空調(diào)氣液分離器的設(shè)計(jì)與使用

1、 空調(diào)氣液分離器的設(shè)計(jì)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(jì)五、 氣液分離器回油孔的設(shè)計(jì)六、 氣液分離器均壓孔的設(shè)計(jì) 七、 氣液分離器評(píng)價(jià)試驗(yàn)步驟和判定標(biāo)準(zhǔn)八、 氣液分離器的圖紙九、 氣液分離器設(shè)計(jì)和使用的雷區(qū)十、 氣液分離器的選型對(duì)照表十一、 氣液分離器錯(cuò)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(guò)程中，一部分可凝氣體組分會(huì)形成小液滴·隨氣體一起流動(dòng)。 氣液分離器就是處理含有少量凝液的氣體，實(shí)現(xiàn)凝液回收或者氣相凈化。 其結(jié)構(gòu)一般就是一個(gè)壓力容器，內(nèi)部有相關(guān)進(jìn)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(jìn)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(gè)突然擴(kuò)大的容器中，流速降低后，在主流體轉(zhuǎn)向的過(guò)程中，氣相中細(xì)微的液滴下沉而與氣體分離，或利用旋風(fēng)分離器，氣相中細(xì)微的液滴被進(jìn)口高速氣流甩到器壁上，碰撞后失去動(dòng)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(jī)的冷媒分離成氣體和液體，僅使氣體回到壓縮機(jī)，從而避免液態(tài)制冷劑進(jìn)入壓縮機(jī)破壞潤(rùn)滑或者損壞渦旋盤。（以防止壓縮機(jī)液擊。） 2. 使氣液分離器中的潤(rùn)滑油回到壓縮機(jī)，它可以暫時(shí)儲(chǔ)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(jī)曲軸箱造成油的稀釋。因?yàn)樵诜蛛x過(guò)程中，冷凍油也會(huì)被分離出來(lái)并積存在底部，所以在氣液分離器出口管和底部會(huì)有一個(gè)油孔，保證冷凍油可以回到壓縮，從而避免壓縮機(jī)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(jī)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?dú)庖悍蛛x器，而渦旋壓縮機(jī)本身不帶儲(chǔ)液罐，則另外要增加氣液分離器，旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)本身就帶有儲(chǔ)液罐。 旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī) 渦旋壓縮機(jī) 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(jī)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(jī)的入口管（吸氣管）之間。 注： 氣液分離器盡量靠近壓縮機(jī)安裝，有四通閥的安裝在四通閥和壓縮機(jī)之間，有過(guò)濾器的安裝在它和壓縮機(jī)之間。 避免上圖的安裝 正確的安裝 單冷機(jī)的安裝位置 冷暖機(jī)的安裝位置四、氣液分離器的容積設(shè)計(jì) 氣液分離器必須有足夠的容量來(lái)儲(chǔ)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(yàn)驗(yàn)證一下，因?yàn)橛妹?xì)管在制熱時(shí)節(jié)流，可能會(huì)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(huì)讓更多的液態(tài)制冷劑進(jìn)入氣液分離器。用熱力膨脹閥會(huì)少一些，但也可能會(huì)有50%流到氣液分離

5、器，主要是在除霜開(kāi)始后，制冷劑會(huì)大量流過(guò)蒸發(fā)器而不蒸發(fā)從而進(jìn)入氣液分離器。在停機(jī)時(shí)，氣液分離器是系統(tǒng)中最冷的部件，所以制冷劑會(huì)遷移到這里，所以要保證氣分有足夠的容量來(lái)儲(chǔ)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(jiàn)圖1，有效容積示意圖。(后面有容量與能力的對(duì)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(jī)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(jī)制冷劑注入量最長(zhǎng)配管時(shí)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(jī)規(guī)格

6、書(shū)的情況下，必須與壓機(jī)廠家做溝通并書(shū)面確認(rèn)。 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(jī)抗液擊的能力差，所以當(dāng)選用高壓腔壓縮機(jī)時(shí)需要與壓機(jī)廠家進(jìn)行充分的溝通。無(wú)論如何，最終還需要根據(jù)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行容積確認(rèn)，具體實(shí)驗(yàn)方法見(jiàn)后面敘述。 五、氣液分離器回油孔的設(shè)計(jì) 氣液分離器基本上是把從蒸發(fā)器返回到壓縮機(jī)的冷媒分離成氣體和液體，僅使氣體回到壓縮機(jī)。但是被分離下來(lái)積留的液體冷媒中會(huì)溶入油，因此有必要使油回到壓縮機(jī)，保證壓縮機(jī)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(jì)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(jì)一個(gè)回

