冷冻式干燥机的常见故障表现及诊断.doc

1、冷冻式干燥机的常见故障表现及诊断（图表说明）冷冻式干燥机是最常见的一种压缩空气干燥设备，是压缩空气气源净化系统中的一个重要环节，她的使用情况也最受大家关注。设备日常维护不当，既浪费大量人力、财力，又不能解决实质问题，本文就冷冻式干燥机常见故障做简单分析，并提供相应的故障排除方法，抛砖引玉，希望对维护方有一定的帮助。1.空气压降太大2.除水情况不良3.全部不运转4.正常运转但效果不佳5.启动后运转不良6.自动排水系统不良膨胀阀的结构和工作原理1 热力膨胀阀的作用： 热力膨胀阀安装在蒸发器入口，常称为膨胀阀，主要作用有两个：1） 节流做用：高温高压的液态制冷剂经过膨胀阀的节流孔节流后，成为低温低压

2、的雾状的液压制冷剂，为制冷剂的蒸发创造条件；2） 控制制冷剂的流量：进入蒸发器的液态制冷剂，经过蒸发器后，制冷剂由液态蒸发为气态，吸收热量，降低车内的温度。膨胀阀控制制冷剂的流量，保证蒸发器的出口完全为气态制冷剂，若流量过大，出口含有液态制冷剂，可能进入压缩机产生液击；若制冷剂流量过小，提前蒸发完毕，造成制冷不足；2 热力膨胀阀的种类：热力膨胀阀按照平衡方式不同，分内平衡式和外平衡式；外平衡式热力膨胀阀分 F 型和 H 型两种结构型式。 1） 内平衡式膨胀阀结构和工作原理：内平衡式 F 型热力膨胀阀结构图内平衡式 F 型热力膨胀阀结构图。感温包内充注制冷剂，放置在蒸发器出口管道上，感温包和膜片

3、上部通过毛细管相连，感受蒸发器出口制冷剂温度，膜片下面感受到的是蒸发器入口压力。如果空调负荷增加，液压制冷剂在蒸发器提前蒸发完毕，则蒸发器出口制冷剂温度将升高，膜片上压力增大，推动阀杆使膨胀阀开度增大，进入到蒸发器中的制冷剂流量增加，制冷量增大；如果空调负荷减小，则蒸发器出口制冷剂温度减小，以同样的作用原理使得阀开度减小，从而控制制冷剂的流量。2） 外平衡式膨胀阀结构和工作原理：膜片下面感受到的是蒸发器出口压力。外平衡式膨胀阀与平衡式膨胀阀原理基本相同，区别是：内平衡式膨胀阀膜片下面感受到的是蒸发器入口压力；而外平衡式膨胀阀膜片下面感受到的是蒸发器出口压力。3） H 型膨胀阀H 型热力膨胀阀有

4、四个接口与制冷系统连接，其中两个接口与普通热力膨胀阀相同，一个连接储液干燥器，一个连接蒸发器进口；另外两个接口，一个连接蒸发器出口，一个连接压缩机进口。感温包直接处在蒸发器出口的制冷剂气流中。该膨胀阀由于取消了 F 型热力膨胀阀中的感温包、毛细管和外平衡接管，提高了调节灵敏度，结构紧凑，抗振可靠。 1 自过滤干燥器 2 到蒸发器 3 自蒸发器 4 到压缩机 5 测量孔 6 球 7 弹簧 8 活动脚 9 制冷剂 10 薄膜下压力补偿 11 金属薄膜 12 感温元件 热气旁通阀是控制压缩机制冷量一种经济的方法，可用于代替压缩机气缸的卸荷，也可用于比气缸卸荷要求更低的卸荷场合。这种可调的旁通阀可以把

5、所需要的排出气体自动旁通到低压一侧，以维持低的蒸发压力。无论那种制冷或空调系统，如果要在低负荷下运转，但有可能导致盘管结冰或运转周期过短，则可以采用这种旁通阀。 近日，我们走访了上海晨坤制冷设备有限公司，他们是 2006 年成立,主要代理世界知名品牌的制冷配件和压缩机,如美国 ALCO(EMERSON)、丹麦 DANFOSS、美国 SPORLAN 的膨胀阀、电磁阀、过滤器、视镜、压力开关、旁通阀等，日本鹭宫（SAGILNOMIYA）的压力开关、温度开关、油压开关、水阀等，另外，还经营国产的汽分、油分、储液器、压力表等。 其中，EGR(E)系列机械式热气旁通阀主要针对轻型商用系统而设计的，它是一

