冷庫氟制冷的特點(diǎn):
【1】雙級壓縮采用中間不完全冷卻
氟雙級系統(tǒng)常采用一次節(jié)流中間不完全冷卻方式,這種冷卻方式中間冷卻器的結(jié)構(gòu)簡單,實(shí)際上是一個直接蒸發(fā)式熱交換器,不需要控制液面。一次節(jié)流中間完全冷卻的雙級壓縮制冷系統(tǒng)方案與氟系統(tǒng)基本相同,低壓級壓縮機(jī)的排氣進(jìn)中間冷卻器,在中間冷卻器內(nèi)冷卻成飽和蒸氣再被高壓級壓縮機(jī)吸入,增壓后排入分離器。與氨系統(tǒng)不同處在于中間冷卻器放油接口在富油層處,從此處引出排往集油器,經(jīng)處理后再重復(fù)使用。
【2】回?zé)嵫h(huán)的利用
利用熱交換器使進(jìn)入節(jié)流閥前的高壓液體制冷劑與蒸發(fā)器出來的低壓氣體制冷劑進(jìn)行熱交換,而使液體過冷、氣體過熱的制冷循環(huán)稱回?zé)嵫h(huán)。采用回?zé)嵫h(huán)可使節(jié)流閥前液體制冷劑產(chǎn)生較大的過冷度,降低節(jié)流閥前后制冷劑的溫差,減少節(jié)流損失和少產(chǎn)生、甚至不產(chǎn)生閃發(fā)氣體,提高冷卻設(shè)備的傳熱系數(shù)和冷卻面積的利用率;利用高壓液體將回氣過熱,可減少或避免壓縮機(jī)濕行程的發(fā)生,同時,還會因回氣溫度的升高縮小了制冷劑與管外環(huán)境溫度的溫差,使有害過熱降低?;?zé)嵫h(huán)對制冷能力的影響因制冷劑不同而異。由制冷原理可知,R502制冷系統(tǒng)采用回?zé)嵫h(huán)可提高單位容積制冷量和制冷系統(tǒng)宜于采用。R22制冷系統(tǒng)采用回?zé)嵫h(huán)制冷效果不明顯,有時會使制冷系數(shù)稍有下降,但為了得到過冷液體和過熱蒸氣,在直接膨脹供夜系統(tǒng)中亦多用回?zé)嵫h(huán)。至于氨制冷系統(tǒng),由于回?zé)嵫h(huán)將使其單位容積制冷量和制冷系數(shù)大大降低,故不采用。
采用回?zé)嵫h(huán)后壓縮機(jī)吸氣溫度升高,排氣溫度也隨之上升,為了防止過高排氣溫度對制冷劑潤滑油的影響,需有限度地控制壓縮機(jī)回氣的過熱度在30~40℃左右,但吸氣溫度不應(yīng)超過15℃。
【3】供夜方式
氟系統(tǒng)主要采用直接膨脹供夜方式。高壓液體通過熱交換器被低壓回氣過冷后,經(jīng)電磁閥、熱力膨脹閥供往蒸發(fā)器,在蒸發(fā) 器內(nèi)吸熱蒸發(fā)成氣體,攜帶蒸發(fā)器內(nèi)析出的油滴經(jīng)回氣管返回?zé)峤粨Q器,對高壓液體降溫,同時回氣被加熱為過熱蒸氣,回氣內(nèi)夾帶的液滴吸熱成氣體,油滴則被過熱蒸氣帶往壓縮機(jī)。供夜電磁閥的啟閉應(yīng)與壓縮機(jī)聯(lián)鎖,以防止壓縮機(jī)停止工作時高壓液體繼續(xù)向蒸發(fā)器供夜而導(dǎo)致下次開機(jī)困難。當(dāng)然,電磁閥也可不受壓縮機(jī)的控制。如在自動控制中,用被冷卻環(huán)境的溫度或壓力參數(shù)控制供夜電磁閥的啟閉,用系統(tǒng)內(nèi)制冷劑吸入壓力控制壓縮機(jī)的開停就是較常用的一例。當(dāng)溫度升高至上限時,溫度繼電器發(fā)指令打開供夜電磁閥向蒸發(fā)器供夜,液體吸熱蒸發(fā)使蒸發(fā)器內(nèi)壓力上升,升至開機(jī)設(shè)定值時壓力繼電器發(fā)指令開啟壓縮機(jī)進(jìn)行工作。當(dāng)溫度降至下限時,溫度繼電器使供夜電磁閥關(guān)閉,此時壓縮機(jī)仍在工作,從蒸發(fā)器抽氣。只有當(dāng)蒸發(fā)器內(nèi)壓力降低至停機(jī)設(shè)定值時,壓力繼電器才指令壓縮機(jī)停機(jī),如此循環(huán)。
