【壓縮機網(wǎng)】01

　　預冷器在冷干機中起什么作用? 

 

　　答：嚴格講來(lái)，預冷器并不是冷凍干燥機的必備部件，但它在冷干機運行中又起很大的作用。預冷器在冷干機里的主要作用是“回收”被蒸發(fā)器冷卻后的壓縮空氣所攜帶的冷量(對絕大多數用戶(hù)來(lái)講這部分冷量屬“廢冷”)，并用這部分冷量來(lái)冷卻攜帶大量水蒸氣的較高溫度的壓縮空氣．從而減輕了冷干機制冷系統的熱負荷，達到節約能源的目的。

 

　　另一方面，低溫壓縮空氣在預冷器里溫度得到回升，使排氣管道外壁不致因溫度過(guò)低而出現討厭的掛露現象。此外，壓縮空氣溫度升高后，降低了管道內空氣的相對濕度(可達φ=5—10％)。根據金屬銹蝕理論，當環(huán)境相對濕度低于臨界點(diǎn)(φ=40％)時(shí)，金屬管道生銹現象便會(huì )停止。所以，現在冷干機中都設有預冷器。

 

　　02

　　沒(méi)有預冷器的冷干機可以用嗎?

 

　　答： 有些用戶(hù)需要含水量低而且溫度也低的壓縮空氣，這時(shí)冷干機就可不再設置預冷器了。由于不設置預冷器，冷空氣的冷量得不到回收利用，蒸發(fā)器熱負荷會(huì )增加很多。在這種情況下，不僅需要大制冷壓縮機的功率來(lái)進(jìn)行能量補償，而且對整個(gè)制冷系統的其它部件(蒸發(fā)器、冷凝器及節流元器件)都需要進(jìn)行核算。

 

　　03

　　在預冷器中冷、熱空氣升降溫幅度是否相等? 

 

　　答：在預冷器中，冷、熱壓縮空氣進(jìn)行熱質(zhì)交換，所交換的總熱量是相等的。但飽和熱氣流在降溫過(guò)程中發(fā)生相變，出現凝結水這個(gè)過(guò)程要消耗一部分冷量。而冷氣流在熱交換過(guò)程中所吸收到的熱量全部用于升溫，因此冷、熱氣流的溫度變化幅度是不相同的，其規律是熱氣流降溫幅度比冷氣流升溫幅度要小。譬如在某種工況下，熱空氣由40℃降至28℃，降幅為12℃，而冷空氣可由5℃升至24℃，升幅可到達19℃。

 

　　04

　　冷干機的排氣溫度能有多高? 

 

　　答：從能量利用角度講，我們總希望冷干機排氣溫度越高越好，最好能與進(jìn)氣溫度相同，此時(shí)“廢冷”為零。但實(shí)際上是達不到這一點(diǎn)的，冷干機進(jìn)、出氣溫相差15℃以上的情況并不鮮見(jiàn)。這是因為：

 

　?、倌芰吭趥鬟f、交換過(guò)程中，不可避免會(huì )有損失；

 

　?、诒旧頊囟炔桓?、溫差不大的同質(zhì)氣體在間壁對流傳熱中(特別在順流傳熱時(shí))傳熱系數不大；

 

　?、墼跓峤粨Q過(guò)程中飽和熱氣流的降溫必然伴隨產(chǎn)生相變，其所吸收到的全部冷量中必有一部分用來(lái)支付相變潛熱，從而熱氣流溫度降幅受到限制。這反過(guò)來(lái)又限制了冷氣流溫度的升高(在順流傳熱時(shí)尤其如此)。

 

　　05

　　冷干機排氣溫度過(guò)高有何原因? 

 

　　答：冷干機排氣溫度過(guò)高有時(shí)是不正常的，引起原因有：

 

　?、賶嚎s空氣進(jìn)行溫度過(guò)高或流量過(guò)大；

 

　?、谥评湎到y工況發(fā)生變化，引起玲媒蒸發(fā)溫度升高，使壓縮空氣在蒸發(fā)器量得不到足夠冷卻;

 

　?、垲A冷器管道外壁散熱量太大。

 

　　06

　　冷干機排氣溫度過(guò)低是何原因? 

 

　　答：冷干機排氣溫度過(guò)低原因有：

 

　?、兕A冷器熱變換面積不夠而蒸發(fā)器制冷量有余；

 

　?、趬嚎s空氣進(jìn)氣溫度較低或流量太??；

 

　?、壑评湎到y工況發(fā)生變化，使冷媒蒸發(fā)壓力低于正常值。

 

　　07

　　預冷器有沒(méi)有單獨設置于自動(dòng)排水器的必要? 

