⑥ 控制器
⑦ 液位传感器

工业制冷系统的自动化控制

前往压缩机
吸气管

SFASFA

SVA

低压循环桶

LLG

SNV

DSV

SVA

前往蒸发器

SVA

AKS 38

SVA

➆

AKS 4100/4100U

SNV

SVA

QDV

➄ SVA

SVA

➃ AKVA

➅ EKC 347

➂

EVRAT

➁ FIA

➀ SVA

来自蒸发器

来自
贮液器

Danfoss
Tapp_0050_02
11-2011

技术数据

应用范例 4.2.5：
低压液位控制的电子解决方案

高压液体制冷剂
制冷剂的气液混合物
低压气体制冷剂
低压液体制冷剂

① ICF组合阀：

M

截止阀模块
过滤器模块
电磁阀模块
电磁阀手动开启模块
电动阀模块
截止阀模块

② 控制器
③ 液位传感器

该解决方案与解决方案4.2.3类似。但是在这个范例
中，电动阀ICM将被脉冲式电子膨胀阀AKVA替代。
电磁阀EVRAT ③将用作额外的电磁阀，以确保在“
关闭”周期内100%关闭。

材料 AKVA 10：不锈钢

制冷剂 氨
介质温度范围 [℃] AKVA 10：-50 至 +60

最大工作压力 [bar] 42
DN [mm] 10 至 50
额定容量* [kW] 4 至 3150

* 工况：氨, +5/32℃, ΔT

前往压缩机
吸气管

LLG

低压循环桶

电子膨胀阀 - AK VA

AK VA 15：铸铁

AK VA 20：铸铁

AK VA 15/20：-40 至 +60

= 4K。

sub

SVA

DSV

SFASFA

SVA

AKS 38

SVA

SNV

SVA

前往蒸发器

丹佛斯可以提供一个非常紧凑的ICF组合阀①。最多
可以将六个不同的模块组装到同一个阀体上，安装
过程非常简便。

液位控制器EKC/EKE 347⑥还能够提供上下限定液位
以及报警液位的中继输出。但是，推荐安装一个液
位开关AKS 38作为高液位报警。

➁ EKC 347

➂

AKS 4100/4100U

SNV

ICM

ICFE

ICFS

来自贮液器

ICFM

ICFF

ICFS

➀ ICF

来自蒸发器

SVA

QDV

模块ICM起到膨胀阀的作用，而模块ICFE则用作电磁
阀。该解决方案的工作方式与范例4.2.3类似；同时
还可使用与范例4.2.4类似的ICF方案。请参考有关ICF
的文献资料，了解更多信息。

SVA

Danfoss
Tapp_0051_02
11-2011

33

应用手册

应用范例 4.2.6：
低压液位控制的电子解决方案

工业制冷系统的自动化控制

前往压缩机
吸气管

来自
贮液器

高压液体制冷剂
制冷剂的气液混合物
低压气体制冷剂
低压液体制冷剂

① 截止阀
② 电磁阀
③ 手动调节阀
④ 截止阀
⑤ 液位开关

技术数据

低压循环桶

前往蒸发器

该解决方案通过“开/关”来控制液体注入。液位
开关AKS 38⑤能够根据低压循环桶中的液位控制电

液位开关 - AKS 38
材料 阀体：铬酸锌铸铁
制冷剂 所有常用的不易燃制冷剂，包括氨
介质温度范围 [℃]
最大工作压力 [bar] 28
测量范围 [mm] 12.5 至 50

材料 低温钢，可用于低温操作
制冷剂 所有常用的不易燃制冷剂，包括氨
介质温度范围 [℃]
最大工作压力 [bar] 40
测式压力 [bar] 强度测试：80

DN [mm] 6 至 65

Kv 值 [m3/h] 对于完全打开的阀门：0.17 至 81.4

-

50 至 +65

手动调节阀 - REG

-

50 至 +150

泄漏测试：40

来自蒸发器

磁阀EVRA②的开关。手动调节阀REG③可起到膨胀
阀的作用。

34

电磁阀 - EVRA
制冷剂 氨、R22、R134a、R404a、R410a、二氧化碳、R502
介质温度范围 [℃]
最大工作压力 [bar] 42
额定制冷量* [kW] 21.8 至 2368

Kv 值 [m3/h] 0.23 至 25.0

* 工况：氨, –10/+25℃, Δp = 0.15 bar

-

40 至 +105

应用手册

工业制冷系统的自动化控制

4.3

小结

解决方案 应用 优点 缺点

高压机械解决方案：
SV 1/3 + PMFH

贮液器

适用于制冷剂充注量较小的
系统，例如冷水机组。

纯机械操作；
制冷量调节范围大。

不能远程控制，SV和PMFH
之间的距离仅限于几米；
反应稍慢。

高压机械解决方案：

HFI

高压电子解决方案：
AKS 4100/4100U + EKC/
EKE 347
+ ICM

低压机械解决方案：
SV 4-6

低压机械解决方案：
SV 4-6 + PMFL

低压电子解决方案：
AKS 4100/4100U + EKC/
EKE 347
+ ICM

低压电子解决方案：
AKS 4100/4100U + EKC/
EKE 347
+ AKVA

贮液器

低压循环桶

低压循环桶

低压循环桶

低压循环桶

板式
冷凝器

适用于制冷剂充注量较小且
仅装有板式冷凝器的系统。

纯机械操作；
较为简单的解决方案，尤其
适用于板式换热器。

适用于制冷剂充注量较小的
系统，例如冷水机组。

灵活紧凑；
可以远程进行监控和控制；
包含功能广泛。

适用于小型系统。 纯机械操作；

操作简单，成本低廉。

尤其适用于分散系统，例
如冷库。

尤其适用于分散系统，例
如冷库。

纯机械操作；
制冷量调节范围大。

灵活紧凑；
可以远程进行监控和控制；
制冷量调节范围大。

尤其适用于分散系统，例
如冷库。

灵活紧凑；
可以远程进行监控和控制；
制冷量调节范围大；
对工况变化的反应速度快于
电动阀；
失效保护阀(NC)。

不能提供热虹吸油冷却。

不允许使用易燃制冷剂。

制冷量较小。

不能远程控制，SV 和 PMFL 之
间的距离仅限于几米；
反应稍微有点慢。

不允许使用易燃制冷剂。

不允许使用易燃制冷剂；
系统需允许脉动。

低压电子解决方案：

AKS 4100/4100U + EKC/
EKE 347
+ ICF

低压电子解决方案：
AKS 38 + EVRA + REG

低压循环桶

低压循环桶

尤其适用于分散系统，例
如冷库。

尤其适用于分散系统，例
如冷库。

灵活紧凑；
可以远程进行监控和控制；
制冷量调节范围大；
易于安装。

操作简单；
成本低廉。

不允许使用易燃制冷剂。

液位调整范围仅40mm；
很大程度上取决于REG阀的
调整；
不适合用于热负荷波动较大
的系统。

35

应用手册

工业制冷系统的自动化控制

5.

蒸发器控制

5.1

直接膨胀控制

蒸发器是制冷系统的一部分。在该制冷系统中，热
量将被从用户希望冷却的介质(例如空气、盐水或产
品本身)转移到制冷剂。

因此，蒸发器控制系统的主要功能就是获得期望的
介质温度。而且控制系统还应当保证蒸发器始终有
效、无故障地运行。

需要特别注意的是，以下方法可能是蒸发器所必
需的：

■

供液控制第5.1和5.2节描述了两种不同类型的供

液，即直接膨胀(DX)以及泵循环供液。

■

除霜(参见5.3和5.4节)对于在0℃以下运转的冷风机

而言十分必要。

要对直接膨胀蒸发器的供液进行设计，需要满足以
下要求：

■

确保蒸发器中的液体制冷剂完全蒸发以防止压缩

机受到液击。

■

被冷却的介质在离开蒸发器时的温度需要，保持在

要求的范围内。

■

多温转换(参见5.5节)，适用于需要在不同温度级

别下进行操作的蒸发器。

■

介质温度控制(参见5.6节)。当介质温度需要十分

精确地保持恒定时，需要进行此项控制。

在介绍介质温度控制和除霜时，我们将分别论述直接
膨胀(DX)蒸发器和泵循环供液蒸发器，因为二者在控
制系统方面存在一定的差异。

蒸发器的供液由受过热度控制的膨胀阀控制，它能
够将蒸发器出口的过热度保持在要求范围之内。此
膨胀阀可以是一个热力膨胀阀，也可以是一个电子
膨胀阀。

温度控制通常通过ON/OFF控制来实现，它能够根据
介质的温度状况来决定启动或者停止蒸发器供液。

36

应用手册

工业制冷系统的自动化控制

应用范例 5.1.1：
直接膨胀蒸发器，使用热力膨胀
阀控制

高压液体制冷剂
制冷剂的气液混合物
低压气体制冷剂

① 截止阀
② 过滤器
③ 电磁阀
④ 热力膨胀阀
⑤ 截止阀
⑥ 截止阀
⑦ 蒸发器
⑧ 数字温度控制器
⑨ 温度传感器

来自
贮液器

应用范例5.1.1显示了没有热气除霜的直接膨胀蒸发
器的典型应用。

蒸发器的供液是通过热力膨胀阀TEA④控制的，它可
以使蒸发器出口的制冷剂过热度保持在一个恒定的水
平。TEA专为氨系统设计，丹佛斯还提供用于氟利昴
制冷剂的热力膨胀阀。

前往吸气管

蒸发器

此方案还适用于自然除霜或电除霜的直接膨胀蒸
发器。

自然除霜的实现方法：停止流向蒸发器的制冷剂流，
并使风扇保持运转。电除霜的实现方式是：停止流向
蒸发器的制冷剂流，关闭风扇，同时打开蒸发器翅
片组内的电加热器。

技术数据

介质温度由数字温度控制器EKC 202⑧控制，它能够根
据PT 1000温度传感器AKS 21⑨发出的介质温度信号控
制电磁阀EVRA③的开/关转换。

蒸发器控制器 EKC 202
数字温度控制器将控制蒸发器的所有功能，包括温度
控制器、风扇、除霜和报警。

更多详细信息，请参考丹佛斯EKC 202手册。

热力膨胀阀 - TEA
制冷剂 氨
蒸发温度范围 [℃] –50 至 30，根据产品系列而定
最大感温包温度[℃] 100
最大工作压力 [bar] 19
额定制冷量* [kW] 3.5 至 295

* 工况：–15℃/+32℃, ΔT

制冷剂 氨、R22、R134a、R404a、R410a、二氧化碳、R502
介质温度范围 [℃]
最大工作压力 [bar] 42
额定制冷量* [kW] 21.8 至 2368

Kv 值 [m3/h] 0.23 至 25.0

* 工况：氨, –10/+25℃, Δp = 0.15 bar

制冷剂 氨及氟利昂制冷剂
介质温度范围 [℃]
最大工作压力 [bar] 28

DN [mm] 15/20
过滤网 150μ 不锈钢滤网

Kv 值 [m3/h] 3.3/7.0

= 4℃

sub

电磁阀 - EVRA(T)

-

40 至 +105

过滤器 - FA

-

50 至 +140

37

应用手册

应用范例 5.1.2：
直接膨胀蒸发器、使用电子
膨胀阀控制

高压液体制冷剂
制冷剂的气液混合物
低压气体制冷剂

① 截止阀
② 过滤器
③ 电磁阀
④ 电动阀
⑤ 截止阀
⑥ 截止阀
⑦ 蒸发器
⑧ 控制器
⑨ 温度传感器

⑩ 压力变送器
⑪ 温度传感器

工业制冷系统的自动化控制

前往吸气管

来自贮液器

应用范例5.1.2显示了没有热气除霜的电控直接膨胀蒸
发器的典型应用。

蒸发器的供液由电动阀ICM④控制，而ICM则由蒸发
器控制器EKC 315A⑧控制。EKC 315A控制器将通过
压力变送器AKS⑩和温度传感器AKS 21⑨测量蒸发器
出口位置的过热度，并控制ICM阀门的开度，以便将
过热度保持在最佳的水平。

同时，控制器EKC 315A将用作数字温度控制器，根据
温度传感器AKS 21⑪发出的介质温度信号控制电磁阀
EVRA③的开/关转换。

蒸发器

与解决方案5.1.1相比，这个方案会在过热度最佳的情
况下操作蒸发器，同时还可以不断地调整电动阀的阀
门开启，以确保流量和效率处于最高水平。蒸发器的
换热面积将得以充分利用。此外，本方案还能够提供
精度很高的介质温度控制。

蒸发器控制器EKC 315A
数字控制器将会控制蒸发器的所有功能，包括温度控
制、膨胀和报警。

更多详细信息，请参考丹佛斯EKC 315A手册。

技术数据

电动阀 - ICM(用于膨胀)
材料 阀体：低温钢
制冷剂 所有常用的制冷剂，包括氨和二氧化碳
介质温度范围 [℃]
最大工作压力 [bar] 52
DN [mm] 20 至 80
额定制冷量* [kW] 73 至 22700

* 工况：氨, Te = –10℃, Δp = 8.0 bar, ΔT

制冷剂 所有制冷剂，包括氨 所有制冷剂，包括氨
操作范围 [bar] 0 至 60 ，根据产品系列而定 –1 至 39 ，根据产品系列而定
最大工作压力 [bar] 100，根据产品系列而定 60，根据产品系列而定
操作温度范围 [℃] –40 至 80 –40 至 85
补偿温度范围 [℃] 低压：–30 至 +40 / 高压：0 至 +80 低压：–30 至 +40 / 高压：0 至 +80
额定输出信号 4 至 20 mA 1 至 5V 或 0 至 10V

-

60 至 120

= 4K;

sub

压力变送器 - AKS 3000 压力变送器 - AKS 32

38

应用手册

应用范例 5.1.3：
直接膨胀蒸发器、电子膨胀阀的
ICF组合阀

高压液体制冷剂
制冷剂的气液混合物
低压气体制冷剂

① ICF组合阀有
以下模块：

截止阀模块
过滤器模块
电磁阀模块
电磁阀手动开启模块
电动阀模块
截止阀模块

② 截止阀
③ 蒸发器
④ 控制器
⑤ 温度传感器
⑥ 压力变送器
⑦ 温度传感器

工业制冷系统的自动化控制

前往吸气管

来自贮液器

应用范例5.1.3显示了电控直接膨胀蒸发器的关于ICF
组合阀控制的新解决方案，无需进行热气除霜，与
范例5.1.2类似。

ICF组合阀能够在同一个阀体下容纳多达六个不同
的模块，从而提供了一个紧凑且易于安装的控制解
决方案。

蒸发器的供液由电动阀模块ICM控制，而ICM则由蒸
发器控制器EKC 315A④控制。EKC 315A控制器将通
过压力变送器AKS⑥和温度传感器AKS 21⑤测量蒸
发器出口位置的过热度，并控制ICM阀的开启度，
以便将过热度保持在最佳的水平。

蒸发器

与5.1.1中的方案类似，这个解决方案会在过热度最佳
的情况下操作蒸发器，同时还可以不断地调整电动阀
的开度，以确保流量和效率处于最高水平。蒸发器的
换热面积将得以充分利用。此外，本方案还能够提供
精度很高的介质温度控制。

蒸发器控制器EKC 315A
数字控制器将会控制蒸发器的所有功能，包括温度
控制、膨胀和报警。

更多详细信息，请参考丹佛斯EKC 315A手册。

同时，控制器EKC 315A可用作一个数字温度控制器，
它可以根据温度传感器AKS 21⑦ 发出的介质温度信
号，控制电磁阀模块ICFE的开/关转换。

39

应用手册

工业制冷系统的自动化控制

应用范例 5.1.4：
直接膨胀蒸发器和采用ICF组合阀
的电子膨胀阀

高压液体制冷剂
制冷剂气液混合物
低压气体制冷剂

① ICF组合阀控制方案含有：

截止阀模块
过滤器模块
电子膨胀阀模块
截止阀模块

② 吸气截止阀
③ 蒸发器
④ 控制器
⑤ 温度传感器
⑥ 压力变送器
⑦ 温度传感器

To suction line

前往吸气管

 AKS 33

 SVA

ICFS

From receiver

来自贮液器

ICFF

本应用范例显示了一个不带热气除霜的电子控制直
接膨胀蒸发器的ICF组合阀方案。

ICF组合阀在同一阀体内能够容纳多达六个不同模
块，提供了一个紧凑、易于安装的控制方案。

 EKC 315A

 AKS 21

 AKS 21

ICFA

 ICF

蒸发器

ICFS

此外，本解决方案提供了更加精确的介质温度控制。

EKC 315A蒸发器控制器。
该数字式控制器可以控制所有的蒸发器，包括温度
开关、膨胀阀和警报器。

 Evaporator

Danfoss
Tapp_0160_02
12-2010

供液由ICFA电子膨胀阀控制，该膨胀阀通过EKC 315A
蒸发器控制器④ 控制。EKC 315A控制器通过压力
变送器AKS 33⑥ 和在蒸发器出口上的温度传感器
AKS 21⑤测量过热度，并通过控制ICFA阀的开度将
过热度维持在最佳水平。

本解决方案通过蒸发器的过热度进行优化控制，并
持续地调整供液阀的开度以确保最大供液能力和效
率。蒸发器的表面积也得到了充分利用。

此处显示的ICF组合阀控制方案可由传统的阀组解决
方案代替(SVA 截止阀、FA/FIA 过滤器、AKVA电子膨
胀阀和另一个SVA 截止阀)。

详细细节请参考丹佛斯EKC 315A手册。

控制器EKC 315A 可用于ICF组合阀以及传统的阀组解
决方案中。

40

应用手册

工业制冷系统的自动化控制

5.2

泵循环控制

应用范例 5.2.1：
泵循环蒸发器(无热气除霜)

