制冷系統中液態(tài)制冷劑常出現的問(wèn)題及解決方法
來(lái)源：上秋制冷
作者：上秋制冷
發(fā)布時(shí)間：2017-07-24
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1、制冷劑遷移
制冷劑遷移是指當壓縮機停機時(shí)液態(tài)制冷劑在壓縮機曲軸箱內的積累。只要壓縮機內溫度比蒸發(fā)器內的溫度低，壓縮機和蒸發(fā)器之間的壓差將驅使制冷劑向更冷的地方遷移。在寒冷的冬天，這種現象最容易發(fā)生。但是，對于空調、熱泵裝置，當冷凝機組距離壓縮機較遠時(shí)，即使溫度較高，遷移現象也可能發(fā)生。
當系統一旦停機，如果在數小時(shí)內不開(kāi)機的話(huà)，即使沒(méi)有壓差，由于曲軸箱內冷凍油對制冷劑的吸引，遷移現象也可能發(fā)生。
如果過(guò)量的液態(tài)制冷劑遷移進(jìn)入壓縮機的曲軸箱，在壓縮機啟動(dòng)時(shí)將會(huì )發(fā)生嚴重的液擊現象，導致壓縮機的各種故障，諸如閥片破裂，活塞損壞，軸承失靈和軸承沖蝕(制冷劑把冷凍油從軸承處沖掉)。
2、液態(tài)制冷劑溢流
當膨脹閥動(dòng)作失靈，或者蒸發(fā)器風(fēng)機失靈或被空氣過(guò)濾器遮擋，液態(tài)制冷劑將在蒸發(fā)器內溢流，以液體而非蒸汽的形式通過(guò)吸氣管進(jìn)入壓縮機。在機組運行時(shí)，由于液體溢流稀釋了冷凍油而造成壓縮機運動(dòng)件的磨損，油壓降低導致油壓安全裝置動(dòng)作，從而使曲軸箱失油。在這種情況下如果停機，會(huì )迅速發(fā)生制冷劑遷移現象，從而導致在再次啟動(dòng)時(shí)液擊。
3、液擊
發(fā)生液擊時(shí)可以聽(tīng)到壓縮機內部發(fā)出金屬的撞擊聲，同時(shí)可能伴有壓縮機的劇烈振動(dòng)。液擊會(huì )導致閥的破裂，壓縮機頭墊圈的損壞，連接桿的斷裂，機軸的斷裂以及其他類(lèi)型的壓縮機的損壞。當液態(tài)制冷劑遷移進(jìn)入曲軸箱，再開(kāi)機時(shí)將會(huì )發(fā)生液擊現象。在有些機組中，由于管道結構或部件位置的關(guān)系，在機組停機期間液態(tài)制冷劑將在吸氣管或者蒸發(fā)器內積聚，在開(kāi)機時(shí)就會(huì )以純液體的形式并以特別高的速度進(jìn)入壓縮機。液擊的速度和慣性足以破壞任何內置壓縮機防液擊裝置的保護措施。
4、油壓安全控制裝置動(dòng)作
在一套低溫機組中，當經(jīng)過(guò)除霜期之后，由于液態(tài)制冷劑溢流常會(huì )導致油壓安全控制裝置動(dòng)作。許多系統的設計都允許在除霜期間制冷劑在蒸發(fā)器和吸氣管中冷凝，然后在開(kāi)機時(shí)這些制冷劑流入壓縮機曲軸箱引起油壓降低，導致油壓安全裝置動(dòng)作。
偶爾一兩次油壓安全控制裝置動(dòng)作不會(huì )對壓縮機造成嚴重的影響，但是反復多次在沒(méi)有好的潤滑條件下將會(huì )導致壓縮機故障。油壓安全控制裝置常被操作人員認為是小故障，殊不知這是一種警告，說(shuō)明壓縮機已經(jīng)在沒(méi)有潤滑的條件下運行兩分鐘以上了，需要及時(shí)地實(shí)施補救措施。
5、推薦的補救措施
制冷系統的制冷劑充注量越多，其發(fā)生故障的幾率就越大。只有壓縮機和系統的其他主要部件連接在一起進(jìn)行系統測試，才能確定最大的同時(shí)又是安全的制冷劑充注量。壓縮機生產(chǎn)商能夠確定不對壓縮機工作零件造成傷害的液態(tài)制冷劑最大充注量，但無(wú)法確定在大多數極端情況下制冷系統總體充注量中實(shí)際有多少是在壓縮機里。壓縮機能夠承受的液態(tài)制冷劑最大充注量取決于它的設計、內容積和冷凍油的充注量。當液體遷移，溢流或者液擊發(fā)生時(shí)，必須采取必要的補救措施，補救措施類(lèi)型取決于系統設計和故障的類(lèi)型。
