空調(diào)氣液分離器的設(shè)計與使用

1、 空調(diào)氣液分離器的設(shè)計與使用一、 工作原理二、 氣液分離器的作用 三、 氣液分離器的安裝位置四、 氣液分離器的容積設(shè)計五、 氣液分離器回油孔的設(shè)計六、 氣液分離器均壓孔的設(shè)計 七、 氣液分離器評價試驗步驟和判定標準八、 氣液分離器的圖紙九、 氣液分離器設(shè)計和使用的雷區(qū)十、 氣液分離器的選型對照表十一、 氣液分離器錯誤的安裝引起的故障(案例)一、工作原理飽和氣體在降溫或者加壓過程中，一部分可凝氣體組分會形成小液滴·隨氣體一起流動。 氣液分離器就是處理含有少量凝液的氣體，實現(xiàn)凝液回收或者氣相凈化。 其結(jié)構(gòu)一般就是一個壓力容器，內(nèi)部有相關(guān)進氣構(gòu)件、液滴捕集構(gòu)件。 一般氣體由上部出口，液相由

2、下部收集。 氣液分離罐是利用絲網(wǎng)除沫，或折流擋板之類的內(nèi)部構(gòu)件，將氣體中夾帶的液體進一步凝結(jié)，排放，以去除液體的效果。 基本原理是利用氣液比重不同，在一個突然擴大的容器中，流速降低后，在主流體轉(zhuǎn)向的過程中，氣相中細微的液滴下沉而與氣體分離，或利用旋風分離器，氣相中細微的液滴被進口高速氣流甩到器壁上，碰撞后失去動能而與轉(zhuǎn)向氣體分離。下圖是空調(diào)使用的氣液分離器二、氣液分離器的作用 1. 把從蒸發(fā)器返回到壓縮機的冷媒分離成氣體和液體，僅使氣體回到壓縮機，從而避免液態(tài)制冷劑進入壓縮機破壞潤滑或者損壞渦旋盤。（以防止壓縮機液擊。） 2. 使氣液分離器中的潤滑油回到壓縮機，它可以暫時儲存多余的制冷劑液體，

3、并且也防止了多余制冷劑流到壓縮機曲軸箱造成油的稀釋。因為在分離過程中，冷凍油也會被分離出來并積存在底部，所以在氣液分離器出口管和底部會有一個油孔，保證冷凍油可以回到壓縮，從而避免壓縮機缺油。 注：如果能保證蒸發(fā)器出口的冷媒總是氣體的狀態(tài)，也可以取消氣液分離器。 原則上講，所有的熱泵產(chǎn)品都應(yīng)該增加氣液分離器，單冷機型視情況決定，一般建議使用。 3. 一般情況下12000W制冷量（5匹及以上的空調(diào)）需要氣液分離器，而渦旋壓縮機本身不帶儲液罐，則另外要增加氣液分離器，旋轉(zhuǎn)式壓縮機本身就帶有儲液罐。 旋轉(zhuǎn)式壓縮機 渦旋壓縮機 三、氣液分離器的安裝位置 1. 單冷用：安裝在蒸發(fā)器的出口管和壓縮機的入口管

4、之間。 2. 熱泵型：安裝在四通閥的出口管（總是低壓、低溫的管）和壓縮機的入口管（吸氣管）之間。 注： 氣液分離器盡量靠近壓縮機安裝，有四通閥的安裝在四通閥和壓縮機之間，有過濾器的安裝在它和壓縮機之間。 避免上圖的安裝 正確的安裝 單冷機的安裝位置 冷暖機的安裝位置四、氣液分離器的容積設(shè)計 氣液分離器必須有足夠的容量來儲存多余的液態(tài)制冷劑。特別是熱泵系統(tǒng)，最好不要少于充注量的50%，如果有條件最好做試驗驗證一下，因為用毛細管在制熱時節(jié)流，可能會有70%的液態(tài)制冷劑回到氣液分離器。還有高排氣壓力，低吸氣壓力也會讓更多的液態(tài)制冷劑進入氣液分離器。用熱力膨脹閥會少一些，但也可能會有50%流到氣液分離

5、器，主要是在除霜開始后，制冷劑會大量流過蒸發(fā)器而不蒸發(fā)從而進入氣液分離器。在停機時，氣液分離器是系統(tǒng)中最冷的部件，所以制冷劑會遷移到這里，所以要保證氣分有足夠的容量來儲存這些液態(tài)制冷劑。有效容積V：汽液分離器出口管入口到底部的容積，見圖1，有效容積示意圖。(后面有容量與能力的對照表) V (cc) 最大制冷劑注入量(g)÷1.28×0.8以上 例子：一套120柜機最大充注量約為 8000g÷1.28X0.8 =5000V(cc) 即5升注：最大制冷劑注入量：室外機制冷劑注入量最長配管時的追加制冷劑注入量。最大制冷劑注入量要考慮到系統(tǒng)允許的油重比，在不符合壓縮機規(guī)格