制冷剂的气液混合物
低压液体制冷剂

① 截止阀
② 过滤器
③ 电磁阀
④ 手动调节阀
⑤ 截止阀
⑥ 截止阀
⑦ 蒸发器
⑧ 数字温度控制器
⑨ 温度传感器

与直接膨胀系统相比较，泵循环系统控制更为简单，
因为大小合适的低压循环桶的存在，可以有效的避免
压缩机受到液击。

来自
低压循环桶

应用范例5.2.1显示了泵循环蒸发器(无热气除霜)的典
型安装，它也同样适用于自然除霜或电除霜的泵循
环系统中的蒸发器。

数字温度控制器EKC 202⑧能够将介质温度保持在所
需的范围之内，它能根据PT 1000温度传感器AKS 21⑨
发出的介质温度信号控制电磁阀EVRA③的开关转换。

蒸发器的供液量由手动调节阀REG ④。因此，为调节
阀设置正确的开度是非常重要的。如果开度过大，

低压循环桶确保只有“干燥”制冷剂气体返回压缩机。
蒸发控制也得到了简化，因为仅要求基本的开/关来
控制蒸发器。

前往
低压循环桶

蒸发器

则将导致电磁阀频繁操作，结果会造成磨损；如果
开度过小，则将导致蒸发器没有足够的液体制冷剂。

蒸发器控制器EKC 202
数字温度控制器将会控制蒸发器的所有功能，包括温
度控制、风扇、除霜和报警。

更多详细信息，请参考丹佛斯EKC 202手册。

技术数据

手动调节阀 - REG
材料 低温钢，可用于低温操作
制冷剂 所有常用的不易燃制冷剂，包括氨
介质温度范围 [℃]
最大工作压力 [bar] 40
测式压力 [bar] 强度测试：80

DN [mm] 6 至 65

Kv 值 [m3/h] 对于完全打开的阀门：0.17 至 81.4

-

50 至 +150

泄漏测试：40

41

应用手册

应用范例 5.2.2：
泵循环蒸发器，无热气除霜的
ICF模块化组合阀控制解决方案

制冷剂的气液混合物
低压液体制冷剂

工业制冷系统的自动化控制

① ICF组合阀有
以下模块：

截止阀模块
过滤器模块
电磁阀模块
电磁阀手动开启模块
手动调节阀模块
截止阀模块

② 截止阀
③ 蒸发器
④ 数字温度控制器
⑤ 温度传感器

来自
低压循环桶

应用范例5.2.2包括了与范例5.2.1类似的关于ICF组
合阀控制的新解决方案，也同样适用于自然除霜
或电除霜的泵循环系统中的蒸发器。

ICF组合阀能够在同一个阀体下容纳多达六个不同
的模块，从而提供了一个紧凑且易于安装的控制解
决方案。

数字温度控制器EKC 202④ 会将介质温度保持在
所需的范围之内，它能够根据PT 1000温度传感器
AKS 21⑤发出的介质温度信号控制ICF中电磁阀ICFE
的开/关转换。

前往
低压循环桶

蒸发器

蒸发器的供液量由手动调节阀ICFR的控制。因此，
为调节阀设置正确的开度是非常重要的。如果开
度过大，则将导致电磁阀频繁操作，结果会造成磨
损；如果开度过小，则将导致蒸发器没有足够的液
体制冷剂。

蒸发器控制器EKC 202
数字温度控制器将控制蒸发器的所有功能，包括温度
控制、风扇、除霜和报警。

更多详细信息，请参考丹佛斯EKC 202手册。

42

应用手册

From liquid
separator

To liquid
separator



SVA



SVA



FIA



AKVA



SVA

➅

AK-CC 450



AKS 21



Evaporator

Danfoss
Tapp_0155_02
11-2010

Fr
separato

app_0156_02

应用范例 5.2.3：
使用脉冲式电子膨胀阀AKVA/ICF
组合阀对满液式冷风机进行供
液，带有电除霜或盐水除霜

制冷剂气液混合物
低压液体制冷剂

① 截止阀
② 过滤器
③ 电子膨胀阀
④ 截止阀
⑤ 截止阀
⑥ 控制器
⑦ 温度传感器
⑧ 蒸发器
⑨ ICF组合阀控制方案，包括：

工业制冷系统的自动化控制

来自
低压循环桶

➅ AK-CC 450

蒸发器

 AKS 21

前往
低压循环桶

Danfoss
T
11-2010

截止阀模块
过滤器模块
电子膨胀阀模块
截止阀模块

ICFS

om liquid

来自
低压循环桶

在传统的满液式系统中，往往通过温度开关持续测
量空气温度来控制供液。

电磁阀打开几分钟或更长时间，直到空气温度达到
设置点。在供液时，制冷剂的流量是恒定的。

这是控制空气温度的一个非常简单的方式，但由温
度开关引起的温度波动可能会在某些应用中引起有
害的副作用，例如湿度降低或控制不准确。

除了上述的周期性供液，也可以按实际需求持续的进
行供液。这里可由一个脉冲式电子膨胀阀AK VA阀③或一
个带有ICF A模块的ICF⑨模块化组合阀实现。

持续地测量空气温度并与参考温度比较。当空气温
度达到设置点时，AK VA阀③的开启比例减少。从而
减小了循环期间的开启时间，降低了制冷量。AK VA
阀脉冲周期通常为3到6秒。

r

ICFF

ICFA

 ICF

ICFS

To liquid

前往

separator

低压循环桶

蒸发器

 Evaporator

在一个满液式系统中，这意味着制冷剂受到连续的
控制，并按实际需求供液。当制冷剂供应变少时，
循环倍率下降。

这样做的结果是更多的制冷剂被蒸发，在冷风机中
产生一定量的过热气体。

这样做的直接效果是更加平均的分配冷风机中换热
表面的温度，确保制冷剂和空气之间的温度差ΔT
更小。

这种在满液式系统的供液方式非常普遍。供液量可
以更加准确的得到控制，提高了控制的精确度和系
统能效。

 SVA

43

应用手册

工业制冷系统的自动化控制

5.3

直接膨胀冷风机的热气除霜

某些应用中，冷风机将在低于0℃的蒸发温度下工
作。在这种情况下，热交换的表面就形成一层霜，其
厚度将随时间的延长而增加。积聚的霜会降低传热系
数，同时还会阻碍空气的循环，进而会引起蒸发器性
能下降。因此必须对这些冷风机进行定期除霜，以将
性能保持在所需的级别。

工业制冷行业中常用的几种除霜方法如下：

■

自然除霜

■

电除霜

■

热气除霜

自然除霜的实现方法：停止流向蒸发器的制冷剂流，
并使风扇保持运转。这种方式仅适用于室内温度高于
0℃的情况。除霜的时间会很长。

电除霜的实现方式：关闭风扇并停止流向蒸发器的制
冷剂流，同时打开蒸发器翼片组内的电加热器。借助
时钟功能和/或除霜终止温度控制器，可以在热交换
表面完全没有冰霜时结束除霜操作。尽管这种解决
方案易于安装且初期投资比较低，但是其操作成本(
电能)要大大高于其他的解决方案。

热气除霜系统的除霜方式：将热气喷射到蒸发器，从
而除去其表面的冰霜。该解决方案比其他系统要求更
多的自动化操作，但是其随时间推移所产生的操作成
本是最低的。喷射到蒸发器上的热气所产生的一个积
极效果是可以将油消除并回收。为了确保足够的热气
性能，该解决方案仅能用于配备有三个或三个以上
蒸发器的制冷系统中。在特定时间内接受除霜的蒸
发器最多只能占蒸发器总容量的三分之一。

44

应用手册

工业制冷系统的自动化控制

应用范例 5.3.1：
直接膨胀蒸发器(热气除霜系统)

高压气体制冷剂
高压液体制冷剂
制冷剂的气液混合物
低压气体制冷剂

供液管

① 截止阀
② 过滤器
③ 电磁阀
④ 电子膨胀阀
⑤ 截止阀

吸气管

⑥ 截止阀
⑦ 两步开启式电磁阀
⑧ 截止阀

热气管路

⑨ 截止阀
⑩ 过滤器
⑪ 电磁阀
⑫ 截止阀
⑬ 止回阀

排气管

⑭ 截止止回阀
⑮ 压差调节阀
⑯ 控制器
⑰ 温度传感器
⑱ 温度传感器
⑲ 温度传感器
⑳ 止回阀

前往贮液器

前往冷凝器

15

ICS

14

SCA

➇ SVA

压缩机

前往其他
蒸发器

➂ EVRAT

➀ SVA

➁ FIA

13

➈ SVA

NRVA

来自贮液器

上图所示是一个使用热气除霜的直接膨胀蒸发器系
统。但是这种除霜方法并不常用，尤其对于氨直接
膨胀蒸发器系统而言更不常用，它更适合于氟系统。

制冷周期循环
液体管路上的伺服阀ICS③由其电磁阀导阀EVM控制，
并保持开启状态。供液由电子膨胀阀AK VA④控制。

吸气管上的两步开启式电磁阀GPLX/ICLX⑦保持开启
状态，除霜电磁阀ICS⑪由其电磁导阀EVM控制，并
处于关闭状态。止回阀NR VA⑳能够防止泄水盘结冰。

伺服阀ICS⑮由其电磁导阀EVM控制，并处于开启状态。

除霜循环
初始化除霜循环之后，供液电磁阀ICS③将会关闭。
风扇会持续运转120-600秒(取决于蒸发器大小)，以
抽空蒸发器中的液体。

风扇将停止，并且GPLX/ICLX将关闭。GPLX/ICLX⑦
阀由于阀体中热气的存在将暂时继续保持在打开的
位置。

当电磁导阀关闭该阀时，热气逐渐在该阀内冷凝，并
在伺服活塞的顶部形成液体，此时活塞上的压力逐渐
与吸气压力平衡。

由于阀内存在冷凝液体，这一平衡过程需要一定的
时间。GPLX/ICLX主阀的完全关闭所需要的确切时间
取决于温度、压力、制冷剂和阀的尺寸。

因此不可能为各个阀直接规定一个准确的关闭时间。
越低的压力通常会导致关闭时间越长。

16

控制器

GPLX

➆

来自其他
蒸发器

➅

SVA

20

17

AKS 21

NRVA

FIA

➃ AKVA

ICS

➄

12

SVA

SVA

19

AKS 21

蒸发器

在蒸发器内使用热气除霜时，考虑GPLX/ICLX主阀的
关闭时间是非常重要的。

另外需要额外延长10-20秒，以便让蒸发器中制冷
剂沉到底部，而同时不出现沸腾现象。之后，电磁
阀ICS⑪将被其电磁导阀EVM打开，并将向蒸发器提
供热气。

在除霜循环中，伺服阀ICS⑮的电磁导阀EVM处于关闭
状态，因此ICS⑮将由压差导阀CVPP控制。

之后，ICS⑮会在热气压力和贮液器压力之间形成一
个压差Δp。这个压差能够确保在除霜过程中将冷凝
的液体压出，并通过止回阀NR VA⑬进入液体管路。

当蒸发器中的温度(通过AKS 21⑲测得)达到设定值
时，除霜操作将会结束，电磁阀ICS⑪将关闭，ICS⑮
的电磁导阀EVM将打开，两步开启式电磁阀GPLX/
ICLX⑦也将打开。

由于蒸发器和吸气管之间存在较高的压差，因此很
有必要使用一个两步开启式电磁阀，例如丹佛斯
GPLX/ICLX。当压差较高时，GPLX/ICLX的流量将只
有10%，从而确保压力在阀门完全打开之前能够达
到平衡，进而保证了系统的平稳运行并避免了在吸
入管内出现液击。

GPLX/ICLX完全打开后，ICS③将会打开，制冷循环也
将重新开始。风扇在延迟一段时间之后也将启动，以
便冷却蒸发器表面残留的液滴。

AKS 21

18

45

应用手册

From liquid
separator

To liquid
separator

թ ICF

լ SVA

խ AK-CC 450

ծ AKS 21

կ Evaporator

ի ICM

հ ICF

CVP

ժ ICS

Hot gas

Danfoss
Tapp_0157_02
09-2011

ICFS

ICFF

ICFC

ICFA

ICFW

ICFS

ICFS

ICFF

ICFE

ICFS

应用范例 5.3.2：
使用脉冲式电子膨胀阀对满液式
冷风机进行供液，带热气除霜

工业制冷系统的自动化控制

高压气体制冷剂
制冷剂的气液混合物
低压气体制冷剂

① ICF组合阀控制方案包括：

截止阀模块
过滤器模块
电子膨胀阀模块
止回阀模块
焊接连接模块
截止阀模块

② 压力调节阀
③ 电动阀
④ 截止阀
⑤ 控制器
⑥ 温度传感器
⑦ 蒸发器
⑧ ICF组合阀控制方案包括：

截止阀模块
过滤器模块
电磁阀模块
截止阀模块

来自
低压循环桶

热气

应用范例5.3.2显示使用ICF组合阀控制解决方案对带
有热气除霜功能的配泵液体循环蒸发器的安装。

ICF组合阀的一个阀体可容纳多达6个模块，十分容
易进行安装。

制冷循环
ICF组合阀⑧上的ICFA模块根据实际需求连续的对供
液进行控制。
吸气管路中的电动阀ICM③保持打开，ICF组合阀⑧
内的除霜电磁阀模块ICFE保持关闭。

除霜循环
除霜循环开始后，ICF⑧上的供液模块ICFA关闭。风
扇保持运转120至600秒(时间取决于蒸发器的尺寸)，
以使蒸发器内的液体制冷剂充分蒸发。
风扇停止，ICM阀关闭。
之后有10至20秒的延迟，以便蒸发器内的液体沉淀
到底部而不出现蒸发气泡。接下来ICF⑧内的电磁阀
模块ICFE打开，为蒸发器提供热气。

前往

蒸发器

气液分离器

在除霜循环期间，来自蒸发器的冷凝制冷剂被排出
到低压侧。除霜压力由ICS和CVP②控制。

当蒸发器内的温度达到设定值或除霜计时器计时结
束，除霜终止，ICF组合阀⑧内的电磁阀模块ICFE关
闭，在稍稍延迟后，电动阀ICM③打开。

由于蒸发器和吸气管路之间的压力差，有必要缓慢
释放压力，使得完全打开前压力达到平衡，以确保
平稳操作，避免吸气管路内发生冲击现象。

采用电动阀ICM③的好处是除霜压力可通过缓慢地
打开该阀来达到平衡。经济有效的做法是使用ICM
开/ 关模式并采用一个非常慢的开启速度打开ICM
阀。也可以使用调节模式,完全由PLC控制ICM阀
的开度和开启速度来达到平衡。

ICM充分打开后，ICF组合阀①内的供液电磁阀模块
ICFA打开，开始制冷循环。风扇在一定的延迟时间后

启动，以便将残留蒸发器表面上液滴凝固。

46

应用手册

工业制冷系统的自动化控制

技术数据

导阀控制的伺服主阀 - ICS
材料 阀体：低温钢
制冷剂 所有常用的制冷剂，包括氨和二氧化碳
介质温度范围 [℃]

-

60 至 120
最大工作压力 [bar] 52
DN [mm] 20 至 150

额定制冷量* [kW] 在热气管路上：20 至 4000

在无相变的液体管路上：55 到 11300

* 工况：氨, T

= 30℃, P

liq

= 12 bar, ΔP = 0.2 bar, T

disch.

= 80℃，Te = –10℃，循环比 = 4

disch.

两步开启式电磁阀 - ICLX
材料 阀体：低温钢
制冷剂 所有常用的不易燃制冷剂，包括氨所有常用的不易燃制冷剂，包括氨
介质温度范围 [℃]

–60 ~ +120

最大工作压力 [bar] 52
DN [mm] 32 至 150

* 工况：氨, ΔP = 0.05 bar, Te = –10℃，T

= 30℃，循环比 = 4

liq

止回阀 - NR VA
材料 阀体：钢
制冷剂 所有常用的制冷剂，包括氨
介质温度范围 [℃]

-

50 至 140
最大工作压力 [bar] 40
DN [mm] 15 至 65
额定制冷量* [kW] 在液体管路上(无相变)：160.7 至 2411

* 工况：氨，ΔP = 0.2 bar, Te = –10℃，循环比 = 4

过滤器 - FIA
材料 阀体：钢
制冷剂 所有常用的制冷剂，包括氨
介质温度范围 [℃]

-

60 至 150
最大工作压力 [bar] 40
DN [mm] 15 至 200

过滤网 100/150/250/500μ 不锈钢滤网

电动阀 - ICM(用作控制阀)
材料 阀体：低温钢
制冷剂 所有常用的制冷剂，包括氨和二氧化碳
介质温度范围 [℃] –60 至 120
最大工作压力 [bar] 52
DN [mm] 20 至 150
额定制冷量 在热气管路：2.3 至 4230

在吸气管：0.85 至 1570

* 工况：氨, T

= 30℃, P

liq

= 12 bar, ΔP = 0.2 bar, T

disch.

= 80℃, Te = –10℃, 循环比 = 4

disch.

