制冷系統中分液的任務主要由分液器組件承擔,如果分配不均,會使一些分路制冷劑過多,使蒸發器結霜,結果蒸發不完全,帶液流出蒸發器,有些制冷劑過少,不能充分利用蒸發器傳熱面積,總體表現是,制冷能力下降,可能造成吸氣帶液,嚴重影響制冷系統性能及可靠性。
為什么會分液不均?
1、我們來看看制冷劑經過膨脹閥后是怎么樣的:
制冷劑經過膨脹閥后,壓力下降,那制冷劑或多或少會蒸發掉一部分成為氣體。以制冷劑R410a為例,經試驗,制冷劑在進入膨脹閥的液體為38度,蒸發溫度為10C時,膨脹閥出口會閃發出一部分氣體。那么在重力及閃發氣體的影響下,這些液體和氣體的混合物會流向阻力小的地方,所以,如果分液器設計或者質量不好,就容易造成分液不均。
2、分液不均具體原因如下:
分液頭設計(主要是集管或入口管道)不合理,氣液混合不均勻;
分液頭生產加工一致性差;
分液頭焊堵(這個一般的制冷都知道);
分液頭安裝不當,受重力影響大;
進出蒸發器各支路總長度不同;
流體是單相流還是多相流同樣會影響到分布情況;
支路局部阻力損失過大;
蒸發器各支路迎面風速不均勻;
蒸發器分路不合理,受重力影響過大;
壓縮機回油不良,各支路存油量不一致。
分液不均的影響和危害
分液頭如果分配不均,會使一些分路制冷劑過多,使蒸發器結霜,結果蒸發不完全,影響系統制冷能力下降,也有可能造成吸氣帶液。
1、從分流量多少來看:
(1)如果分流液量偏多:
盤管內出口過熱度很小,甚至帶有未蒸發的液體,換熱面積不足,同時,蒸發器出口總管由于制冷劑的混合或再次蒸發,過熱度低于理論值,過熱度降低,對節流裝置產生的信號是供液量過多,節流裝置自行調節,以減少供液量;
(2)如果分流液量偏少:
質量流量降低,分液效果更差,形成惡性循環;最終導致蒸發器有效面積急劇減少,制冷量下降,整個制冷系統運行性能惡化。
2、從制冷系統工作模式來看:
(1)機組制熱時
分液不均會使分液多的回路制冷劑蒸發不完全,而導致此回路迅速結霜。如果結霜非常嚴重,造成化霜不干凈,進而惡性循環,壓縮機回液,低壓跳停。
(2)機組制冷時
分液多的回路制冷劑蒸發不完全,盤管溫度偏低,除濕能力強,嚴重時會使室內盤管結霜,壓縮機回液。
分液不均案例
案例一:
某制冷系統由三臺并聯活塞式壓縮機組成,向兩個冷庫四臺冷風機提供冷源,庫溫維持在-23度左右。客戶的維修保養記錄很全,在兩年的運行時間里面先后出現了很多故障,總結如下:
蒸發器結冰;
油壓保護;
蒸發器風機電機多個燒毀;
壓縮機振動大、噪音大;
壓縮機閥片及連桿斷裂;
壓縮機缺油;
系統冰堵;
潤滑油積碳、發黑;
全部壓縮機活塞沖擊為麻面,閥片及連桿斷裂。
經過多次反復的排查,最終查明這套系統故障原因是:
氣液分離器失效;
氣分失效的原因來自于氣分回油孔的堵塞;
回油孔的堵塞來自于系統雜質;
系統雜質來自于缺油運行(液擊先撇開);
缺油來自于回油不良(這時氣分是有效的);
回油不良來自于吸氣量不足;
吸氣量不足來自于供液量不足;
供液量不足來自于膨脹閥開啟度不夠;
膨脹閥開度不夠來自于低壓壓力偏低及膨脹閥感溫包感受溫度低,即過熱度偏低或沒有過熱度;
低壓偏低來自于蒸發器換熱量不夠;
換熱量不夠來自于換熱面積不足及風機風量不足;
換熱面積和風量不足來自于蒸發器化霜不完全;
化霜不完全來自于蒸發結霜不均勻,局部化霜不徹底;
局部化霜不徹底來自于制冷劑分配不均或迎面風速不均(此系統風速不均問題基本可以忽略),制冷劑分配不均來自于分液頭分配不均;
分液頭分配不均來自于分液結構設計不合理,分液頭結構設計不合理來自于氣液兩相制冷劑氣體含量,即制冷劑的干度。
干度的變化來自于膨脹閥前后的壓差,假設高壓恒定,即冷凝器正常,則取決于低壓壓力,低壓越低,含氣量越大,干度越大;
隨著干度的變化,兩相流的流態變化。如分液頭氣液混合不均勻,進入蒸發的制冷劑質量流量將不同;蒸發器各路盤管制冷劑液體量不同,會在出口產生不同的過熱度。
案例二:
一用戶在商場購買的一臺26變頻機,反映制冷效果差,網點重新定量灌注效果依然沒變化。房間12平方左右。室外溫度約35℃,室內溫度33℃,出風溫度19℃,溫差10℃。從上午10:00開機到14:00,房間溫度由33℃降到29℃,再沒法再往下降。
1、分析
返回網點對接分析,測量蒸發器三排溫度,從上到下分別為16℃、17.8℃、23.0℃,管溫19℃,偏高。
測量大小連接管溫度非別為26℃和16℃,偏高。
用變頻檢查儀器檢測,電流5.6A—6.4A,頻率79HZ,排氣溫度61℃,排氣偏低。
用紅外線測溫儀對冷凝器分支管測量,從測量數據看,有一支路溫度明細偏低。
從測量結果看,室外機冷凝器三進中氣管制冷劑分配不均勻,某路存在微堵,導致三路支管溫度差異大。由于流量偏少、引起制冷劑在室內機分配器三支管流量發生輕微變化。流量偏少,蒸發器內過度蒸發,過熱度增大,吸氣管26℃是過熱度大的表現。
2、處理
冷凝器三路進管分配不均,微堵引起流量減少導致制冷效果差。
3、總結
我們解剖過很多的空調排氣管組件、冷凝器組件,發現有些排氣管組件整條排氣管內壁存在大量氧化皮,附著長度自排氣管接壓縮機口處直接到分氣管末端。
為什么會有氧化皮?很多時候是安裝維修時抽真空不良,導致管路中有水分存在。所以,我們在安裝維修過程中確保管路的真空度是有必要的。
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