 

　　答：在預冷器里飽和濕熱空氣在降溫過(guò)程有凝結水析出。而且由于進(jìn)人預冷器的壓縮空氣溫度較高．含水量也多，所以在熱交換過(guò)程中預冷器中有很多凝結水析出。因此在預冷器上單獨設置一只自動(dòng)排水器讓一部分凝結水先行排出機外，可以減輕蒸發(fā)器的熱負荷，在大型冷干機中尤其應當這樣做。

 

　　08

　　預冷器中的折流擋板起什么作用? 

 

　　答：在冷干機的預冷器里，都設置有數量不等的折流擋板，作用有四個(gè)：

 

　?、儆靡愿淖冞M(jìn)入冷干機的壓縮空氣流線(xiàn)，使之由平流變?yōu)槲闪?。以增強冷熱氣流間的對流換熱強度；

 

　?、谠跉饬鬟\動(dòng)過(guò)程中，細小的凝結水滴由于不斷碰撞擋板而集聚長(cháng)大，又由于運動(dòng)方向的反復改變而產(chǎn)生離心效應。水珠在重力和慣性的雙重作用下得以與空氣分離；

 

　?、劭梢匝娱L(cháng)冷、熱空氣在預冷器星的運動(dòng)路徑，延長(cháng)接觸時(shí)間。從而使熱交換更充分；

 

　?、芸梢愿淖兝錈崃鲗α鞣较?，使順向對流變成折向對流，提高對流換熱系數。

 

　　09

　　為什么預冷器銅管一般不用套翅片銅管? 

 

　　答：預冷器管程、殼程內流過(guò)的都是壓縮空氣，兩者除了含水量不同外，其余物理性質(zhì)特別是放熱系數完全相同。沒(méi)有必要通過(guò)增加單側換熱面積(如采用套翅片銅管)來(lái)提高傳熱系數．所以冷干機一般都采用內外表面積基本相同的光營(yíng)或波紋管來(lái)作預冷器的換熱管。

 

　　10

　　預冷器換熱銅管破裂對冷干機有何影響? 

 

　　答：在預冷器里，熱濕空氣沿殼程流入蒸發(fā)器，而由蒸發(fā)器出來(lái)的冷干空氣經(jīng)預冷器管程排出。壓縮空氣經(jīng)過(guò)預冷器和蒸發(fā)器后會(huì )產(chǎn)生壓力降，上游熱濕空氣的壓力比下游冷干空氣的壓力高。如果銅管發(fā)生破裂，壓力較高、含水量較大的熱濕壓縮空氣就會(huì )直接從破裂處進(jìn)入冷干空氣管道．并在管內結露，所產(chǎn)生的凝結水會(huì )沿捷徑排出機外，出現排氣帶水現象。

 

　　11

　　蒸發(fā)器在冷干機中起什么作用?

 

　　答：蒸發(fā)器是冷干機主要的換熱部件。壓縮空氣在蒸發(fā)器中被強制冷卻，其中大部分水蒸氣冷卻而凝結成液態(tài)水排出機外，從而使壓縮空氣得到干燥。在蒸發(fā)器中進(jìn)行的是空氣與冷媒低壓蒸汽之間的對流熱質(zhì)交換，通過(guò)節流裝置后的低壓冷媒液體，在蒸發(fā)器里發(fā)生相變成為低壓冷媒蒸汽，在相變過(guò)程中吸收周?chē)鸁崃?，從而使壓縮空氣降溫。

 

　　12

　　冷干機蒸發(fā)器的熱負荷是由哪幾部分組成的? 

 

　　答：計算蒸發(fā)器熱負荷是設計冷干機制冷系統的依據，是冷干機熱工計算重要的一環(huán)。要計算蒸發(fā)器熱負荷，必須先確定下列三個(gè)參量：

 

　?、俦惶幚淼膲嚎s空氣質(zhì)量流量m(通常按空氣標準狀態(tài)時(shí)1Nm3／min計算)；

 

　?、趬嚎s空氣進(jìn)入蒸發(fā)器時(shí)的溫度t1(℃)；

 

　?、劭諝庠谡舭l(fā)器里最終將冷卻到的溫度t2(℃)，在實(shí)際計算中，t2往往用“壓力露點(diǎn)”期望值來(lái)代替。

 

　　飽和壓縮空氣在蒸發(fā)器里溫度從t1降到t2放出的熱量(也即吸收的冷量)由下列三部分組成：①溫度從tl降至t2時(shí)，壓縮空氣中干空氣所放出的熱量q1；②溫度從t1至t2時(shí)壓縮空氣中所含的水蒸氣所放出的熱量q2；③溫度從t1降至t2時(shí)凝結水量的相變潛熱q3。蒸發(fā)器的熱負荷Q就是上述三者之和。

 

　　13

　　壓縮空氣在蒸發(fā)器中溫度是怎樣變化的? 