47

应用手册

04-2007

工业制冷系统的自动化控制

应用范例 5.3.3：
使用ICF组合阀的直接膨胀蒸发器
和热气除霜系统

高压气体制冷剂
高压液体制冷剂
制冷剂的气液混合物
低压气体制冷剂

① 液体管路ICF组合阀装备有：

截止阀模块
过滤器模块
电磁阀模块
电磁阀手动开启模块
电动阀模块
截止阀模块

② 截止阀
③ 两步开启式电磁阀
④ 截止阀(吸气管)
⑤ 热气管路ICF组合阀装备有：

截止阀模块
过滤器模块
电磁阀模块
截止阀模块

⑥ 止回阀
⑦ 止回阀
⑧ 截止止回阀
⑨ 压差调节阀

⑩ 控制器
⑪ 过热度控制器
⑫ 温度传感器
⑬ 温度传感器
⑭ 温度传感器
⑮ 温度传感器

⑯ 压力变送器

前往贮液器

前往冷凝器

CVPP

� ICS

EVM

9

� SCA

压缩机

8

SVA

�

来自其他
蒸发器

前往其他
蒸发器

7

� NRVA

来自贮液器

Danfoss
Tapp_0068_41

应用范例5.3.3显示了使用ICF组合阀新控制方案且带
有热气除霜的直接膨胀蒸发器。

ICF组合阀能够在同一个阀体下容纳多达六个不同
的模块，从而提供了一个紧凑且易于安装的控制解
决方案。

制冷循环
液体管路上ICF组合阀中的电磁阀模块ICFE①保持开
启状态。供液由ICF①中的电动阀ICM控制。

吸气管上的两步开启式电磁阀GPLX/ICLX③保持开启
状态，ICF⑤中的除霜电磁阀ICFE则保持关闭状态。

伺服阀ICS⑨由其电磁导阀EVM控制，并处于开启
状态。

除霜循环
初始化除霜循环之后，ICF①中的供液电磁阀ICFE将
被关闭。风扇会持续运转120-600秒（取决于蒸发器
大小），以抽空蒸发器中的液体。

风扇停止，GPLX/ICLX 关闭。GPLX/ICLX 阀③由于
阀体中热气的存在将暂时继续保持在打开的位置。

当电磁导阀关闭该阀时，热气逐渐在该阀内冷凝，并
在伺服活塞的顶部形成液体，此时活塞上的压力逐渐
与吸气压力平衡。

由于阀内存在冷凝液体，这一平衡过程需要一定的
时间。GPLX/ICLX主阀的完全关闭所需要的确切时间
取决于温度、压力、制冷剂和阀的尺寸。

ICFS

控制器

2

SVA

�

15

16

AKS 33

AKS 21

蒸发器

13

14

4

ICFF

� GPLX

ICFS

ICFF

ICFE

� ICF

ICFS

3

ICM

6

�

ICFE

NRVA

1

ICF

�

ICFM

ICFS

5

在蒸发器内使用热气除霜时，考虑GPLX/ICLX主阀的
关闭时间是非常重要的。

另外需要额外延长10-20秒，以便让蒸发器中的液
体下沉到底部，而同时不出现气体沸腾现象。随
后，ICF⑤中的电磁阀ICFE将打开，并将向蒸发器供
应热气。

在除霜循环中，伺服阀ICS⑨ 的电磁导阀EVM处于
关闭状态，因此ICS⑨将由压差导阀CVPP控制。之
后，ICS⑨会在热气压力和贮液器压力之间形成一个
压差Δp。

这个压差能够确保在除霜过程中将冷凝的液体压出，
并通过止回阀NR VA⑦进入液体管路。

当蒸发器中的温度(通过AKS 21⑮ 测得)达到设定值
时，除霜操作将会结束，ICF⑤中的电磁阀ICFE将关
闭，ICS⑨的电磁导阀EVM将打开，两步开启式电磁
阀GPLX/ICLX③也将打开。

由于蒸发器和吸气管之间存在较高的压差，因此很
有必要使用一个两步开启式电磁阀，例如丹佛斯产
品GPLX/ICLX③。当压差较高时，GPLX/ICLX③的流
量将只有 10%，从而确保了阀门在完全打开之前的
压力能够达到平衡，进而保证了系统的平稳运行并
避免了在吸气管内出现液击。

完全打开GPLX/ICLX③之后，ICF① 中的供液电磁阀
ICFE将打开并启动制冷循环。风扇在延迟一段时间
之后也将启动，以便冷却蒸发器表面残留的液滴。

EKC 315A

12

AKS 21

AKS 21

AKS 21

因此不可能为各个阀直接规定一个准确的关闭时间。
越低的压力通常会导致关闭时间越长。

48

应用手册

To

T

Controller

 ICF

工业制冷系统的自动化控制

应用范例 5.3.4：
全部采用焊接连接的带有ICF模块
化组合阀和ICM电动阀的带有热气
除霜功能的直接膨胀蒸发器

高压气体制冷剂
高压液体制冷剂
制冷剂的气液混合物
低压气体制冷剂

① 液体管路ICF组合阀模块有：

M

截止阀模块
过滤器模块
电磁阀模块
电磁阀手动开启模块

前往贮液器

o receiver

condenser

前往冷凝器

CVPP

 ICS

EVM

 SCA

Compressor

压缩机

From receiver

来自贮液器

 SVA

From other

来自其他

evaporators

蒸发器

To other

前往其他

evaporators

蒸发器

 SCA

ICFS

 ICM

ICFS

ICFE

ICFF

ICFE

ICFM

控制器

ICM

ICFS

 ICF

 CHV

 SVA

15

Evaporator

蒸发器

AKS 33

AKS 21

EKC 315A

16

13

AKS 21

14

AKS 21

12

AKS 21

电动阀模块
截止阀模块

② 截止阀
③ 压力调节(电动阀)

Danfoss
Tapp_0158_02
11-2010

ICFF

ICFS

④ 截止阀(吸气管)
⑤ 热气管路ICF组合阀模块有：

ICF模块化组合阀的一个阀体可容纳多达6个模块，是
十分容易安装的控制解决方案。

当蒸发器内的温度(由温度传感器AKS 21 测量得到)
达到设定值时，除霜终止，ICF模块化组合阀⑤内的
电磁阀模块ICFE关闭，ICS⑨的电磁导阀EVM打开，

截止阀模块
过滤器模块
电磁阀模块
截止阀模块

⑥ 止回阀
⑦ 截止止回阀
⑧ 截止止回阀
⑨ 压差调节阀
⑩ 控制器
⑪ 过热度控制器
⑫ 温度传感器
⑬ 温度传感器
⑭ 温度传感器
⑮ 温度传感器
⑯ 压力变送器

制冷循环
液体管路中ICF模块化组合阀①的电磁模块阀ICFE保
持打开。供液由 ICF模块化组合阀①内的电动阀ICM
模块控制。

吸气管上的电动阀ICM③保持打开，并且ICF模块化组
合阀⑤内的除霜电磁阀模块ICFE保持关闭。

伺服阀ICS⑨通过其电磁导阀EVM控制，保持打开。

除霜循环
除霜循环开始后，ICF模块化组合阀①上的供液电磁
阀模块ICFE关闭。风扇保持运转120至600秒(运转时
间取决于蒸发器的尺寸)，以使蒸发器内的液体制冷
剂充分蒸发。

风扇停止，电动阀ICM③关闭。

电动阀ICM③也打开。

由于蒸发器和吸气管之间的压力差较高，因此有必
要缓慢的释放压力，使得完全打开ICM阀之前使压
力达到平衡，以确保平稳操作，避免吸气管内发生
液击现象。

使用电动阀ICM③的优点是除霜压力可通过缓慢地打
开该阀达到平衡。其中一个经济有效的做法是使用
ICM开/关模式并选择一个非常慢的开启速度。此外
也可以使用持续调节模式通过PLC来控制阀的开度和
开启速度以达到压力平衡。

ICM③完全打开后，ICF模块化组合阀①内的供液电
磁阀模块ICFE打开，进入制冷循环。此时风扇延迟启
动，以便凝固在蒸发器表面上残留的液滴。

之后有10至20秒的延迟，以便蒸发器内的液体沉淀到
底部而不出现蒸发气泡。然后ICF模块化组合阀⑤内
的电磁阀模块ICFE打开，为蒸发器提供热气。

在除霜循环期间，伺服阀ICS⑨的电磁导阀EVM关闭，
此时伺服阀由压差导阀CVPP控制。随后ICS伺服阀⑨
使热气压力和贮液器压力之间建立压差Δp。

该压差使得除霜时冷凝的液体能够通过单向阀SCA⑦
进入液体管路。

49

应用手册

工业制冷系统的自动化控制

5.4

泵循环冷风机的热气除霜

应用范例 5.4.1：
泵循环蒸发器(带有热气除霜系
统)

高压气体制冷剂
高压液体制冷剂
制冷剂的气液混合物
低压液体制冷剂

液体管

① 截止阀
② 过滤器
③ 电磁阀
④ 止回阀
⑤ 手动调节阀
⑥ 截止阀

吸入管

⑦ 截止阀
⑧ 两步开启式电磁阀
⑨ 截止阀

前往低压循环桶

来自
低压循环桶

来自排气管

应用范例5.4.1显示了泵循环蒸发器(带有热气除霜)的
典型应用。

控制器

蒸发器

在蒸发器内使用热气除霜时，考虑GPLX/ICLX主阀的
关闭时间是非常重要的。

热气管路

⑩ 截止阀
⑪ 过滤器
⑫ 电磁阀
⑬ 截止阀
⑭ 止回阀

溢流管路
⑮ 溢流阀

控制

⑯ 控制器
⑰ 温度传感器
⑱ 温度传感器
⑲ 温度传感器

制冷循环
液体管路上的电磁阀ICS③处于开启状态。供液由手
动调节阀REG⑤控制。

吸气管上的两步开启式电磁阀GPLX/ICLX⑧处于开启
状态，除霜电磁阀ICS⑫则处于关闭状态。

除霜循环
除霜循环开始后，供液电磁阀ICS③将会关闭。风扇
会持续运转120-600秒(取决于蒸发器大小)，以抽空
蒸发器中的液体。

风扇停止，GPLX/ICLX 关闭。GPLX/ICLX阀③由于阀体
中热气的存在将暂时继续保持在打开的位置。

当电磁导阀关闭该阀时，热气逐渐在该阀内冷凝，并
在伺服活塞的顶部形成液体，此时活塞上的压力逐渐
与吸气压力平衡。

由于阀内存在冷凝液体，这一平衡过程需要一定的
时间。GPLX/ICLX主阀的完全关闭所需要的确切时间
取决于温度、压力、制冷剂和阀的尺寸。

因此不可能为各个阀直接规定一个准确的关闭时间。
越低的压力通常会导致关闭时间越长。

具有与GPLX/ICLX同样的功能(两步开启式电磁
阀)。 GPLX/ICLX 在大压差条件下仅有10%的容量，
这样可以使压力在阀完全打开前被平衡，以确保平
稳操作并避免在吸气管中发生液击现象。

另外需要额外延长10-20秒，以便让蒸发器中的液体
下沉到底部，而同时不出现气体沸腾现象。随后，电
磁阀ICS⑫将打开，并将向蒸发器供应热气。

在除霜过程中，当压差足够大时，溢流阀OFV将自动
被打开。溢流阀能够使蒸发器排出的冷凝的热气释放
到湿回气管中。也可以根据容量大小将OFV替换为压
力调节阀ICS+CVP或高压浮球阀SV 1/3，后者只允许
液体排向低压端。

当蒸发器中的温度(通过AKS 21⑲ 测得)达到设定值
时，除霜操作将会终止，电磁阀ICS⑫将关闭，而两
步开启式电磁阀GPLX/ICLX⑧则将打开。

完全打开GPLX/ICLX之后，供液电磁阀ICS③将打开并
启动制冷循环。风扇在延迟一段时间之后也将启动，
以便冷却蒸发器表面残留的液滴。

技术数据

50

溢流阀 - OFV
材料 阀体：钢
制冷剂 所有常用的制冷剂，包括氨
介质温度范围 [℃]
最大工作压力 [bar] 52

DN [mm] 20/25
开启压差范围 [bar] 2 至 8

-

50 至 150

应用手册

工业制冷系统的自动化控制

应用范例 5.4.2：
泵循环蒸发器，带有热气除霜系
统，使用ICF组合阀和SV 1/3浮球阀

高压气体制冷剂
高压液体制冷剂
制冷剂的气液混合物
低压液体制冷剂

① 液体管路ICF组合阀模块有：

截止阀模块
过滤器模块
电磁阀模块
止回阀模块
手动调节阀模块
截止阀模块

② 截止阀模块
③ 两步开启式电磁阀
④ 截止阀
⑤ 热气管路ICF组合阀模块有：

前往
低压循环桶

来自
低压循环桶

来自排气管

控制器

蒸发器

截止阀模块
过滤器模块
电磁阀模块
截止阀模块

⑥ 止回阀
⑦

浮球阀

⑧ 控制器
⑨ 温度传感器
⑩ 温度传感器
⑪ 温度传感器

应用范例5.4.2显示了泵循环蒸发器的典型应用，这
些蒸发器均使用全新ICF组合阀解决方案和SV 1/3
浮球阀进行热气除霜。

ICF组合阀能够在同一个阀体下容纳多达六个不同
的模块，从而提供了一个紧凑且易于安装的控制解
决方案。

制冷循环
液体管路上ICF①中的电磁阀ICFE保持开启状态。供液
由ICF①中的手动调节阀 ICFR 进行控制。

吸气管上的两步开启式电磁阀GPLX/ICLX③保持开启
状态，ICF⑤中的除霜电磁阀ICFE则保持关闭状态。

除霜循环
初始化除霜之后，ICF的供液电磁模块ICFE①将关
闭。风扇会持续运转120-600秒(取决于蒸发器大小)
以抽空蒸发器中的液体。

风扇停止，GPLX/ICLX关闭。GPLX/ICLX阀③由于阀体
中热气的存在将暂时继续保持在打开的位置。

当电磁导阀关闭该阀时，热气逐渐在该阀内冷凝，并
在伺服活塞的顶部形成液体，此时活塞上的压力逐渐
与吸气压力平衡。

由于阀内存在冷凝液体，这一平衡过程需要一定的
时间。GPLX/ICLX主阀的完全关闭所需要的确切时间
取决于温度、压力、制冷剂和阀的尺寸。

在蒸发器内使用热气除霜时，考虑GPLX/ICLX主阀的
关闭时间是非常重要的。

另外需要额外延长10-20秒，以便让蒸发器中的液体
下沉到底部，而不出现气体沸腾现象。随后，ICF⑤
中的电磁阀ICFE将打开并将向蒸发器供应热气。

在除霜过程中，蒸发器排出的冷凝的热气将被排到
低压端。排液过程由高压浮球阀SV 1或3⑦来完成控
制。与解决方案5.4.1中的溢流阀OFV相比，此处的浮
球阀能够根据阀体中的液位来控制溢流。

使用浮球阀能够保证热气在冷凝为液体之前不会从蒸
发器中排出，这使系统的整体除霜效率得到提高。此
外，浮球阀是专为调节控制而设计提供了非常稳定的
控制解决方案。

当蒸发器中的温度(由AKS 21⑪测得)达到设定值时，
除霜操作将会终止，ICF⑤中的电磁阀ICFE将关闭而
在短暂的延迟之后，两步开启式电磁阀GPLX/ICLX③
将会打开。

完全打开GPLX/ICLX之后，ICF①中的供液电磁阀ICFE
将会打开并启动制冷循环。风扇在延迟一段时间之后
也将启动，以便冷却蒸发器表面残留的液滴。

具有与GPLX/ICLX同样的功能(两步开启式电磁阀)
。GPLX/ICLX 在大压差条件下仅有10%的容量，这样
可以使压力在阀完全打开前被平衡，以确保平稳操
作并避免在吸气管中发生液击现象。

因此不可能为各个阀直接规定一个准确的关闭时间。
越低的压力通常会导致关闭时间越长。

51

应用手册

Fr

➇

ICFS

app_0159_02

工业制冷系统的自动化控制

应用范例 5.4.3：
全部采用焊接连接的带有ICF模块
化组合阀和具有CVP导阀的ICS伺
服主阀的带有热气除霜功能的泵
循环蒸发器

高压气体制冷剂
高压液体制冷剂
制冷剂的气液混合物
低压液体制冷剂

① 液体管路ICF组合阀模块有：

截止阀模块
过滤器模块
电磁阀模块
止回阀模块
手动调节阀模块
截止阀模块

② 截止阀模块
③ 压力调节器(电动阀)
④ 截止阀
⑤ 热气管路ICF组合阀模块有：

To liquid

➃ SVA

前往

separator

低压循环桶

来自
低压循环桶

om liquid separator

来自排气管

From discharge line

CVP

➆ ICS

ICFS

➂ ICM

ICFF

控制器

Controller

➁ SVA

ICFE

ICFS

ICFF

ICFC

➀ ICF

ICFE

➄ ICF

ICFR

ICFS

CHV

➅

AKS 21

蒸发器

Evaporator

➈ AKS 21

AKS 21

Danfoss
T
01-2011

截止阀模块
过滤器模块

ICF模块化组合阀的一个阀体可容纳多达6个模块，

是十分容易安装的控制解决方案。

在除霜循环期间，来自蒸发器的冷凝后的热气被排
入低压侧。除霜压力由ICS+CVP⑦控制。

电磁阀模块
截止阀模块

⑥ 止回阀
⑦ 压力调节器
⑧ 控制器
⑨ 温度传感器
⑩ 温度传感器
⑪ 温度传感器

制冷循环
液体管路中ICF模块化组合阀①中的电磁阀模块ICFE
保持打开，供液由ICF模块化组合阀①内的手动调节
阀模块ICFR控制。

吸气管中的电动阀ICM③保持打开，ICF模块化组合
阀⑤内的除霜电磁阀模块ICFE保持关闭。

除霜循环

当蒸发器内的温度(由温度传感器AKS 21 测量得到)
达到设定值时，除霜终止，ICF模块化组合阀⑤内的
电磁阀模块ICFE关闭，在稍稍延迟后电动阀ICM③也
打开。

