制冷系統(tǒng)進(jìn)空氣的危害與排除方法~~

發(fā)布時間：2020-12-19 瀏覽次數(shù)：0

1概述

在制冷系統(tǒng)中，所謂的不凝性氣體是指在制冷系統(tǒng)工作時，在冷凝器中特定的溫度、壓力下，氣體不能冷凝成液體，而總是成氣體狀態(tài)，這些氣體主要包括氮?dú)?、氧氣、氫氣、二氧化碳、碳?xì)錃怏w、惰性氣體以及這些氣體的混合氣體等。由于不凝性氣體的存在，使得壓縮機(jī)的能耗增大，而制冷系統(tǒng)的制冷量降低。

2不凝性氣體產(chǎn)生原因

1、充注制冷劑前制冷系統(tǒng)排空不充分

在充注制冷機(jī)之前，制冷系統(tǒng)內(nèi)的壓縮機(jī)氣缸內(nèi)、冷凝器內(nèi)、蒸發(fā)器內(nèi)以及系統(tǒng)的管路內(nèi)都曾充滿空氣，在充注制冷劑前為了排掉這些空氣，需要對制冷系統(tǒng)內(nèi)部抽真空，有時由于主客觀原因，制冷系統(tǒng)內(nèi)部抽真空不充分，達(dá)不到要求，在系統(tǒng)內(nèi)部留有少量空氣。

2、充注制冷劑時帶入

制冷系統(tǒng)內(nèi)在制冷系統(tǒng)充注制冷劑之前，充注所用的管子中充滿空氣，由于人為等原因，在充注制冷劑時，沒有排盡管子內(nèi)的空氣，就直接連接在制冷系統(tǒng)中，這些空氣隨著充注的制冷劑進(jìn)入制冷系統(tǒng)。

3、在制冷系統(tǒng)檢修時混入不凝性氣體

制冷系統(tǒng)長時間工作，難免需要檢查維修或者清洗更換，這樣有時就需要拆開機(jī)械或管路，空氣往往就在拆卸和安裝這個過程中進(jìn)入制冷系統(tǒng)內(nèi)部。

4、從外界大氣中滲入系統(tǒng)內(nèi)部

在有些制冷系統(tǒng)中，如果工作壓力低于大氣壓力時，大氣中的空氣就會通過各種縫隙滲入到制冷系統(tǒng)中。這些縫隙分布在各類閥門、壓縮機(jī)、非焊接處等諸多地方。

5、來自制冷劑的化學(xué)反應(yīng)

在氨制冷系統(tǒng)中，制冷劑氨在特定溫度和壓力下可以分解為氨氣和氫氣，其分解程度與溫度和壓力成正向關(guān)系，溫度越高壓力越大，氨越容易分解。

而在氟利昂制冷系統(tǒng)中，氟利昂可能與混入系統(tǒng)內(nèi)的雜質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生不凝性氣體。如R12與水在特定條件下發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生二氧化碳。

6、潤滑油的分解也會產(chǎn)生不凝性氣體

在制冷系統(tǒng)使用的潤滑油中，有些潤滑油，如礦物潤滑油在復(fù)雜的工況下能分解產(chǎn)生多種碳?xì)錃怏w，這些碳?xì)錃怏w就會混入系統(tǒng)內(nèi)的制冷劑中。

3不凝性氣體的分布

在制冷系統(tǒng)中，當(dāng)?shù)蛪簜?cè)有不凝性氣體時，這些氣體很快被壓縮機(jī)抽吸而進(jìn)入高壓側(cè)。所以，通常不凝性氣體主要聚集在系統(tǒng)高壓側(cè)的冷凝器和高壓儲液器中。

無論是蒸發(fā)式冷凝器還是管殼式冷凝器，不凝性氣體都會盡可能地附著在換熱表面上，如下圖所示。而儲液器中的不凝性氣體又往往集中在遠(yuǎn)離進(jìn)氣口的氣流速度很低的空間內(nèi)。

