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气液分离器的作用

气液分离器的作用

2021-12-20 13:48:14

气液分离器的作用

讲到气液分离器的作用,首先再分析一下它的服务对象-制冷压缩机。

常见的压缩机大部分都不能压缩液体,尤其活塞压缩机,即使其他种类可以压缩液体的压缩机,比如涡旋和螺杆,由于回到压缩机的液体中混有大量制冷剂(常用制冷剂在液体状态下与冷冻油几乎是互溶的),当这部分液体制冷剂被当做润滑油被油泵或其他方式导入压缩机的各种活动界面时(制冷剂遇热很容易瞬间蒸发,因此没有润滑的功能),比如曲轴、轴瓦、轴封、活塞等处时,导致原本需要润滑的活动界面无法得到有效润滑,造成干摩擦,严重时粘合成一起(俗称着了),所以常见的各种形式的压缩机都尽可能地避免湿行程。

通常,常见压缩机回气并非直接进入压缩机的吸气缸,而是先进入压缩机机体内的低压腔,在被压缩机吸入。所以,短时间少量回液尚可接受。因此,有可能长时间回气带液的系统,在应用时,通常设置气液分离器来分离某些时间段吸气中携带的大量液体,避免压缩机出现液击或者干摩擦。

那么,什么样的系统有可能出现长时间回气带液呢?

这又不得不提到制冷系统的节流装置,*常见的就是膨胀阀。其中电子膨胀阀是靠感应回气管内的压力(换算成蒸发温度)与管外温度之间的差值(即所谓的过热度,理论上过热度大于零,说明回气中没有液体制冷剂),由于其感应值更直接灵敏,故过热度可以控制的很精确(可以达到±0.5°),所以,采用电子膨胀阀作为节流装置的制冷系统,没必要安装气液分离器(电子膨胀阀故障另当别论)。

另一种更为常见的节流装置就是热力膨胀阀。热力膨胀阀的原理是通过感温包感应回气管外的温度,温度的高低决定膨胀阀开度的大小(*常见的膨胀阀,感温包吸热越多,内部液体蒸发量越大,体积膨胀的越厉害,膨胀阀的开启量就越大)。上述过程从感温包吸收热量,热胀冷缩,通过膨胀阀头部的膜片,将膨胀阀的开启度调大或者关小,需要一定的感应时间(通常十分钟左右),也就是说热力膨胀阀有一定的滞后性。

所以当系统刚开机的时候,如果回气管温度偏高甚*接近常温,会导致膨胀阀的开启度*大,在此之后的一段儿时间内(十分钟左右),膨胀阀一直保持*大开度工作,一直到感温包感应的温度通过阀头调小了膨胀阀的开度,此时制冷系统才开始保持正常的过热度工作,即回气中没有液体。

所以采用热力膨胀阀的制冷系统,刚开机那十分钟左右的时间,膨胀阀是不易受控的(膨胀阀并非始终如一的过热度大于零),在此时间内,很可能会有大量的液体返回压缩机。所以必须设置气液分离器,来保证压缩机安全运行。

那么,什么样的系统刚开机的时候回气管的温度偏高甚*常温呢?

人为因素:首先回气管保温欠佳(尤其感温包的位置),且长时间停机制冷系统(比如冷库设置的温差偏大,停机时间较长,或者部分冷库采用波谷开机,白天人为的不开机),刚开机时,回气管的温度与环境温度之间的温差偏小,会导致膨胀阀开启度*大,回气带液。这种系统尤其大型系统(回气带液量太大,压缩机机体内无法全部容纳),必须安装气液分离装置(气液分离器只是其中一种)。

自然因素:某些经常返回到常温的制冷系统,比如预冷库,速冻库,速冻机,每次开机时,都几乎从常温开始降温(大部分时候停机时间很长,回气管感温包处温度几乎恢复*常温)。同样刚开机的时候,膨胀阀由于其感温包处温度偏高,开度*大,同时蒸发器所处位置温度偏高,其内部的制冷剂大量蒸发,压力偏高(这种系统通常人为操作,压缩机停机后,不论系统压力如何,无法再次启动,直*人为打开),这种系统每次开机时会瞬间回到压缩机大量液体,所以必须设置气液分离器,甚*带液体过冷的热交换功能的气液分离器。

有同学问:以前经历过的速冻机系统刚开机时过热度能维持住,不容易回液。等库温降到设计温度,长时间不进货的话会回液。

回答:同样是热力膨胀阀滞后的原因,降温速度太快,膨胀阀感应需要时间,所以速冻系统更适合用电子膨胀阀。


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