一、冷凝温度与冷凝压力
1、定义:
冷凝温度:冷凝器内制冷剂蒸气在一定压力下凝结时的饱和温度。 冷凝温度不等于冷却介质的温度,两者之间有传热温差。
冷凝压力:制冷剂在冷凝器内由气体冷凝成液体的压力,由于冷凝器内部的压力不便测量,而制冷剂在排气管以及冷凝器内的压力降实际上很小,所以一般认为排气压力近似等于冷凝压力。
2、冷凝温度的估算:
在调试时,我们经常要知道冷凝温度,进一步推算出冷凝压力(高压或者排气压力),然后根据实际的压力,就能判断制冷系统是否有问题;比如,判断制冷系统是否缺少制冷剂。
下面是一个经验公式,供参考:
冷凝温度=环境温度/水温 +(10~20℃);
举个例子:
例:冷水机组,已知冷却塔出水温度为25℃,那么此时制冷系统的冷凝温度大概多少?
蒸发温度= 25+(10~20)=40℃,根据温度压力对照表(R22制冷剂),可查出对应的冷凝压力为1.55Mpa左右;
有了冷凝压力,就可与制冷系统的高压表做对比,就能判断制冷系统是否正常,高压到底是偏高还是偏低,这对调试是很有用的。
冷凝温度与功率、制冷量的影响:
原因很简单,冷凝温度提高了,在蒸发温度不变的情况下,压缩机的压比增大了,而压缩机的功率是和压比成正相关的关系,即压比增大,压缩机的功率也增大。
这里解释下,由于冷凝温度的提高,导致制冷剂的单位制冷量会下降,在同等制冷剂质量流量下,系统的制冷量就降低了。
制冷系统在运转中难免会出现故障,以下就系统常见故障及其发生原因及注意事项进行了分析。
一、吸气温度不正常
压缩机吸气温度是指从压缩机吸气截止阀前面的温度计读出的制冷剂温度。正常情况下压缩机缸盖应是半边凉、半边热。若吸气温度过高则缸盖全部发热。如果吸气温度**正常值,排气温度也会相应升高。
吸气温度过高,即过热度过大,将导致压缩机排气温度升高。吸气温度过低,则说明制冷剂在蒸发器中蒸发不完全,既降低了蒸发器换热效率,湿蒸汽的吸入又会形成压缩机液击。吸气温度正常情况下应比蒸发温度高5一10℃。
吸气温度过高的常见原因有:
系统中制冷剂充注量不足,即使膨胀阀开到大,供液量也不会有什么变化,这样制冷剂蒸汽在蒸发器中过热使吸气温度升高。
膨胀阀开启度过小,造成系统制冷剂的循环量不足,进人蒸发器的制冷剂量少,过热度大,从而吸气温度高。
膨胀阀口滤网堵塞,蒸发器内的供液量不足,制冷剂液体量减少,蒸发器内有一部分被过热蒸汽所占据,因此吸气温度升高。
其他原因引起吸气温度过高,如回气管道隔热不好或管道过长,都可引起吸气温度过高。
二、吸气温度过低
压缩机吸人蒸汽为饱和状态时其运行效果好,为了保证压缩机安全运行,防止湿行程,必须有一定的过热度。若压缩机吸气温度过低,易产生湿行程且使润滑条件恶化。所以应尽量避免这一现象。
压缩机吸气温度过低的常见原因有:
制冷剂充注量太多,占据了冷凝器内部分容积而使冷凝压力增高,进入蒸发器的液体随之增多。蒸发器中液体不能完全气化,使压缩机吸人的气体中带有液体。这样,回气管道的温度下降,但蒸发温度因压力未下降而未变化,过热度减小。即使关小膨胀阀也无显著改善。
膨胀阀开启度过大。由于感温元件绑扎过松、与回气管接触面积小,或者感温元件未用绝热材料包扎及其包扎位置错误等,致使感温元件所测温度不准确,接近环境温度,使膨胀阀动作的开启度增大,导致供液量过多。
三、排气温度不正常
压缩机排气温度与制冷剂的绝热指数、压缩比(冷凝压力/蒸发压力)及吸气温度有关。吸气温度越高,压缩比越大,排气温度就越高,反之亦然。
吸气压力不变,排气压力升高时,排气温度上升;如果排气压力不变,吸气压力下降时,排气温度也要升高。这两种情况都是因为压缩比增大引起的。