由于蒸发器和吸气管之间的压力差较高，因此有必
要缓慢的释放压力，使得完全打开ICM阀之前使压
力达到平衡，以确保平稳操作，避免吸气管内发生

液击现象。
除霜循环开始后，ICF模块化组合阀上的液体供应电
磁阀模块ICFE关闭。风扇保持运转120至600秒(时间
取决于蒸发器的尺寸)，以使蒸发器内的液体制冷剂
充分蒸发。

使用电动阀ICM③的优点是除霜压力可通过缓慢地

打开该阀达到平衡。其中一个经济有效的做法是使

用ICM开/关模式并选择一个非常慢的开启速度。此

外也可以使用持续调节模式通过PLC来控制阀的开度
风扇停止，ICM阀关闭。

之后有10至20秒的延迟，以便蒸发器内的液体沉淀
到底部而不出现蒸发气泡。然后ICF模块化组合阀⑤
内的电磁阀模块ICFE打开，为蒸发器提供热气。

和开启速度以达到压力平衡。

ICM③完全打开后，ICF模块化组合阀①内的供液电

磁阀模块ICFE打开，进入制冷循环。此时风扇延迟

启动，以便凝固在蒸发器表面上残留的液滴。

52

应用手册

工业制冷系统的自动化控制

5.5

多温转换

应用范例 5.5.1：
蒸发压力控制，在两个压力之
间转换

制冷剂的气液混合物
低压液体制冷剂

① 压力调节阀
② 恒压导阀
③ 恒压导阀
④ 电磁导阀

在加工工业中，将同一蒸发器用于不同温度设置的
现象十分普遍。

前往低压循环桶

来自
低压循环桶

应用范例5.5.1显示了如何控制蒸发器中两个蒸发压力
的解决方案。该解决方案可用于装有任何类型除霜系
统的直接膨胀或泵循环蒸发器。

伺服阀ICS在S1端口装有一个EVM(NC)电磁阀导阀，在

S2和P端口则分别装有两个CVP恒压导阀。

CVP在S2端口应设定为较低的操作压力，P端口的CVP

则设定为较高的操作压力。

当S1端口的电磁阀控制接通电源时，蒸发器的压力
将取决于S2端口CVP导阀的设定值。当电磁阀控制
器切断电源时，蒸发压力将取决于P端口CVP导阀的
设定值。

如果要求蒸发器在两个不同的固定蒸发压力下运转，

这可以通过使用装有两个恒压导阀的伺服阀 ICS 来

实现。

蒸发器

示例：

I II

出口空气温度[℃] +3 +8
蒸发温度[℃]
温度变化[K] 5 6
制冷剂 R22 R22
蒸发压力[bar] 3.6 4.4

-

2 +2

S2： CVP预设置为3.6 bar，

P： CVP预设置为4.4 bar。

I： EVM导阀打开。

因此，蒸发压力将由S2：CVP控制。

II： EVM控制器关闭。因此，蒸发压力将由

P：CVP控制。

53

应用手册

工业制冷系统的自动化控制

5.6

介质温度控制

应用范例 5.6.1：
使用导阀控制的伺服主阀ICS控制
介质温度

制冷剂的气液混合物
低压液体制冷剂

① 压力调节阀
② 恒压导阀
③ 电子控制温度导阀
④ 盲塞
⑤ 控制器
⑥ 带有过滤器的电磁阀
⑦ 温度传感器

我们为制冷系统中需要进行精确温度控制要求的
场合提供了相关的解决方案。
例如：

■

储存水果和食品的冷藏室

■

食品行业中的工作间

■

液体工业冷却

前往
低压循环桶

来自
低压循环桶

蒸发器

应用范例5.6.1显示了一个精确控制介质温度的方案。
此外，在应用中，还需要防止蒸发器出现过低压力，
以避免产品结冰。

该解决方案可用于装有任何类型除霜系统的直接膨胀
或泵循环蒸发器。

在S2端口装有CVQ导阀的ICS 3①伺服阀由介质温度控
制器EKC 361和装在S1端口的CVP导阀共同控制。ICS
的P端口则采用A+B盲塞断开连接。

CVP根据应用所允许的最小压力进行设定。

通过控制CVQ的开度使得蒸发压力满足冷库中对制
冷量和制冷温度的需求，EKC 361介质温度控制器可
以把该应用中的介质温度控制在令人满意的水平。

该解决方案中受控温度的精确度可达+/-0.25℃。如果

温度达到此范围以内，那么EKC控制器将关闭安装在

液体管路上的电磁阀。

介质温度控制器EKC 361可以控制蒸发器的所有功

能，包括温度控制和报警。

更多详细信息，请参考丹佛斯EKC 361手册。

54

应用手册

应用范例 5.6.2：
使用电动阀控制介质温度

工业制冷系统的自动化控制

前往
低压循环桶

制冷剂的气液混合物
低压液体制冷剂

① 压力调节阀(电动阀)
② 控制器
③ 带有过滤器的电磁阀

来自
低压循环桶

应用范例5.6.2显示了不使用开/停控制即可实现精确
介质温度控制的方案。

该设计可以用于装有任何类型除霜系统的直接膨胀
或泵循环蒸发器。

该方案选择的是由介质温度控制器EKC 361控制的电
动阀ICM。

通过控制电动阀ICM的开度使得蒸发压力满足冷库中
对制冷量和制冷温度的需求，EKC 361介质温度控制器
可以把该应用中的介质温度控制在令人满意的水平。

蒸发器

该方案中受控温度的精确度可达+/-0.25℃。如果温度

达到此范围以内，那么EKC控制就会关闭安装在液体

管路上的电磁阀。

介质温度控制器EKC 361可以控制蒸发器的所有功

能，包括温度控制和报警。

更多详细信息，请参考丹佛斯EKC 361 控制器手册。

55

应用手册

工业制冷系统的自动化控制

5.7

小结

解决方案 应用 优点 缺点

直接膨胀控制

直接膨胀蒸发器，使用热力
膨胀阀TEA，电磁阀EVRA和
控制器EKC 202进行控制。

蒸发器

所有直接膨胀系统 安装简单，没有低压循环桶

和泵系统。

与循环系统相比，制冷量和
效率都比较低；
不适合使用易燃制冷剂。

直接膨胀蒸发器，使用电动
阀ICM/ICF，电磁阀EVRA和
控制器EKC 315A进行控制。

泵循环控制

泵循环蒸发器，使用
REG、EVRA 和 EKC 202 进
行控制

热气除霜控制 - 直接膨胀冷风机

带有热气除霜控制的直接膨
胀蒸发器

热气除霜控制 - 泵循环冷风机

带有热气除霜的泵循环蒸
发器

带有SV 1/3控制的热气除霜
的泵循环蒸发器

蒸发器

蒸发器

蒸发器

蒸发器

蒸发器

所有直接膨胀系统 过热度最优化；

不适合使用易燃制冷剂。
反应快；
可以进行远程控制；
容量范围广。

泵循环系统 高容量高效的蒸发器。 制冷剂充注量较高且存在

波动。

所有直接膨胀系统 快速除霜；

热气可以带出低温蒸发器中

不适合蒸发器数量少于3的

系统。
残留的油份。

所有的泵循环系统 快速除霜；

热气可以带出低温蒸发器中

不适合蒸发器数量少于3的

系统。
残留的油份。

所有的泵循环系统 快速除霜；

热气可以带出低温蒸发器中

不适合蒸发器数量少于3的

系统。
残留的油份；
浮球阀能够有效稳定的调节
热气流。

多温转换

使用ICS和CVP进行多温控制 蒸发器需要在不同温度范围

工作的场合

蒸发器

介质温度控制

使用ICS、CVQ和CVP控制介
质温度

蒸发器

使用电动阀ICM控制介质

非常精确的温度控制，与最
低压力保护(结霜)联合使用

非常精确的温度控制 ICM可以通过调整开度非常

温度

蒸发器

56

蒸发器可以在2个不同的温
度之间进行转换。

CVQ可以精确地控制温度；
CVP可以将压力保持在所要

求的最低压力以上。

精确地控制温度。

在吸气管路中安装控制阀导

致吸气管路存在压降。

在吸气管路中安装控制阀导

致吸气管路存在压降。

制冷量受到ICM阀本身制冷

能力的限制。

应用手册

工业制冷系统的自动化控制

6.

润滑油系统

6.1

油冷却

总的来说，工业制冷压缩机都是用油进行润滑的。润
滑油通过油泵或者高低压端的压差进入压缩机运动的
部件(轴承、转子、汽缸壁等)。为了保证压缩机能够
可靠有效地运转，应当对以下润滑油参数进行控制：

■

油温，应当保持在厂商规定的限定范围内。润滑

油的粘性应当适当，温度应当保持在燃点以下。

■

油压，润滑油的压差应当保持在最小允许值以上。

制冷系统中通常会有一些辅助清洁设备，它们可用
于润滑油的清洁、润滑油从制冷剂中的分离、润滑
油从低压端中返回的操作，并可用在配有多个活塞
式压缩机的系统中保持油位的均衡，以及润滑油排
空等操作。其中大部分的组件和设备都将由压缩机
厂商提供。

制冷压缩机(包括所有的螺杆压缩机和部分活塞式
压缩机)一般都需要进行油冷却。排气温度过高会对
油造成破坏，进而导致压缩机受损。对于润滑油而言
还有一点很重要，即油的粘性一定要适当，而这在很
大程度上取决于温度。仅将温度保持在临界限定值以
下还不够，还需要对其进行控制。一般来说，压缩机
生产厂商都会针对润滑油的温度做出相应的规定。

在制冷行业中，有几种不同类型的油冷却系统。最
常用的类型有：

■

水冷却

■

风冷却

■

热虹吸冷却

工业制冷设备中的润滑油系统设计主要由压缩机
类型(螺杆式或活塞式)和制冷剂(氨、HFC/HCFC或
二氧化碳)决定。一般来说，不互溶的润滑油用于
氨，而互溶的润滑油则用于氟制冷剂。由于润滑油
系统与压缩机的关系非常紧密，因此上述部分要点
已经压缩机控制(第2节)或将在安全系统(第7节)中
进行描述。

可以通过直接向压缩机中间端口喷射制冷剂的方法
冷却润滑油。对于活塞式压缩机而言，通常不需要
任何特殊的油冷却系统，因为温度对活塞式压缩机
的重要性并不像对螺杆压缩机那么突出，并且润滑
油是在曲轴箱中进行冷却的，因此温度对它的重要性
不像螺杆式压缩机那么突出。

57

应用手册

应用范例 6.1.1：
用水进行油冷却

工业制冷系统的自动化控制

热油流入

水
润滑油

① 水阀
② 截止阀
③ 截止阀

技术数据

油冷却器

冷油流出

这些类型的系统通常用于能够获得廉价水资源的场
合。否则，需要安装冷却塔来冷却水。水冷式油冷却
器常见于船用冷库。

水流量由水阀WVTS①控制，该水阀能够根据油温控
制水流量。

水阀 - WVTS
材料 阀体：铸铁
介质 淡水、中性盐水
最大工作压力 [bar] 10
操作温度范围 [℃] 感温包：0 至 90

液体：-25 至 90
DN [mm] 32 至 100
最大 Kv 值 [m3/h] 12.5 至 125

冷却水流出

冷却水流入

请联系当地丹佛斯销售部门，了解组件是否适合用海
水作为冷却介质。

58

水阀 - AV TA
介质 淡水、中性盐水
最大工作压力 [bar] 16
操作温度范围 [℃] 感温包：0 至 90

液体：-25 至 130
DN [mm] 10 至 25
最大 Kv 值 [m3/h] 1.4 至 5.5

应用手册

应用范例 6.1.2：
热虹吸油冷却

高压气体制冷剂
高压液体制冷剂
低压气体制冷剂
润滑油

① 油调节阀
② 过滤器
③ 视液镜
④ 截止阀
⑤ 手动调节阀
⑥ 视液镜
⑦ 截止阀

工业制冷系统的自动化控制

压缩机

来自
低压循环桶/
蒸发器

油冷却器

这种类型的系统操作起来非常方便，因为润滑油在
系统内部冷却。仅需增加冷凝器的大小，就可满足
从油冷却器获得的热量的要求。但是，热虹吸油冷
却要求在现场增加额外的管道；有时候也需要安装
额外的优先级高的容器(在没有安装高压贮液器或其
位置过低的情况下)。

高压液体制冷剂由于重力作用从贮液器流入油冷却
器，并在此蒸发和冷却润滑油。随后，制冷剂气体重
新回到贮液器，或在某些情况下回到冷凝器入口。
热虹吸油冷却器的供液管道和湿回气管道上的压
降必须保持最小，这一点至关重要。

冷凝器

油分离器

贮液器

前往
低压循环桶

否则，制冷剂将无法从油冷却器返回，系统也将无
法正常工作。尽量少安装SVA截止阀。不得安装依
赖压降动作的电磁阀。建议在返回管道上安装一个
MLI⑥视液镜。

油调节阀ORV①可将油温保持在适当的范围。ORV将
油温保持在由其热力感温元件定义的限定值范围之
内。如果油温过高，则所有的油将返回到油冷却器。
如果油温过低，则所有的油将被直接旁通回压缩机。

* 对于大型的油冷却器而言，安装REG调节阀将起到

很大的作用。

技术数据

油调节阀 - ORV
材料 阀体：耐低温钢
介质 所有常见的制冷油和常见的制冷剂，包括氨
最大工作压力 [bar] 40
温度范围 [℃] 连续工作状态：-10 至 85

短时间工作状态：-10 至 120

DN [mm] 25 至 80

59

应用手册

应用范例 6.1.3：
使用风冷进行油冷却

高压气体制冷剂
低压气体制冷剂
润滑油

工业制冷系统的自动化控制

来自
低压循环桶/
蒸发器

前往冷凝器

压缩机

油分离器

油冷却器

① 油调节阀
② 过滤器
③ 视液镜

常见的做法：在半封闭螺杆压缩机制冷系统中的压缩
机单元上使用风冷式油冷却器。

油温由油调节阀ORV①控制。

在这种情况下，ORV将从油分离器中流出的油分出
两路，并根据排气处的油温对油路上的流量进行调
节控制。

60

应用手册

工业制冷系统的自动化控制

6.2

油压差控制

应用范例 6.2.1：
使用 ICS 和 CVPP 控制油压差

高压气体制冷剂
低压气体制冷剂
润滑油

① 压差调节阀

在制冷压缩机的正常运转过程中，润滑油被油泵输
送或高压和低压端间的压差而循环流动。最重要的
阶段是启动阶段。

其中至关重要的一点是迅速建立合适的油压，否则
压缩机将损坏。

使制冷压缩机中的油压差迅速建立的基本方法有两
种。一是使用外部油泵；二是在油冷却器后的压缩
机排气管上安装控制阀。

压缩机

来自
低压循环桶/
蒸发器

来自油冷却器

对于第二种方法，需要检查压缩机制造商是否允许几
秒钟的空转。一般来说，这对于装有滚珠轴承的螺杆
压缩机而言是可行的，而对于滑动轴承则不可行。

前往
冷凝器

油分离器

技术数据

在此应用中，应使用装有压差导阀CVPP的伺服阀
ICS①。CVPP阀的导管与压缩机入口处的吸气管相
连。ICS①将在压缩机启动之时关闭。

由于压缩机和阀门之间的管道非常短，因此排放压力
将迅速增加。只需很短的时间就可将阀门完全打开，
使压缩机在正常条件下运行。

导阀控制的伺服主阀 - ICS
材料 阀体：低温钢
制冷剂 所有常用的制冷剂，包括氨和二氧化碳
介质温度范围 [℃]
最大工作压力 [bar] 52
DN [mm] 20 至 150
额定制冷量* [kW] 20 至 4000

* 工况：氨，热气管路，T

材料 阀体：不锈钢
制冷剂 所有常用的不易燃制冷剂，包括氨
介质温度范围 [℃]
最大工作压力 [bar] CVPP (LP)：17

调节范围 [bar] CVPP (LP)：0 至 7

Kv 值 m3/h 0.4

-

60 至 120

= 30℃, P

liq

disch.

压差导阀 - CVPP

-

50 至 120

CVPP (HP)：最高至40

CVPP (HP)：0 至 22

= 12 bar, ΔP = 0.2 bar, T

disch.

