谷轮涡旋压缩机应用工程手册原文英译.doc

此文档收集于网络，如有侵权，请联系网站删除 涡旋压缩机应用手册 AE-1303-R4 ZR84KC -ZR144KC应用指南前言本手册叙述了712冷吨R22/R407CSUMMIT谷轮涡旋压缩机的运行特征和应用要求。典型型号是ZR84KC-TF5 和ZR144KC-TFD。其余知识可从谷轮公司网站在线产品知识里查到。谷轮涡旋压缩机的运行原理已在谷轮公司应用工程手册4-1312里叙述了。有几个不同于那些小容量谷轮涡旋压缩机的运行特征和设计特点在下面加以叙述。谷轮SUMMIT压缩机虽然为空调和热泵使用设计，但在对应于A/C和H/P使用要求范围的其它应用场合也能出色地工作。为了获得更高的电机效率和最佳的制冷效果，把吸气口设置于机壳下部，引导回流气体流经马达。由于吸气口置于机壳较下部，油可以从此接口溢出。在安装和拆卸期间必须保持压缩机的竖立。这个问题在随后的压缩机操作中有说明。应用问题谷轮涡旋压缩机有许多不同于传统活塞压缩机的应用特征。具体详述如下：压缩机操作因油可能从位于机壳下部的吸气口溢出，直到压缩机放进系统中才能拔取吸气口的胶塞。若可能，在操作中应保持压缩机立。应先拔排气口的胶塞，再拔吸气口的胶塞，让压缩机里的干空气压力泄出。在此过程中要防止油雾撒在吸气管表面引起焊接困难。镀铜钢吸气管在焊接前应清洁干净。严禁任何物体（如起子等工具）插入吸入口超过51mm（2英寸），否则有可能损伤吸气滤网和马达。内部压力释放阀(IPR)SUMMIT谷轮涡旋压缩机没有内部压力释放阀。为了保证运行安全，在设备中高压开关控制设定值不得超过425psig（30kg/cm2）安全控制高压控制：由于这些压缩机不具有内部压力释放阀，在系统中高压开关设定最大值应为425psig（30kg/cm2）。 在高级保护系统中高压开关应具有手动复位的特性。低压控制：需要低压开关是为了保护系统缺氟。建议A/C系统低压切断设定值不要低于25psig，对于热泵系统为7psig，当吸入回路不能安装25psig或更高的低压控制时，需要安装排气温度传感器。如果未觉察到系统氟不足让其运行，将会导致过热而损伤涡旋盘和动密封。超长时间的缺氟运行，将会导致润滑油的分解变质而可能需要全部更换。很明显系统运行于7psig（吸入饱和温度-320C）以下，已超出SUMMIT压缩机的容许范围（如图2所示），但由于周围环境温度低，一些地区的热泵不得不运行在此范围内。只要冷凝温度不超过32度，这是可以接受的。在这种情况下，些许回液有利于控制压缩机排气温度。当低压控制值低于25psig（2kg/cm2）时，需要排气温度保护传感器。某些系统甚至容许低压控制在7psig（0.5kg/cm2），这会产生讨厌的跳闸。这些系统在换向阀动作时可能会存在暂时的吸气堵塞；或者缺乏一定液压来驱动换向阀启动制热运行。因此，低压控制(LPC)可以移至液管，那儿不会有引起讨厌跳闸的一刹那吸气压力降低。但是需要增加另外的排气温度保护传感器。可选择让LPC在吸气管路中工作或为PLC提供最长60秒的旁通。60秒旁通时间从吸气压力掉至LPC跳开点开始计算。这将容许系统在接近60秒时间内忽略来自LPC的信号，以防止系统换向运行带来的讨厌跳机。低压开关如果装在近压缩机一侧的吸气管上，当出现热力膨胀阀(TXV)失调关闭、室外风扇在制热时失效、液管或汽管的截止阀未打开、液管上的筛网、过滤器或TXV堵塞等故障时，可进行额外的保护。所有这些故障都会导致压缩机缺乏制冷剂冷却而失效。低压控制开关在高级保护系统中应当具有手动复位的特性。如果让压缩机在已觉察到有故障的系统中运行，那么压缩机最大可能被损坏，而且系统中会包含已损伤压缩机产生的脏物从而导致润滑油变质。排气温度传感器在空气-空气或空气-水热泵系统中，需要在离排气接头6英寸（15cm）处设置排气温度传感器。排气温度应当控制不超过150度。谷轮公司提供两种式样的排气温度传感器：零件号071-0531-00温度传感器可装电气护套管；零件号071-0539-00温度传感器不提供护套管连接（规格说明见图4）。与上述的低压开关控制一样，在高级系统保护中排气温度保护控制应具有手动复位的特性。排气温度开关跳开后的锁定时间至少30分钟。汽液分离器由于谷轮涡旋盘在带液启动和除霜运行时具有处理液态制冷剂的特别能力，对于制冷剂充注量少于9kg的并联系统不需要汽分来保证压缩机的使用寿命。但是，不管系统充注多少，在正常停机或稳定运行期间，大量液态制冷剂频繁地回流压缩机会稀释润滑油。