制冷設(shè)備的安裝與調(diào)試
制冷設(shè)備,根據(jù)系統(tǒng)的形式和制冷的種類,規(guī)模的大小,運(yùn)用和選擇是不同的。這里以目前仍在常用的蒸汽壓縮式的冷庫制冷系統(tǒng)為例。
蒸汽壓縮式的冷庫制冷系統(tǒng)的流程原理,仍是大家熟悉的四大過程,即:壓縮——冷凝——節(jié)流——蒸發(fā)。相應(yīng)的配套的主要設(shè)備是制冷壓縮機(jī),冷凝器(風(fēng)冷式或水冷式),節(jié)流閥(氟制冷系統(tǒng)為熱力膨脹閥),蒸發(fā)器(冷庫常用的為直冷排管和風(fēng)冷式風(fēng)機(jī))。
冷庫常用制冷壓縮機(jī)的種類:小型及以下冷庫為全封閉式的活塞式,轉(zhuǎn)子式,渦旋式等。一般以氟利昂制冷壓縮;中大型冷庫的制冷機(jī)為半封閉活塞式和螺桿式,開啟活塞式的制冷機(jī)目前運(yùn)用的逐漸少了。制冷工質(zhì)多為氟利昂和氨(R717)。
根據(jù)冷庫的溫度需要,通常采用的制冷方式有單級制冷和雙級制冷為主。
一、制冷系統(tǒng)制冷機(jī)的安裝
1、制冷機(jī)機(jī)座必須堅實牢固并水平,安裝高度一般與蒸發(fā)器在同一高度上,以有利于減小吸氣阻力和回油為原則。多臺機(jī)組并聯(lián)的系統(tǒng),機(jī)組應(yīng)整體布局合理,除壓縮機(jī)之間應(yīng)充分留有足夠的操作和維修通道外,還應(yīng)在壓縮機(jī)的排氣管上分別安裝止回閥,防止壓力互串倒壓。
2、小型的制冷壓縮機(jī)組一般都會配帶油分離器,油分都會與壓縮機(jī)安裝在同一公共機(jī)座上。中大型系統(tǒng)的油分往往會與壓縮機(jī)分開另立機(jī)座安裝。
3、因防震和防噪音特殊需要的小型裝置,底座應(yīng)做好減震膠墊或減震彈簧等措施。為避免壓縮機(jī)因排氣沖擊震動而可能震裂或拉斷排氣管,應(yīng)考慮加裝防震軟管。
二、制冷系統(tǒng)冷凝器的安裝
制冷系統(tǒng)中,冷凝器的安裝高度,底部一般只需高于壓縮機(jī)的頂部即可。以確保排氣通暢,減小排氣阻力和回油的需要。根據(jù)系統(tǒng)的規(guī)模大小,以及所處的環(huán)境條件,小型氟制冷系統(tǒng)多半采用風(fēng)冷式冷凝器,與機(jī)組同裝在一個公共底座上,稍大一點的風(fēng)冷式冷凝器,就需要單獨安裝在室外合理的位置了。水源條件較好的地方,為增加制冷效率,可配置臥式水冷式冷凝器安裝在壓縮機(jī)的下部。
中大型制冷系統(tǒng)的冷凝器,根據(jù)條件及適應(yīng)的需要,分別采用立式或臥式殼管水冷凝器,噴淋式水冷凝器,蒸發(fā)式冷凝器等。安裝高度都應(yīng)高于壓縮機(jī)和儲液器。多臺冷凝器并聯(lián)的安裝,不任冷凝器大小,應(yīng)以各臺冷凝器的底部為準(zhǔn)在同一高度上。
三、制冷系統(tǒng)節(jié)流閥的安裝
節(jié)流閥的通向分為直通式,角式;制造材質(zhì)分為鑄鐵或鑄鋼,不銹鋼,銅質(zhì)等;閥芯(閥瓣)結(jié)構(gòu)為錐形,針形等;連接方式分為內(nèi)絲口、外絲口、法蘭式等。氟利昂制冷系統(tǒng)的節(jié)流閥稱為熱力膨脹閥,型式分內(nèi)平衡式和外平衡式;與節(jié)流閥一樣,分直通式和角式;材質(zhì)分不銹鋼和銅質(zhì);閥芯(閥瓣)結(jié)構(gòu)多為針形,較大口徑的也有法蘭式錐形的;連接方式也分內(nèi)絲口、外絲口、法蘭式等。
小型的制冷系統(tǒng)一般直接安裝在供液管上,中大型的多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)則由供液總管輸送高壓液體至調(diào)節(jié)臺,再從調(diào)節(jié)臺分配液體給每只節(jié)流閥將高壓液體節(jié)流至各臺(各組)蒸發(fā)器。