4不凝性氣體的危害

1、降低系統(tǒng)制冷量

不凝性氣體聚集在冷凝器中時，不凝性氣體附著在冷凝器的內(nèi)壁，占據(jù)一些空間，使得冷凝面積減小，同時不凝性氣體在制冷劑和冷凝器內(nèi)壁之間形成熱阻，使得傳熱效率降低，熱量不能及時排出系統(tǒng)之外，從而降低了制冷系統(tǒng)的制冷量。

2、系統(tǒng)能耗增大

由于傳熱效率的降低，冷凝器內(nèi)的冷凝溫度和冷凝壓力都升高，那么，在自動控制的制冷系統(tǒng)中，為了維持冷凝程度不變，須增大冷凝水的流量，以降低冷凝器內(nèi)制冷劑和不凝性空氣的溫度。這樣就增大了冷凝水泵的能耗。同時冷凝壓力的增大，使得壓縮機(jī)排出口的壓力較之正常工況下也變大，壓縮機(jī)在排氣過程中需要克服較大壓力，從而壓縮的能耗也變大。

3 、造成機(jī)械設(shè)備的損壞

壓縮機(jī)排出壓力的增大，使得反作用在軸承、傳動裝置和滑動表面的力也都變大，長期以往，加速了設(shè)備磨損老化和潤滑油的變質(zhì)，造成機(jī)械設(shè)備的損壞。同時，由于滑動面的磨損劇烈，也會使制冷劑的泄露增大。

總結(jié)：不凝性氣體的存會使制冷系統(tǒng)冷凝壓力升高，冷凝溫度升高，壓縮機(jī)排氣溫度升高，耗電量增加，制冷效率降低；同時由于排氣溫度過高可能導(dǎo)致潤滑油碳化，影響潤滑效果，嚴(yán)重時燒毀制冷壓縮機(jī)電機(jī)。

5有不凝性氣體的主要跡為象

1、壓縮機(jī)的排出壓力和排氣溫度升高，冷凝器(或儲液器)上的壓力表指針劇烈擺動，壓縮機(jī)缸頭發(fā)燙，冷凝器殼很熱。

2、蒸發(fā)器表面結(jié)霜不均勻。

3、存在多量不凝性氣體時，因裝置的制冷量下降而使庫溫降不下來，壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時間長，甚至因高壓繼電器動作而使壓縮機(jī)停車。

案例：

R22系統(tǒng)實(shí)測的冷凝壓力是13.2kg/cm2（表壓），當(dāng)時的環(huán)境氣溫是35度。查《R22制冷劑的溫度壓力對照表》，溫度35度時的對應(yīng)壓力是12.81kg/cm2（表壓），低于實(shí)測的冷凝壓力，說明該系統(tǒng)中存在不凝性氣體。其不凝性氣體的壓力含量為：13.2-12.81=0.39kg/cm2（表壓力）。

6不凝性氣體的排出

還是采用手動排出不凝性氣體方法。這種方法由操作人員根據(jù)冷凝壓力的高低來判斷制冷系統(tǒng)內(nèi)部是否含有較多不凝性氣體，并決定是否排放。這種方法很大程度上取決于操作人員的經(jīng)驗(yàn)，操作靈活，不凝性氣體排放的比較干凈。

不凝性氣體容易在低氣溫下，系統(tǒng)靜置的狀態(tài)下與制冷劑自然分離，它的比重比制冷劑小，分離后聚集在系統(tǒng)的高處（上方），所以應(yīng)該選擇在氣溫偏低時段，系統(tǒng)停機(jī)時間很長，制冷系統(tǒng)較高處的排空點(diǎn)排放。也可單獨(dú)從系統(tǒng)中的某個容器的上方直接開閥進(jìn)行排放，或者分容器逐個排放都行。

1、小型氟利昂制冷系統(tǒng)

