• 【分享】储液器放错位置,后果竟然这么严重.....
  •   来源:筑龙论坛
  • 2016-03-07

储液器,对于做空调制冷相关产品的朋友并不陌生。单从字面意思来讲,就是储存液体的容器,好像这么一说,地球人都知道似的。但真的就是储存液体的容器吗?里面会不会有气体呢?

也许这个问题好多暖通人,确切的说制冷人都没有仔细地考虑过。

一般我们做设计都只是考虑其容量大小很少考虑其他问题。出人意料的是储液器可能会成为液体制冷剂控制问题的根源,会影响冷凝压力和液体过冷度。

安装储液器是为了有效调节制冷剂的循环量,也就是说在系统运行时有时需要大的循环量,有时需要小的循环量。当需要小的循环量时,系统中多余的那部分制冷剂就储存在其中。

在整个系统运行的过程中,储液器里面的液体是一个动态的流动过程,正常运行时不会保持满液状态。

其实我们可以用逆向思维来考虑,如果储液器里始终处于满液状态,那还怎么调节制冷剂的循环量,取消不就得了。

通过这么简单的分析就很容易得出储液器里不会始终保持满液状态,必然会有部分气体(当然不可能处于真空状态),那么气体和液体又是如何分布,以什么样的状态(温度、压力)储存在其中呢?

那我们就一起来分析一下!

为了方便分析,假设有一个R22系统,储液器前端的冷凝器内液体的冷凝温度40℃,过冷度5℃,液体温度35℃,蒸发温度2℃,过热度5℃,等熵效率0.8。

在下图的压焓图中,b-c是冷凝过程,假设某一时刻储液器正好充满液体,流动无任何阻力,而且和外界没有任何热交换(可认为是一个绝热容器),系统经过储液器的过程就简化成一点,即c点。

各点的状态参数如下:

然而实际上流体只要流动就有压损,上面分析储液器内一般不是满流而是有气体的,那么储液器内的状态点就在阴影线以内。

从过冷液体到产生气体的过程是由压力损失造成的,过程线有c-1、c-2、c-3三种可能,c-1是增焓(吸热)过程,c-2是等焓(绝热)过程,c-3是降焓(放热)过程。

似乎应该按绝热过程分析比较合适,那我们就按绝热过程分析一下看看。

c-2的等焓过程线经过点4,那我们看看点4的状态参数:

那我们看看状态点c和状态点4之间的压力差:

Pc-P4=15.34-13.55=1.88(bar)

1.88bar,没想到会有这么大的压降,由于液体流动的连续性和储液器的结构,储液器内基本不可能出

现这个大的压降,也就是说过程线c-2和c-3不可能了。

在储液器内只会有很小的压降啊,过程线只会是c-5。

那么我们发现5点的温度要高于C点,相当于减小了过冷度

假设压降ΔP降低了0.1bar,

t5=39.74℃(饱和压力15.24bar对应的温度)

过冷度减小

(te-tc)-(te-t5)=t5-tc=39.74–35=4.74(℃)

大家看到过冷度减小4.74℃,加个储液器能把过冷度减没了,是不是很惊讶。

其实这个不是真正的过冷度减小值,这个只是上部分的空间液态变为气液混合的那部分,下面的那部分还是过冷液体,只是受上方混合物的影响,温度有所升高,过冷度减小。

最终储液器里下面是过冷液体,上方是气液混合并趋向于饱和状态,压力比冷凝器出口低,过冷度减小。

这也是很少用户不了解过冷度会损失在储液器里的原因。呵呵,有没有发现这里和有的文献资料里提到的“加储液器能提高系统的过冷度”的说法相反。

当然,储液器所处的环境温度低于储液器温度时,自然会过冷,其实这个算不上储液器的功劳,这是热交换的结果。

储液器容积越大过冷度损失越严重,不是越大越好哦。如果你的公司有条件你可以做实验做充注量对比实验,最后再确定最合适大小的储液器。

如果储液器所处的环境温度高于冷凝温度,液体制冷剂将会停留在冷凝器中,直至冷凝压力大于储液器内气体吸热产生的压力。

这个可以根据气体状态方程可以理解,PV=nRT,T升高,V不变时,P升高。在蒸发冷凝器或水冷冷凝器另加单独的储液器时,或者在风冷系统中,储液器放在不正常的位置时(靠近压缩机排气),都会憋高冷凝压力。

此类问题最好的解决方案是确保储液器是处于低于冷凝温度的环境下。如果不可能,则应对储液器进行隔热处理以减小热交换。

上面说了加装储液器会减小系统的过冷度,还有可能憋高冷凝压力,所以一定要注意,不到非要加装储液器解决问题的时候,千万不要加。

如果系统需要储液器来调节制冷剂的循环量,那应该安装在什么位置,需要注意哪些问题呢?

1、储液器尽量靠近冷凝器安装。

2、储液器的位置尽可能比冷凝器低。

3、冷凝器和储液器之间的连管要保证制冷剂液体的流速不大于0.5-0.75m/s。

4、管路的设置要避免有存液弯头。这样冷凝后的液体可以马上进入到储液器里,不会造成冷凝器因为积液而影响冷凝效果。

5、储液器要避免阳光的照射,也要远离高温部件或设备,因为储液器吸收热量会影响系统效率。如果吸收热量过多会有爆炸的危险,特别是在储液器比较满的时候。

6、在冬天运行系统时,最好能在储液器上加一个加热器,以保证有足够的压力,以避免系统在启动时发生问题。

再和大家说一个很多厂家都忽视的问题,热泵机组储液的位置。

以前热泵机组受膨胀阀只能单向的限制,采用4个单向阀来控制,在制冷和制热两种工况时,冷凝液体始终从同一方向进出储液器,然后进入膨胀阀节流,系统不会出现什么问题。

现在双向膨胀阀技术已经很成熟,取消了单向阀组的用法,采用双向储液器,在系统中的压力是交替变化的,时为低压储液器,时为高压储液器。

问题就在这!

什么时候作为低压储液器,什么时候作为高压储液器呢?

好多厂家都惯用制冷优先的思维,制冷时为高压储液器,制热时为低压储液器。如下图虚线位置。

这样一来就出问题了,夏季制冷剂的循环量大于冬季的循环量,如果充的制冷剂满足夏季工况运行,冬季就会冷凝压力过高了。

此时高压比不加储液器时的压力还高。由于加了储液器,为满足夏季工况运行会比不加储液器时充的制冷剂要多,而储液器本来就要储存冬夏季节工况差异多余的制冷剂。

本身不加储液器时冬季的制冷剂就多了,再加上储液器多加的制冷剂,那就更多了。

所以有的厂家就纳闷,我不加储液器,冬季的高压还没有那么高,加了储液器冬季的高压反而更高了。这就是储液器加的位置不对啊。

也许有的工程师会说,如果装在实线位置,夏季的效果不是打折扣了吗。我认为不会,表现应该更加优秀才对。

因为制冷剂经过膨胀阀后是有一定干度的饱和液体,而双向储液器的进出管几乎升到底部,饱和液体在储液器内,由于气体的密度较小,气体在上,液体在下,进入蒸发器的液体更纯,干度更小,蒸发效果更好。
 

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