氟利昂制冷系統(tǒng)的熱力膨脹閥,必須盡可能靠近蒸發(fā)器安裝。直通式的膨脹閥安裝在水平供液管段上,閥體直立,傘形波紋室朝上;角式膨脹閥的進(jìn)液管在閥體下方,傘形波紋室朝上,出液管水平。嚴(yán)禁傘形波紋室朝下倒立安裝!盡量避免閥體橫倒(平倒)安裝。倒立和平倒安裝都會不同程度地影響膨脹閥的正常工作。膨脹閥的感溫包應(yīng)緊貼水平回氣管段的側(cè)面,需扎緊并予保溫。感溫包盡量避免安裝在直立的回氣管路上。溫包一般緊貼在回氣管的兩側(cè)中心點比較合適,也可根據(jù)回氣管的大小將溫包緊貼的角度作相應(yīng)的調(diào)整。
做法依照的原理是:水平的回氣管,管下部一般可能存有液態(tài)制冷劑或潤滑油,兩側(cè)基本都是氣態(tài)制冷劑,上方(靠頂部)氣體的密度小。管道上中下的溫度可能存在細(xì)小的區(qū)別,兩側(cè)中心部位的溫度相對比較適中和穩(wěn)定,根據(jù)這種原理和現(xiàn)實的狀況,所以將感溫包緊貼在回氣管的兩側(cè)中心部的適應(yīng)度更廣,更為合適。
四、制冷蒸發(fā)器的安裝
在冷庫的制冷工程中,蒸發(fā)器大多采用直冷排管式和風(fēng)冷式風(fēng)機(jī)型。
排管通常有鋼排管,銅排管和鋁排管等,都是光管排管。但鋁排管除光管排管外,還有雙翅片和三翅片的排管。各種排管需按照庫房現(xiàn)場設(shè)計的布局和具體尺寸,定制排管的長度和布管的密度,并定制排管架,再按設(shè)計圖紙將整片排管架分別牢固地安裝在庫房四壁和庫頂上,安裝規(guī)范,牢固可靠。并安裝好排管的除霜,排水等系列工程。
對于不怕風(fēng)干的風(fēng)冷式冷庫,都會選擇配置冷風(fēng)機(jī)蒸發(fā)器。安裝較排管式蒸發(fā)器簡單,方便,快捷。只需按設(shè)計將整臺冷風(fēng)機(jī)牢固地吊裝在庫房的邊沿頂部即可。連接管在庫房外加設(shè)一個U形彎,把冷風(fēng)機(jī)的排水管穿出室外。
對于規(guī)范和較大的制冷系統(tǒng),除安裝系統(tǒng)的四大主要設(shè)備外,還有一些附屬設(shè)備需要安裝。如高壓儲液器,氣液分離器,集油器,空氣分離器,過冷器,供液調(diào)節(jié)臺,電器控制臺(箱或柜),氨制冷系統(tǒng)的緊急泄氨器等。雙級制冷循環(huán)系統(tǒng)還有中間冷卻器,低壓循環(huán)桶等。
整個系統(tǒng)安裝完畢后,還需按規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)分別對系統(tǒng)進(jìn)行壓力檢驗(試壓),試漏(檢漏),排污;按規(guī)范的要求刷漆,保溫隔熱;真空,加注制冷劑等程序。
5、制冷系統(tǒng)的調(diào)試
制冷系統(tǒng)中,冷凝器的安裝高度,底部一般只需高于壓縮機(jī)的頂部即可。以確保排氣通暢,減小排氣阻力和回油的需要。根據(jù)系統(tǒng)的規(guī)模大小,以及所處的環(huán)境條件,小型氟制冷系統(tǒng)多半采用風(fēng)冷式冷凝器,與機(jī)組同裝在一個公共底座上,稍大一點的風(fēng)冷式冷凝器,就需要單獨安裝在室外合理的位置了。水源條件較好的地方,為增加制冷效率,可配置臥式水冷式冷凝器安裝在壓縮機(jī)的下部。
中大型制冷系統(tǒng)的冷凝器,根據(jù)條件及適應(yīng)的需要,分別采用立式或臥式殼管水冷凝器,噴淋式水冷凝器,蒸發(fā)式冷凝器等。安裝高度都應(yīng)高于壓縮機(jī)和儲液器。多臺冷凝器并聯(lián)的安裝,不任冷凝器大小,應(yīng)以各臺冷凝器的底部為準(zhǔn)在同一高度上。
制冷系統(tǒng)的調(diào)試項目很多,涉及面很廣,調(diào)試精細(xì),要求嚴(yán)格,本文著重對單級制冷循環(huán)的調(diào)試作大致的敘述。