 

　　答：來(lái)自冷干機預冷器的壓縮空氣(已經(jīng)被預先脫了一部分水，但含水量還相當大)進(jìn)入蒸發(fā)器后在殼程中運動(dòng)，曲折前進(jìn)過(guò)程中與蒸發(fā)器管程內的低溫冷媒蒸汽進(jìn)行對流熱交換。管內冷媒液體吸熱沸騰(通稱(chēng)蒸發(fā))成冷媒蒸汽是相變過(guò)程，在冷媒液體完全相變成氣體之前，蒸發(fā)壓力保持不變。蒸發(fā)溫度也保持不變，壓縮空氣在熱交換過(guò)程中溫度會(huì )越來(lái)越接近冷媒液體的蒸發(fā)溫度。但由于受到冷干機結構限制蒸發(fā)器換熱面積不可能無(wú)限增大，壓縮空氣與冷媒蒸汽之間的傳熱溫差總是存在的。因此壓縮空氣所能達到的冷卻溫度，在任何時(shí)候也不可能等于或低于蒸發(fā)溫度。

 

　　14

　　蒸發(fā)器銅管外緣為什么要套翅片? 

 

　　答：由于冷干機蒸發(fā)器里進(jìn)行的是熱力學(xué)性質(zhì)截然不同的壓縮空氣與冷媒蒸汽之間的對流熱交換。這兩種氣體的放熱系數相差十多倍；為了盡可能獲得較高的傳熱效果，必須加大放熱系數小的介質(zhì)一側(這里是壓縮空氣)的換熱面積。

 

　　因此在冷干機蒸發(fā)器銅管外壁(即與壓縮空氣接觸一側)要采用加大面積、強化換熱的措施．采用軋齒銅管或肋片管等就是為了達到這個(gè)且的的有效辦法。

 

　　15

　　壓縮空氣在蒸發(fā)器里的最終溫度取決于什么? 

 

　　答：蒸發(fā)器是冷干機里溫度最低的地方。且蒸發(fā)溫度與蒸發(fā)壓力相對應，蒸發(fā)壓力低，蒸發(fā)溫度也低。壓縮空氣在蒸發(fā)器里與管內冷媒的蒸發(fā)溫度進(jìn)行對流熱交換，由于管內低壓冷媒液體在蒸發(fā)過(guò)程中作等溫吸熱，因此管外壓縮空氣在流動(dòng)過(guò)程中溫度是逐步降低的；空氣最終冷卻到的溫度取決于多種因素，例如：冷媒液體的蒸發(fā)溫度、蒸發(fā)器換熱面積、壓縮空氣流線(xiàn)形態(tài)(平流還是紊流)、空氣流速等。這些都是在設計中一一確定。在蒸發(fā)溫度一定條件下，蒸發(fā)器的換熱面積對壓縮空氣最終溫度的影響最大。換熱面積大，空氣最終溫度與蒸發(fā)溫度的溫差就小。

 

　　從理論上講，只要蒸發(fā)器的換熱面積足夠大，壓縮空氣的最終冷卻溫度可以無(wú)限接近管內冷媒液體的蒸發(fā)溫度，但實(shí)際上是不可能做到的。在冷干機現實(shí)條件下，壓縮空氣的最終冷卻溫度(即理論“壓力露點(diǎn)”)比蒸發(fā)溫度高3～5℃是經(jīng)常有的。

 

　　16

　　蒸發(fā)溫度過(guò)高是什么原因引起的?有何危害? 

 

　　答：蒸發(fā)溫度是隨蒸發(fā)壓力增高而升高的。引起蒸發(fā)壓力增高的原因有：

 

　?、倮涓蓹C負荷超過(guò)額定值；

 

　?、趬嚎s空氣的工作壓力過(guò)低；

 

　?、圻M(jìn)入冷干機的壓縮溫度過(guò)高；

 

　?、芾涿较到y有問(wèn)題，如：膨脹閥開(kāi)啟過(guò)大冷媒液體充入量過(guò)多、冷凝器散熱不良導致冷凝壓力過(guò)高等；

 

　?、?a href="http://www.668qz.com" target="_blank" class="keylink">壓縮機有問(wèn)題。蒸發(fā)溫度過(guò)高，將導致壓縮空氣露點(diǎn)升高，出現除水不盡、排氣帶水等現象。

 

　　17

　　蒸發(fā)溫度過(guò)低是什么原因引起的? 