6、种可调节式的热气旁通阀，以比较经济的方式保证了系统的容量平衡。 下面就此系列的机械式热气旁通阀给大家做个介绍： EGR 热气旁通阀出厂设定值为 50Psig（旁通阀开始打开时的压力参数） ，用户也可以根据需要中心设定。旁通阀的调节基数为 6，当吸气压力低于设定压力值所对应的饱和温度6时，就可以获得额定的调节容量。 如果吸气压力低于设定值，热气旁通阀将开启并旁通一部分排气，排气可以旁通至蒸发器或吸气管，当旁通至吸气管时，必须安装喷液膨胀阀来适当地降低回到压缩机的过热吸气的温度。 特性： 紧凑、封闭的结构 特定的动力头保证了长运行寿命 OFD 连接 平衡阀口设计 可选性： 内平衡式或外平衡式 可用

7、型号：4 至 8 规格说明： 安全运行压力：440Psig 调节范围：080Psig（出厂预设值为 50Psig） UL 认证 SA5312 CSA 认证 LR44005 另外，在选择阀时，首先要确定在最低蒸发温度下压缩机的制冷量。其次，热气旁通阀应能弥补压缩机制冷量及系统运转时蒸发器最小负荷二者之差。阀的设定压力值就是该阀开始打开时的压力值。 美国艾默生公司压缩机应用技术讲座第二十三讲热气旁通阀的原理和应用A1 Maier(关) 朱霖杨汉(艾默生环境优化技术(苏州) 有限公司上海办事处，上海200010)1 原理制冷系统的能量调节一般由以下几种方式构成：压缩机并联一多级控制；变转速压缩机一变

8、频等；带有卸载装置的压缩机；热气旁通。对于自身没有能量调节装置的单压缩机制冷系统，使用热气旁通来进行系统的能量调节是非常经济的。热气旁通阀是一种利用制冷剂压力和弹簧力的平衡原理来控制阀人H出口压力的机械装置。作为能量调节的热气旁通阀能提供一种手段：通过旁通高压制冷剂至系统的低压侧，来保持系统能在给定的最低吸气压力下正常工作。热气旁通阀的主要作用：提供一个虚拟的负荷；盘管化霜；把蒸发器作为一个混合腔。热气旁通阀的主要优点： 防止压缩机短路循环；防止压缩机在非常低的吸气压力下工作；防止低负荷时蒸发器结冰；使得系统部件最少化；非常好的回油性能。艾默生热气旁通阀的适用范围：适用于CFC ，HCFC，H

9、FC及其他通用制冷剂，除了R123， R410A， R406A以及其他按ASHRAE 标准34一A2，A3，B2和B3分类的制冷剂。调整范围：0055MPa(0 80psig)；SWP 一安全运行压力一275MPa(400psig)。作用力平衡图：图1为热气旁通阀工作时，内部作用力平衡图。 、平衡力方式程式：P2Ad+F3=F1其中F1为可调节弹簧力，F3 为底部不可调节弹簧力，P2 为压缩机吸气压力 (压缩强)，Ad 为P2在阀内的作用面积。F3 和Ad为定值，只需调节Fl就能控制 P2。调节阀调整信号使P2 维持在设定点：P蕊A +F3= 低压侧出口图12 应用安装调整弹簧力41-热气人1

10、：3部弹簧力热气旁通阀内部作用力平衡图两种普遍的应用和安装方法：热气旁通至蒸发器(图3)；热气旁通至吸气管(图4) 。具体的安装方法如下：(1) 切开压缩机排气管并安装一个T形接头。对于热气旁通至蒸发器的系统，切开热力膨胀阀与蒸发器之间的管路并安装一个T形接头。如果蒸发器人口处安装有分布器(必须是文丘里一流孔式的分布器)，T形接头应安装于热力膨胀阀与分布器中问。对于热气旁通至蒸发器的系统，为了达到最小的管路压降，尽可能的压缩管路的长度。对于热气旁通至吸气管的系统，切开吸气管并安装一个旁路通道。此旁路通道应与吸气管中流体的方向呈45。角(见图4) ，目的使旁通气体与吸气管内的气体能充分混合。由于

11、热气直接旁通至吸气管会造成半封闭或全封闭压缩机的吸气过热，从而引起电机过热。因此建议在热气旁通至吸气管的系统中安装一路喷液装置，用来冷却旁通热气。(2)切割适当长度的旁通管来安装热气旁通阀。 对于旁通至蒸发器的系统，如果热气旁通阀安装在靠近蒸发器T形接应附近时，需保证热气旁通阀的出口管路朝压缩机方向自由穿流。如果热气一、相关知识 11 什么叫空气?什么叫湿空气?答：地球周围的大气，我们习惯上称它作空气。自然界中的空气是由多种气体(O2、N2、CO2 等)混合而成的，水蒸气是其中的一种。含有一定量水蒸气的空气叫湿空气，不含水蒸气的空气叫干空气。我们周围的空气都是湿空气。在一定海拔高度下，干空气的