1、壓縮機(jī)工況的調(diào)試
單級壓縮機(jī)的運(yùn)行工況包括吸氣溫度和壓力,排氣溫度和壓力,油溫和油壓等;雙級壓縮機(jī)包括低壓級(一級)的吸氣溫度和壓力,低壓級(一級)的排氣溫度和壓力,高壓級(二級)的吸氣溫度和壓力,高壓級(二級)的排氣溫度和壓力,油溫和油壓等。
壓縮機(jī)的吸氣溫度,是蒸發(fā)后的低溫制冷劑蒸汽流經(jīng)回氣管(吸氣管)時,與管外的熱量換熱后的過熱蒸汽(也稱管道過熱)。過熱蒸汽會使壓縮機(jī)的吸氣溫度升高,吸氣比容增大,單位容積制冷量降低,減小壓縮機(jī)的制冷量,稱為有害過熱。過熱度的大小視回氣管的長短,保溫效果的程度所定。冷庫系統(tǒng)的回氣過熱度范圍,一般有15~30℃。如某冷庫的蒸發(fā)溫度為-25℃(此時的庫溫約為-20℃),壓縮機(jī)的吸氣溫度為-8℃,回氣過熱度應(yīng)為-25℃-(-8℃)=-17℃。又如冰箱冰柜的制冷系統(tǒng),某冰箱的蒸發(fā)溫度為-30℃(此時的箱溫在-25℃),而吸氣管的溫度在5℃左右,其回氣管過熱度為-30-5=-25℃。
壓縮機(jī)的排氣溫度,是壓縮機(jī)吸入的低溫蒸汽經(jīng)壓縮后的高溫蒸汽排入冷凝器冷凝前的溫度。這個溫度同樣存在過熱度。如某系統(tǒng)采用R22制冷劑,測得壓縮機(jī)的排氣溫度是95℃,排氣壓力為1.2MPa表壓,1.2MPa表壓下對應(yīng)R22的飽和溫度為33.5℃,此時的排氣過熱度為95-33.5=61.5℃。
壓縮機(jī)的油溫一般不得超過70℃,應(yīng)比最高排氣溫度至少低30℃以上。油壓比吸氣壓力高0.15~0.3MPa表壓,高出的壓力值才是真正的油壓值。當(dāng)油溫過低時,油的粘度增大,往往會油壓跌落,影響潤滑。有卸載裝置的,會因油壓跌落而無法進(jìn)行壓縮機(jī)容量的卸載。油溫降低的主要原因有:壓縮機(jī)吸入了過濕過潮的制冷劑(帶液),壓縮機(jī)機(jī)身結(jié)霜,此時會使油面瞬間減少,油溫迅速下降。壓縮機(jī)的機(jī)身結(jié)了霜,因油溫下降油壓不起而影響潤滑,加劇壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)部件的磨損,嚴(yán)重時損壞壓縮機(jī)。系統(tǒng)顯示的工況也會因壓縮機(jī)的濕沖程而不準(zhǔn)確,與實際工況存在偏差,給系統(tǒng)狀況的分析判斷增加難度。所以要求壓縮機(jī)的機(jī)身在任何情況下都不得有結(jié)霜現(xiàn)象出現(xiàn)。如冷庫制冷,低溫下回氣管(吸氣管)結(jié)了霜,壓縮機(jī)的吸氣溫度有時盡管在-10℃,霜已經(jīng)結(jié)到了吸氣閥上,但以吸氣閥的法蘭接口位置為界,霜始終不會結(jié)到壓縮機(jī)上,冬季氣溫低也只不過在壓縮機(jī)的吸氣端結(jié)點露而已。這是衡量和鑒別系統(tǒng)操作調(diào)整的技能是否到位,運(yùn)行狀況是否正常的重要標(biāo)志;也是我自75年開始從事制冷以來,見證了許多中大型制冷機(jī)的使用場所,經(jīng)歷了幾十年親身驗證的結(jié)果。
2、制冷系統(tǒng)的蒸發(fā)溫度
蒸發(fā)溫度是制冷系統(tǒng)運(yùn)行工況的重要指標(biāo)和組成部分,它關(guān)系到系統(tǒng)熱負(fù)荷的大小,熱負(fù)荷越大,蒸發(fā)溫度就越高;熱負(fù)荷越小,蒸發(fā)溫度則越低。同時也關(guān)系到壓縮機(jī)吸氣溫度的高低,對排氣溫度產(chǎn)生的影響。蒸發(fā)溫度對應(yīng)下的飽和壓力即為蒸發(fā)壓力。制冷劑的蒸發(fā)溫度與制冷溫度的換熱溫差(換算關(guān)系)一般為5~8℃。蒸發(fā),沸騰,吸熱(換熱)的形成和相互間的關(guān)系等等,都是一個制冷者必須掌握的基礎(chǔ)知識,也是衡量系統(tǒng)是否處正常運(yùn)行的重要標(biāo)志。
