制冷系统不凝性气体及其自动排空装置的研究.pdf

对不凝性气体及其自动除空装置的研究 1 研究的背景 社会在不断地发展，人们生活水平也提高了，制冷装置广泛应用于食品的 工、冷藏、运输和存储过程中，并起着越来越重要的作用，然而在对制冷装置的 维护和运行管理中，如果操作人员的处理方法不当，将会使不凝性气体进入制冷 系统内，这些气体若不能及时有效的排出系统，会对制冷系统的正常运行带来很 [1] 大危害。而在制冷系统中，所谓的不凝性气体 是指制冷系统在正常运行情况下， 在冷凝器中特定的冷凝温度 （T ）、压力 （P ）下，高温高压的气体没有冷凝成 c k 液态冷剂，仍然以温度较高的气体状态存在，这些不被冷凝的气体主要包括氧气、 氢气、氮气、二氧化碳、碳氢气体、惰性气体以及这些气体的混合气体等。由于 这些不凝性气体的存在，导致压缩机输出的能耗增大，制冷系统的制冷效率（cop） 降低。因此，有必要探究不凝性气体的产生过程，分析不凝性气体对系统产生的 影响并及时将不凝性气体排除制冷系统。 由中国流体机械工程学会流体机械杂质编辑部1985年第05期作者施永年编 写的不凝性气体对《制冷系统性能影响的试验装置 》的研究显示，制冷系统是 一个相对封闭的管路系统,在管路安装完成之后不可能将系统内的空气完全抽 完；系统工作运行后又由于添加冷冻油、充注制冷剂、机器设备的检修与保养以 及制冷系统在负压状态下运行，空气都有可能渗人到系统中去；另外在高温高压 状况下微量的制冷剂与润滑油还可能发生化学反应分解产生其它气体,这些空气 或分解产生的其它气体进人制冷系统后,随着工质一起参与相变反应。当进人冷 凝器时,工质释放热量被冷凝成液态冷剂,而空气和其它气体的混合气体在系统 正常运行工况下不会被冷凝成液体,仍以气体的形式存在，故统称为不凝性气体。 当这些气体进入贮液器后会被贮液器的液封作用隔离进不到低压系统。冷凝器内 存在不凝性气体时,会以气泡的形式附着在换热器表面，无形中增加了热量交换 的热阻。当冷凝负荷一定的情况下，传热系数（K ）的减小，将导致冷凝温度（t ）增大， c 从而使系统的冷凝压力升高、排汽温度上升、压缩机耗功增 。为了降低热阻所 1 造成的能耗增 ,本文将侧重分析不凝性气体对制冷系统的影响,并深入研究不 凝性气体分离器的设备。 集美大学机械工程学院的张建一对《工业氨系统装置中的不凝性气体排放与 [2] 节能》一文中得出这样的结论 ：采用手工操作不凝性气体排除装置，空气难以 及时排出，造成运行效率下降，能耗增大。采用自动放空气器，它能够及时有效 的排除系统中残留的空气，尽可能减少电的消耗，直接产生可观的经济效益。同 时，也会对制冷系统带来以下影响：如运行压力会适量降低；使系统运行的安全 性、可靠性得到保障；减少炎热季节由于外界环境温度的升高对制冷装置产生的 故障；延长制冷装置的使用寿命。 上海斯摩柯制冷设备有限公司沈建明对五丰上食制冷系统不凝性气体及水 [3] 自动分离净化排放设备可行性研究报告指出这样的结论 ：制冷系统中的不凝性 气体如果被排出来,系统运行的能耗就会降低,具体表现为电费减少。根据道尔顿 分压定律,存在于高压侧的空气,会按照体积比增加系统的冷凝压力同时还会造 成系统效率的下降。根据统计表明,系统冷凝压力每增 0.7bar,压缩机能耗将 增 6%。 海军蚌埠士官学校机电系王龙、王修敏、于富强对 《制冷系统中不凝性气体 [4] 及排除的研究》得出结论 ：在制冷系统放空过程中，不凝性气体的排放效果受 很多因素影响：如制冷系统管道的设计、系统所处的外界环境温度、制冷剂与空 气的密度关系等。但是，在实际运行管理中，应根据实际情况，采取应对措施， 及时的排除系统中的不凝性气体，从而有效的保证制冷系统高效、节能运行。 不凝性气体放空气器运行原理一般表述为：将各放空点的空气收集在一个 容器内,利用降温的原理，混合气体中所夹带