可以不需設(shè)置專門的排氣設(shè)備，利用系統(tǒng)本身就能排出其內(nèi)的不凝性氣體，具體的操作步驟為：

（1）：關(guān)閉冷凝器出液閥以及高壓儲液器出液閥；

（2）：啟動壓縮機(jī)，將低壓系統(tǒng)內(nèi)的制冷劑抽至冷凝器或高壓儲液器；

（3）：當(dāng)制冷系統(tǒng)的低壓部分保持在穩(wěn)定的真空狀態(tài)時，停止壓縮機(jī)并關(guān)閉吸氣閥，而排氣閥保持打開狀態(tài)，同時開足冷卻水量截止閥，充分液化高壓的制冷劑氣體；

（4）：大約10min 左右，擰松壓縮機(jī)排氣閥多通道螺栓，或打開冷凝器頂部的放空氣閥排出空氣；

（5）：用手感受氣流溫度，當(dāng)沒有涼快感或感覺比較熱時，說明排出的大部分為不凝性氣體，否則說明排出的是氟利昂氣體，這時應(yīng)暫停排放不凝性氣體的操作，而應(yīng)檢查高壓系統(tǒng)的壓力所對應(yīng)的飽和溫度與冷凝器出液溫度的溫差，若溫差較大，說明還有較多的不凝性氣體，應(yīng)混合氣體充分冷卻后再間歇放出不凝性氣體；

（6）：排放不凝性氣體結(jié)束時，應(yīng)擰緊壓縮機(jī)排氣閥的多用通道或關(guān)好冷凝器上方的排空氣閥，停止冷凝器供水。

3、冷凝器放氣閥放氣

（1）：關(guān)閉儲液器的出液閥。

（2）：開啟壓縮機(jī)，把系統(tǒng)中的冷劑(以及不凝性氣體)壓入冷凝器中，直到低壓繼電器動作而停車。

（3）：停車后讓冷凝器中繼續(xù)循環(huán)冷卻水，使冷劑充分凝結(jié)。因不凝性氣體比冷劑氣體輕，所以聚集在冷凝器頂部(某些小型裝置冷凝器在壓縮機(jī)底部，此時則聚集在高壓系統(tǒng)中位置非常高的地方)。

（4）：打開冷凝器頂部的放氣閥(或雙座排氣截止閥的多用通槽或排氣溫度表插座等接頭處)，將不凝性氣體放出。放氣閥的開度不宜太大。為了判斷放氣的情況，可用手迎著氣流，如果感覺到象風(fēng)吹一樣，則說明放出的是氣體；如果手上有油跡并有涼的感覺，則說明已放出冷劑氣體，此時應(yīng)立即關(guān)閉放氣閥。

4、氨制冷劑冷凝器放氣閥放氣

自動排出不凝性氣體的方法是根據(jù)溫度等參數(shù)來控制不凝性氣體的排放，同時由制冷劑回收裝置盡可能地回收混合氣體中的制冷劑，而留下不凝性氣體，然后排出系統(tǒng)。

自動排出方式適用于氨制冷劑系統(tǒng)中

下圖為用于氨制冷系統(tǒng)的自動空氣分離器的結(jié)構(gòu)示意圖：

其工作原理與手動式分離器相似，只是在其中裝有壓力開關(guān)、溫度控制器，用電磁閥代替節(jié)流閥，高壓液氨和和回液氨在蒸發(fā)管內(nèi)蒸發(fā)為氣態(tài)氨，而含有不凝性氣體的混合氣體進(jìn)入分離器后，大多數(shù)氨氣被冷凝為液態(tài)氨聚集在底部，而少量氨氣和不凝性氣體聚集在分離器內(nèi)，同時溫度也不斷下降。

當(dāng)溫度達(dá)到設(shè)定值時，電磁閥打開，混合氣體進(jìn)入氨水混合器內(nèi)，經(jīng)處理后只剩下不凝性氣體排出。這種空氣分離器操作簡單，自動化程度高。但是在工作過程中，缺乏靈活性，動作較機(jī)械。

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