冷凝温度过低与蒸发温度过低

虽然制冷剂的温度与压力表达的物理意义不同 ,但类似 R22 的单组分制冷剂或共沸混合制冷剂在两相区的温度、压力变化趋势是始终严格一一对应的。为叙述方便 ,本文经常交替使用温度与压力来描述制冷剂的状态。

冷凝温度与蒸发温度虽在很大程度上受制于各自所处的环境 ,但二者变化趋势仍密切相关。

4. 1 冷凝温度过低的原因与影响

4.1. 1 冷凝温度过低的原因

冷凝温度的决定因素是冷凝器的换热能力与压缩机排气量的对比。在一个相对稳定的平衡状态下 ,冷凝温度保持相对稳定。当环境温度降低或冷凝器风量增大或肋片淋雨(冷凝器由风冷变成喷淋冷却) 导致冷凝效果增强时 ,冷凝温度就降低;当排气量减少时 ,由于冷凝器的散热能力不变 ,也相当于增强冷凝效果 ,冷凝温度也将下降 ,从而达到一个新的换热平衡。

4.1. 2 冷凝温度降低对制冷量的影响

一般的观点是:冷凝温度越低 ,机房空调的冷量越大。但这种结论只在空调的常规使用范围附近才成立。当冷凝温度过低时 ,结果不一定如此。膨胀阀的流通能力受阀前后制冷剂的压差影响 ,由于膨胀阀容量一般都有一定余量 ,在常规工况下 ,膨胀阀的开度并未达到较大 ,在冷凝压力开始降低导致阀前后压差减小时 ,膨胀阀可以通过增大开度的方式来维持制冷剂流量不变;而单位质量制冷剂所能提供的冷量增加 ,所以此时机房空调的总冷量增加。

但当膨胀阀开度达到较大以后 ,随着冷凝压力继续降低 ,膨胀阀的供液能力开始降低 ,供液量减少 ,而压缩机吸气质量倾向于不变 ,则进入蒸发器的制冷剂量小于离开蒸发器的制冷剂量 ,蒸发压力降低 ,导致制冷剂通过膨胀阀的节流损失增大 ,并因此抵消了部分由于冷凝温度降低而贡献的冷量增加 ,当冷凝温度降低到某一临界点时 ,机组的总制冷量将开始下降。该临界点与膨胀阀的相对容量及蒸发器的相对负荷有关。

4.1 . 3 冷凝温度降低与蒸发器回液的关系

冷凝温度过低可能导致蒸发器回液的原因有两个:

1） 冷凝温度过低 ,膨胀阀的节流损失减少 ,而且冷凝器出口制冷剂比焓很低 ,导致单位质量制冷剂可提供的制冷量增大 ,而当制冷剂流量与机组的冷量需求不变时 ,制冷剂中所储存的冷量不能完全释放 ,就容易导致制冷剂在蒸发器内蒸发不完全 , 造成回气带液。

2）冷凝温度降低 ,将导致蒸发温度降低 ,当蒸发温度降低到 0 ℃以下时 ,肋片表面温度将可能低于 0 ℃,流经蒸发器的气流中的水汽将可能在肋片表面结霜甚至结冰 ,这样 ,部分换热回路的肋片间隙会被冰霜占据 ,使得流经蒸发器的风量降低、传热效果恶化 ,从而可能导致制冷剂蒸发不完全 ,造成蒸发器回气带液。

4. 2 蒸发温度过低的原因与影响

4.2 . 1 蒸发温度过低的原因

蒸发温度过低 ,除了第 4. 1 节提到的原因外 ,还可能有如下原因:

1） 制冷剂不足。制冷系统的表现为冷凝压力不高 ,压缩机发热 ,视液镜内存在大量气泡 ,膨胀阀出口至分液头处容易结霜 ,压缩机吸气管温度为常温。

2） 膨胀阀或干燥过滤器堵塞。主要表现也是冷凝压力较高 ,干燥过滤器两端有温差(若干燥过滤器脏堵) ,膨胀阀分液头结霜,压缩机发热 ,回气温度为常温 ,液镜内主要是碎泡。

3） 室内送风系统问题。如皮带老化 ,过滤网脏堵 ,送风机电动机问题等。表现为压缩机吸气口温度过低,可能有结冰、结霜现象 ,视液镜内碎泡偏少(正常) 或满液。

4.2. 2 蒸发温度过低的影响

蒸发温度过低,除上面提到的可能导致蒸发器表面结冰及回气带液以外 ,还有下列影响:

1） 蒸发压力过低 ,压缩机的吸气比体积增大 ,压缩机吸气质量减小 ,即制冷剂总循环量减少。

2） 电动机寿命与电动机温度成反比 ,一般的经验是:电动机温度每升高 10 ℃,其寿命就缩短一半。机房空调机组所用的全封闭压缩机的电动机线圈一般靠吸气冷却 ,若用于冷却电动机线圈的制冷剂回气质量减少 ,压缩机电动机温度将升高 ,从而导致压缩机寿命缩短。

压缩机压缩比的增大及流经压缩机电动机绕组后的制冷剂温度的升高 ,均会导致压缩机排气温度升高,会带来排气口塑料阀件损坏、润滑油炭化等一系列不良后果。