6、書的情況下，必須與壓機廠家做溝通并書面確認。 1.28：制冷劑R22在0飽和液態(tài)情況下的比重，R410A為1.18。 0.8：安全系數(shù)。由于高壓腔壓縮機抗液擊的能力差，所以當選用高壓腔壓縮機時需要與壓機廠家進行充分的溝通。無論如何，最終還需要根據(jù)實驗進行容積確認，具體實驗方法見后面敘述。 五、氣液分離器回油孔的設(shè)計 氣液分離器基本上是把從蒸發(fā)器返回到壓縮機的冷媒分離成氣體和液體，僅使氣體回到壓縮機。但是被分離下來積留的液體冷媒中會溶入油，因此有必要使油回到壓縮機，保證壓縮機內(nèi)的油量給渦旋部件的供油。 為了回油，氣液分離器的出口管是設(shè)計成通到氣液分離器底部的彎曲形狀，再在彎曲部分的側(cè)面設(shè)計一個回

7、油孔，使附著油的液體冷媒回到壓縮機?；赜涂状罅嘶赜蜁兒茫且后w冷媒的回流也會變多，從而導(dǎo)致油被稀釋（油的潤滑作用降低）渦旋部會異常磨耗，壓縮機就可能出故障。 回油孔小了回去的液體冷媒會減少了，但是因回油也減少了，機內(nèi)就會供油不足，由于渦旋部的供油不足，就會出現(xiàn)異常磨耗，從而導(dǎo)致壓縮機出現(xiàn)故障。 因此回油孔徑要保證壓縮機內(nèi)的油量，且要抑制液體冷媒的回流使之達到油稀釋的規(guī)定以下，有必要設(shè)計合適的孔徑。 氣液分離器的回油孔徑是否合適，可以通過測定在各運轉(zhuǎn)條件下的壓縮機底部的溫度（油的溫度）和蒸發(fā)溫度的差是否達到了下列的值來判斷。 氣液分離器的孔徑是否合適，可以通在氣液分離器及機上裝一個可以看到液

8、面、油面視鏡的液，在除霜運轉(zhuǎn)及關(guān)機后的初始運轉(zhuǎn)時可以看到壓縮機的油面來判斷。在壓縮機的油面比規(guī)定的低，氣液分離器的液面很高時，追加回油孔使這部分混著油的冷媒液體回到壓縮機。這個回油孔的追加要總是能保證油面。加大下面的回油孔徑的方法是有的，但是因為在液面較低時總是冷媒液體回量很多壓縮機的油被稀釋，潤滑油在制熱低溫條件下產(chǎn)生兩相分離，下部油濃度低的冷媒、上部油濃度高的冷媒液體積留著，所以為增加壓縮機的信賴度追加多個（油濃度的冷媒的位置）回油孔（直徑）來保證壓縮機的油面。 建議為超低溫設(shè)計的機組在做回油孔設(shè)計時，采用多回油孔的設(shè)計方法（回油孔分散到合適的高度，這樣可以提高壓縮機的可靠性，回油孔的總面

9、積和一個孔時相同），如圖2，多回油孔示意圖。 六、氣液分離器均壓孔的設(shè)計 1 氣液分離器的壓力損失盡可能小。冷凍油和制冷劑的流量由出口U形管的尺寸控制，所以它的尺寸也決定了制冷劑的壓力損失，因為進入出口管的制冷劑是高速的。氣液分離器出口管的均壓孔徑是按以下計算的。 均壓管孔徑面積(mm2) 出口管外徑斷面積(mm2) × (0.030.033) （注）最終的均壓孔徑的計算，還是根據(jù)實驗來決定的。 氣液分離器的液態(tài)制冷劑在積存量固定的狀態(tài)下停下壓縮機時，液態(tài)制冷劑是不會流入壓縮機內(nèi)的。在氣液分離器壓縮機之間安裝視液鏡進行確認。 計算事例 設(shè)計條件 出口管外徑：22.3 均壓管孔徑面積(