前往油冷却器

这种解决方案的主要优势在于其灵活性，因为压差
可以在现场调整。

= 80℃, Te = –10℃

61

应用手册

应用范例 6.2.2：
使用 KDC 的油压差控制

工业制冷系统的自动化控制

高压气体制冷剂
低压气体制冷剂
润滑油

① 多功能压缩机阀
② 止回阀

(通常为压缩机的 组成部分)

技术数据

来自
低压循环桶/
蒸发器

止回阀

来自油冷却器

此范例的操作原理与范例6.2.1相同。多功能压缩机
调节阀KDC①在油分离器和吸气管路之间的压差超
过设定值后才打开。与此同时，油分离器中的压力
也大于冷凝压力。

KDC①阀门有一些优点，例如它能够用作止回阀(它
不能通过背压方式打开)，并且打开阀门时所形成的
压降较小。

多功能压缩机阀 - KDC
材料 低温钢
制冷剂 所有常用的制冷剂，包括氨
介质温度范围 [℃]
最大工作压力 [bar] 40
DN [mm] 65 至 200
额定容量* [kW] 435 至 4207

* 工况：氨, +35℃/–15℃, ΔP = 0.05 bar

-

50 至 150

压缩机

前往油冷却器

前往
冷凝器

但是KDC①也有一些不足，KDC阀是不可调节的，
压差设定值数量有限，而且需要在吸气管中安装止
回阀②。

如果不安装止回阀，那么将会有大流量的反向流从
油分离器流向压缩机。另外，在压缩机和油分离器
之间不能安装止回阀，否则 KDC 可能需要很长的时
间才能关闭。

62

应用手册

应用范例 6.2.3：
使用 KDC 和 EVM 导阀控制油压差

工业制冷系统的自动化控制

高压气体制冷剂
低压气体制冷剂
润滑油

① 多功能压缩机阀
② 电磁阀(常闭)
③ 电磁阀(常开)

来自
低压循环桶/
蒸发器

来自油冷却器

如果不可能在吸气管上安装止回阀，或者压缩机和
油分离器之间装有止回阀，就可以使用装有EVM
导阀的KDC①。

如图所示，这些EVM导阀安装在使用CVH阀的外部
管路上。在压缩机的启动过程中，系统的工作方式
与以前范例(6.2.2)中的工作方式相同。

压缩机

前往油冷却器

前往冷凝器

油分离器

压缩机停止时，EVM NC②应当关闭，而EVM NO③
则将打开。这样，EVM NO就可以平衡KDC弹簧上的
压力并在稍后关闭。

请注意CVH和EVM导阀的安装方向。

63

应用手册

LLG

➄ REG

工业制冷系统的自动化控制

6.3

油回收系统

应用范例 6.3.1：
从氨系统中排出润滑油

高压气体制冷剂
制冷剂的气液混合物
低压气体制冷剂
低压液体制冷剂
润滑油

① 截止阀
② 截止阀
③ 截止阀
④ 快速关闭泄油阀
⑤ 手动调节阀
⑥ 安全阀

工业制冷的氨系统中往往只有压缩机需要用到润滑
油。压缩机侧的油分离器的作用就是防止润滑油进
入制冷系统中的其它部位。

但是，润滑油还是会通过油分离器流动到制冷系统的
其它部位，并经常聚集在低压循环桶和蒸发器等低压
端，导致降低了它们的效率。

如果有过量的润滑油从压缩机进入系统，压缩机中的
润滑油将减少，就会有油位降至压缩机制造商设定的

前往
压缩机吸气管

SVA

SFA

SFA

DSV

SNV

SVA

AKS 38

低压循环桶

AKS 38

Danfoss
Tapp_0089_02
11-2011

SNV

SVA

前往制冷剂泵

SVA

热气进入

最小限定值以下的危险。回油系统主要和能够与油互
溶的制冷剂一起使用，如 HFC/HCFC 系统。因此，回
油系统有两大功能：

■

抽走低压端的润滑油。

■

重新为压缩机供油。

但是，务必知道任何从氨制冷系统低压端抽走的油
不适合再供压缩机使用，而且应将其从制冷系统中
清除。

AKS 4100/
4100U

SVA

来自蒸发器

来自贮液器

SVA

SVA

➀ SVA

➁ SVA

➅ BSV

贮油器

➂ SVA

➃ QDV

技术数据

64

在氨系统中使用不互溶的润滑油。由于润滑油比液态
氨重，因此它将停留在低压循环桶的底部，而无法通

随后，使用快速关闭泄油阀QDV④排放润滑油，当油
被排空，氨开始出现时，可以快速关闭QDV。

过吸气管返回压缩机。

必须在QDV和贮油器之间安装截止阀SVA③。此阀门在

因此，通常情况下氨系统中的润滑油将被从低压循

排油之前打开，并在油排空之后关闭。
环桶排放到贮油器。这样就可以比较容易地将油从
氨中分离出来。

在将油从氨中排出的过程中，必须采取必要的安全

预防措施。
在排放润滑油时，关闭截止阀①和②，并打开热气管
路，从而让热气来提高压力并加热冷却油。

快速关闭泄油阀 - QDV
材料 阀体：钢
制冷剂 通常与氨一同使用；适用于所有常见的不易燃制冷剂
介质温度范围 [℃]
最大工作压力 [bar] 25

DN [mm] 15

-

50 至 150

应用手册

工业制冷系统的自动化控制

应用范例 6.3.2：
从氟系统中排出润滑油

高压气体制冷剂
高压液体制冷剂
制冷剂的气液混合物
低压气体制冷剂
低压液体制冷剂

① 截止阀
② 电磁阀
③ 手动调节阀
④ 换热器
⑤ 视液镜
⑥ 截止阀
⑦ 截止阀
⑧ 电磁阀
⑨ 手动调节阀

⑩ 截止阀

➇

EVRA+FA

➄ MLI

➃ HE

➂ REG

➅ SVA

LLG

➁

EVRAT+FA

➈ REG

➆ SVA

SVA

RT 1A

SVA

低压循环桶

➀ SVA

SVA

SFA

SFA

DSV

AKS 38

AKS 38

SVA

前往
制冷剂泵

SNV

前往
油分离器

AKS 4100/
4100U

SVA

SVA

SVA

SNV

来自蒸发器

SVA

ICM

ICS

EVM

FIA

SVA

来自
贮液器

Danfoss
Tapp_0090_02
12-2011

技术数据

在氟系统中，主要使用可溶的润滑油。在管路设置良
好的系统中(斜面、油循环等)，无须对油进行回收，
因为油会随着制冷剂气体返回。

但是在低温设备中，润滑油可能会驻留在低压容器
内。润滑油要比常用的氟制冷剂轻，因此不可能按
照氨系统中使用的简单方法将其排出。

润滑油驻留在制冷剂的上部，其液位会随着制冷剂的
液位而发生波动。

在此系统中，由于存在重力作用，制冷剂将从低压循
环桶移动到换热器④。

换热器 - HE
制冷剂 所有氟利昂制冷剂
介质温度范围 [℃]
最大工作压力 [bar] HE0.5、1.0、1.5、4.0： 28

DN [mm] 液体管路：6 至 16

-

60 至 120

HE8.0： 21.5

吸气管：12 至 42

低压制冷剂被高压液体制冷剂加热蒸发。

制冷剂气体与润滑油混合在一起并返回吸气管。从
低压循环桶流出的制冷剂将被从工作液位的位置中
取出。

手动调节阀REG③应调节到从视液镜⑤看不到制冷剂
液滴的状态。丹佛斯换热器可以用于回收润滑油。

制冷剂也可以从泵排放管取出。在这种情况下制冷
剂是否从工作液位的位置取出与否其实并不重要。

65

应用手册

工业制冷系统的自动化控制

6.4

小结

解决方案 应用 优点 缺点

油冷却系统

水冷，WVTS 水阀 船舶设备车间等冷水资源成

冷油流出

热虹吸冷却，ORV 所有类型的制冷设备 润滑油由制冷剂进行冷却，

压缩机

空气冷却，ORV 装有供电组的大型商业制

油冷却器

压缩机

油冷却器

热油流入

油分离器

油冷却器

冷却水流出

冷却水
流入

冷凝器

贮液器

油分离器

本低廉的地方

冷系统

简单高效。 可能成本较高，需要单独

的水管。

需要额外的管道，并在规定

同时设备效率不受影响。

安装简单，无需额外的管
道或水。

的高度安装高压贮液器。

在不同的季节，油温可能会
有较大的波动；
风冷设备对于大型系统而言
可能太大。

油压差控制

ICS + CVPP

压缩机

油分离器

来自油冷却器

KDC 无需排气止回阀，压降低

前往油冷却器

压缩机

油分离器

配置灵活；
可以有不同的设定值。

于 ICS 解决方案。

需要安装止回阀。

需要在吸气管上安装止回
阀，不能改变设定值。

螺杆压缩机(必须得到压缩
机厂商的确认)

来自油冷却器

KDC+EVM 与上述的相同，但无须在吸

压缩机

来自油冷却器

前往油冷却器

油分离器

前往油冷却器

气管上安装止回阀。

需要外部管道，不能改变
设定值。

回油系统

从氨系统中回收油，QDV 所有的氨系统 简单安全。 需要手工操作。

低压循环桶

前往低压罐

贮油器

从氟系统中回收油，HE 低温氟系统 不需要手动操作。 调整操作比较复杂。

压缩机

低压循环桶

66

应用手册

工业制冷系统的自动化控制

7. 安全系统

7.1

卸压装置

所有的工业制冷系统都设计有不同的安全系统以保护
它们免受危险情况(例如超压)的影响。

应当防止或减轻任何可以预见的内部超压，使其对人
员、财产和环境造成的危险程度降至最低。

政府对安全系统要求的控制非常严格，因此需要经常
核实当地不同国家的法规对安全的要求。

卸压装置(例如安全阀)的设计原理：自动释放超压，
以便不超过允许的最高压力值，并且在压力降到允
许限定值以下后复位。

温度控制器或限温器是一个温度驱动的装置，用于避
免出现危险的温度；这样，系统就可以在出现问题或
故障时部分或全部停止。

安装安全阀以防止系统中的压力超过任何组件以及整
个系统的最大允许压力。出现超压时安全阀会将制冷
剂从超压的部分或制冷系统中释放出去。

压力控制器是一种具有自动复位功能的用于防止出现
低压或高压的装置。

安全压力控制器是一种通过手动复位对压力进行限制
的安全断路装置。

液位开关是一个液位驱动装置，用于防止出现不安
全的液位。

制冷剂探测器是一个能够对环境中预设制冷剂气体浓
度产生感应的装置。丹佛斯生产制冷剂探测器 GD，
欲了解更多信息，请参阅具体的应用手册。

安全阀的主要参数是释放压力和回座压力。通常释
放压力不应超过设定压力的10%。此外，如果阀门
没有回座或在很低的压力下回座，则制冷系统将会
损失大量的制冷剂。

67

应用手册

工业制冷系统的自动化控制

应用范例 7.1.1：
安全阀 SFA + DSV

高压气体制冷剂
高压液体制冷剂

禁止人员在
泄压管的出
口区域工作

来自冷凝器

油位

来自排气管

贮液器

① 双座安全阀
② 安全阀
③ 安全阀
④ 视液镜

前往油冷却器

系统中的所有容器以及压缩机上都必须安装卸压
装置。

一般情况下，通常使用依赖背压的安全阀(SFA)。安
全阀应当与双座安全阀DSV①一同安装，以保证在对
其中某个阀门进行维护时，另外一个阀门仍可运转。

卸压装置需安装在靠近其要保护的系统零件的位置。
为了检查安全阀是否已经将压力排放到了大气中，
可以在阀门的后面安装一个带有视液镜MLI④且装满
油的U形管。

前往低压循环桶

请注意：有些国家不允许安装U形管。

安全阀出口管的设计必须保证当制冷剂被排出时，不
会对人员造成危险。

通向安全阀的出口管中的压降对于阀门的功能而言
非常重要。我们建议您在设计这些管路时参考相关
的标准。

68

应用手册

工业制冷系统的自动化控制

技术数据

安全阀 - SFA 15(依靠背压)
材料 阀体：特种钢，适合用于低温应用
制冷剂 氨、HFC、HCFC 及其他制冷剂(取决于密封材料的兼容性)
介质温度范围 [℃]
液体面积 [mm2] 130
设定压力 [bar] 10 至 40

材料 阀体：获准用于低温操作的特种钢
制冷剂 氨，二氧化碳，HFC，HCFC，其他制冷剂(根据与垫片材料的兼容性选择)
介质温度范围 [℃] –30 至 100
液体面积 [mm2] SFV 20：254 / SFV 25：415
设定压力 [bar] 10 至 25

材料 阀体：特种钢，适合用于低温应用
制冷剂 所有常用的不易燃制冷剂，包括氨
介质温度范围 [℃]
最大操作压力 [bar] 40

Kv 值 [m3/h] DSV 1：17.5

-

30 至 100

安全阀 - SFV 20-25 (依靠背压)

双座安全阀 - DSV 1/2

-

50 至 100

DSV 2：30

69

应用手册

应用范例 7.1.2：
内部安全阀BSV 和 POV

工业制冷系统的自动化控制

禁止人员在泄压管
的出口区域工作

压缩机

前往冷凝器

高压气体制冷剂
低压气体制冷剂
润滑油

① 导阀控制的内部安全阀
② 内部安全阀
③ 双座安全阀
④ 视液镜
⑤ 安全阀

技术数据

来自蒸发器

为了将制冷剂从高压端释放到低压端，必须使用
不依赖背压的卸压阀(BSV/POV)。

安装不依赖于背压的安全阀时无须安装切换阀。如果
需要替换或者重新调整阀门，则必须先关闭压缩机。
如果油分离器的排气管上安装了截止阀，那么必须采

BSV②可用作低流量的直接安全阀，也可用作主阀
POV①的导阀。当排气压力超过设定值时，BSV将打

取措施保护油分离器和压缩机，使其免受因外部热量
或压缩热量而造成的超压破坏。

开POV，以便将高压气体释放到低压端。

可以通过同时安装标准安全阀SFA ⑤和双座安全阀
DSV③来进行保护。

内部安全阀 – BSV (不依靠背压)

材料 阀体：特种钢，适合用于低温应用
制冷剂 氨、二氧化碳、HFC、HCFC 及其他制冷剂(取决于密封材料的兼容性)
介质温度范围 [℃] 作为外部安全阀时：–30 至 100

设定压力 [bar] 10 至 25
液体面积 [mm2] 50

作为POV的导阀时：–50 至 100

油分离器

70

导阀控制的内部安全阀 - POV
材料 外壳：钢
制冷剂 氨、HFC、HCFC 及其他制冷剂(取决于密封材料的兼容性)
介质温度范围 [℃] –50 至 150
设定压力 [bar] 15 至 25
流通面积 [mm2] POV 600：835

POV 1050：1244

POV 2150：2734

DN [mm] 40/50/80

应用手册

7.2

压力和温度控制器

应用范例 7.2.1：
压缩机的压力/温度控制器

高压气体制冷剂
低压气体制冷剂
润滑油

① 低压控制器
② 油压差控制器
③ 高温控制器
④ 高压控制器

工业制冷系统的自动化控制

来自分液器/
蒸发器

来自油冷却器

为保护压缩机免受过高排气压力温度或过低吸气压力
的损害，需要安装开关KP/RT。

RT 1A①是一个低压控制器，RT 5A④是一个高压控制
器，RT 107③是一个温度控制器。

高压控制器的设定值必须低于高压端安全阀的设定
值，低压控制器的设定置由压缩机厂商确定。

前往油分离器

压缩机

活塞式压缩机使用油压差控制器MP 54/55②在油压过
低时停止压缩机。

压缩机启动过程中，如果压缩机没有在规定的时间
段内(0 - 120秒)形成足够的压差，则油压差控制器
会将其关闭。

技术数据

温度控制器 - RT
制冷剂 氨和氟制冷剂，根据产品系列而定
外壳 IP66/54
最大感温包温度 [℃] 65 至 300
环境温度 [℃]
调节范围 [℃]
温度差 Δt [K] 1.0 至 25.0

制冷剂 MP 54/55：氟利昂制冷剂

外壳 IP20
调节范围 ΔP [bar] MP 54：0.65/0.9

最大工作压力 [bar] 17
最大测试压力 [bar] 22
操作范围

在低压端 [bar]

-

50 至 70

-

60 至 150

压差控制器 - MP 54/55/55A

MP 55A：氨

MP 55/55A：0.3 至 4.5

-

1 至 12

71

应用手册

7.3

液位装置

应用范例 7.3.1：
低压循环桶的高/低液位控制

工业制冷系统的自动化控制

前往压缩机
吸气管

SVA

SFASFA

DSV

SVA

AKS 4100/4100U

SNV

制冷剂的气液混合物
低压气体制冷剂
低压液体制冷剂

① 高液位开关
② 低液位开关

技术数据

低压循环桶

➀ AKS 38

LLG

➁ AKS 38

SNV

高压端和低压端的容器装有不同的液位开关。

高压贮液器仅需安装低液位开关(AKS 38)，以保证向
膨胀装置供给所需的最低液位。

也可以安装视液镜LLG，以对液位进行可视化监控。

低压容器一般装有高液位和低液位两个开关。安装低
液位开关是为了保证有足够的制冷剂压头，从而避免
泵出现气蚀现象。

材料 阀体：铬酸锌铸铁
制冷剂 所有常用的不易燃制冷剂，包括氨
介质温度范围 [℃]
最大工作压力 [bar] 28
测量范围 [mm] 12.5 至 50

SVA

前往蒸发器

液位开关 - AKS 38

-

50 至 +65

SVA

SVA

来自贮液器

来自
蒸发器

Danfoss
Tapp_0102_02
11-2011

SVA

SVA

QDV

安装高液位开关是为了保护压缩机免受液击。

还应当安装用于液位可视化监控的液位视液镜LLG。

低压容器的LLG液位指示器可能要求安装视液适配
器，这样即使液位指示器上可能存在一定数量的霜
时，也可以对液位进行观察。

72

视液镜 - LLG
制冷剂 所有常用的不易燃制冷剂，包括氨
介质温度范围 [℃] –10 至 100 或 –50 至 30
最大工作压力 [bar] 25
长度 [mm] 185 至 1550

应用手册

工业制冷系统的自动化控制

7.4

小结

解决方案 应用

安全阀

安全阀 SFA + 双座安全阀 DSV 保护容器、压缩机和换热器免受过压的破坏

贮液器

内部安全阀 BSV + 导阀控制的内部安全阀 POV 保护压缩机和泵免受过压损坏

压力控制器控制

压力控制器 RT 保护压缩机免受过高排气压力和过低吸气压力

的破坏

压差控制器 MP 55 保护往复式压缩机免受过低油压的破坏

温度控制器 RT 保护压缩机免受过高排气温度的破坏

液位装置

液位开关 AKS 38 保护系统免受容器的制冷剂液位过高/过低的

破坏

液位视液镜 LLG 对容器中液体制冷剂液位进行可视化监控

低压循环桶

73

应用手册

工业制冷系统的自动化控制

8.

