虹吸罐的作用

氨制冷系统与氟制冷系统比较
2012-3-2 16:13:45 来源：本站 作者： kxzl 浏览： 900 次
㈠制冷剂 氨和氟（针对 R22）都是中温制冷剂， 在常温下的冷凝压力和单位 容积制冷量相差不大， 但为提高制冷量， 制冷剂在节流以前一般均需 要过冷，实验表明，当冷凝温度 t k=30℃, 蒸发温度 t o=-15 ℃时，每 过冷 1℃制冷系数 R22增加 0.85%，而 R717为 0.46%. 氨对人体有毒，氨蒸气无色，具有强烈的刺激性臭味。一旦泄漏 将污染空气、食品，并刺激人的眼睛、呼吸器官。氨液接触皮肤会引 起“冻伤”。如果空气中氨的容积浓度达到 0.5 ～0.6%时，人在其中 停留半个小时即可中毒，浓度达到 11～14%时即可点燃，当浓度达到 16～25%会引起爆炸（系统中氨所分离的游离氢积累到一定的程度， 遇空气引起强烈爆炸） ，江浙和福建等地曾多次发生氨压缩机或制冷
采用热虹吸油冷的 HCFC制冷系统 核心提示： 以往，热虹吸油冷却器见于氨制冷系统中。近来由于大 型螺杆并联机组的 HCFC系统越来越多的使用，热虹吸油冷却器也随 之在中大型的 HCFC系统中得以应用，比如在我们最近的项目中，新 近完成的一个多个 -25 ℃中大型储存库组合的冷库系统，就是一个由 多台“富士豪” 螺杆压缩机的并联机组且共用一个热虹吸油冷却的中 大型制冷系统。
虹吸罐的作用与工作原理
油冷却器的冷却除了常见的水冷壳管、 套管式油冷却器外， 还有一种 新型的冷却方式——热虹吸式制冷循环 （又称热环流式制冷循环） 应 用于螺杆压缩式制冷系统。 热虹吸式制冷循环设有一虹吸器（也就是辅助储液器）。来自冷凝器 的冷凝液体流入虹吸器后分两路， 主要部分从虹吸器溢流口流入储液 器，进而向蒸发器供液； 另一部分则从虹吸器底部借重力供给卧式壳 管式油冷却器，将油冷却，蒸发所产生的高压蒸汽再回流入虹吸器， 气液分离后的气体在压缩机排气所形成的虹吸作用下进入冷凝器继 续循环。 热虹吸式制冷循环最合适于水质较差的地区或采用蒸发式冷凝器的 系统。其特点：机组体积小、油冷却可靠，冷却后的油温一般比冷凝 温度高 10℃— 20℃。与水冷式相比，不需要冷却水、简化了水路系 统；不存在换热管结垢影响油冷却器换热的问题，可提高冷却效率； 对压缩机的排气量和功耗也无影响。 同时，可多台机组公用一台虹吸 器，简化了系统设计。 综上所述，热虹吸式制冷循环是最近发展起来的用以冷却冷冻机油的 一种节能型制冷系统。目前国外采用较多。 总的来说，虹吸器的作用就是使一部分来自冷凝器的制冷剂到油冷却 器，将油冷却 我们选型是按照虹吸罐内制冷剂储存量大于油冷却器换热所需的制 冷剂流量百分之十五
如上图（选自丹佛斯图例）所示，为了满足想要的压缩机回油 温度，我们在油的回路进行了这样的设计， 即回压缩机的油由部分油 冷却器冷却后的油与部分直接来自油分离器的油经三通阀混合到想 要的压缩机回油温度再送入压缩机。 这样就保证了压缩机的润滑油在
一个可控的温度下， 保证了压缩机运行在最佳的运行工况。 设计中有 采用内置温度调节的机械式恒温三通阀， 也有采用温度控制的电动三 通调节阀。
氟里昂的特性决定了氟系统管路较氨系统简单的多。氟里昂机组 的配置已经非常完备， 只需简单的接管即能投入运行。 且氟机组体积 小，占地少，不需单独设机房，大大节省了空间，机组噪音低，所有 阀件为全封闭阀件，无工质泄漏等问题。
（三）控制系统 氨系统无法完全实现自动控制。其开、停机及供液调节等工作必 须由人工操作完成，需设专业人员对氨机进行 24 小时管理，且保护 装置不完备。 氟系统可实现完全自动控制，无需专人看管。保护装置完备，机 组配有电压保护、 温度保护、电流保护、压力保护等完备的保护措施， 并可实现计算机控制，能量调节范围广。 （四）经济性