造成排气温度升高的主要原因有:
吸气温度较高,制冷剂蒸汽经压缩后排气温度也就较高。
冷凝温度升高,冷凝压力也就高,造成排气温度升高。
排气阀片被击碎,高压蒸汽反复被压缩而温度上升,气缸与气缸盖烫手,排气管上的温度计指示值也升高。
四、排气压力较高
排气压力一般是与冷凝温度的高低相对应的,正常情况下,压缩机的排气压力与冷凝压力很接近。冷凝压力升高时,压缩机排气温度也升高。压缩机的压缩比增大,输气系数减小,从而使压缩机的制冷量降低,耗电量增加。
如果排气温度过高,则增加了压缩机润滑油的消耗,使油变稀,影响润滑;当排气温度与压缩机油闪点接近时,还会使部分润滑油炭化并积聚在吸、排气阀口,影响阀门的密封性。
产生这种故障的主要原因:
冷却水(或空气)流量小,温度高;
系统内有空气,使冷凝压力升高;
制冷剂充注量过多,液体占据了有效冷凝面积;
冷凝器传热面污垢严重,水垢对冷凝压力影响也较大。
五、排气压力过低
排气压力过低,虽然其现象是表现在高压端,但原因多产生于低压端。
其原因:
膨胀阀冰堵或脏堵以及过滤器堵塞等,然使吸排气压力都下降;
制冷剂充注量不足;膨胀阀孔堵塞,供液量减少甚至停止,此时吸、排气压力均降低。
六、排气量不足
排气量不足主要是与压缩机的设计气量相比而言,排气量不足是压缩机容易出现的故障之一。
它的出现主要是由下述几个原因导致:
进气过滤器积垢堵塞或压缩机吸气管太长,管径太小,致使吸气阻力增大,影响了吸气量从而使排气量减少
压缩机转速降低使排气量降低。
压缩机内部磨损严重、**差、使有关间隙增大,泄漏量增大,影响到了排气量。
七、过热
在曲轴和轴承等摩擦处,温度**过规定的数值称之为过热。过热加快了配合间的磨损;过热量的热不断积聚,导致烧毁磨擦面以及产生压缩机抱轴而造成重大的设备事故。
造成轴承过热的原因主要有:
轴承与轴颈贴合不均匀或接触面积过小;
轴承偏斜,曲轴弯曲、扭拧变形;
润滑抽粘度太小,油路堵塞,油泵有故障造成断油等。
蒸发器表面结霜过厚
【故障分析】长期使用的冷库蒸发器要定时化霜,如不化霜,蒸发器管路上霜层越积越厚,当把整个管路包住成透明冰层时,将严重影响传热,致使库内温度降不到要求的范围内。
【排除方法】停机化霜,打开库门让空气流通,也可用风机等加速流通,减少化霜时间。
节流机构是制冷装置中的重要部件之一,它的作用是将冷凝器或贮液器中冷凝压力下的饱和液体(或过冷液体),节流后降至蒸发压力和蒸发温度,同时根据负荷的变化,调节进入蒸发器制冷剂的流量。如果节流机构向蒸发器的供液量与蒸发器负荷相比过大,部分制冷剂液体会与气态制冷剂一起进入压缩机,引起湿压缩或液击事故。相反若供液量与蒸发器热负荷相比太少,则蒸发器部分换热面积未能充分发挥作用,甚至造成蒸发压力降低;而且使系统的制冷量减小,制冷系数降低,压缩机的排气温度升高,影响压缩机的正常润滑。
一、热力膨胀阀
工作时,固定在蒸发器出口管道上的感温包感应蒸发器出口的过热温度,使感温包内产生压力,并由毛细管传到膜片上部的空间,在压力的作用下膜片以弹性变形的方式把信号传递给顶针(执行机构),从而调节阀门的开度,控制制冷剂的流量。
热力式膨胀阀因平衡方式不同分为:内平衡式和外平衡式两种。
内平衡式热力膨胀阀采集的压力为膨胀阀出口压力;外平衡式热力膨胀阀采集的压力为蒸发器出口压力
热力膨胀阀正确安装方法:
一般情况感温包尽量装在蒸发器出口水平段的回气管上,应远离压缩机吸气口而靠近蒸发器,热力膨胀阀安装位置根据吸气管管径来定:
