环保的空调系统工艺运用探讨

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[摘 要]谷轮涡旋式压缩机在应用于空调领域的过程中，表现出了其他型式压缩机装置所无法实现的性能优势：包括效率高、振动小、平稳性高、寿命长等，因而广受关注。基于此，本文以中海油番禺作业区py42b-51b平台空调系统中采用的为例，对整个空调制冷系统制造工艺过程中存在的问题与缺陷进行分析，研究相关的改进措施与方案，最后对方案实施下的综合性能进行了简要分析，希望能够引起各方人员的特别关注与重视。

[关键词]谷轮涡旋式压缩机；油分离器；振动；改进

中图分类号：TU831.4 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）01-0033-01

对于我国而言，涡旋式压缩机的选用大多以国外品牌为主（包括大金、LG、谷轮等），其中又以对谷轮涡旋式压缩机的应用作为普遍。此类型压缩机装置的最典型特点在于：首先，由于未设置往复式运动机构，因而可显著的简化结构配置，降低体积重量，从而达到提高运行可靠性的目的；其次，常规运行状态下的力矩变化趋势下，平衡性高，可显著提高运行的平稳性与自动性；最后，合理的制冷量范围内，运行效率高。但在实际应用，如中海油番禺作业区py42b-51b平台空调系统中制造工艺就存在一定的不合理问题，亟待改进。现对其做详细分析。

1 运行中存在的缺陷分析

整个空调系统在改进前的工艺结构示意图如下图所示（见图1）。以空调系统冷媒R134A制冷运行为例，在谷轮牌涡旋式压缩机的运行过程当中，其整个制冷回路的工作流程是；压缩机从进气口吸入冷媒蒸气，经过压缩机压缩成高温高压蒸气，经过冷凝器冷却成高压液态，经膨胀阀节流处理后，经蒸发器吸收热量其转换成低温低压蒸气，再次回到压缩机吸入口，并完成整个运行过程。在工艺实施的全过程当中，冷媒于压缩机油混合后，部分压缩机油会跟随冷媒一起流动，并将压缩机油带出；其后果体现在：对冷媒热力传递性能产生不良影响。更加严重的是：压缩机油带出后不能及时回到压缩机内，导致压缩机缺油，引起压缩机损坏。同时，从单冷设备运行的角度上来看，冷凝器接收油液前并未配置油分离器以及截止阀装置，因而可能会导致冷冻油大量残留在管线当中，无法传回压缩机，引发缺油损坏等质量问题。再加上压缩机系统为设置必要的缓冲管装置，噪声、以及振动问题也是影响其运行可靠性的因素之一，严重时会引发压缩机装置出现包括密封不良、冷量不足、以及关键部件磨损在内的一系列问题。

2 改进方案及其效果分析

1）依照图1中所示的谷轮涡旋式压缩机运行特点，以及在安装管线方面的要求来看，原本方案下之所以会出现压缩机回油困难问题的关键原因就在于：空调运行过程当中，谷轮涡旋式压缩机冷冻油无法正常的通过管线线路的传输，回到压缩机内部，最终导致了因缺油因素影响而致使的谷轮涡旋式压缩机无法正常运行问题。针对这一实际情况，对其进行工艺改进的基本思路就在于：在原本谷轮涡旋式压缩机排气管的出口位置增加截止阀、以及油分离器。特别是在有关油分离器的选择方面，常见的油分离器主要包括以下几种类型：（1）带浮球的油分离器：此种油分离器的最主要特点在于，在排气管传输区域积聚有大量油液的情况下，设置在油分离器内部的浮球阀会自动处于开启状态，引导油液再次回转至谷轮涡旋式压缩机当中；（2）手动式油分离器：此种油分离器的最主要特点在于：引导油液全部集中于分离器当中，通过手动开启回油阀门的方式，使其能够有效的传输回谷轮涡旋式压缩机当中。通过在排气管位置增设油分离器的最主要目的在于：以迅速的降压为手段，实现对准备进入排气管区域的汽油进行分离，进而通过回油毛细血管传输至压缩机储油池装置当中。与此同时，在谷轮涡旋式压缩机排气管位置通过增设截止阀的方式，可显著提高安装维修的便捷性。

2）考虑到原有工艺安装方案下，谷轮涡旋式压缩机运行可能出现的噪声以及振动问题，同时也针对谷轮涡旋式压缩机冷凝器入口位置所存在的裂缝问题。分析可知：导致谷轮涡旋式压缩机在正常运行状态下频频出现噪声与振动问题直接因素在于，受到了排气脉动、排气阀阀片冲击阀座、以及涡圈侧壁冲击等因素的影响。因此，建议通过以下思路对以上问题进行改进与优化：在谷轮涡旋式压缩机排气管出口与冷凝器入口位置中间，增设缓冲管。通过此种方式，能够显著降低排气孔中的压力变化幅度，以及受气流脉动因素影响而产生的噪声。同时，为了能够达到减震的目的，需要在旋转方向上进行减震处理，同时提高对管路的保护性能。并且，基于对排气管管路应力应变问题的解决，需要关注如下问题：（1）自压缩机排气口向外传输的100mm范围之内需要避免折弯法，防止排气阻力的增大；（2）排气管的设计应当以“U”字型形状，以达到提高其减震性能的目的；（3）吸气管位置同样需要设置“U”字型的减震弯装置。

经过上述改进后的整个空调工艺运行示意图如下图所示（见图2）。

为了进一步研究以上改进方案的实施价值与效益，现对其进行系统分析：从实施价值的角度上来说：在改进方案实施前，分体式空调机故障频繁，经常因振动造成管路裂缝泄漏冷媒制冷失效，因压缩机油排到管道上，压缩机不能得到正常的，造成，压缩机终身损坏。严重影响了中海油番禺作业区py42b-51b设备正常运行，同时增了设备维修工作量。而在改进方案实施后，以上问题均能得到了有效的解决，在确保设备运行稳定的同时，降低了维修工作量；从实施效益的角度上来说，若假定该分体式空调系统在改进方案实施之前，的制冷量为60KW，输入总功率为35。0kW。经过改进后，系统运行的总功率不变但是效率有所提高10%，若该分体式空调系统运行情况为：24h/d，30天/月，12月、长期运行时节能还是一个可观的效果；该方案改进后在降低振动、噪音等方面意义显著，同时，减小了故障率，提高了可靠性。因此可加以进一步的推广与应用。

3 结束语

分体式空调是采油平台中关键性的应用设备之一，如何在确保其运行可靠、有效的基础之上，提高其环保与节能效益，此问题备受各方人员的特别关注与重视。本文针对空调系统工艺运行中存在的主要问题进行了简要分析，并研究了相关的改进措施与方案，评估了其综合效益，望引起特别关注与重视。

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