10、mm2) 1/4×3.14×(22.32)×0.03 11.71 均壓孔徑(mm) 11.71÷(1/4×3.14) 3.9 初步采用4.0的均壓孔，后用試驗進行確認 七、氣液分離器評價試驗步驟和判定標準 7-1.氣液分離器評價試驗裝 如下圖3 氣液分離器評價試驗裝置圖。 7-2.氣分的容積評價方法 制冷制熱兩用以最大冷媒充注量（加上施工現(xiàn)場的追加量）的狀態(tài)，除霜運轉(zhuǎn)的除霜前、除霜中和除霜后在氣液分離器中積留的冷媒不超過氣液分離器出口管末端為容量。 制冷用：以最大冷媒充注量的狀態(tài)，在蒸發(fā)器空氣吸入側(cè)的過濾網(wǎng)基本堵塞被假設(shè)為最大狀態(tài)的條件下進行制

11、冷低溫運轉(zhuǎn)，在氣液分離器中積留的冷媒不超過氣液分離器出口管的末端為容量。 7-3. 氣分的回油孔孔徑評價方法 7-3-1測試樣品要求 以1.5為mm（或者壓縮機廠家推薦的值）為標準值，做多種的孔徑。 （例）面積換算，有3015標準值1530的5種左右。 7-3-2 回油孔標準實驗判定 試驗條件 ：制冷標準實驗 額定輸出(100，變頻機最高允許頻率)運轉(zhuǎn) Td控制關(guān)閉 標準的冷媒裝入量 運轉(zhuǎn)3個小時以上 判定基準： 氣溫度Td在“Pd-temp35 Td （Td高溫側(cè)允許溫度20）”的范圍內(nèi)。 注：Td高溫側(cè)允許溫度是確認壓縮機納入仕樣書用的。 壓縮機油溫為 “Ps-temp30Toil60”。

12、*僅對于低壓腔壓縮機 注：對于高壓腔的壓縮機：Pd-temp35Toil（Td高溫側(cè)允許溫度20） 汽液分離器內(nèi)的油面（冷媒和油的溶解液）“在回油孔相同高度或以下”。 試驗過程中，油面到達回油孔以上的時間在10min以內(nèi)，油面回到回油孔位置的時候，時間清零，進行再次計算。 10min后，若油面繼續(xù)停留在回油孔位置以上，可以斷定“回油孔過小”。 壓縮機油面“通常在壓縮機最低安全油面位置以上”。 判定參考： 回油孔過大的時候：“TdPd-temp35”的情況很多。 回油孔過小的時候：油面高度“達到油孔位置以上的時間很長”這種情況也很多。 7-3-3.回油孔啟動實驗判定 代表性條件的試驗(7-3-3

13、)合格后，進行制冷標準條件下的冷時啟動實驗。 試驗條件：名義制冷試驗，同上。 試驗方法： 實驗開始前的停機時間為2個小時以上。 啟動后到稍微穩(wěn)定運轉(zhuǎn)為止，觀察各視液鏡的狀況并做記錄。 判定基準： 油孔位置以上的油面(冷媒和油的溶解液)高度，為啟動后15分鐘以內(nèi)。15分鐘后， 若油面繼續(xù)停留在回油孔位置以上，可以斷定“回油孔過小”。 壓縮機油面通常為最低安全油面位置以上。 無液壓縮。 通過液壓縮音異常振動等進行判定。 7-4.氣分的均壓孔孔徑評價方法 7-4-1測試樣品 回油孔徑按照前面方法計算的孔徑，制作多種孔徑的樣品。 （例）通過孔面積換算制作3015標準值1530這5種樣品。 7-4-2均

14、壓孔實驗判定 試驗條件：制冷標準實驗 額定輸出(100，變頻機為最高允許頻率)運轉(zhuǎn) Td控制關(guān)閉 標準的冷媒裝入量 試驗方法： 第1步： 為了使汽液分離器的油面水平達到A2水平以上，強制性的做濕運轉(zhuǎn)。 具體的濕運轉(zhuǎn)方法，是通過調(diào)整室內(nèi)機的過熱度（開大內(nèi)機PMV）控制來進行的。 第2步： 強制性的停壓機。 第3步： 停機前停機后數(shù)分鐘內(nèi)，觀察各視液鏡的狀況并做記錄。 特別是，要觀測汽液分離器 到壓縮機的有無液冷媒流入的情況。 判定基準： 有無液冷媒流入從汽液分離器流入壓縮機。 判定參考： 均壓孔徑過小的時候：“有液冷媒從汽液分離器壓縮機”的情況很多。 有液冷媒從汽液分離器壓縮機的時候 壓縮機油面