制冷剂流动的动力来源于油冷却器中的高温的油所 “提供”的 热能，一般来讲，一旦压缩机停止运行不“产”热油了，热虹吸油冷 却器中制冷剂的流动也随之停了。 热虹吸系统安装时， 热虹吸贮液器 的位置应离机组近一点， 贮液器中的液面应比油冷却器中心线 （具体 高度需计算而得）高，以克服管路中的压力损失，其所需的高度差要 大于 H（H的值与压降成正比、与此时的制冷剂的密度和重力加速度 成反比）。同样，冷凝器的安装高度也需合理， 以满足系统正常运行。 经热虹吸油冷却器冷却后的油温一般比冷凝器温度高 8～20℃。
采用热虹吸油冷却器的制冷压缩机组， 冷凝器的选择和冷凝器 的大小十分重要， 要选择冷凝温度相对较低的冷凝形式， 因为油冷却 的效果与冷凝温度有着密切的关系。 因此，蒸发式冷凝器是用热虹吸 油冷却器的系统的常常选择的冷凝形式（在环境条件十分好的情况 下，也可选择风冷）。如前面所说，经热虹吸油冷却器冷却后的油温 一般比冷凝器温度高 8～18℃，而良好的系统设计与冷凝效果（蒸发 式冷凝器） 保证了较低的冷凝温度， 这使得冷却后的油温满足了我们 想量、相同的温度范围，不同的 制冷机初期投资是不同的。 大型工程从设备投资来看， 氨制冷系统的 整体设备投资比氟里昂低。
虹吸贮液器与热虹吸油冷却机组配套使用。 热虹吸油冷却系统一般用 于缺水或水质极差的地区及采用蒸发式冷凝器的氨系统中， 热虹吸 贮液器是利用虹吸原理， 将油冷却器内的气液混合制冷剂吸至热虹吸 贮液器内分离。 热虹吸油冷却是喷油螺杆式制冷压缩机间接冷却润滑 油的一种方式， 与水冷却润滑油方式不同， 它依靠制冷剂的蒸发冷却 润滑油，将冷却油的热负荷转移到冷凝器中。 该种油冷却方式能很好 地控制油温， 不存在换热管结垢影响油冷换热的问题， 对压缩机的排 气量和功耗也无影响； 最适合水质较差地区或采用蒸发式冷凝器的制 冷系统。
因此，从安全、方便、卫生等方面考虑，特别是对空调、贮藏、 -34 ℃以下制冷系统氨机不理想。
氟里昂是一种常用的高、中、低温制冷剂。它无色，无味，不燃 烧，不爆炸，化学性能稳定。基本无毒（我国国家标准 GB7778-87综 合考虑制冷剂的燃烧性、 爆炸性、对人体的直接侵害三个方面的因素， 对制冷剂进行安全分类， R22被列为第一安全类，而 R717被列为第 二安全类），又可适用于高温、中温、和低温制冷机，以适应不同制 冷温度的要求，能制取的最低蒸发温度为 -120 ℃
为保证系统运行正常，管路的安装（比如一定的坡度）以及管 道的接入口的位置和形式应在安装中特别注意。同时，系统设计时，
应考虑系统较长时间无运行后（尤其是冬季），油粘度增加对再度开 机的影响。采用温度调节的恒温三通阀一个方面可以一定程度上避免 这一现象。
该系统安装良好， 调试完毕。 经过特殊设计的热虹吸油冷却器 满足 HCFC系统运行的要求，热虹吸油冷却系统运行正常，油冷却效 果很好，满负荷运行时压缩机回油温度约 50℃，达到的理想的数值。 冷库现已投入正常运行多月， 冷库温度正常、 机组随负荷变化之能量 调节稳定、设备运行可靠，能耗低，完全达到设计和使用要求。
机多、管路复杂，阀门多，施工安装程序复杂，施工周期长。同时会 带来故障隐患的增加 （江浙和两广等地， 氨系统曾发生多起蒸发管道 和加氨管道、阀门破裂、脱开等引起跑氨事故，氨阀阀芯脱落，陷入 阀体内卡死的事故更是频繁发生）。由于氨具有较大的毒性 , 机房向 外开启的门不允许同向生产性厂房 , 氨制冷系统的设备间不宜布置 在其它厂房的共同建筑之内。而且氨机运行时噪音大，振动较大，产 生的动载荷大，对库体的影响不可忽略。因此必须单独设置机房。且 氨系统中阀门均为开启式阀门，制冷剂的微量泄漏是无法避免的。
用热虹吸贮液器及热虹吸油冷却器装置的机组系统紧凑， 设 备占用面积小，油冷却相对可靠 ( 它被戏称为“永动机”，即系统正 常运行其就运行，无需其他运动部件如泵等的动力 ) 。还有一个特点 是它无需额外的其他的介质来冷却油，比如风、水等，这也使得系统 的要素“简化”了。
