降低制冷系统压缩机排气温度的方法研究

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李朝

至晟科技(山东)有限公司 250100

摘要

对于制冷系统来讲,在排气温度过高的情况下,制冷设备性能会受到影响,同时也存在设备损坏等问题,甚至潜在事故发生率。对于制冷系统压缩机排气温度控制的研究十分重要,这也是保障制冷系统运行与性能提升的关键。文章对制冷系统压缩机排气温度过高的问题进行分析,以就当下处理方法进行论证对比,以此探索制冷系统压缩机排气温度的有效方法。


关键词

制冷系统;压缩机;排气温度;控制措施

正文


在经济发展过程中,伴随经济水平的提升,当下制冷系统开始光反正在生活、生产、饮食等行业中应用,尤其是当下冷链运输系统、物流产业的发展,有效带动着制冷系统行业的发展。作为常见的工程设备,在时代发展过程中,压缩机的应用十分广泛,且压缩机相关技设备技术也在不断提升。制冷系统属于整个冷库的核心,压缩机排气温度与制冷系统性能存在相关性,因此为提升制冷系统运行性能,需要对压缩机排气温度进行降低。

一、制冷压缩机

对于制冷压缩机来讲,作为制冷系统的核心,为确保制冷系统的高效率运行,在选择制冷压缩机的过程中需要根据冷库的规模、设计温度等因素对制冷压缩机组进行选择。从工作原理来划分,制冷压缩机分为容积型与速度型。对于冷库应用来讲,容积型压缩机应用广泛,其中又可下分活塞式压缩机与螺杆式压缩机、涡旋式压缩机。氨制冷系统用开启式螺杆压缩机。氟制冷系统采用涡旋式压缩机或者半封闭式、全封闭式压缩机。二氧化碳制冷系统压缩机的选择更加灵活,是根据制冷量所决定的,制冷量小的时候,使用半封闭活塞压缩机,反之,使用开启式螺杆压缩机。对于大型冷库来讲,使用螺杆式压缩机,小型冷库以活塞式压缩机与涡旋式压缩机为主。

从压缩机的工作机制来讲,主要包含吸气过程、压缩过程与排气过程。吸气过程是气体进入压缩机的过程。压缩过程是压缩机对气体进行压缩过程。排气过程属于压缩机将压缩后气体排出的过程。此次研究重点以排气过程为主,在排气过程中,气体被压缩排除,体积和能量也大大降低,与排气效率、能量损失,压缩机效率、性能、故障等存在相关性。

二、常见的降低制冷系统压缩机排气温度的方式

2.1补气降温方式

补气法是在制冷循环过程中,通过补气增焓的技术在压缩机腔内喷入适量的中压制冷剂蒸汽,以增加排气量,这也能够在一定程度上增加换热量,提高压缩机的能效比,能够实现降低压缩机排气温度的目的。

在压缩机具有补气口的情况下,可应用补气降温。使用补气降温方式,能够实现压缩机排气温度的降低,同时这也导致在补气过程中制冷剂充注量的增加,制冷剂会导致压缩机出现不生产冷量的气体,这也会导致压缩机出现耗损,同时也不利于系统荷载的控制。以凌达为例,凌达采用基于引射原理的专利补气结构设计”,同时格力发明专利,使用压缩供油装置实现对压缩机排气温度的降低。此类方式均为常见的补气降温类型,行业发展过程中,各类补气降温方式不断创新,这也是各家企业发展的竞争核心。上述补气降温所带来的问题,也在不断被克服。

2.2两级压缩方式

将系统分为两级压缩,以此实现系统所需总压比。通过低压级先压缩降温再至高压级压缩降温,以此实现系统整体温度的控制。

在应用两级压缩降温的情况下,制冷循环过程中,压缩机排气温度能够降低30℃左右,但是对于压缩机排气温度来讲,30℃温度的降低,无法起到良好的降温价值,系统性能提升也不明显。同时两级压缩存在占地面积大、操作复杂等问题,因此两级压缩在当下制冷市场上的推广难以落实。在后续的不断研究过程中,双级压缩制冷循环得以实现,在采用双级压缩制冷的情况下,制冷系数明显提升,同时压缩机的排气温度也得以降低,投资费用能够在一定程度上缩减。