15、：停機后上升。 汽液分離器油面：停機后下降。 7-5氣分的其他的評價實驗條件 制作采用通過上述評價后的汽液分離器安裝在空調(diào)系統(tǒng)中進行所有的試驗。 試驗裝置：同前。 試驗條件： 制冷運轉(zhuǎn)時 ： 名義制冷制冷過負荷制冷超過負荷制冷結(jié)冰條件低溫制冷 制熱運轉(zhuǎn)時 ： 名義制熱制熱過負荷制熱超過負荷制熱除霜條件低溫制熱/ 極低溫制熱 內(nèi)機負荷條件：最大標準中間最小/組合（自動運轉(zhuǎn)） 判定基準:同前述。 八、 氣液分離器的圖紙氣液分離器設(shè)計圖紙要求內(nèi)容項目 序號項目要求1氣密性實驗壓力值R22制冷劑系統(tǒng): 3.0MPa，30min無泄漏R410A制冷劑系統(tǒng)：4.15MPa,30min無泄漏2基本耐壓壓力值

16、R22制冷劑系統(tǒng): 4.9MPa，30min無宏觀變形和泄漏R410A制冷劑系統(tǒng)：6.6MPa,30min無宏觀變形和泄漏3極限耐壓壓力值R22制冷劑系統(tǒng): 10MPa，1min無破裂和泄漏，允許存在不導(dǎo)致泄漏的宏觀變形； R410A制冷劑系統(tǒng)：13MPa,30min無破裂和泄漏，允許存在不導(dǎo)致泄漏的宏觀變形4內(nèi)部清潔度要求內(nèi)部殘留異物小于15mg/m2,含水量小于90mg/ m25外觀要求不允許有毛刺、銳邊、變形等缺陷，漆面無明顯劃傷6噴涂漆的要求黑色環(huán)氨聚脂粉末（管頂端20mm內(nèi)不噴涂），膜厚0.02mm以上7有害物等級規(guī)定按照ROHS指標規(guī)定8重量要求需明確規(guī)定9必檢尺寸要求必須明確重要

17、裝配尺寸為必檢尺寸10尺寸公差要求未注尺寸公差按GB/T 1804-V級11其他要求成品內(nèi)充入壓力不低于0.05MPa的干燥氮氣，并且明確標明進氣管九、氣液分離器設(shè)計和使用的雷區(qū)序號類別 雷區(qū) 解決措施 問題警示 1設(shè)計 儲液罐有效容積太小 通過計算并與壓縮機廠廠家進行確認 1、 注意區(qū)分有效容積 2、 有效容積太小可能會造成壓縮機液擊 2設(shè)計均壓孔徑太小 參照上面計算及試驗方法進行確認 孔徑太小可能會造成停機時回液，壓縮機再啟動時出現(xiàn)故障 3設(shè)計均壓孔徑太大 參照上面計算及試驗方法進行確認 孔徑太大可能會造成壓縮機回油不良 4設(shè)計回油孔徑太小 參照試驗方法進行確認，同時參考母本回油孔徑太小會

18、造成壓縮機回油不良 5設(shè)計回油孔徑太大 參照試驗方法進行確認，同時參考母本回油孔徑太大會造成壓縮機回液 6設(shè)計回油孔無過濾網(wǎng) 回油孔必須設(shè)計過濾網(wǎng) 無過濾網(wǎng)會造成回油孔被雜質(zhì)堵塞。7設(shè)計低壓儲液罐進管腔體內(nèi)出口高于出管入口氣液分離器進管腔體內(nèi)出口低于出管入口，參考上圖造成壓縮機回液 8安裝低壓儲液罐進出液管接反 標注進液管，嚴禁接反 接反會造成回油不良、回液等嚴重問題造成壓縮機液擊十、 氣液分離器的選型對照表十一、氣液分離器錯誤的安裝引起的故障關(guān)于越南SUMIKURA KF-120LW/B1 柜機中氣液分離器進出口管焊反的事例。見下圖A當時客戶反饋的情況是整機運行了約12小時，壓縮機突然停止工作，室內(nèi)外風機在運轉(zhuǎn)，顯示“P5”故障代碼。顯示“P5”故障代碼指的是系統(tǒng)異常。整機重新通電，測試吸氣側(cè)壓力（0.6Mpa）都比較正常，同樣情況是整機運行了約12小時，壓縮機停止工作，室內(nèi)外風機在運轉(zhuǎn)，顯示“P5”故障代碼。 紅色箭頭是氣液分離器進口管，打有鋼印“IN“字藍色箭頭是氣液分離器的出口管，下圖中的壓縮機吸氣管(黃色箭頭)與氣液分離器進口管連接在一起，導(dǎo)致液體