对比热虹吸油冷却器与以往的水冷的油冷却器常用工况 ( 进／ 出油温度为： 85／50℃ 、冷凝温度： 40℃) 两个不同的系统，可以 看见，热虹吸贮液器传热系数 K或许可能只比水冷的油冷却器高 10%， 但热虹吸贮液器的“温差”大，冷却的效率就比水冷的油冷却器大， 所以换热面积可大幅减小。
7 ）因要满足油冷的需求（油冷却负荷）冷凝器相对较大
为一个我们近期建成的一个多个 -25 ℃中大型储存库组合的冷 库系统，根据客户、尤其是对油冷却系统的想法和结合现场的环境， 拟定了设计方案，在得到客户的认可后进行了深化设计。
采用热虹吸油冷却的制冷系统
该系统的制冷机组设计为并联螺杆机组，系统由多台意大利 “富士豪” (Frascold) 螺杆压缩机、储液器、热虹吸油冷却器和蒸 发式冷凝器等组成， 采用 R404A环保制冷剂。 机组的控制系统采用了 Pco 可编程控制器，机组的压缩机、冷凝器根据吸气压力和冷凝压力 的变化以及变化趋向进行能量调节， 同时对 ECO以及回油温度等进行 控制，并且设有吸气压力、冷凝压力、油温、压缩机以及冷凝器故障 等等的报警输出和输入。同时，该控制系统又与冷库的控制系统 PlantVisorPRO （如蒸发器运行、库温监控等）联网，实现了整个冷 库的集中控制管理。
热虹吸油冷却器的选择， 要在有一定安全系数下满足最大负荷 时油冷却的热负荷 （需根据各压缩机的工况和特性， 常以 80 度的 DGT 来计）。
需流经热虹吸油冷却器的制冷剂的质量与热负荷成正比、 与此 时此刻制冷剂汽 - 液的焓之差成反比。根据不同的制冷剂的特性，选 择液态制冷剂在热虹吸油冷却器中的流速和回气管路中的流速以及 循环倍率（ HCFC或可取 2），同时根据热虹吸油冷却器本身的技术参 数来设计系统、 所需的管路尺寸和管路布置， 以及选择合适的热虹吸 油冷却器。
氟里昂能不同程度的溶解润滑油，不易在系统中形成油膜，对传 热影响很小。 同时，氟里昂制冷机组在设计时还考虑到了工质的替代 问题 , 即在使用新工质时 , 无须对系统进行改动。
( 二) 制冷系统 氨制冷压缩机本身的特点，蒸发温度低于 -28 ℃时要采用双级压 缩，且氨机需提供泵供液系统及复杂的回油机构，致使系统庞大、辅
以往，热虹吸油冷却器见于氨制冷系统中。 近来由于大型 螺杆并联机组的 HCFC系统越来越多的使用，热虹吸油冷却器也随之 在中大型的 HCFC系统中得以应用，比如在我们最近的项目中，新近
完成的一个多个 -25 ℃中大型储存库组合的冷库系统，就是一个由多 台“富士豪” 螺杆压缩机的并联机组且共用一个热虹吸油冷却的中大 型制冷系统。
热虹吸油冷系统的特点：
1 ）效率高，体积小，对于大系统、低温工况更适合
2 ）无需水，空气等其他冷却介质
3 ）需要特殊的系统管路设计与布置
4 ）冷凝器、储液器和热虹吸油冷却器安装位置需一定的高度 要求
5 ）制冷剂的充注量可能增加
6 ）由于系统各有差异，每个系统需分别设计与计算、管路布 置的设计，技术难度相对较高。
热虹吸油冷却器的结构与水冷的油冷却器类同， 常常为卧式壳 管式。 一般油在管外的结构形式。经冷凝器冷凝后流出的制冷剂液 体流入贮液器后分流出一路液体进入热虹吸油冷却器， 吸收管外高温 油的热量而蒸发为气液混合物或气体。 制冷剂在蒸发过程中密度逐渐 减小，油冷却器回气管中的气液混合物的密度要低于油冷却器供液管 中液体的密度， 这种密度的差就生成了一个压力差， 使液态制冷剂不 断流入油冷却器中，不断吸收油的热量，实现油的冷却。换句话讲， 热虹吸油冷却器可以叫做一个特殊的高压高温的“蒸发器”。
系统爆炸事故，导致设备毁坏和人员伤亡的惨重损失。而且，我国已 明确规定在人口稠密的场合，不能使用易燃、易爆的有毒制冷剂。
氨在润滑油中的溶解度很小，因此氨制冷剂管道及换热器的表面 会积有油膜，影响传热效果。氨液的比重比润滑油小，在贮液器和蒸 发器中，油会沉积在下部，需要定期放出。
因氨压力在 0 公斤时，蒸发压力为 -33.4 ℃，为避免制冷系统在负 压下工作，目前氨主要用于蒸发温度在 -34.4 ℃以上的大型或中型制 冷系统中。