 

　　答：蒸發(fā)溫度過(guò)低．反映在蒸發(fā)壓力低于正常數值。如果排除設計制作中固有的弊病(如蒸發(fā)器換熱面積太小，壓縮機選得太大或系統冷媒灌注不足等)，運行中引起的原因的：

 

　?、倜毠芑蚺蛎?a href="http://www.668qz.com" target="_blank" class="keylink">閥有堵塞現象或開(kāi)啟太小，使冷媒供液量不足；

 

　?、诶涓蓹C負荷太??；

 

　?、壅舭l(fā)器銅管表面結霜影響傳熱；

 

　?、軌嚎s空氣含油量過(guò)大，在銅管表面蒙上一層油垢影響傳熱；

 

　?、堇涿较到y有慢性泄漏。

 

　　18

　　冷干機蒸發(fā)溫度為什么不能很低? 

 

　　答：冷干機在正常情況下。蒸發(fā)器表面有一層膜狀冷凝水存在。在計算蒸發(fā)器冷負荷時(shí)已經(jīng)考慮到這一情況。如果蒸發(fā)溫度降得很低，使換熱銅管表面溫度在零度以下，水蒸氣就會(huì )在銅管表面凝結成霜，由此產(chǎn)生的問(wèn)題是：

 

　?、偎魵?ldquo;升華為霜”比“凝結為霜”要多吸收約15％的冷量；

 

　?、谒臒釋手挥兴?／4，使管外空氣不能充分冷卻，而同時(shí)管內蒸發(fā)溫度卻有進(jìn)一步降低的趨勢。如此循環(huán)的結果，必將給制冷系統帶來(lái)許多不良后果(譬如產(chǎn)生“液壓縮”)；

 

　?、蹚目諝饬魍ㄍ緩街v,霜的存在會(huì )使空氣阻力增加．使供氣壓力降低，嚴重時(shí)甚至會(huì )使氣路堵塞；

 

　?、軓南到y能耗來(lái)講．蒸發(fā)溫度過(guò)低導致壓縮機制冷系數大幅下降，能耗增加。

 

　　所以含濕量很大的壓縮空氣進(jìn)入冷干機工作時(shí)，冷媒在管內蒸發(fā)溫度至少應保證蒸發(fā)器銅管表面溫度在零度以上。試圖通過(guò)定時(shí)化霜的辦法來(lái)降低蒸發(fā)溫度，冷干機是不能接受的。

 

　　19

　　如何防止蒸發(fā)溫度過(guò)低? 

 

　　答：為了防止蒸發(fā)溫度過(guò)低，冷干機里設置了能量旁路保護。當冷媒蒸發(fā)壓力低到一定值時(shí)，作熱量補充用的熱氣旁路閥自動(dòng)打開(kāi)(開(kāi)度增大)，將冷凝器中的高壓高溫冷媒蒸汽直接注入蒸發(fā)器使蒸發(fā)壓力提升到正常水平。

 

　　20

　　如何確定蒸發(fā)器和預冷器里凝結水水量? 

 

　　答：可用下式來(lái)確定蒸發(fā)器和預冷器的凝結水量

 

　　Q=m(dt-d2)·φ·60

 

　　Q-凝結水水量g／h

 

　　d1一壓縮空氣在進(jìn)入蒸發(fā)器和預冷器時(shí)溫度下的飽和含水量g／m3 

 

　　d2一壓縮空氣在離開(kāi)蒸發(fā)器和預冷器時(shí)溫度下的飽和含水量g／m3

 

　　φ-空壓機吸氣環(huán)境下的相對濕度(一般按100%計算) 

 

　　m一冷干機的處理氣量Nm3／min

 

　　附錄列出了壓縮空氣在各種工況下的吉水量值，可直接用來(lái)計算凝結水量。

 

　　21

　　蒸發(fā)器銅管破裂會(huì )對冷干機帶來(lái)什么影響? 