2.3喷液冷却法

喷液冷却法是将冷凝器出口的制冷剂液体直接喷入压缩机内腔,与补气法存在相似性,均已优化系统性能为主导,以实现降低排气温度的目的。

在当下不断的研究过程中,喷液系统空气源热泵机组被实现,在通过喷液技术降低压缩机排气温度的过程中,此类模式能够对系统性能起到立竿见影的效果,能够在短时间内对压缩机排气温度进行降低。研究结果表明,系统喷液量越大,压缩机排气温度降低程度越大,压缩机排气温度能够得到控制。由此可见,在使用喷液冷却的方式下,压缩机排气温度能够得到有效控制,但在实际的运行过程中,喷液量的大小无法精准控制,在喷液量较大的情况下,不产生冷量的液体将会对压缩机运行造成影响,会直接增加系统耗能。

2.4控制压缩机吸气口干度

对制冷系统进行研究与分析,压缩机在不同吸气状态下相关性能会出现变化。制冷压缩机具有一个最佳干度值, 如果干度过小, 将会导致冷冻油黏度下降, 从而增加系统泄漏量, 加重压缩机磨损。比较蒸发器出口两相流型时的吸气带液、液体喷射等方法对系统性能的影响, 结果表明:吸气带液的制冷量以及CCOP略低于两相喷射, 但吸气带液法、液体喷射法及两相喷射法3种方法均可有效降低排气温度。对于当今的中小型市场, 平衡冷量与成本后应当优先选择成本提升不高但各项性能指标更加均衡的吸气带液技术。

三、制冷系统压缩机排气过高的原因

3.1回气温度高

回气温度是通过蒸发温度所决定的。为了防治回液,一般来讲,回气管路的热度要控制20℃,在回气管路保温性能不佳的情况下,过热度对远超这一数值。在回气温度过高的情况下,气缸吸气温度与排气温度会逐渐升高。回气温度在升高1℃的情况下,排气温度将升高1-1.3℃。对于制冷剂来讲,制冷剂在电机腔内的温升范围在15-45℃之间,由此可知,回气温度在过高的情况下,排气温度也将不断提升。

3.2电机加热

排气温度受压缩比的影响较大,压缩比越大,排气温度越高。降低压缩比能够明显的对排气温度进行降低。吸气压力主要是由于蒸发压力与吸气管路阻力所决定的,在提升蒸发温度的情况下,吸气压力能够提升,由此压缩比能够得到快速的下降,这也就能够使得排气温度降低。制冷剂与吸气压力具有相关性,在制冷剂不足的情况下,吸气压力会降低,因此,制冷剂不足也是电机加热,压缩机排气温度提升的重要诱因。

3.3制冷剂种类

不同的制冷剂热物理性质不同,在经过同一压缩过程后,不同的制冷剂会导致排气温度出现不同程度的升高,因此在进行制冷剂选择的过程中,要根据实际情况选择不同的制冷剂。相关试验结果表明,在冷凝温度为50℃时,回气过热度为20℃,不同制冷剂会出现温度升高的现象。受制冷系统规模的大小,在进行制冷剂的选择过程中,要注重对制冷剂的挑选,防止出现排气温度过热的情况。

四、结束语

对于制冷系统来讲,制冷系统压缩机在正常使用的情况下,不会出现排气温度过高的情况。在压缩机排气温度升高的情况下,压缩机潜在不同的故障隐患,这也说明制冷系统存在问题。在对于压缩机排气温度过高的情况来讲,需要从制冷系统的角度进行解决,以保障压缩机排气温度的降低。

 

 

 

 

参考文献

[1]孙志利,王启帆,谢志远等. 三级复叠式制冷系统低温级制冷剂的应用分析 [J]. 热科学与技术, 2018, 17 (06): 481-488.

[2]朱伟明,李征涛,洪谢文等. 双级压缩制冷系统替代制冷剂性能对比研究 [J]. 轻工机械, 2018, 36 (06): 85-88+95.

[3]吴凯,孙帅辉,杨立博等. 变压比工况下涡旋制冷压缩机内部流动特性研究 [J]. 西安理工大学学报, 2018, 34 (03): 338-343+370.

[4]金华强,顾江萍,黄跃进等. 排气压力脉动的全封闭往复式压缩机转速测量方法 [J]. 中国机械工程, 2018, 29 (17): 2060-2068.


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