除了直接膨脹供夜外,氟泵供夜在氟系統(tǒng)中也有應(yīng)用。與氨系統(tǒng)相似,氟系統(tǒng)液泵供夜有利于并聯(lián)設(shè)備均勻供夜,蒸發(fā)器中有幾倍于蒸發(fā)量的未蒸發(fā)的氟液夾帶著潤滑油快速流動而不易積油,使蒸發(fā)器具有較好的冷卻效果。
【4】氟系統(tǒng)的回油
氟利昂的溶油性將使油遍及所有的有氟設(shè)備、管道,其回油措施有:
(1)油分離器的回油 為減少排氣中夾帶的潤滑油進(jìn)入系統(tǒng),氟系統(tǒng)也設(shè)有油分離器。氟機(jī)組一般都自帶油分離器,用以及時將潤滑油分離出來。油分離器設(shè)有自動回油裝置和手動回油閥。平時使用自動回油裝置,利用壓差讓油返回壓縮機(jī)曲軸箱。在自動回油管上設(shè)有手動截止閥或電磁閥,用以維修或長期停機(jī)時切斷回油管。手動回油閥則為備用閥,應(yīng)正確使用。
(2)氣液分離器回油 氣液分離器是氟系統(tǒng)專用設(shè)備,設(shè)在回氣管上。其回油原理是:由蒸發(fā)器來的夾帶有油滴的制冷劑進(jìn)入氣液分離器,經(jīng)分離后氟液被夾層內(nèi)的高壓液體加熱蒸發(fā)成氣體,析出的油滴積聚在氣液分離器的底部,再通過吸氣管上開的小孔隨回氣不斷返回壓縮機(jī)。這樣,既滿足了回油的要求,又避免了一次大量回油所造成的不良后果。實(shí)踐證明,只要回油孔足夠小,即使足量連續(xù)地回油也不會出現(xiàn)液擊現(xiàn)象。
對于回油量較小的裝置,有的氣液分離器不外帶的夾層,靠環(huán)境空氣的溫度將液滴蒸發(fā)(此時氣液而非分離器不做隔熱),回油正常。
(3)中、低壓設(shè)備的回油 氟利昂的溶油性使得氟系統(tǒng)的中、低壓設(shè)備都存在回油問題,需從中間冷卻器、低壓循環(huán)桶、滿液式蒸發(fā)器等設(shè)備的富油層引出放油管放油。由于放出的是氟油溶液,所以需采取措施將氟油溶液中的潤滑油與氟液分開。在大部分制冷裝置中,多采用熱交換器對氟液加熱使其蒸發(fā)而進(jìn)行氟油分離,然后通過壓縮機(jī)吸氣管回油。在少數(shù)制冷裝置中,由于油的循環(huán)量大,為了循環(huán)安全也有設(shè)置加熱式集油器對中、低壓設(shè)備放出的油加以處理的。
【5】蒸發(fā)器供夜流向
關(guān)于上進(jìn)下出式、下進(jìn)上出式供夜流向的特點(diǎn),在氨系統(tǒng)中已有介紹。氟系統(tǒng)采用直接膨脹供夜的干式蒸發(fā)器中,含油的氟液進(jìn)入蒸發(fā)器后,氟液不斷吸熱蒸發(fā)而將油析出存于蒸發(fā)器內(nèi),隨油積量增加,將使蒸發(fā)面積減少換熱效率下降。所以,應(yīng)采用有利于回油的上進(jìn)下出式供夜流向,利用低壓蒸汽的流速將蒸發(fā)器內(nèi)的油帶入吸氣管,返回壓縮機(jī)。液泵供夜系統(tǒng)中,可采用上進(jìn)下出流向,也可采用利于均勻供夜回油性稍差的下進(jìn)上出式流向,這是因?yàn)橛涂稍趲妆队谡舭l(fā)量的氟液的帶動下與氣體一并回到低壓循環(huán)桶,再由低壓循環(huán)桶返回壓縮機(jī)。
【6】氟系統(tǒng)的熱氣除霜
氟系統(tǒng)也可采用熱氣除霜,但由于氟系統(tǒng)排氣溫度低,因而除霜時間長。同時,由于氟系統(tǒng)中熱力膨脹閥的使用等原因,在系統(tǒng)設(shè)計中應(yīng)注意一下的相關(guān)問題:
(1)進(jìn)行管路設(shè)計時,要將向蒸發(fā)器供夜的熱力膨脹閥旁路,即熱蒸汽進(jìn)蒸發(fā)器、冷凝液出蒸發(fā)器都不經(jīng)過熱力膨脹閥。
(2)為簡化系統(tǒng)、減少充氟量,盡量不設(shè)排液桶等設(shè)備。此時要做好冷凝液的處理。
(3)氟系統(tǒng)排氣溫度較低,所以更應(yīng)該保證有充足的熱氣來源。
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