7、油孔，使附著油的液體冷媒回到壓縮機(jī)?；赜涂状罅嘶赜蜁?huì)變好，但是液體冷媒的回流也會(huì)變多，從而導(dǎo)致油被稀釋（油的潤(rùn)滑作用降低）渦旋部會(huì)異常磨耗，壓縮機(jī)就可能出故障。 回油孔小了回去的液體冷媒會(huì)減少了，但是因回油也減少了，機(jī)內(nèi)就會(huì)供油不足，由于渦旋部的供油不足，就會(huì)出現(xiàn)異常磨耗，從而導(dǎo)致壓縮機(jī)出現(xiàn)故障。 因此回油孔徑要保證壓縮機(jī)內(nèi)的油量，且要抑制液體冷媒的回流使之達(dá)到油稀釋的規(guī)定以下，有必要設(shè)計(jì)合適的孔徑。 氣液分離器的回油孔徑是否合適，可以通過(guò)測(cè)定在各運(yùn)轉(zhuǎn)條件下的壓縮機(jī)底部的溫度（油的溫度）和蒸發(fā)溫度的差是否達(dá)到了下列的值來(lái)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(jī)上裝一個(gè)可以看到液

8、面、油面視鏡的液，在除霜運(yùn)轉(zhuǎn)及關(guān)機(jī)后的初始運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)可以看到壓縮機(jī)的油面來(lái)判斷。在壓縮機(jī)的油面比規(guī)定的低，氣液分離器的液面很高時(shí)，追加回油孔使這部分混著油的冷媒液體回到壓縮機(jī)。這個(gè)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?yàn)樵谝好孑^低時(shí)總是冷媒液體回量很多壓縮機(jī)的油被稀釋，潤(rùn)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(jī)的信賴度追加多個(gè)（油濃度的冷媒的位置）回油孔（直徑）來(lái)保證壓縮機(jī)的油面。 建議為超低溫設(shè)計(jì)的機(jī)組在做回油孔設(shè)計(jì)時(shí)，采用多回油孔的設(shè)計(jì)方法（回油孔分散到合適的高度，這樣可以提高壓縮機(jī)的可靠性，回油孔的總面

9、積和一個(gè)孔時(shí)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(jì) 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?yàn)檫M(jìn)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(jì)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(jì)算，還是根據(jù)實(shí)驗(yàn)來(lái)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(jī)時(shí)，液態(tài)制冷劑是不會(huì)流入壓縮機(jī)內(nèi)的。在氣液分離器壓縮機(jī)之間安裝視液鏡進(jìn)行確認(rèn)。 計(jì)算事例 設(shè)計(jì)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(yàn)進(jìn)行確認(rèn) 七、氣液分離器評(píng)價(jià)試驗(yàn)步驟和判定標(biāo)準(zhǔn) 7-1.氣液分離器評(píng)價(jià)試驗(yàn)裝 如下圖3 氣液分離器評(píng)價(jià)試驗(yàn)裝置圖。 7-2.氣分的容積評(píng)價(jià)方法 制冷制熱兩用以最大冷媒充注量（加上施工現(xiàn)場(chǎng)的追加量）的狀態(tài)，除霜運(yùn)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(guò)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(guò)濾網(wǎng)基本堵塞被假設(shè)為最大狀態(tài)的條件下進(jìn)行制

11、冷低溫運(yùn)轉(zhuǎn)，在氣液分離器中積留的冷媒不超過(guò)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(píng)價(jià)方法 7-3-1測(cè)試樣品要求 以1.5為mm（或者壓縮機(jī)廠家推薦的值）為標(biāo)準(zhǔn)值，做多種的孔徑。 （例）面積換算，有3015標(biāo)準(zhǔn)值1530的5種左右。 7-3-2 回油孔標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)判定 試驗(yàn)條件 ：制冷標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn) 額定輸出(100，變頻機(jī)最高允許頻率)運(yùn)轉(zhuǎn) Td控制關(guān)閉 標(biāo)準(zhǔn)的冷媒裝入量 運(yùn)轉(zhuǎn)3個(gè)小時(shí)以上 判定基準(zhǔn)： 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(rèn)壓縮機(jī)納入仕樣書(shū)用的。 壓縮機(jī)油溫為 “Ps-temp30Toil60”。