6、減少制冷劑充注量
保護壓縮機免受液態(tài)制冷劑引起的故障最好的方法是把制冷劑充注量限制在壓縮機允許范圍之內。若不可能做到這一點(diǎn)，則應盡可能減少充注量。在滿(mǎn)足流速的條件下，冷凝器、蒸發(fā)器和連接管道中盡可能使用管徑小的管子，儲液器也盡可能選小。充注量最小化之后要求有正確的操作，要對視鏡中因液體管徑太細和頭壓太低產(chǎn)生的氣泡引起警覺(jué)，這會(huì )導致嚴重的充注過(guò)量。
7、抽空循環(huán)
最積極、最可靠的控制液態(tài)制冷劑的方法就是抽空循環(huán)。尤其是當系統充注量較大時(shí)，通過(guò)關(guān)閉液管的電磁閥，制冷劑可以被泵入冷凝器和儲液器，壓縮機在低壓安全控制裝置的控制下運行，因而制冷劑在壓縮機不運行的時(shí)候和壓縮機隔離，避免了制冷劑向壓縮機曲軸箱內遷移。在停機階段建議采用連續抽空循環(huán)以防止電磁閥泄露。如果是一次抽空循環(huán)，或稱(chēng)之為非再循環(huán)型控制方式，當長(cháng)期停機時(shí)會(huì )有過(guò)多的制冷劑泄漏量損傷壓縮機。盡管連續抽空循環(huán)是防止遷移的最好辦法，但不能保護壓縮機免受制冷劑溢流造成的不良影響。
8、曲軸箱加熱器
在某些系統、操作環(huán)境、成本或者顧客的喜好都有可能使抽空循環(huán)無(wú)法實(shí)現，此時(shí)曲軸箱加熱器可延緩遷移的發(fā)生。
曲軸箱加熱器的功能是保持曲軸箱內冷凍油的溫度高于系統中溫度最低部分的溫度。然而為了防止過(guò)熱和冷凍油結碳必須限制曲軸箱加熱器的加熱功率。當環(huán)境溫度接近-18℃，或者當吸氣管暴露在外，曲軸箱加熱器的作用將被部分抵消，遷移現象仍有可能發(fā)生。
曲軸箱加熱器在使用中一般是連續加熱的，因為一旦制冷劑進(jìn)入曲軸箱，在冷凍油中冷凝，要讓它再次回到吸氣管需要長(cháng)達數小時(shí)的時(shí)間。當情況不是特別嚴重時(shí)，曲軸箱加熱器用于防止遷移是十分有效的，但是曲軸箱加熱器不能夠保護液體回流對壓縮機造成的傷害。
9、吸氣管氣液分離器
對于易于發(fā)生液體溢流的系統，應該在吸氣管上安裝氣液分離器，用來(lái)臨時(shí)存放系統中溢流的液態(tài)制冷劑，并且以壓縮機能夠承受的速率向壓縮機返回液體制冷劑。
當熱泵從冷卻工況切換到加熱工況時(shí)最有可能發(fā)生制冷劑溢流，一般情況下，吸氣管氣液分離器在所有熱泵中都是必需設備。
利用熱氣除霜的系統在除霜器的開(kāi)始和結束瞬間也容易發(fā)生液體溢流。低過(guò)熱度裝置如液體冷凍機和低溫陳列柜的壓縮機，偶爾也會(huì )因為不恰當的制冷劑控制導致溢流。對于車(chē)輛裝置，當經(jīng)歷了一段長(cháng)時(shí)間的停機階段之后，在重新開(kāi)機時(shí)也容易發(fā)生嚴重的溢流現象。
在雙級壓縮機中吸氣直接返回低級氣缸，并不通過(guò)電機室，應該使用氣液分離器保護壓縮機閥免受液擊的傷害。
由于不同制冷系統總體充注量要求不同，以及制冷劑控制方法各不相同，是否需要氣液分離器以及需要多大尺寸的氣液分離器在很大程度上取決于具體系統的要求。如果沒(méi)有精確地測試液體回流的數量，一種保守的設計方法是按照系統總體充注量的50%確定氣液分離器的容量。
10、油分離器
油分離器不能解決由于系統設計的原因造成的回油故障，也不能解決液態(tài)制冷劑控制故障。然而，當系統控制故障不能用其他方法解決時(shí)，油分離器有助于減少在系統中循環(huán)的油量，可以幫助系統渡過(guò)一段危險期，直到系統控制裝置重新恢復正常。例如：在超低溫裝置或者滿(mǎn)液蒸發(fā)器中，回油可能受到除霜的影響，在這種情況下油分離器可以有助于在系統除霜期間維持壓縮機中冷凍油的數量。