12、组成成分及比例基本稳定不变，它对整个湿空气的热工性能无特殊意义。湿空气中的水蒸气含量虽然不大，但含量的变化对湿空气的物理性质影响很大。水蒸气含量的多少决定了空气的干燥和潮湿程度。冷干机的工作对象就是湿空气。l2 什么叫饱和空气?答：在一定的温度和压力下，湿空气中水蒸气的含量(即水蒸气密度) 是有一定限度的；在某一温度下所含水蒸气的量达到最大可能含量时，这时的湿空气叫饱和空气。水蒸气未达最大可能含量时的湿气就叫未饱和空气。 13 未饱和空气在什么条件下成为饱和空气?什么叫“结露“? 答：在含水量不变的情况下，通过降低未饱和空气的温度可使之成为饱和空气。未饱和空气在成为饱和空气的瞬间，湿空气中会有

13、液态水珠凝结出来，这一现象称之为“结露”。l4 什么是大气压?什么是绝对压力?什么是表压力?答：包围在地球表面一层很厚的大气层对地球表面或表面物体所造成的压力称为“大气压”，符号为 B,直接作用于容器或物体表面的压力，称为“绝对压力” ，绝对压力值以绝对真空作为起点，符号为 PABS;用压力表、真空表、U 形管等仪器测出来的压力叫“表压力”(又叫相对压力，)“表压力”以大气压为起点，符号为Pg。 三者之间的关系是：PABS=B+Pg ：压力的法定单位是帕(Pa)，大一些单位是兆帕(Mpa) 1MPa=106Pa ；1 标准大气压=0 1013MPa在旧的单位制中，压力用 kgfcm2(公斤平方

14、厘米)作单位，1kgcm2=0098Mpa 15 什么叫温度?常用温度单位有哪些? 答：温度是物质分子热运动的统计平均值。 绝对温度：以气体分子停止运动时的最低极限温度为起点的温度，记为 T。 单位为“ 开 (开尔文 )”，单位符号为 K。 摄氏温度：以冰的融点为起点的温度，单位为“摄氏度” ，单位符号为。此外英美国家还经常用“华氏温度” ，单位符号为 F。 温度单位之间的换算关系是：T(K)=t()+27316 t(F)=1.8t( )+3216 湿空气中水蒸气分压力指的是什么?答：湿空气是水蒸气与干空气组成的混合物，在一定体积的湿空气里水蒸气所占的份量(以重量计) 通常比干空气要少得多，但

15、它占有与干空气相同的体积，也具有相同的温度。湿空气所具有的压力是各组成气体(即干空气与湿空气)分压力的和。湿空气中水蒸气所具有的压力，称为水蒸气分压力，记作 Ps。其值反映了湿空气中水蒸气含量的多少，水蒸气含量越高，水蒸气分压力也越高。饱和空气中水蒸气分压力叫水蒸气饱和分压，Psb. l 一 7 什么叫空气的湿度?湿度有几种?答：表示空气干湿程度的物理量叫“湿度” 。常用的湿度表示方法有“绝对湿度” 、“相对湿度”和“含湿量”。在标准状态下，l m3 容积中湿空气含有水蒸气的重量称为“绝对湿度”，单位是 gm3。绝对湿度只表明单位体积湿空气中含有多少水蒸气，而不能表示湿空气吸收水蒸气的能力，即

16、不能表示湿空气的潮湿程度。绝对湿度也就是湿空气中水蒸气的密度。湿空气中实际所含的水蒸气量与同温度下最大可能含有水蒸气量的比值称为“相对湿度 ”，相对湿度 在 O 一 100之间。 值越小，空气越干燥，吸水能力越强。 值越大，空气越潮湿，吸水能力越弱。18 什么含湿量?含湿量怎样计算?答：在湿空气中，1 kg 干空气含有水蒸气的重量叫做“含湿量” ，常用 d 来表示，单位：gkg 干空气。含湿量的计算公式是：或 式中：P-空气压力(Pa)，Ps 一水蒸气分压力(Pa)Psb饱和水蒸气分压(Pa)， 一相对湿度()。 从上式可以看出，含湿量 d 几乎同水蒸气分压力 Ps 成正比，而同空气总压力 P

17、 成反比。d 确切反映了空气中含有的水蒸气量的多少。由于在某一地区，大气压力基本上是定值，所以空气含湿量仅同水蒸气分压力 Ps有关。19 饱和空气中水蒸气的密度取决于什么?答：空气中水蒸气的含量(水蒸气密度 )是有极限的。在气动压力(2Mpa) 范围内，可认为饱和空气中水蒸气的密度只取决于温度的高低而和空气压力大小无关，温度越高，饱和水蒸气的密度越大。譬如，在 40时 1m3 空气，不论其压力是 O1MPa 还是 1OMPa，它的饱和水蒸气密度都是 51gl10 空气在加压状态下(即压缩空气 )的相对湿度及含水量是怎样确定的 ?答：从题 l8 中知道。当压力 P 提高后，空气中饱和含湿量将减少