制冷剂泵控制

一般而言，工业制冷系统的液体制冷剂都会采用泵
循环。与直接膨胀类型的系统相比，泵循环系统具
有下列优势：

■

泵能够有效地向蒸发器分配液体制冷剂，并能够

使气体与液体的混合物有效地返回低压循环桶。

■

可以将过热度降低到0K，借此提高蒸发器的效率同

时不会存在压缩机受到液击。

安装泵时务必小心谨慎，以免出现气蚀现象。当泵入
口处的制冷剂液体静压低于(对应于此处的液体温度
的)饱和压力时，才会发生气蚀现象。

因此，泵以上的液体高度H必须至少能够补偿液体流
过管道和阀门时因摩擦形成的压力损失ΔHf、管道入
口损失ΔHd，以及液体进入泵叶轮的加速度ΔHp(泵
净正吸入压头，其缩写形式为NPSH)，如图8.1所示。

为了保证制冷剂泵的无故障运行，流经泵的制冷剂
流量必须保持在允许的操作范围内，如图 8.2 所示。

图 8.1
泵的放置

低压循环桶

制冷剂泵

低压液体制冷剂

图 8.2
泵典型的 Q-H 曲线

8.1

通过压差控制实现泵保护

如果流量过低，则电动机的热量会将部分制冷剂蒸发
掉，并造成泵空转或泵出现气蚀现象。

如果流量过高，泵的 NPSH(净正吸入压头)特性将在一
定程度上受到损害，以至于可用的净正吸入压头变得
很低，从而无法防止气蚀现象。

因此，必须设计相应的系统，使制冷剂泵能够将液体
流量保持在操作范围内。

泵很容易受到气蚀现象的破坏。为了避免出现气蚀现
象，重要的一点是使泵保持有足够的正吸入压头。为
了获得足够的吸入压头，需要在低压循环桶上安装低
液位开关 AKS 38。

但是即使安装了低液位开关，使低压循环桶中的液
位保持在最低允许的液位之上，也还是有可能发生
气蚀现象。

H2

例如，蒸发器上的不当操作可能会引起流经泵的液体
流量增大，低液位开关可能会失效，泵前面的过滤器
可能会被堵塞，等等。

所有这些都可能会出现气蚀现象。因此当压差降到
图8.2中的H2值(相当于Q

)时，为了保护泵不受到破

max

坏，必须将其关闭。

74

应用手册

工业制冷系统的自动化控制

应用范例 8.1.1：
通过压差控制器RT 260A实现泵
保护

制冷剂的气液混合物
低压气体制冷剂
低压液体制冷剂

① 截止阀
② 过滤器
③ 压差控制器
④ 止回阀
⑤ 截止阀
⑥ 截止阀
⑦ 过滤器
⑧ 压差控制器
⑨ 止回阀
⑩ 截止阀

Danfoss
Tapp_0109_02
11-2011

前往压缩机
吸气管

LLG

BSV

REG

RT 260A

SVA

➂

SFA

SVA

低压循环桶

SNV

➀ SVA

SFA

DSV

AKS 38

➁ FIA

制冷剂泵

➃ NRVA

SNV

AKS 38

SVA

QDV

SVA

➄ SVA

AKS 4100/
4100U

➅ SVA

➆ FIA

SVA

➇

RT 260A

➈ NRVA

SVA

SVA

REG

SVA

SVA

来自蒸发器

来自贮液器

BSV

前往蒸发器

技术数据

压差控制用于防止出现压差过低。RT 260A③和⑧ 不
附带定时继电器，它们在压差降到压力控制设定值以
下时，立即断开。

在泵管上安装过滤器FIA②和过滤器⑦可以清除微
粒，保护泵和自动控制阀免遭破坏、阻塞和一般的
磨损。可以将过滤器安装在泵的吸入管上，也可以
将其安装在排放管上。

如果将过滤器安装在泵前面的吸入管上，则它主要保
护泵免受微粒的破坏。这在试运行的初始清理过程中
尤为重要。由于压降过大可能会导致气蚀现象，因此
建议安装一个500µ的滤网，在清理时可以使用更细的
滤网，但是在设计管路时请务必将压降考虑在内。
此外，在每隔一段时间之后就需要更换一次滤网。

压差控制器 - RT 260A/252A/265A/260AL
制冷剂 氨和氟利昂制冷剂，根据产品系列而定
外壳 IP66/54，根据产品系列而定
环境温度 [℃]
调节范围 [bar] 0.1 至 11，根据产品系列而定
最大工作压力 [bar] 22/42，根据产品系列而定

-

50 至 70

如果将过滤器安装在排放管上，那么压降就没有那么
重要了，此时可以使用150-200µ的过滤器。需要注意
的是，在这样的安装方式中微粒在被清除出系统之前
仍然可能进入泵中。

泵的排放管上安装了止回阀NR VA④和⑨，以便防止
在泵停止时出现倒流。截止止回阀SCA也可用于该
用途(NR VA 和S VA可由SCA代替,参见应用范例8.1.2)。

75

应用手册

工业制冷系统的自动化控制

8.2

泵旁通流量控制

应用范例 8.2.1：
使用OFV控制泵的旁通流量

制冷剂的气液混合物
低压气体制冷剂
低压液体制冷剂

① 溢流阀
② 截止阀
③ 溢流阀
④ 截止阀
⑤ 内部安全阀
⑥ 内部安全阀

将流经泵的流量保持在最小允许值(图8.2上的Q

)之

min

上最常见的方法：为泵设计旁通流量。

旁通管可以安装有手动调节阀REG或溢流阀OFV，甚
至只是一个流口。

Danfoss
Tapp_0110_02
11-2011

前往压缩机
吸气管

SFA

SFA

SNV

SVA

DSV

AKS 38

LLG

低压循环桶

AKS 38

SNV

SVA

➀ OFV

➁ SVA

RT 260A

FIA

制冷剂泵

➅ BSV

即使系统中所有蒸发器都停止供液，旁通管仍然能够
保证泵中有最少量的液体流量。

AKS 4100/4100U

SVA

SVA

SVA

来自蒸发器

来自贮液器

SVA

SVA

➂ OFV

➃ SVA

SVA

QDV

FIA

RT 260A

➄ BSV

SCA

SCA

前往蒸发器

技术数据

76

每个泵都设置了装有OFV溢流阀的旁通回路。

内部安全阀BSV的设计目的是释放超压。例如当截
止阀关闭时，滞留在管道中的液体制冷剂会受热产
生超压。

材料
制冷剂
介质温度范围 [℃] –50 至 150
最大工作压力 [bar] 40

DN [mm] 20/25

压差范围 [bar] 2 至 18

材料 阀体：特种钢，适合用于低温应用
制冷剂 氨、二氧化碳、HFC、HCFC 及其他制冷剂(取决于密封材料的兼容性)
介质温度范围 [℃] 用作外部安全阀时：–30 至 100

设定压力 [bar] 10 至 25
液体面积 [mm2] 50

溢流阀 - OFV

阀体：钢

所有常用的制冷剂，包括氨

内部安全阀 - BSV(不依靠背压)

用作POV的导阀时：–50 至 100

应用手册

工业制冷系统的自动化控制

8.3

泵压控制

应用范例 8.3.1：
使用 ICS 和 CVPP 控制泵的压差

制冷剂的气液混合物
低压气体制冷剂
低压液体制冷剂

对于某些类型的泵循环系统而言，非常重要的一点是
可以在各个蒸发器前安装预设好开度的调节阀用于维
持蒸发器间的压力平衡。

Danfoss
Tapp_0111 _02
11-2011

前往压缩机
吸气管

SVA

SFA

SFA

DSV

SNV

AKS 38

LLG

低压循环桶

AKS 38

SNV

SVA

FIA

SVA

RT 260A

制冷剂泵

QDV

使用导阀控制的伺服主阀ICS和导阀CVPP可以使泵的
压差保持恒定，从而使节流阀上的压差保持恒定。

AKS 4100/

SVA

4100U

SVA

SVA

SVA

SVA

来自蒸发器

来自贮液器

CVPP

➀ SVA

➁ ICS

FIA

RT 260A

BSV

➂ SVA

① 截止阀
② 压差调节阀
③ 截止阀

技术数据

NRVA

BSV

SVA

导阀控制的伺服主阀 - ICS
材料 阀体：低温钢
制冷剂 所有常用的制冷剂，包括氨和二氧化碳
介质温度范围 [℃]
最大工作压力 [bar] 52
DN [mm] 20 至 150

制冷剂 所有常用的不易燃制冷剂，包括氨
介质温度范围 [℃]
最大工作压力 [bar] CVPP (LP)：17

调节范围 [bar] CVPP (LP)：0 至 7

Kv 值 [m3/h] 0.4

-

60 至 120

压差导阀 - CVPP

-

50 至 120

CVPP (HP)：最大至40

CVPP (HP)：0 至 22

NRVA

SVA

前往蒸发器

77

应用手册

工业制冷系统的自动化控制

8.4

小结

解决方案 应用 优点 缺点

通过压差控制实现泵保护

通过压差控制器 RT 260A 实
现泵保护

过滤器和止回阀

在泵管上安装过滤器 FIA 和
止回阀 NRVA

低压循环桶

低压循环桶

适用于所有的泵循环系统 操作简单；

可有效保护泵免受低压差破
坏(与高流量对应)。

适用于所有的泵循环系统 操作简单；

可有效保护泵免受逆流和微
粒的破坏。

不适合用于易燃制冷剂。

泵入管上的过滤器如果发生
堵塞，则可能会导致发生气
蚀现象；
对于过滤器安装在泵排放管
的情况而言，微粒依然可
能进入泵中导致气蚀现象
发生。

泵旁通流量控制

使用REG控制泵的旁通流量，
使用安全阀BSV进行保护

低压循环桶

适用于所有的泵循环系统 操作简单；

泵压控制

使用 ICS 和 CVPP 控制泵压 适用于要求蒸发器前面的调

低压循环桶

节阀压差保持恒定的泵循
环系统

可有效可靠地保持泵的最小
流量；
安全阀可以有效地防止压力
过大。

为蒸发器提供恒定的压差和
循环比。

会浪费部分泵动力。

会浪费部分泵动力。

78

应用手册

9. 其他

工业制冷系统的自动化控制

9.1

氟系统中的干燥过滤器

水、酸和微粒会自然地出现在氟利昂制冷系统中。
水可能会因安装、维护、泄漏等因素而进入系统。

制冷剂和油的分解会导致酸的形成。

微粒则通常来自钎焊/焊接残料以及制冷剂与油之间
的反应等。

如果无法将酸、水和微粒的含量保持在所允许的限
定范围内，那么制冷系统的寿命将会大大缩短，甚
至还会烧坏压缩机。

如果蒸发温度在 0℃ 以下的系统中含水量过大，则将
导致结冰，从而堵塞控制阀、电磁阀、过滤器等。系
统中的微粒会增加压缩机和阀门的磨损程度，同时也
加大了产生堵塞的可能性。如果没有水分，酸将不具
有腐蚀性。但是在水溶液中，酸就会腐蚀管道和钢板
并使压缩机中受热的轴承表面产生电镀层。

此镀层将在热的轴承表面形成包括油泵、曲轴、操纵
杆、活塞环、吸气阀以及排气阀的弹簧片等。随着电
镀层厚度的增加，轴承的润滑间隙将会减少，从而导
致轴承的旋转温度越来越高。

由于轴承间隙的润滑油循环减少，轴承的冷却将受到
影响，这将导致这些组件的温度越来越高。排气温度
升高会影响阀板开始发生泄漏。随着问题逐渐变得严
重，压缩机也很快就会发生故障。

干燥过滤器能防止以上所有情况的发生。干燥过滤器
主要有两个功能：干燥功能和过滤功能。

干燥功能主要是提供化学保护，包括水分和酸的吸
附。目的是防止金属表面发生腐蚀，油和制冷剂发
生分解，并避免电动机烧毁。

过滤功能主要是提供物理保护，包括截留任何种类的
微粒和杂质，从而减少压缩机的磨损，保护其免受破
坏，并大大延长其寿命。

79

应用手册

应用范例 9.1.1：
氟系统中的干燥过滤器

工业制冷系统的自动化控制

高压气体制冷剂
高压液体制冷剂
制冷剂的气液混合物
低压气体制冷剂
润滑油

① 干燥过滤器
② 干燥过滤器
③ 干燥过滤器
④ 截止阀
⑤ 截止阀
⑥ 截止阀
⑦ 视液镜
⑧ 视液镜
⑨ 视液镜
⑩ 截止阀
⑪ 截止阀
⑫ 截止阀

压缩机

蒸发器

对于氟利昂系统，干燥过滤器一般安装在膨胀阀前
面的液体管路上。在这条管路上，流经干燥过滤器
的只有纯液体，这与膨胀阀后面的两相液体流不同。

干燥过滤器两端的压降很小，此管路上的压降对系统
性能的影响也是微乎甚微。干燥过滤器装置还可以防
止膨胀阀中结冰。

在工业设备中，一个干燥过滤器的容量可能不足以干
燥整个系统，因此需要并行安装多个干燥过滤器。

油分离器

冷凝器

贮液器

除上述一般的滤芯外，丹佛斯可以提供客户定制的
滤芯。丹佛斯还提供装有固定滤芯的干燥过滤器。
有关更多信息，请参考产品目录或联系当地的丹佛斯
销售公司。

在干燥过滤器之后安装视液镜(类型SGRI，带有HCFC/
CFC指示器)显示干燥后水分含量。丹佛斯公司还提供
装有其他类型制冷剂指示器的视液镜。有关更多信
息，请参考丹佛斯产品目录。

技术数据

80

DCR是一个带有可更换滤芯的干燥过滤器。有三种类

型的滤芯：DM、DC以及DA。

■

DM：100%分子筛滤芯，适用于HFC制冷剂和二氧

化碳。

■

DC：80%分子筛和20%的活性氧化铝滤芯，适用

于CFC和HCFC制冷剂并与HFC制冷剂相容。

■

DA：30%分子筛和70%的活性氧化铝滤芯，适用

于压缩机烧毁后的清理，并与CFC/HCFC/HFC等
制冷剂兼容。

干燥过滤器 - DCR
制冷剂 CFC/HFC/HCFC/二氧化碳
材料 外壳：钢
最大工作压力 [bar] 高压：46
操作温度范围 [℃]
滤芯 DM/DC/DA

-

40 至 70

应用手册

工业制冷系统的自动化控制

9.2

氨系统的除水

与氟系统和二氧化碳系统相比，氨系统中的水问题
比较独特：
氨和水的分子结构类似，微小且有极性，因此氨和水
是完全可以互溶的。

由于氨和水分子的相似性，因此没有有效的干燥过滤
器可以用于氨系统。而且由于水高度溶于氨，所以很
难从氨水溶液中提取水分。

水和氨将会共存并且可以成为一种非共沸制冷剂，
这种制冷剂的饱和P-T关系已经不再与无水氨相同。

以下因素说明了为什么氨系统很少被设计为直接膨胀
系统：一方面，如果有水，液态氨很难完全蒸发，
而这会导致液击；另一方面，当饱和P-T关系发生改
变时，热力膨胀阀应如何正确发挥作用？

泵循环系统能够很好地避免可能出现的水对压缩机的
破坏。如果只有气体进入吸入管，那么就可以避免；
而只要液体中没有太多的水，那么气体中就几乎不会
含有水分(<建议最大值的0.3%)，这样就能有效地避免
水污染油的问题。

尽管泵循环系统能够有效地避免压缩机遭到破坏，
它同时也必须承担水所带来的不引人注意的损失：

■

系统的COP会降低

制冷剂的饱和P-T关系将会与纯氨不同。尤其是
在一定的压力下，制冷剂的蒸发温度要高于一
般情况，这就会降低系统的制冷能力，并增加
动力消耗。

■

腐蚀

有了水的存在，氨将变得有腐蚀性并开始腐蚀管
道、阀门、容器等。

■

压缩机问题

如果水分被带入压缩机(例如，当低压循环桶失
效时)，那么压缩机中将出现油及腐蚀的问题。

基本上，下列三种方式可以解决水污染问题：

■

改变充注量

适合于充注量较小的系统(例如带有板式蒸发器的
冷水机组)，而且还必须遵守当地法规。

■

从蒸发器中清除

适合于没有热气除霜的重力循环系统。在这些
系统中，当氨蒸发时水会保持为液态并残留在
蒸发器中。

■

水精馏器

部分受到水污染的氨被排放到精馏器中并在其中
加热，其中的氨被蒸发出而水则被排出。这对泵
循环系统而言是唯一的除水方法。

有关水污染以及氨制冷系统除水的详细信息，请参
考IIAR公报108。

需要指出的一点是：水含量过低也有不利的一面，即
有可能会造成某种特殊形式的钢腐蚀。但是，这在实
际设备中不可能出现。

因此，为了使系统保持有效无故障的运行，建议对水
的含量进行定期检测，如果水含量超出了允许范围，
则采用某些措施除水。

81

应用手册

应用范例 9.2.1：
浮球阀控制的热气加热水精馏器

工业制冷系统的自动化控制

前往低压循环桶

高压气体制冷剂
高压液体制冷剂
低压气体制冷剂
低压液体制冷剂
润滑油

① 电磁阀
② 低压浮球阀
③ 电磁阀
④ 电磁阀
⑤ 手动调节阀
⑥ 高压浮球阀
⑦ 内部安全阀
⑧ 快速排放阀
⑨ 截止阀

视镜

视镜

热气进入

前往低压循环桶

➈ SVA

除水流程如下：

1. 接通电磁阀EVRA①和③。被污染的氨将被排放到

精馏容器。当容器中的液位达到设定液位时，浮
球阀SV 4②将关闭。

2. 接通电磁阀EVRA④。热气被输送到容器内部的盘

管并开始对被污染的氨加热。氨开始蒸发，水仍残
留在液体中。浮球阀SV 1/3⑥(装有特殊的工具，如
点线所示)能够根据热负载控制热气的流量，并将
加热温度保持为热气的冷凝温度。当容器中的氨
蒸发，液位下降时，浮球阀SV 4②将会打开并将
更多受到污染的氨排放到容器中。