3、制冷系統(tǒng)的冷凝溫度
冷凝溫度也是制冷系統(tǒng)運(yùn)行工況的重要指標(biāo)和組成部分,冷凝溫度的高低與蒸發(fā)溫度一樣,關(guān)系到系統(tǒng)能效比的高低。過高的冷凝溫度會使系統(tǒng)的運(yùn)行工況變得惡劣,降低制冷效率??刂坪美淠郎囟?,使它在正常的范圍內(nèi),是制冷操作和調(diào)試必須掌握的一項技能。冷凝溫度根據(jù)冷凝器的型式,分風(fēng)冷式的冷凝溫度和水冷式的冷凝溫度。風(fēng)冷式正常的冷凝溫度比所處的環(huán)境溫度高8~15℃;正常水冷式的冷凝溫度一般比冷卻水的出水溫度高4~6℃。冷凝溫度對應(yīng)下的飽和壓力即為冷凝壓力(高壓壓力)。
4、制冷的節(jié)流及其對系統(tǒng)產(chǎn)生的影響
節(jié)流閥在制冷系統(tǒng)的循環(huán)中雖然個小,簡單,就一個閥門,但它在制冷循環(huán)中起著關(guān)鍵性的作用。它是系統(tǒng)高低壓的“分界線”,進(jìn)口端為系統(tǒng)的高壓,出口端為系統(tǒng)的低壓。節(jié)流閥包括氟制冷系統(tǒng)使用的熱力膨脹閥和電子膨脹閥(統(tǒng)稱節(jié)流閥或調(diào)節(jié)閥)。氨制冷系統(tǒng)不可采用熱力膨脹閥及高磷青銅以外的其它銅質(zhì)裝置和配件。節(jié)流閥應(yīng)按系統(tǒng)的制冷量配置,并按技術(shù)要求的規(guī)范安裝。
節(jié)流閥(包括膨脹閥)調(diào)整的原則,就冷庫而言,應(yīng)根據(jù)當(dāng)時的制冷溫度(庫溫),換算成蒸發(fā)溫度(始終比當(dāng)時的庫溫低5℃左右),按換算出的蒸發(fā)溫度對應(yīng)所用制冷劑的飽和壓力,再根據(jù)回氣管的長度和保溫的效果,適當(dāng)減去一點回氣管的壓力損失,最后的壓力就應(yīng)該是系統(tǒng)的低壓壓力(壓縮機(jī)的吸氣壓力)了,至少是基本相近的。這是比較現(xiàn)實可靠可行適用的調(diào)整依據(jù)和方法。
注冊正規(guī)的生產(chǎn)企業(yè),熱力膨脹閥在出廠前廠家已按技術(shù)性能對過熱度都基本作了調(diào)定,調(diào)整后的狀態(tài)其壓力調(diào)節(jié)桿基本處中間位置,并用快干漆作了點封記號,只要配置得當(dāng),安裝后在運(yùn)行中一般無需再作調(diào)整了,絕對不應(yīng)在分析判斷不準(zhǔn)確的情況下對膨脹閥反復(fù)調(diào)來調(diào)去,使工況現(xiàn)象反應(yīng)錯亂,無法準(zhǔn)確判斷系統(tǒng)中的制冷劑量是否合適。造成后續(xù)再次誤判,越使系統(tǒng)不正常。
冷庫在現(xiàn)實正常的運(yùn)行中,當(dāng)庫溫在0℃以上時,整個系統(tǒng)的任何部位都不得有結(jié)霜現(xiàn)象出現(xiàn)。只有當(dāng)庫溫在0℃以后,最開始結(jié)霜的是節(jié)流閥(膨脹閥)的出液管,然后延伸至蒸發(fā)器,最后才是回氣管,直到壓縮機(jī)的吸氣閥為止,此時的庫溫一般都會在-3℃或-5℃了。當(dāng)庫溫穩(wěn)定在-10℃以下時,膨脹閥閥體上結(jié)霜的角度基本呈45°。這些依據(jù)和方法也是鑒別系統(tǒng)操作調(diào)整的技能是否符合技術(shù)規(guī)定,運(yùn)行狀況是否正常的重要標(biāo)志;也是多年來通過反復(fù)實踐驗證,經(jīng)過不斷摸索總結(jié)出來的一套切實可行而又非常適用的調(diào)整依據(jù)和方法。