压缩机运行中的除霜控制

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17-1195 应用工程手册

AE-1195-R1 版本:1972年10月1日

压缩机运行中除霜控制的效果

任何运行于低于－1℃(30°F)蒸发温度的制冷系统中，蒸发器表面都将会结霜，必须具有除霜措施。在某些不需精确温度控制的中温应用场合，如能提供足够长停机周期，则可以采用空气除霜，但在大部分商用制冷的应用装置中则需要快速可靠的除霜手段。

在选择除霜方法时，很重要的是要仔细考虑除霜方法对系统运行的影响，而且应有足够的预防措施来避免损坏压缩机。

现场经验表明过量制冷剂液体返回压缩机是造成压缩机损坏的最大因素。对商用装置来说除霜循环无疑是造成大部分液控问题的原因。

热气除霜

在寻找快速和有效的除霜方法时，设计人员常常倾向于将热气引入蒸发器然后再冷凝成液体。但是严峻的问题是，你将如何处理这些液体？曾有非常普遍的方法是希望在控制的速率下将液体返回至压缩机，而依赖电机热和压缩热来蒸发液体。

压缩机将容许短时间内小量的液体返回而不产生严重问题。不幸的是常常不是小量液体，而随着压缩机和系统的容量增加，问题变得愈加严峻。事实上即使大量液体返回将轴承清洗使失去润滑油，油泵可能仍旧能将油和制冷剂混合物提至足够高的压力来防止油压安全控制器跳闸。

基本解决办法是提供某些热源以再蒸发这些液体而不将它们返回压缩机。在超市设备中那里应用多台蒸发器回路，理想的解决办法是在某时间内对少量冷柜进行除霜而将冷凝液体返回至运行中的蒸发器。一些置于回气管中的热源型式也是一种可以接受的方法。市场上存在着这种型式的专利系统，但不幸尚未被广泛采用。

大部分利用热气除霜的系统仅装备一回气气液分离器。越来越多的证据证明单单一台气液分离器不是一个令人满意的长期解决办法，特别在较大的低温系统中热气除霜常常是压缩机早期损坏的主要原因。

除非提供某些液体再蒸发手段，压缩机概率寿命可能会极大地降低。由于没有足够的保护措施预防液体制冷剂使系统中失去润滑，那么所造成的压缩机损坏必须是用户的责任。

电除霜

即使用电来除霜，液体制冷剂的控制仍然重要。最有效的保护压缩机的方法是除霜时的抽空循环，这样可把制冷剂充注量隔离在冷凝器和贮液器中。如果不用抽空循环，则至少在液体管上应具备在除霜时能关闭的电磁阀，再加上一个可容纳存在于蒸发器中的所有制冷剂的吸气气液分离器。　

如果蒸发器的温度在除霜期间会高于回气管（由于低环境温度、电加热器和蒸发器接触或保温回气管等情况会发生这种情况），所造成的压力差可能将液体压送至回气管，接着在启动时发生液击。即使液体制冷剂不离开蒸发器，紧接在除霜后一些液体从热的蒸发器溢流出来是几乎无法避免的，这种情况会持续存在直至系统重新平衡以及液体节流装置重新控制住为止。　

货车冷冻板的除霜　

经常遇到一种最坏的滥用情况是对货车中低共熔冷冻板在没有对系统抽空时就进行蒸汽或热水除霜的做法。因为冻结的低共熔溶液温度很低，

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在冷冻板回路中几乎每次都充满液体制冷剂，除霜结果的高温和随之产生的高压将液体制冷剂赶至压缩机曲轴箱，常常在压缩机启动时造成严重的损坏。　

由于板内有大容量的液体，如果有气液分离器，也常常会溢出。唯一安全的解决办法是在除霜前进行抽空。　

空气开关控制器　

通过感受速度或压力的空气开关来操纵除霜的控制会对那些没有很好设计便使用这种型式控制器的系统产生回油问题。仅当盘管上积有足够的霜时空气开关才动作，而根据环境条件，这要几个小时或几天才发生一次。　

许多低温系统运行时一部循环的油会渐渐积存在蒸发器和回气管中。制冷剂的流速往往不能高到足以避免油的潴留，但这常常不是主要问题，因为通常蒸发器中积存的油将由于在除霜循环时的高制冷剂液体流量而返回。如果除霜循环能定期进行，虽然在除霜循环的间隔时间内油有些损失，压缩机中仍能维持足够的油面。但是采用空气开关时，除霜不是经常进行，压缩机可能会在下次除霜循环进行前运行于完全无油状态。　

这种问题的唯一可靠的解决方法是正确设计蒸发器和回气管路以保证高的气体流速，使循环中的油１００％返回压缩机。如果不可能做到，则一具油分离器可以大大延长除霜间隔的安全运行周期。

警告：在使用将除霜循环间隔时间拉长的除霜控制前，必须分析系统的运行以确保系统设计能保证足够的油返回压缩机。如果会发生油的潴留，都会由于缺少润滑而发生油压安全控制的跳闸或者未用该控制而造成压缩机的损坏的可能。　

超低温应用　

在－５１℃（－６０°Ｆ）或更低的超低温工况下，如不对蒸发器加温，油将不能返回。在应用超低温时必须使用油分离器以尽量减少油的循环。由于油分离器效率大大低于１００％，在极端重要的应用中可以用２个或更多的油分离器串联起来以提高总效率和延长安全运行周期，但为能连续运行，定期进行除霜常常是必要的。

在双级压缩系统中，由于回气直接返回低压级的回气腔而不经过电机室，在除霜后的液体制冷剂的控制更严格。推荐在所有双级压缩系统中采用回气气液分离器以预防液体溢流。　

双级压缩机的电机冷却取决于通过过热降温膨胀阀的液体制冷剂足够输送量。如果采用热气除霜，在过热降温阀前始终保持坚实的液体压头是必不可少的。　

通常双级压缩系统中的电除霜系统简单而更可靠，已被推荐用于所有现场安装的系统。