被污染的氨进入

3. 当精馏结束时，容器和盘管中的液位都将停止变

化，浮球阀②和⑥将会关闭。断开电磁阀①和④
，然后打开截止阀SVA和排放阀QDV⑧，将残留
在容器中的水分全部排空。

4. 关闭快速排放阀QDV⑧和截止阀SVA⑨，然后断开
电磁阀③停止除水流程。如有必要，重复第一步，
继续除水流程。

出于安全方面的考虑，需要在容器上安装安全阀

BSV⑦，以避免形成过压。

82

应用手册

应用范例 9.2.2：
用热气加热装有浮球阀和球阀的
水精馏器

高压气体制冷剂
高压液体制冷剂
低压气体制冷剂
低压液体制冷剂
润滑油

工业制冷系统的自动化控制

前往吸气管

前往中间
冷却器/低压循环桶

① 球阀
② 止回阀
③ 手动调节阀
④ 电磁阀
⑤ 手动调节阀
⑥ 压力调节阀
⑦ 电磁阀
⑧ 手动调节阀
⑨ 高压浮球阀
⑩ 内部安全阀
⑪ 快速排放阀
⑫ 截止阀

热气进入

前往低压循环桶

1/3

这是一个手动的除水流程。

除水步骤如下：

1. 接通电磁阀EVRA④，然手打开球阀①。低压端受污

染的氨将被排放到水精馏器中。当容器中的氨达到
要求的液位时(通过视液镜监控测得)，关闭球阀①并
断开电磁阀EVRA④。

2. 接通电磁阀EVRA⑦，热气被输送到容器内部的线圈

并开始对被污染的氨进行加热，随后氨将蒸发，水
分则残留在液体中。浮球阀SV 1/3⑨(内部装有特殊
的工具，如点线所示)能够根据热负载控制热气的
流量，并将加热温度保持为热气冷凝的温度。

视镜

视镜

球阀

被污染的氨进入

SVA

3. 当容器停止沸腾时(通过视液镜监控测得)，断开电
磁阀EVRA⑦，然后打开截止阀SVA⑫。利用快速排
放阀QDV⑪将水/氨混合物从容器中排出。

在蒸馏过程中，重要的是要保持容器压力和温度适
当。温度不能太高，否则水分会蒸发；温度也不能
太低，否则会有太多的氨溶在液体里，残留在容器
中，如果与水一起排出则会造成浪费。这一点是通
过装有恒压导阀CVP的伺服阀ICS⑥来实现的，ICS能
够将容器中的压力保持在最佳的级别。

出于安全考虑，需要在容器上安装安全阀BSV⑩，以
避免形成过压。

83

应用手册

应用范例 9.2.3：
通过热水加热水精馏器

低压气体制冷剂
低压液体制冷剂
润滑油
水

工业制冷系统的自动化控制

前往吸气管

视镜

前往中间
冷却器/低压循环桶

① 球阀
② 止回阀
③ 手动调节阀
④ 电磁阀
⑤ 手动调节阀
⑥ 压力调节阀
⑦ 电磁阀
⑧ 手动调节阀
⑨ 内部安全阀
⑩ 快速排放阀
⑪ 截止阀

热水流入

热水流出

这是一个使用热水作为加热源的手动除水流程。热水
通过热回收供应。

除水步骤如下：

1. 接通电磁阀EVRA④，然后打开球阀①。低压端受污

染的氨将被排放到水精馏器中。当容器中的氨达到
要求的液位时(通过视液镜监控测得)，关闭球阀①并
断开电磁阀EVRA④。

2. 打开电磁阀EVRA⑦。热水被输送到容器内部的盘

管中并开始对被污染的氨进行加热，随后氨将蒸
发，水分则残留在液体中。

3. 当容器停止沸腾时(通过视液镜监控测得)，断开电

磁阀EVRA⑦然后打开截止阀⑪。利用快速排放阀
QDV⑩将水从容器中排出。

视镜

球阀

在蒸馏过程中，重要的是要保持容器压力和温度适
当。温度不能太高，否则水分会蒸发；温度也不能
太低，否则会有太多的氨溶在液体里，残留在容器
中，如果与水一起排出则会造成浪费。这一点是通
过装有恒压导阀CVP的伺服阀ICS⑥来实现的，ICS能
够将容器中的压力保持在最佳的级别。

出于安全考虑，需要在容器上安装安全阀BSV⑨，以
避免形成过压。

84

应用手册

工业制冷系统的自动化控制

9.3

排空系统

存在不凝性气体

在制冷系统安装过程中，系统的管路及部件都暴露在
空气中。如果不采用良好的抽真空措施，那么制冷系
统中就会有残留空气。

此外以下情况中，空气会进入制冷系统：系统发生泄
漏，系统打开进行维护，空气渗透到系统组件中，在
焊接位置发生泄漏(当氨的压力低于大气压力，即低
于-34℃的蒸发温度时)，添加油时等等。

而且制冷剂中的杂质和(或)制冷剂或润滑油由于排放
温度较高而产生的分解等也会产生不凝性的气体，
例如氨会分解成氮和氢。

位置与探测

不凝性气体一般滞留在制冷系统的高压端，主要存
在于冷凝器温度最低和发生搅动情况较少的位置。

检查系统中是否存在不凝性气体的一个简单方法：
比较实际的冷凝压力(从贮液器的压力计读取)和饱
和压力(与在冷凝器出口测得的温度相对应的数据)
之间的压差。

例如若在氨系统冷凝器的出口位置测得温度为30℃，
相关的饱和压力为10.7 bar g，而压力计的读数为

11.7 bar g，那么压差是1 bar。这个压差就是由于不凝
性气体的存在而造成的。

产生的问题

空气易于在冷凝器的管道上形成一层膜，将热传递表
面与冷凝器中的制冷剂隔离开。结果冷凝器的冷凝能
力将下降，进而造成冷凝压力增大。系统效率将随之
降低；同时根据冷凝压力的大小，出现与油相关问题
的可能性也将增加。

冷凝能力下降的确会是一个事实，但却无法判断。排
空设备制造商已经提供一些数据，这些数据表明冷凝
压力每增大一个bar，冷凝能力将会降低9-10%。如
果要求更为准确的计算结果，ASHRAE 提供了一些
估算准则以及根据估算结果进行的一些研究的范例
(HVAC 系统与设备手册，不凝性气体)。

其他制造商则认为风险和相关的成本增长来自压缩
机端。当冷凝压力和排气温度上升时，由于润滑油
的问题，轴承将面临更大的风险，同时压缩机的运
行成本也将增加。成本估算与工厂中压缩机的类型
和大小有关。

总之，不凝性气体的存在是人们所不期望出现的，但
又不可避免，通常需要安装排空设备。

排空系统

可以通过手动方式将空气或不凝性气体从系统中排
除。这项操作由维护人员来完成，可能会导致损失
过多的制冷剂。

另一种排空方法称作制冷排空：来自取样点的气体将
在一个装有冷凝盘管的冷却室中被冷却，以便冷凝制
冷剂，随后气体将返回系统。随后冷却室中剩余的气
体应当被清除到大气中。冷却并冷凝的理念是使制冷
剂的排出量尽可能的少。

用在冷却盘管中的制冷剂可以和制冷设备中的相同，
也可以是另外一种制冷剂。

确定排空点的位置比较困难，这要取决于系统和冷凝
器的类型。以下是一些排空点的范例，在图中冷凝器
盘管和容器中的箭头表示的是液流的速度。箭头长度
缩短则表示速度减小。

蒸发式冷凝器

空气聚集则用黑点表示。应当在这些空气浓度很高的
位置进行排空取样。

卧式壳管冷凝器

贮液器

立式壳管

冷凝器

85

应用手册

应用范例 9.3.1：
使用系统制冷剂的自动排空系统

高压气体制冷剂
高压液体制冷剂
制冷剂的气液混合物
低压液体制冷剂
空气

① 电磁阀
② 电磁阀
③ 电磁阀
④ 浮球阀
⑤ 压力开关
⑥ 电磁阀

工业制冷系统的自动化控制

前往低压循环桶

来自
制冷剂泵

贮液器

水槽

来自
排气管

冷凝器

排空步骤如下：

1. 接通电磁阀EVRA①，这样低压液体制冷剂就会进

入盘管并冷却容器中的制冷剂。

2. 接通电磁阀EVR AT②或③。气体制冷剂连同积聚的

气体被抽到容器中，在容器中制冷剂气体发生冷
凝，空气上升到容器的顶部。浮球阀SV 1④自动
将冷凝的液态制冷剂排出。

3. 由于空气在容器顶部积聚，与液体制冷剂的饱和
压力相比，容器内的总压力出现了上升。当此压
力达到压力开关RT 280A⑤的设定值时，打开电磁
阀EVRA⑥并将容器中的空气排出。

86

应用手册

工业制冷系统的自动化控制

9.4

热回收系统

应用范例 9.4.1：
热回收换热器和冷凝器的串联
控制

高压气体制冷剂
高压液体制冷剂
低压气体制冷剂
水

可以通过回收降低排气过度获得的热量和(或)冷凝器
的冷凝热来满足某些热量需求。这些热量需求包括：
加热办公室或车间内的空气，加热用于冲洗或加工的
水，预热锅炉供水等。

为提供经济的热回收解决方案，重要的是要保证游离
热量与加热需求在时间、温度级别以及热流等方面相
匹配。例如对于生成热水，即需要高温热量时，可以
回收过热度减低的热量。而对于办公室供暖，通常可
以考虑回收所有的冷凝器热量。

设计优良的控制系统对于确保带有热回收装置的制冷
系统有效无故障地运行至关重要。

前往
吸气管

热回收冷凝器

水流出

控制的目的是协调热回收与制冷之间的关系：

1. 无论热回收运行与否，都应当确保制冷的基本功
能。热回收停止时，冷凝压力不应太高。且对于直
接膨胀系统，冷凝压力也不能太低(请参阅第3节)。

2. 热回收的各项要求，例如温度和热流量必须得到
满足。

3. 按照需求对热回收循环进行无故障开/关控制。

热回收控制需要非常复杂的设计，每个系统可能都会
不同。以下是部分范例：

水流入

① 压力调节阀
② 电磁阀
③ 止回阀
④ 电磁阀
⑤ 手动调节阀

来自排气管

此热回收系统既适用于空气，也适用于水。

无热回收的制冷循环
从排气管排出的热气被直接通过装有恒压导阀
CVP(HP)的导阀控制的伺服主阀ICS①引导到主冷凝
器。止回阀 NR VA③ 能够防止热气流回流至热回收
冷凝器。

热回收循环
导阀操控式伺服阀ICS②由电磁导阀 EVM 的开/关转
换通过时钟、温度控制器等控制。热气进入回收冷
凝器。

冷凝器

前往贮液器

由于冷凝能力的增强，排气压力的下降，ICS①将正常
关闭。如果排气压力上升，恒压导阀CVP(HP)将会打
开伺服阀ICS①，这样部分热气就可以流向主冷凝器。

在夏季，热回收冷凝器闲置的时间要长一些。为了避
免液体在冷凝器中发生聚集的风险，电磁阀EVRA④
和调节阀REG⑤可以保证定期蒸发回收冷凝器中的
任何冷凝物。

87

应用手册

工业制冷系统的自动化控制

应用范例 9.4.2：
热回收换热器和冷凝器的串联
控制

高压气体制冷剂
高压液体制冷剂
水

① 压差调节阀
② 温度控制器
③ 止回阀

热回收冷凝器

水流出

来自
排气管

这种热回收系统适用于装有几个压缩机的中央制冷
设备。

假设只能使用一小部分压缩机流量，那么所有的排
气管路都应当先通过热回收冷凝器，然后通过主冷
凝器。

压缩机容量使用的越多，热回收冷凝器中的压降就
会越高。

水流入

冷凝器

前往贮液器

当压降超过压差的设定值时，伺服阀ICS① 的导阀
CVPP(高压)将部分打开，过压气体将被直接导入主
冷凝器。

当通过热回收冷凝器达到了期望的水温或空气温度
时，温度控制器RT 107②将会激活开/关导阀EVM，
伺服阀ICS①将完全开启。

应用范例 9.4.3：
热回收换热器和冷凝器的并联
控制

高压气体制冷剂
高压液体制冷剂
水

① 压力调节阀及电磁阀
② 温度控制器
③ 止回阀

热回收冷凝器

水流出

来自
排气管

此热回收系统适用于带有几个压缩机的系统，例如用
于加热中央供暖给水的系统。

在正常操作下，伺服阀ICS①由温度控制器RT 107进行
控制的电磁导阀EVM通过开/关控制，保持开启状态。

水流入

前往
贮液器

冷凝器

前往贮液器

在冬季，当热量需求使热回收成为必需时，电磁阀导
阀EVM将被关闭，该操作将导致伺服阀ICS①关闭。如
果冷凝压力超过恒压导阀CVP(高压)的设定值时，伺服
阀ICS①将被打开，过压气体将被引导到主冷凝器。

止回阀NR VA能够防止制冷剂倒流至热回收冷凝器。

88

应用手册

工业制冷系统的自动化控制

10.

在制冷系统中使用
二氧化碳作为制冷剂

制冷系统中使用二氧化碳并不是新鲜事。早在十九
世纪五十年代，Alexander Twining(参考资料[1])就首
先提出了将二氧化碳用作制冷剂，并在英国申请了
专利。Thaddeu S.C. Lowe用二氧化碳进行了军用气
球的试验，而且他在1867年设计了使用二氧化碳制
冷剂的制冰机。Thaddeu S.C. Lowe还开发了一台装
在船上的机器，用于运输冷冻肉。

从文献资料中可了解到随后几年二氧化碳系统得到
了发展，并在二十世纪二十和三十年代达到顶峰。
由于无毒又不可燃，二氧化碳通常成为航运业的优
先选择，而氨（NH3 或 R717）则更多地用于工业用
途（参考资料 [2]）。二氧化碳在市场上的消失主要
是在“神奇的制冷剂”氟利昂的出现并成功市场化
之后。

氨成为工业制冷的主要制冷剂达许多年之久。在二十
世纪九十年代，由于ODP(臭氧破坏潜势)和GWP(全球
变暖潜势)的原因，开始限制氯氟烃类(CFC)和氢氟烃
类(HFC)化合物的使用，并对大型氨系统内的制冷剂
充注量加以严格限制，人们对使用二氧化碳作为制冷
剂所能带来的优点又重新感兴趣了。

二氧化碳和氨、烃类(例如丙烷和丁烷)和水被划分为
天然制冷剂。所有这些制冷剂都具有各自的缺点。

氨有毒，烃类可燃，水的应用范围有限。相比之
下，二氧化碳无毒且不可燃。

二氧化碳在许多方面与其他常用制冷剂不同。二十
世纪二十年代以来的技术发展为二氧化碳的应用
扫除了众多障碍，但使用者必须意识到其独特的特
性，并采取必要的预防措施避免二氧化碳制冷系统
中可能出现的问题。

图1显示了二氧化碳、R134a和氨的压力/温度曲
线。二氧化碳的特性相对于其他制冷剂的明显不同
在于：

■

在既定温度下操作压力较高

■

操作温度范围较窄

■

三相点处需要的压力很高

■

临界点处在较低的温度下

三相点和临界点通常对于常用制冷剂来说并不重
要，但二氧化碳则不同，其三相点的压力相对较
高，为5.2 bar [75.1 psi]，更重要的是，这比标准大
气压力还要高。

如果不采取合适的预防措施则会产生问题。另外，
二氧化碳的临界点非常低：31.1℃ [88.0°F]，这极
大地影响了系统的设计。

下表中，针对二氧化碳的不同特性与R134a和氨作了
比较。

压力

压力 - 温度

[psi] [bar]

14500 1000

1.45 0.1

0.015 0.001

图1

制冷剂 R 134a 氨 二氧化碳
天然工质 否 是 是
臭氧破坏潜势(ODP)* 0 0 0
全球变暖潜势(GWP)* 1300
临界点 bar [psi]

℃ [°F]
三相点 bar [psi]

℃ [°F]
可燃易爆 否 (是) 否
有毒 否 是 否

1000

100

145 10

Pressure [bar]

0,01

0,001

и㾒ԗ䬛

㾓

R134a

10

1

0,1

三相点

临界点

-120 -600 60 120 180

-120 -60 0 60 120 180 [

-184 -76 32 140 248 356 [

温度

40.7 [590]

101.2 [214]

0.004 [0.06]

–103 [–153]

113 [1640]

132.4 [270]

0.06 [0.87]

–77.7 [–108]

-

73.6 [1067]

31.1 [87.9]

5.18 [75.1]

–56.6 [–69.9]

1

o

C]

o

F]

89

应用手册

Log p,h-Diagram of CO

735

100

735

100

工业制冷系统的自动化控制

10.1

采用二氧化碳作为制冷剂

二氧化碳可在许多不同的系统类型中用作制冷剂，
包括亚临界和跨临界。对于任何二氧化碳制冷系
统，都必须考虑其临界点和三相点。

我们熟悉的典型二氧化碳的制冷循环一般为亚临界
循环，即其工作温度和压力的整个范围都在临界点
之下并在三相点之上。

单级亚临界二氧化碳系统很简单，但也会受到温度
范围限制和压力较高带来的不利影响(图10.1.2)。

Թԃ

[psi] [bar]

1450 100

100

100

100

100

Pressure (bar-a)

Pressure (bar-a)

145 10

10

10

10

10

֡ѽ䃠ѽ

二氧化碳压焓图

֡ѽ

֡ѽࡈѽ

14.5 1

1

1

1

1

–78.4 oC [–109.1 oF]