对于 12 ~ 16 mm的管径,安装“1 点钟”位置;
对于18 ~ 22 mm 的管径,安装“2 点钟”位置;
对于25 ~ 28 mm 的管径,安装“3 点钟”位置;
对于32 ~ 35 mm的管径,安装“4 点半”位置。
热力膨胀阀常见故障分析:热力膨胀阀提供的制冷剂流量不足,主要原因分析:
原因1:冰堵。
原因2:脏堵。
原因3:感温包充注介质泄漏。
原因4:感温包安装位置不正确。
原因5:感温包未能感受准确温度。
原因6:充注介质迁移(带MOP功能)。
原因7:阀芯卡死。
原因8:选用的膨胀阀容量过小,过热度调整不当等。
二、毛细管:
毛细管是简单的节流装置,毛细管是一根有规定长度的直径很细的紫铜管,它的内径一般为0.5~2mm。当制冷剂流体通过一小孔时,一部分静压力转变为动压力,流速急剧增大,成为湍流流动,流体发生扰动,摩擦阻力增加,静压下降,使流体达到降压调节流量的目的。
毛细管节流
节流机构的作用有两点:
对从冷凝器中出来的高压液体制冷剂进行节流降压为蒸发压力。
根据系统负荷变化,调整进入蒸发器的制冷剂液体的数量。
毛细管是简单的一种,因其**、选用灵活,故广泛用于小型制冷装置中,也有在稍大制冷量的机组中也有采用,如10匹柜机采用了,甚至在更大的单冷系统也有用到。
毛细管作节流装置的特点:
制造方便,价格低廉,没有运动部件,本身不易产生故障和泄漏。具有自补偿的特点。制冷压缩机停止运转后,制冷系统内的高压侧压力和低压侧压力可迅速得到平衡,再次起动运转时,制冷压缩机的电动机起动。
毛细管长度对系统吸、排气压力的影响:
充注量一定时,随毛细管长度的增加(阻力增大),吸气压力降低,排气压力升高。
毛细管长度对吸气温、排气度影响:
毛细管长度增加,导致吸气过热度减小,其过程与制冷剂充注量少是一样的过程。压比不变的情况下,排气温度与吸气温度成正比关系,所以吸气温度降低,排气温度也降低。
毛细管长度对过冷度、吸气过热度影响:
同样的充注量下,随着毛细管长度的增加,空调器制冷系统制冷剂循环流量减小,制冷剂将从蒸发器迁移到冷凝器中,导致冷凝器出口过冷度增加。同样的充注量下,随着毛细管长度的减小,蒸发器内制冷剂量增加,吸气过热度随之减小。
毛细管长度对系统功耗的影响:
同样的充注量下,随着毛细管长度的减小,循环流量增大,冷凝压力下降,蒸发压力升高,压比减小。随毛细管长度减小,流量增大,功率上升。
三、电子膨胀阀
电子膨胀阀是按照预设程序调节蒸发器供液量,因属于电子式调节模式,故称为电子膨胀阀。使用电子膨胀阀,可以提高变频压缩机的能量效率,可在10%--**的范围内进行精确调节,提高系统的季节能效比。对大功率变频空调,必须采用电子膨胀阀为节流元件。
电子膨胀阀由控制器、执行器和传感器构成,通常所说的电子膨胀阀大多仅指执行器。
电子膨胀阀吸气过热度控制 :吸气过热度控制系统由电子膨胀阀、压力传感器、温度传感器、控制器组成,工作时,压力传感器将蒸发器出口压力P1、温度传感器将压缩机吸气过热度传给控制器,控制器将信号处理后,随后输出指令作用于电子膨胀主阀的步进电机,将阀开到需要的位置。电子膨胀阀吸气过热度控制制冷系统原理图如下图所示:
安装与焊接注意事项:安装电子膨胀阀时,应以阀体及线圈的断面中心线为轴,且将线圈朝上。在对电子膨胀阀与过滤网焊接时,需对阀体进行冷却保护,使阀主体温度不**过120℃,并且防止杂质进入阀体内。
另外,火焰不要直对阀体,同时需向阀体内部充入氮气,以防止产生氧化物。控制器的输出电压必须与线圈的*电压一致。如果所加电压与*电压不符,会出现线圈烧毁,或阀针动作异常等故障。