制冷系統(tǒng)進空氣的危害與排除方法~~

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氣、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

在充注制冷機之前， 制冷系統(tǒng)內(nèi)的壓縮機氣缸內(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除這些空氣， 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械或管路， 空氣往往就在拆卸和安裝這個過程中進入制冷系統(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、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， 制冷劑氨在一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 與水在一定條件下發(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抽吸而進入高壓側(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)一定空間， 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， 必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， 使得壓縮機排出口的壓力較之正常工況下也變大， 壓縮機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 、造成機械設(shè)備的損壞

壓縮機排出壓力的增大， 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電機。

5有不凝性氣體的主要跡為象

1、壓縮機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，壓縮機運轉(zhuǎn)時間長，甚至因高壓繼電器動作而使壓縮機停車。

案例：

R22系統(tǒng)實測的冷凝壓力是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不凝性氣體的排除

要還是采用手動排除不凝性氣體方法。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，操作靈活， 不凝性氣體排放的比較徹底。

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)該選擇在氣溫最低時段，系統(tǒng)停機時間最長，制冷系統(tǒng)最高處的排空點排放。也可單獨從系統(tǒng)中的某個容器的上方直接開閥進行排放，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)本身就能排除其內(nèi)的不凝性氣體， 具體的操作步驟為：

第一步：關(guān)閉冷凝器出液閥以及高壓儲液器出液閥；

第二步：啟動壓縮機， 將低壓系統(tǒng)內(nèi)的制冷劑抽至冷凝器或高壓儲液器；

第三步：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；

第四步：大約10min 左右， 擰松壓縮機排氣閥多通道螺栓， 或打開冷凝器頂部的放空氣閥排出空氣；

第五步：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)待混合氣體充分冷卻后再間歇放出不凝性氣體；

第六步：排放不凝性氣體結(jié)束時， 應(yīng)擰緊壓縮機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

第一步：關(guān)閉儲液器的出液閥。

第二步：開啟壓縮機，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。

第三步：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底部，此時則聚集在高壓系統(tǒng)中位置最高的地方)。

第四步：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

自動排除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，

最后排出系統(tǒng)。

自動排除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入分離器后， 絕大多數(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)溫度達到設(shè)定值時， 電磁閥打開， 混合氣體進入氨水混合器內(nèi)， 經(jīng)處理后僅剩不凝性氣體排出。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， 動作較機械。