图 10.1.1

跨临界二氧化碳系统目前仅用于小型商业系统，例
如汽车空调、小型热泵和超市制冷，但一般不用于
工业系统(图10.1.3)。本手册将不对跨临界系统进行
描述。

二氧化碳亚临界循环的操作系统压力通常在5.7到

35bar [83到507psi]的范围，对应温度范围为–55到
0℃[–67到32℉]。如果蒸发器要使用热气除霜，则
工作压力的范围大约要再高出10bar [145psi]。

2

૝Л

䃠ѽ

Лࢵ͹

[87.9 oF

+31 oC F]

73.6 bar [1067 psi]

ࡈѽ

䃠ѽࡈѽ

Іࢵি͹

[69.9

-56.6 oC [–69.9 oF]

5.2 bar [75.1 psi]

䐊

[bar] [psi]

图 10.1.2

压力

1450

1450
130590

130590
116080

116080
101570

101570

87060

87060
72550

72550

58040

58040

43530

43530

29020

29020

14510

14510

亚临界制冷

–5.5°C [22°F]

亚临界

–40°C [–40°F]

焓

90

应用手册

73 5

100

73 5

100

+30°C [+86°F]

工业制冷系统的自动化控制

10.1

采用二氧化碳作为制冷剂(续)

压力

[bar] [psi]

1450

1450
1305 90

1305 90
1160 80

1160 80
1015 70

1015 70

870 60

870 60
725 50

725 50

580 40

580 40

435 30

435 30

290 20

290 20

145 10

145 10

图 10.1.3

在工业制冷中二氧化碳复叠系统或混合系统的设计
应用最为普遍，这是因为此时二氧化碳的压力可被
限制在一定范围，这样就可以使用目前市场上能够
提供的零部件(例如压缩机、控制器和阀件产品)。

跨临界制冷

35°C

[95°F]

气体冷却

Gas cooling

–12°C [10°F]

焓

二氧化碳复叠/混合系统的设计形式多种多样，可以
是直接膨胀系统、泵循环系统、二次制冷系统或上
述几个系统的组合。

95°C
[203°F]

10.2

二氧化碳制冷剂在工业制冷中
的应用

图10.2.1显示了一个采用二氧化碳作为相变制冷剂的
蒸发温度为–40℃[–40℉]的低温制冷系统，复叠系
统的高压侧使用氨作制冷剂。

氨 - 二氧化碳复叠系统

㾓

и㾒ԗ䬛- 㾓

–20°C [–4°F]

݅ࢽ֘

–15°C [+5°F]

и㾒ԗ䬛Թঢ়ߑ

–40°C [–40°F]

и㾒ԗ䬛ે䃠֘

и㾒ԗ䬛

原理图：

Թԃ Թԃ

㾓

+30°C

+86°F

–20°C

–4°F

и㾒ԗ䬛

(12 bar)

(171 psi)

(1.9 bar)

(28 psi)

–15°C
+5°F

–40°C
–40°F

(23 bar)

(333 psi)

(10 bar)

(135 psi)

䐊

–40°C [–40°F]

и㾒ԗ䬛嘜Շ֘

䐊

图 10.2.1

91

应用手册

+30°C [+86°F]

(633 psi)

+30°C [+86°F]

工业制冷系统的自动化控制

10.2

二氧化碳制冷剂在工业制冷中的
应用(续)

图 10.2.2

и㾒ԗ䬛- 㾓

–20°C [–4°F]

–40°C [–40°F]

и㾒ԗ䬛ે䃠֘

и㾒ԗ䬛嘜Շ֘

㾓

–15°C [+5°F]

и㾒ԗ䬛

–40°C [–40°F]

原理图：

含有二氧化碳热气除霜的 R717 - 二氧化碳复叠系统

݅ࢽ֘

и㾒ԗ䬛Թঢ়ߑ

и㾒ԗ䬛ஔ朡
Թঢ়ߑ

+8°C [+46°F]

Թԃ Թԃ

㾓

+30°C

+86°F

–20°C

–4°F

и㾒ԗ䬛

(12 bar)

(171 psi)

(1.9 bar)

(28 psi)

–15°C
+5°F

–40°C
–40°F

(23 bar)

(333 psi)

(10 bar)

(135 psi)

䐊

(43 bar)

+8°C
+46°F

䐊

二氧化碳侧是一个泵循环系统。其中，液体二氧化
碳从贮液器/循环桶通过泵输送到蒸发器。在蒸发器
中，其中一部分二氧化碳在返回到贮液器之前被蒸
发。蒸发掉的二氧化碳气体在压缩机中被压缩，并
在二氧化碳 - 氨复叠换热器中冷凝。

氨 - 二氧化碳盐水系统

㾓

и㾒ԗ䬛- 㾓

–45°C [–49°F]

݅ࢽ֘

–40°C [–40°F]

–40°C [–40°F]

и㾒ԗ䬛ે䃠֘

и㾒ԗ䬛

复叠换热器在氨系统中充当蒸发器。与传统的氨系
统相比，在上述复叠系统中氨的充注量将大约减少
到原来的1/10。

图10.2.2显示了与图10.2.1相同的系统，但包含了二
氧化碳热气除霜功能。

原理图：

㾓

(12 bar)

+30°C

(171 psi)

+86°F

(0.5 bar)

–45°C

(7 psi)

–49°F

䐊

и㾒ԗ䬛

Թԃ Թԃ

(10 bar)

–40°C

(135 psi)

–40°F

92

图 10.2.3

–40°C [–40°F]

и㾒ԗ䬛嘜Շ֘

䐊

应用手册

R 134a, ......

ݎ升剱঩৏

工业制冷系统的自动化控制

10.2

二氧化碳制冷剂在工业制冷中的
应用(续)

图 10.2.4

原理图：

含有两个温区的二氧化碳复叠系统

(例如：超市制冷)

+30°C [+86°F]

–12°C [+10°F]

–7°C [+19°F]

–7°C

䀿ڲ࣪঩৏

[+19°F]

–20°C
[–4°F]

㾓,
R 404A,

и㾒ԗ䬛

10.3

设计压力

图10.2.3所示为一个低温制冷系统温度为-40℃ [-40℉]，
二氧化碳在氨系统低温侧作二次制冷系统。

二氧化碳系统是一个泵循环系统，二氧化碳液体从
贮液器中通过泵压到蒸发器。在回到贮液器前会在
这里进行部分蒸发。

在决定二氧化碳系统设计压力时需要考虑两个重要
因素：

■

停机时的压力

■

除霜时的压力

重要的一点，比如在没有任何压力控制的静止
状态下，系统关闭，系统压力会随环境温度上
升而增加。如果温度达到0℃[32℉ ] 时，压力会
达到34.9 bar [505 psi]，而20℃ [68℉ ]时压力为

57.2 bar [830 psi]。对于工业制冷系统而言，设计一
个可以在静止时承受系统平衡压力的系统是非常昂
贵的。因此，普遍的做法是安装一个小型的辅助冷
凝机组来限制停机状态下的最大压力在一个合理的
水平，如30 bar [435 psi]。

蒸发的二氧化碳在CO2-

NH3换热器中进行冷凝。换

热器在氨系统中用作蒸发器。

图10.2.4所示为一个满液式和直接膨胀式的混合系
统，如一个要求两个温区的超市制冷系统。

二氧化碳可以应用到多种除霜方式中(如自然、水、
电或热气)。热气除霜是最有效的方式，特别是在低温
区，但是要求压力很高。设计压力为52 bar-g [754 psi]
时，能达到的除霜温度大约为10℃[50℉]。

在温度为10℃ [50℉]时，饱和压力为45 bar。给安全阀加
10%的压力开启余量，相当于给压力峰值加大约5%，
那么允许的最大工作压力为约52 bar[-754 psig](图

10.3.2和10.3.3)。

93

应用手册

ગઋԹԃ

и㾒ԗ䬛ગઋԹԃ࢓چ

工业制冷系统的自动化控制

10.3

设计压力(续)

二氧化碳贮液器/

循环桶

低温级蒸发器

无热气除霜：

40 bar (580 psi)

有热气除霜：

52 bar (750 psi)

24 / 40 bar

(350 / 580 psi)

图10.3.1－二氧化碳/氨复叠系统－通常采用的设计压力

[bar] [psi]

60 870

40 bar

(580 psi)

复叠换热器

24 bar

(350 psi)

Danfoss
Tapp_0161
05-2011

ગઋԹԃ

“p” + 15%

( barg / psig )

50 725

40 580

30 435

20 290

图 10.3.2

–30
–22

52 bar

754 psi

40 bar

580 psi

25 bar

363 psi

–20
–4

ؘஎݱҁஒӲ: PS ≥ P௕չ +15%

Թԃّқ

؍Ҷஂ

–10
14

ગઋ࢓چ

5%

10%

0
32

10
50

ગઋԹԃ

௕չԹԃ

“p” + 10%

( barg / psig )

௕չԹԃ“p”

(bara / psia)

20 °C
68 °F

图 10.3.3

94

应用手册

工业制冷系统的自动化控制

10.4

安全

二氧化碳是无色无味的物质，属于不可燃且无毒的
制冷剂，但是即使是所有这些特征看起来都很正面的
情况下，二氧化碳用作制冷剂还是存在一些不利的因
素。

由于二氧化碳没有气味，当其发生泄漏时无法被人
直接察觉(参考资料 [6])。

二氧化碳比空气重，因此会沉积到地面或地板上，
这样会产生危险的情形。尤其是在凹坑或封闭空间
内，二氧化碳能够将氧气挤走，以致产生的混合气
体足以令人窒息。二氧化碳的相对密度为1.529(以
0℃[32°F]时空气的密度为1)。这一危险需要在设
计和操作时特别注意。对于二氧化碳系统始终要求
进行泄漏检测和良好的通风。

与氨相比，二氧化碳是较为安全的制冷剂。TLV(阈值)
是二氧化碳气体在空气中的最大浓度，在该值以下，
工作人员可忍受一个8小时的工作时长。TLV安全极
限：氨为25 ppm而二氧化碳为5000 ppm (0.5%)

空气中存在的二氧化碳浓度为0.04%。当浓度过高
时，会出现以下不良反应：

2% 呼吸频率增加50%
3% 呼吸频率增加100%
5% 呼吸频率增加300%
8-10% 自然的呼吸已经中断，呼吸变得几乎不

可能。并将导致头痛、头晕、出汗、丧
失知觉

>10% 可导致丧失知觉和死亡
>30% 很快导致死亡

95

应用手册

COP - ӲӒ঩৏ۅ঩ރ

1,75

1,92

2,18

1,38

1,22

1,42

Introducing a New Ammonia/CO2Cascade Concept for Large Fishing Vessels

1,86

工业制冷系统的自动化控制

10.5

效率

在二氧化碳－氨复叠系统中，必须使用复叠换热器。
使用复叠换热器时，由于在两种制冷剂之间存在换热
温差，导致效率降低。

2,5

2

1,5

COP

1

0,5

0

1,09

㾓ԥ঴ 㾓Յ঴ R22, ԥ঴ R22, Յ঴ 㾓и㾒ԗ䬛

–40 / +25°C (–40 / +77°F)
–50 / +25°C (–58 / +77°F)

参考资料：

Source:IIAR -Albuquerque, New Mexico 2003, P.S Ni elsen & T.Lun d

图 10.5.1

然而由于二氧化碳压缩机的效率较高，二氧化碳的
换热能力更好，因此与传统的氨系统相比，二氧化
碳－氨复叠系统的整体效率并未降低(图10.5.1和参考
资料[3])

1,77

1,78

זՌ঩৏

10.6

二氧化碳系统中的冷冻油

在采用传统压缩机的二氧化碳制冷系统中，即可以采
用与二氧化碳不互溶或者互溶的的冷冻油(参见下
表)。

对不互溶的冷冻油，例如矿物油(PAO) ，其回油系统
相对复杂。PAO 的密度比液体二氧化碳的密度低。因
此，润滑剂会浮在制冷剂的顶部，使其比在氨系统中
更难被清除。另外，为了避免降低蒸发器效率，使用
不互溶冷冻油的二氧化碳系统，其油分离效果必须更

对于互溶的冷冻油，例如酯类油(POE)，它们的回油
系统较为简单。但是由于POE油对水的亲和力更高，
这时就要确保冷冻油的稳定性。

在使用二氧化碳作为载冷剂的盐水系统以及使用无油
压缩机的泵循环系统中，循环中的二氧化碳没有油的
存在。从效率的观点来看这是最适宜的，因为这样可
在蒸发器中产生良好的换热系数。但是这也要求所有
的阀门及控制元件保持干燥。

加有效。

二氧化碳和冷冻油
冷冻油的类型 PAO

矿物油

(合成冷冻油)

POE

酯类油

(酯类油)
可溶性 低(不互溶) 高(互溶)
水解性 低 亲水性高
油分离系统 特殊要求：

■

高过滤性能

■

多芯过滤器

■

活性碳过滤器

回油系统 特殊要求：

■

从低温贮液器处将油排出 (油的密度

无特殊要求

(与HCFC/HFC系统要求类似)

简单

(与HCFC/HFC系统要求类似)

比二氧化碳低 - 与氨相反)

面临的问题

■

油分离和回油系统

■

在冷冻油长期积累处，例如蒸发器

等部位

■

亲水性高

■

油的长期稳定性

■

要求“清洁的”的制冷剂系统

96

应用手册

工业制冷系统的自动化控制

10.6

二氧化碳系统中的冷冻油(续)

应用范例 10.6.1：
使用互溶性冷冻油的回油系统

由于油无法直接被吸回压缩机，泵循环桶中的冷冻油
浓度会逐渐提高。如果蒸发器内的油浓度变得太高，
粘性将使油“粘”到换热表面，从而降低系统的性
能。

通过持续地将来自泵分离器的油/二氧化碳液体沸
腾，设备的油浓度保持在低的水平。在油精馏器内的
沸腾过程中，二氧化碳液体变得过冷，来自二氧化碳
循环桶的油/二氧化碳液体混合物沸腾过后，被吸回
二氧化碳压缩机。

二氧化碳循环桶的立管连接的回油系统

二氧化碳贮液器

EVRST

油精馏器

绝不可以将二氧化碳液体直接返回压缩机，这将导致
压缩机损坏，因此要求回气管中的二氧化碳处于过热
状态。

可以通过安装在电磁阀下游的REG阀控制过热度。

T

复叠换热器

REG

Danfoss
Tapp_0162
05-2011

应用范例 10.6.2：
使用互溶性冷冻油系统的回油
系统

循环泵下游连接的回油系统

二氧化碳贮液器

EVRST

油精馏器

REG

Danfoss
Tapp_0163
05-2011

T

复叠换热器

97

应用手册

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工业制冷系统的自动化控制

10.7

二氧化碳、氨和R134a系统对元件
要求的比较

与氨和R134a相比，二氧化碳在许
多方面有所不同。以下比较可证
明这一事实，为了做“真正的”
比较，系统工况(如蒸发温度、冷
凝温度等)将保持不变。

湿回气管/液体管路横截面积比较

䃠ѽ

制冷剂

湿回气管 ∆T K [F] 0.8 [1.4] 0.8 [1.4] 0.8 [1.4]

液体管路 速度 m/s [ft/s] 0.8 [2.6] 0.8 [2.6] 0.8 [2.6]

管路总横截面面积“湿回气管+液

液体管路横截面总面积 % 8 7 41

容量 kW [TR] 250 [71] 250 [71] 250 [71]

∆p bar [psi] 0.0212 [0.308] 0.0303 [0.439] 0.2930 [4.249]

速度 m/s [ft/s] 11.0 [36.2] 20.2 [66.2] 8.2 [26.9]

直径 mm [inch] 215 [8.5] 133 [5.2] 69 [2.7]
湿回气管面积 mm2[inch2] 36385 [56.40] 13894 [21.54] 3774 [5.85]

直径 mm [inch] 61 [2.4] 36 [1.4] 58 [2.3]
液体管路 mm2[inch2] 2968 [4.6] 998 [1.55] 2609 [4.04]

mm2[inch2] 39353 [61.0] 14892 [23.08] 6382 [9.89]

体管”面积

R 134a 氨 二氧化碳

eqv

L

= 50 [m] / 194 [ft] - 泵循环.： n

表 1

干吸气管/液体管路横截面积比较

circ

= 3 - 蒸发温度.： TE = –40[℃] / –40[°F]

䃠ѽ

制冷剂

干吸气管 ∆T K [F] 0.8 [1.4] 0.8 [1.4] 0.8 [1.4]

液体管路 速度 m/s [ft/s] 0.8 [2.6] 0.8 [2.6] 0.8 [2.6]

管路总横截面面积“干吸气管＋

液体管路横截面总面积 % 5 4 30

容量 kW [TR] 250 [71] 250 [71] 250 [71]

∆p bar [psi] 0.0212 [0.308] 0.0303 [0.439] 0.2930 [4.249]

速度 m/s [ft/s] 20.4 [67] 37.5 [123] 15.4 [51]

直径 mm [inch] 168 [6.6] 102 [4.0] 53 [2.1]
干吸气管横截面积 mm2[inch2] 22134 [34.31] 8097 [12.55] 2242 [3.48]

直径 mm [inch] 37 [1.5] 21 [0.8] 35 [1.4]
液体管路 mm2[inch2] 1089 [1.69] 353 [0.55] 975 [1.51]

mm2[inch2] 23223 [36.00] 8450 [13.10] 3217 [4.99]

液体管路”面积

R 134a 氨 二氧化碳

98

eqv

L

= 50 [m] / 194 [ft] - 蒸发温度： TE = –40[℃] / –40[°F] - 冷凝温度.： TE = –15[℃] / –5[°F]

表 2