12、*僅對(duì)于低壓腔壓縮機(jī) 注：對(duì)于高壓腔的壓縮機(jī)：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(yàn)過(guò)程中，油面到達(dá)回油孔以上的時(shí)間在10min以內(nèi)，油面回到回油孔位置的時(shí)候，時(shí)間清零，進(jìn)行再次計(jì)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(guò)小”。 壓縮機(jī)油面“通常在壓縮機(jī)最低安全油面位置以上”。 判定參考： 回油孔過(guò)大的時(shí)候：“TdPd-temp35”的情況很多。 回油孔過(guò)小的時(shí)候：油面高度“達(dá)到油孔位置以上的時(shí)間很長(zhǎng)”這種情況也很多。 7-3-3.回油孔啟動(dòng)實(shí)驗(yàn)判定 代表性條件的試驗(yàn)(7-3-3

13、)合格后，進(jìn)行制冷標(biāo)準(zhǔn)條件下的冷時(shí)啟動(dòng)實(shí)驗(yàn)。 試驗(yàn)條件：名義制冷試驗(yàn)，同上。 試驗(yàn)方法： 實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前的停機(jī)時(shí)間為2個(gè)小時(shí)以上。 啟動(dòng)后到稍微穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)為止，觀察各視液鏡的狀況并做記錄。 判定基準(zhǔn)： 油孔位置以上的油面(冷媒和油的溶解液)高度，為啟動(dòng)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(guò)小”。 壓縮機(jī)油面通常為最低安全油面位置以上。 無(wú)液壓縮。 通過(guò)液壓縮音異常振動(dòng)等進(jìn)行判定。 7-4.氣分的均壓孔孔徑評(píng)價(jià)方法 7-4-1測(cè)試樣品 回油孔徑按照前面方法計(jì)算的孔徑，制作多種孔徑的樣品。 （例）通過(guò)孔面積換算制作3015標(biāo)準(zhǔn)值1530這5種樣品。 7-4-2均

14、壓孔實(shí)驗(yàn)判定 試驗(yàn)條件：制冷標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn) 額定輸出(100，變頻機(jī)為最高允許頻率)運(yùn)轉(zhuǎn) Td控制關(guān)閉 標(biāo)準(zhǔn)的冷媒裝入量 試驗(yàn)方法： 第1步： 為了使汽液分離器的油面水平達(dá)到A2水平以上，強(qiáng)制性的做濕運(yùn)轉(zhuǎn)。 具體的濕運(yùn)轉(zhuǎn)方法，是通過(guò)調(diào)整室內(nèi)機(jī)的過(guò)熱度（開(kāi)大內(nèi)機(jī)PMV）控制來(lái)進(jìn)行的。 第2步： 強(qiáng)制性的停壓機(jī)。 第3步： 停機(jī)前停機(jī)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(cè)汽液分離器 到壓縮機(jī)的有無(wú)液冷媒流入的情況。 判定基準(zhǔn)： 有無(wú)液冷媒流入從汽液分離器流入壓縮機(jī)。 判定參考： 均壓孔徑過(guò)小的時(shí)候：“有液冷媒從汽液分離器壓縮機(jī)”的情況很多。 有液冷媒從汽液分離器壓縮機(jī)的時(shí)候 壓縮機(jī)油面

15、：停機(jī)后上升。 汽液分離器油面：停機(jī)后下降。 7-5氣分的其他的評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)條件 制作采用通過(guò)上述評(píng)價(jià)后的汽液分離器安裝在空調(diào)系統(tǒng)中進(jìn)行所有的試驗(yàn)。 試驗(yàn)裝置：同前。 試驗(yàn)條件： 制冷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí) ： 名義制冷制冷過(guò)負(fù)荷制冷超過(guò)負(fù)荷制冷結(jié)冰條件低溫制冷 制熱運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí) ： 名義制熱制熱過(guò)負(fù)荷制熱超過(guò)負(fù)荷制熱除霜條件低溫制熱/ 極低溫制熱 內(nèi)機(jī)負(fù)荷條件：最大標(biāo)準(zhǔn)中間最小/組合（自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)） 判定基準(zhǔn):同前述。 八、 氣液分離器的圖紙氣液分離器設(shè)計(jì)圖紙要求內(nèi)容項(xiàng)目 序號(hào)項(xiàng)目要求1氣密性實(shí)驗(yàn)壓力值R22制冷劑系統(tǒng): 3.0MPa，30min無(wú)泄漏R410A制冷劑系統(tǒng)：4.15MPa,30min無(wú)泄漏2基本耐壓壓力值