 

　　答：冷干機里，壓力較高的壓縮空氣(一般在0.7MPa左右)走的是蒸發(fā)器殼程，壓力較低的冷媒蒸汽(一般為0.4MPa左右)走的是蒸發(fā)器管程，殼程壓力比管程壓力高。冷干機在運行中如果發(fā)生蒸發(fā)器銅管破裂，壓縮空氣就會(huì )從破裂處侵入銅管，并隨同冷媒蒸汽吸人壓縮機，空氣是一種不凝性氣體，它存在于冷媒系統會(huì )使系統冷凝壓力在很短時(shí)間內快速上升(但冷凝溫度又不很高)，導致冷干機跳閘，嚴重時(shí)會(huì )使壓縮機損壞。

 

　　冷干機停止工作時(shí)，管內冷媒壓力升高到與環(huán)境溫度相對應的值，而蒸發(fā)器殼體中因無(wú)壓縮空氣通過(guò)，僅保持為大氣壓力。此時(shí)高壓冷媒會(huì )很快從銅管破裂處泄漏。

 

　　在實(shí)際工作中，蒸發(fā)器銅管發(fā)生破裂的現象并不罕見(jiàn)(通常由焊接不良、銅管本身缺陷、運輸震動(dòng)、脈沖氣流沖擊等原因引起的)，是冷干機的一種嚴重的內部故障，隱蔽性很強，現場(chǎng)又很難處理。所以，在制作、運輸及使用過(guò)程中要特別當心。

 

　　22

　　壓縮空氣在蒸發(fā)器里的流速對冷干機有沒(méi)有影響? 

 

　　答：有資料介紹，在空氣一氟里昂對流換熱中，不同空氣流速下的傳熱系數與空氣流速比的0.8次方成正比,空氣流速高，傳熱系藪也大。因此適當增加壓縮空氣在蒸發(fā)器里的流速對傳熱是有利的。但流速增大后。會(huì )導致空氣壓降增大．所以在選取蒸發(fā)器筒體直徑時(shí)，應當兼顧兩者的關(guān)系。

 

　　23

　　蒸發(fā)器里的折流檔板有什么作用? 

 

　　答：蒸發(fā)器折流擋板所起的作用如同預冷器(見(jiàn)題5—9)。

 

　　24

　　預冷器與蒸發(fā)器在冷干機中關(guān)系如何? 

 

　　答：在冷干機里，蒸發(fā)器是吸收壓縮空氣熱量(使之降溫)的主要換熱部件。同時(shí)它又以冷卻后的壓縮空氣作載體，將部分冷量提供給預冷器，用來(lái)冷卻溫度更高的上游壓縮空氣，結果又使本身熱負荷得以減輕。這種彼此串接供冷的最終效果是減少了系統對外界的能量需求。由于工質(zhì)冷損的存在(以排出凝結水為主)，蒸發(fā)器不可能將所吸收到的冷量完全提供給預冷器；而預冷器里由于飽和熱空氣冷凝相變的存在也不可能將所吸收的冷量全部轉化為熱空氣顯溫的降低。與其他制冷設備相比，這種復雜的冷量供需關(guān)系，是冷干機所特有的。這也說(shuō)明，在冷干機中制冷并不是工作的目的，而是為了達到減少空氣含水量的中間手段。

 

　　25

　　為什么冷干機蒸發(fā)器多為臥式? 

 

　　答：因為冷干機中進(jìn)行的是壓縮空氣的冷凝換熱。在水蒸氣冷凝成水滴的過(guò)程中，首先要在銅管外壁形成一層水膜，臥式布置可使水膜成珠狀下滴迅速更新?lián)Q熱表面。如果立式布置水滴就會(huì )沿銅管表面成簾狀流動(dòng)，簾狀流動(dòng)使水膜變厚影響傳熱，所以冷干機中蒸發(fā)器銅管多采用臥式布置。  

 

　　26

　　臥式蒸發(fā)器有幾種形式? 

 

　　答：根據制冷劑“內回路”的使用情況，臥式蒸發(fā)器可分“干式蒸發(fā)器”和“滿(mǎn)液式蒸發(fā)器”兩種。前者冷媒在管內沸騰(蒸發(fā))，空氣在管外流動(dòng)，在冷干機中得到廣泛的應用。滿(mǎn)液式蒸發(fā)器中，冷媒液體在管外沸騰(蒸發(fā))，被冷卻的壓縮空氣在管內流動(dòng)；冷媒液面將換熱銅管全部浸沒(méi)。滿(mǎn)液式蒸發(fā)器在冷干機中用得較少，原因是：

 

　?、俨荒芡ㄟ^(guò)采用外套片等方法來(lái)增加放熱系數較小一側的換熱面積來(lái)增強換熱效果；

 

　?、诶涿椒锇阂兹苡?a target="_blank" class="keylink">冷凍機油，且不易排除，會(huì )影響傳熱效果且影響回油，嚴重時(shí)導致壓縮機缺油運行；

 

　?、鄄荒茉O置折流擋板來(lái)阻攔、集聚凝結水；

 

　?、軓你~管的受力來(lái)看，管內氣體壓力高于管外冷媒的蒸發(fā)壓力，銅管容易張裂