18、。压缩空气的相对湿度 及实际含水量 由下式确定：（kg/m3）式中：P P压缩前、后空气的绝对压力(Pa)Pb Pb压缩前、后与各自温度下的饱和水蒸气分压(Pa)压缩前空气的相对湿度() 压缩后空气的相对湿度( )压缩后与其温度相对应的饱和水蒸气密度(gm3)若 =100，则压缩空气处于饱和状态。压缩空气的饱和水蒸气分压： 该式可用来确定压缩空气的“压力露点” 与常压露点的对应换算关系。1-11 什么是空气的标准状态?答：在温度 t=20 ，绝对压力 P=0.1Mpa，相对湿度 =65时的空气状态叫空气的标准状态。在标准状态下，空气密度是 1.185kgm3。(空压机排气量、干燥机、过滤器等后

19、处理设备的处理能力都是以空气标准状态下的流量来标注的，单位写作 Nm3min 也可以 m3min 后加 ANR)。 实际空气状态与标准状态通过状态方程进行转换。状态方程有多种形式。其中一种形式是: 式中：P-气体的绝对压力(Pa)，V 一气体的比容(m3kg) ， T-气体的温度(K)(单位符号带脚标 0 的是标准状态参量，带 l 的是实际状态参量)因为加压前后空气质量是不变的。利用状态方程可以计算出加压后空气的体积：(假定 T1=T0)112 什么是热量?答：热量是能量的一种形式。在物理学中用“比热” 来计算热量，即 Q=Gc(t1-t2)，式中： Q热量，G物体的质量。c 物体的比热t1、

20、t2物体的初温和终温。热量单位是 J(焦耳)。热量是依靠温差(即 t1-t2)传递的能量，没有温差就无所谓热量传递。根据热力学定律，热量能通过对流、传导、辐射等形式，从高温端向低温端自发传递。在没有外功耗情况下，热量永远不可能作反向传递。l13 什么是显热?什么是潜热?答：物体在加热或冷却过程中，温度升高或降低而不改变其原有相态所需吸收或放出的热量，称为“显热”。它能使人们有明显的冷热变化感觉，通常可用温度计测量出来。(如将水从 20升高到 80所吸收到的热量，就叫显热。在物体吸收或放出热量过程中，其相态发生了变化(如气体变成液体) ，但温度不发生变化，这种吸收或放出的热量叫“潜” 。“潜热”

21、不能用温度计测量出来，人体也无法感受到，但可通过实验计算出来。 饱和空气在吸收一定冷置(即放出热量) 后，一部分水蒸气会相变成液态水，而此时饱和空气温度并不下降，这部分放出的热量就是“潜热” 。114 什么是空气的焓值?怎样计算?答： 空气的焓值是指空气所含有的总热量，通常以干空气的单位质量为基准。焓用符号 i 表示，单位是kJ kg 干空气。湿空气焓值等于 lkg 干空气的焓值与 d kg 水蒸气焓值之和。湿空气焓计算公式为： i=1.01 t + (2500+184 t) d 或 i=(1.0l+1.84 d)t+2500d(kJkg 干空气)式中：t 一空气温度 d 一空气的含湿量 gk

22、g 干空气101干空气的平均定压比热 kJ(kgk)184 一水蒸气的平均定压比热 kJ(kgk)25000时水的汽化潜热 kJkg由上式可以看出：(1Ol+184d)t 是随温度变化的热量，即“显热 ”；而 2500d 则是 O时水的汽化潜热，它仅随含湿量而变化，与温度无关，即是“潜热” 。上式经常用来计算冷干机的热负荷。115 什么是压缩空气?有哪些特点?答：空气具有可压缩性，经空气压缩机做机械功使本身体积缩小，压力提高后的空气叫压缩空气。压缩空气是一种重要的动力源。与其它能源比，它具有下列明显的特点：清晰透明，输送方便,没有特殊的有害性能,没有起火危险，不怕超负荷，能在许多不利环境下工作，空气在地面上到处都有，取之不尽。1-16 压缩空气里含有哪些杂质?答： 空压机排出的压缩空气里含有很多杂质：水，包括水雾、水蒸汽、凝结水；油，包括油污、油蒸汽；各种固态物质如：锈泥、金属粉末、橡胶细末、焦油粒及滤材、密封材料的细末等；此外还有多种有害的化学异味物质等。l17 什么是气源系统?答：由产生、处理和储存压缩空气的设备所组成的系统称为气源系统。典型的气源系统由下列部分组成：