艾默生公司压缩机应用技术讲座

技　术讲　座美国艾默生公司压缩机应用技术讲座第二十三讲　热气旁通阀的原理和应用

A lMaier(美)　朱　霖　杨　汉

(艾默生环境优化技术(苏州)有限公司上海办事处,上海200010)

1　原理

制冷系统的能量调节一般由以下几种方式构成:①压缩机并联-多级控制;②变转速压缩机-变频等;③带有卸载装置的压缩机;④热气旁通。对于自身没有能量调节装置的单压缩机制冷系统,使用热气旁通来进行系统的能量调节是非常经济的。

热气旁通阀是一种利用制冷剂压力和弹簧力的平衡原理来控制阀入口/出口压力的机械装置。作为能量调节的热气旁通阀能提供一种手段:通过旁通高压制冷剂至系统的低压侧,来保持系统能在给定的最低吸气压力下正常工作。

热气旁通阀的主要作用:①提供一个虚拟的负荷;②盘管化霜;③把蒸发器作为一个混合腔。

热气旁通阀的主要优点:①防止压缩机短路循环;②防止压缩机在非常低的吸气压力下工作;③防止低负荷时蒸发器结冰;④使得系统部件最少化;⑤非常好的回油性能。

艾默生热气旁通阀的适用范围:适用于CFC, HCFC,HFC及其他通用制冷剂,除了R123,R410A, R406A以及其他按ASHRAE标准34-A2,A3,B2和B3分类的制冷剂。

调整范围:0～0155MPa(0～80p sig);S W P-安全运行压力-2175MPa(400p sig)。

作用力平衡图:图1为热气旁通阀工作时,内部作用力平衡图。

平衡力方式程式:P2×Ad+F3=F1

其中R1为可调节弹簧力,F3为底部不可调节弹簧力,P2为压缩机吸气压力(压缩强),Ad为P2在阀内的作用面积。F3和Ad为定值,只需调节F1就能控制P2。调节阀调整信号使P2维持在设定点

:

图1　热气旁通阀内部作用力平衡图

2　应用安装

两种普遍的应用和安装方法:热气旁通至蒸发器(图3);热气旁通至吸气管(图4)。

具体的安装方法如下:

(1)切开压缩机排气管并安装一个T形接头。

①对于热气旁通至蒸发器的系统,切开热力膨胀阀与蒸发器之间的管路并安装一个T形接头。如果蒸发器入口处安装有分布器(必须是文丘里-流孔式的分布器),T形接头应安装于热力膨胀阀与分布器中间。对于热气旁通至蒸发器的系统,为了达到最小的管路压降,尽可能的压缩管路的长度。

②对于热气旁通至吸气管的系统,切开吸气管并安装一个旁路通道。此旁路通道应与吸气管中流体的方向呈45°角(见图4),目的使旁通气体与吸气管内的气体能充分混合。由于热气直接旁通至吸气管会造成半封闭或全封闭压缩机的吸气过热,从而引起电机过热。因此建议在热气旁通至吸气管的系统中安装一路喷液装置,用来冷却旁通热气。

(2)切割适当长度的旁通管来安装热气旁通阀。

①对于旁通至蒸发器的系统,如果热气旁通阀安装在靠近蒸发器T形接应附近时,需保证热气旁通阀的出口管路朝压缩机方向自由穿流。如果热气

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旁通阀安装在靠近压缩机的部位时,管路应朝蒸发器的形接应方向自由穿流。

②当热气旁通至吸气管时,热气旁通阀的入口应朝压缩机方向自由穿流并且吸气管上的T形分叉应位于吸气管的顶部。

3　安装说明举例(艾默生流体控制C PHE系列热气旁通阀)

(1)图2为CPHE热气旁通阀。首先在管路上安装法兰底坐组件(建议在热气旁通阀前安装一个电磁阀,保证系统抽气循环的性能)。

②焊接时,焊料的流点不应超过618℃(1145υ);

③然后把阀芯组件和动力头组件依次安装在法兰底座上。

④最后连接热气旁通阀的外平衡管至压缩机的吸气管上(如果吸气管路上安装蒸发压力调节阀,热气旁通阀外平衡管总是安装在蒸发压力调节阀的下游)。严禁在平衡管上安装其他的控制元件

。

图4　热气旁通至吸气管的系统

4　安全说明

(1)不要在使用情况不明或目录中未列出的制冷剂系统中使用。

(2)当维修系统时,严禁利用电磁阀作为安全截止阀。

(3)在安装热气旁通阀时,保证制冷剂流动的方向和阀体上的箭头方向保持一致。

(4)为了保护热气旁通阀的内部零件不受杂质和潮气的影响,(杂质会导致阀座泄漏或膜片损坏)。建议在阀前安装过滤器。

(5)均匀的拧紧螺帽来确保装配件的紧密度和密封垫的平整度。否则会引起阀内部的制冷剂泄漏。请根据不同产品的具体要求拧紧。

(6)不要分解整体式热气旁通阀。

(7)焊接时请完全按照<焊接作业指南及规范>作业,否则会造成阀体变形及制冷剂内部泄漏或外部泄漏。

(8)在焊接时,用湿布或冷铁包裹阀体,防止阀体过热。同时焊枪的焰心远离阀体,防止内部元件被破坏。

(9)可拆卸式热气旁通阀的动力头和阀芯组件在焊接前必须拆除,以免在焊接时损伤动力头和阀芯组件的密封元件。

5　调节

热气旁通阀的主要作用是用来防止吸气压力低于一个期望的设定值,由此来平衡系统的冷量。所以在热气旁通阀安装后的第一步工作就是确定所用工况下的最低吸气压力,以此作为热气旁通阀的设定点。具体操作请参阅下列步骤:

(1)启动系统并确定系统是否运行正常。在压缩机吸气管上安装一个压力表并且测量系统稳定后的吸气压力。为了确定此时热气没有旁通,倾听阀内是否有气流流过的声音或触摸阀的出口管路,如果出

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口管路的温度较高,说明已有热气旁通。

(2)为了阻止热气旁通,可以切断热气旁通管路电磁阀的电源或调整调节杆使热气旁通阀处于完全关闭状态。

(3)降低蒸发器的负荷直至吸气压力降低到需要热气旁通的设定点。可以通过关闭出风口、遮盖蒸发器、减少空气的流量、关闭风机、关闭水冷机的旁通水等方式降低蒸发器的负荷。

(4)确保此时的热气旁通管路电磁阀处于打开状态。

(5)调节热气旁通阀的调节杆,使热气旁通阀开始旁通热气直到吸气压力不再下降并维持在预期值。

(6)艾默生流体控制生产的热气旁通阀的调节方式:

顺时针方向调节调节杆将增加压力设定值;逆时针方向调整调节杆将减少压力设定值;标准的压力调节范围在0～0.55MPa(0～80p sig),每调整一整圈的压力变化值大约为2715kPa(4p sig)。应缓慢并小幅度的调节,以便让系统在每一圈调整后运行稳定。

(7)改变蒸发器的负荷,测试不同工况下的吸气压力是否会低地设定值。

(8)更换调节杆上的密封帽。

6　注意事项

(1)对于并联蒸发器系统,热气旁通量不得大于单一蒸发器的制冷量,应使用多路热气旁通阀控制。

(2)如果压缩机位于蒸发器的上部,热气旁通至蒸发器时必须确保在低负荷旁通量的工况下,压缩机有充足的回油量。

(3)旁通至蒸发器时,如果旁通管路较长,应对旁通管进行隔热保温措施。

(4)不要分解整体式热气旁通阀。在焊接时,用湿布或冷铁包裹阀体,防止阀体过热。

7　电磁阀连接

(1)如果压缩机安装有排气管温度传感器,建议用此温度传感器来控制电磁阀。

(2)电磁阀线圈的电压和频率必须与供电电源相吻合。把电磁阀线圈的主电源直接与机组的供电电源相连(严禁与压缩机的启动开关相连)

注意:①如需安装喷液膨胀阀,请参阅艾默生流体控制的产品手册;②如果使用喷液电磁阀,此电磁阀的电线连接应与热气旁通电磁阀并联。

8　特殊应用的热气旁通阀

当系统中带有蒸发压力调节阀时,通过位于蒸发压力调节阀下游侧(出口侧)的热气旁通阀平衡管来实现控制压缩机的吸气压力。能更好的恒定蒸发器负荷的平衡性。

9　总结

在许多空调和制冷系统中,热气旁通阀提供了一个实用的、经济可靠的能量调节解决方案。特别适用于无自身能量调节机构的压缩机。在蒸发器低负荷时能更好维持吸气压力,防止蒸发器结冰;保持更佳的回油性能。

参考文献

[1]AS HRAE标准-34《美国暖通、空调及制冷产品协会-制

冷剂名称及安全分级》

[2]艾默生流体控制应用指南《热气旁通阀的应用、安装、维

修》

[艾默生环境优化技术流体控制简介]

艾默生环境优化技术流体控制(前身为艾可控制)是全球领先的空调、冷冻系统控制器的生产和供应商,专业制造全系列、高精确的电子及机械类制冷、空调系统控制元件。公司的前身可以追溯到1925年在美国密苏里州的圣路易斯市成立的A lco Valve Company。八十多年来,公司一直致力于空调、冷冻控制系统的高端研究和探索,并凭借其膨胀阀、电磁阀,系统保护方案、油路管理系统、电子控制系统、温度压力控制系统、压力调节器等七大类产品的优异品质和设计创新跻身行业领导者地位。

流体控制与享誉全球的“谷轮”同样,作为世界知名企业“艾默生环境优化技术”的一部分在全球范围内是受到空调暖通行业客户认可的专业合作伙伴。在中国市场享有盛誉,得到了设备制造商、工程技术人员、设计师、承包商、经销商、最终用户以及当地政府的认可和尊崇。

近十年来,艾默生流体控制的产品和方案被广泛应用于快速成长的中国市场,安装在数以千计的商业空调和冷冻系统中。客户遍及超级市场、餐饮、酒店和办公楼宇、运输、食品加工、工业过程控制、电信以及医疗等领域。

[作者简介]

A lM aier先生现为美国艾默生环境优化技术流体控制公司的技术副总裁,美国制冷工程师协会会员,及其下属的阀与其他控制件分会技术委员会主席。Maier先生具有30多年空调和冷冻控制系统和部件的设计经验。他先后毕业于Aer onautics学院与美国长岛大学,获得工学与科学学士学位。曾历任美国谷轮公司应用技术总监、CDU总经理等技术要职。

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