16、R22制冷劑系統(tǒng): 4.9MPa，30min無(wú)宏觀變形和泄漏R410A制冷劑系統(tǒng)：6.6MPa,30min無(wú)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(wú)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(wú)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(wú)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(jí)規(guī)定按照ROHS指標(biāo)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(jí)11其他要求成品內(nèi)充入壓力不低于0.05MPa的干燥氮?dú)猓⑶颐鞔_標(biāo)明進(jìn)氣管九、氣液分離器設(shè)計(jì)和使用的雷區(qū)序號(hào)類別 雷區(qū) 解決措施 問(wèn)題警示 1設(shè)計(jì) 儲(chǔ)液罐有效容積太小 通過(guò)計(jì)算并與壓縮機(jī)廠廠家進(jìn)行確認(rèn) 1、 注意區(qū)分有效容積 2、 有效容積太小可能會(huì)造成壓縮機(jī)液擊 2設(shè)計(jì)均壓孔徑太小 參照上面計(jì)算及試驗(yàn)方法進(jìn)行確認(rèn) 孔徑太小可能會(huì)造成停機(jī)時(shí)回液，壓縮機(jī)再啟動(dòng)時(shí)出現(xiàn)故障 3設(shè)計(jì)均壓孔徑太大 參照上面計(jì)算及試驗(yàn)方法進(jìn)行確認(rèn) 孔徑太大可能會(huì)造成壓縮機(jī)回油不良 4設(shè)計(jì)回油孔徑太小 參照試驗(yàn)方法進(jìn)行確認(rèn)，同時(shí)參考母本回油孔徑太小會(huì)

18、造成壓縮機(jī)回油不良 5設(shè)計(jì)回油孔徑太大 參照試驗(yàn)方法進(jìn)行確認(rèn)，同時(shí)參考母本回油孔徑太大會(huì)造成壓縮機(jī)回液 6設(shè)計(jì)回油孔無(wú)過(guò)濾網(wǎng) 回油孔必須設(shè)計(jì)過(guò)濾網(wǎng) 無(wú)過(guò)濾網(wǎng)會(huì)造成回油孔被雜質(zhì)堵塞。7設(shè)計(jì)低壓儲(chǔ)液罐進(jìn)管腔體內(nèi)出口高于出管入口氣液分離器進(jìn)管腔體內(nèi)出口低于出管入口，參考上圖造成壓縮機(jī)回液 8安裝低壓儲(chǔ)液罐進(jìn)出液管接反 標(biāo)注進(jìn)液管，嚴(yán)禁接反 接反會(huì)造成回油不良、回液等嚴(yán)重問(wèn)題造成壓縮機(jī)液擊十、 氣液分離器的選型對(duì)照表十一、氣液分離器錯(cuò)誤的安裝引起的故障關(guān)于越南SUMIKURA KF-120LW/B1 柜機(jī)中氣液分離器進(jìn)出口管焊反的事例。見(jiàn)下圖A當(dāng)時(shí)客戶反饋的情況是整機(jī)運(yùn)行了約12小時(shí)，壓縮機(jī)突然停止工作，室內(nèi)外風(fēng)機(jī)在運(yùn)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(jī)重新通電，測(cè)試吸氣側(cè)壓力（0.6Mpa）都比較正常，同樣情況是整機(jī)運(yùn)行了約12小時(shí)，壓縮機(jī)停止工作，室內(nèi)外風(fēng)機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)，顯示“P5”故障代碼。 紅色箭頭是氣液分離器進(jìn)口管，打有鋼印“IN“字藍(lán)色箭頭是氣液分離器的出口管，下圖中的壓縮機(jī)吸氣管(黃色箭頭)與氣液分離器進(jìn)口管連接在一起，導(dǎo)致液體