结果造成轴承未得到充分的润滑而产生磨损。在此工况下的测试情况见本手册末尾部分，标题为“过多回液测试”。如果一定要用汽分，回油孔大小推荐为0.040-0.075英寸（1-1.9mm）。为了防止此小孔不被系统中的脏物堵塞，需要一个网目不细于30*30（开孔0.6mm）的大面积筛网来保护。实验表明：目细且面积小的筛网容易被堵塞而造成压缩机轴承缺油磨损筛网在系统内的任何地方都不推荐使用网目细于30*30的筛网。现场应用实践已表明：用来保护热力膨胀阀、毛细管、汽分的较细筛网可能被正常系统中的脏物短时或长久的堵塞，从而阻挡了油或制冷剂回流造成压缩机最终失效曲轴箱加热器当系统充注超过7kg，压缩机需要90W的曲轴箱加热器。曲轴箱加热器必须装在吸气口之下。表4列出了推荐的曲轴箱加热器。在压缩机停机时曲轴箱加热器必须保持得电。现场中初次启动对于任何压缩机都是很关键的时刻，因为所有承载轴承面都是新的，且需要一段短时间磨合期才能在恶劣的条件下承受高负荷运转。在启动压缩机至少12小时之前，曲轴箱加热器必须上电。这可防止润滑油稀释而引起轴承首次启动困难。如果在压缩机启动之前12小时，曲轴箱加热器上电不可行，那么使用下列的技术方法之一来防止可能的带液启动对压缩机的损害：1）在启动之前直接用500W的灯泡或其他安全热源在压缩机机壳下部加热大约30分钟，使液体制冷剂沸腾，或者2）手工点动压缩机接触器约一秒钟，等5秒钟后再点动压缩机一秒钟，反复几次直到机壳里的液体制冷剂沸腾，这样压缩机可以安全地启动和连续地运行了。抽空循环当压缩机被放置在因为冷空气直吹曲轴加热器而导致其效率极低或者失效的位置的时候，控制制冷剂移动的抽空循环可以用来替代或者协助曲轴加热器的工作。如果使用抽空循环，那么排气管必须加一个独立的外部单向阀。设计涡旋压缩机排气单向阀是为了防止停机时的反转以及高压气体快速泄漏到低压侧。高压侧超量的泄漏气体通过单向阀频繁回流常见于活塞式压缩机。这种重复的短时反向压缩可能导致压缩机油位低从而损坏压缩机。推荐使用外部单向阀防止因泄漏回流产生频繁的反转压缩。由于停机时大量的气体从压缩机的高压侧流向低压侧将再一次体积膨胀，低压控制的断开与接通设置必须重新调整。最小运行时间压缩机在一小时内能开停多少次没有规定的答案，因为这主要依据系统的配置。即使系统压力没有平衡，涡旋压缩机也能在带负荷下启动，因此不存在最小的停机时间。最关键的考虑是启动后油返回压缩机需要的最小运行时间。用一个装有视液镜的样品压缩机（谷轮公司可提供）并配置系统容许的最长连接管，最容易测试到这种情况。最小的运行时间为从压缩机启动时失去的油返回压缩机油槽并上涨到视液镜里正常油位所需要的时间。压缩机循环运转少于这个时间，例如为了得到高精度的温度控制，可能导致润滑油的逐步丧失而损伤压缩机。关于防止压缩机短时间运行的更多知识，参看应用工程手册17-1262。换向阀由于谷轮涡旋压缩机具有很高的容积效率，故其排气量低于制冷能力可比得上它的活塞压缩机。因此谷轮公司建议：选定换向阀的能力不要超过压缩机名义制冷量的2倍。这将保证换向阀在所有的工况下都能正常的动作。当系统根据制热或制冷模式下温度自动控制关断时，换向阀线圈应当通电使其不换向。如果容许换向阀在系统关断时换向，压缩机的吸排气压力会颠倒过来。其结果，正通过压缩机平衡的压力可能造成压缩机缓慢地旋转，直至压力平衡为止。这种情况不会影响压缩机的使用寿命，但可能引起压缩机停止后的意外噪音。马达保护装在马达线圈Y形中心的内部线路保护器在万一超载或过热的情况下切断全部三相电。此保护器在马达电流和马达线圈温度的共同作用下动作。此内部保护器防止缺相运行。在保护器即将复位前，马达必须有时间来冷却。如果可以监视到压缩机电流，系统控制器可以利用压缩机内部保护器的功能。如果运行电流与接触器上的设定不一致，控制器能锁定压缩机，这意味着压缩机被其内部保护器关断。这将防止压缩机在故障排除前不必要的错误运行。低温环境开关不需要低温环境开关来限制热泵运行。但是，如前所述，在空气-空气或水-水热泵设备中必须使用限制排气温度不超过150度的排气温度传感器。润滑油的型号及其更换在HCFC R-22设备中，SUMMIT压缩机使用通常的白油。白油可与3GS油相比拟，而在现场需要加油时可能会用3GS。在HFC（R134a，407C，etc）制冷剂系统中必须使用Polyol Ester润滑油。使用Polyol Ester润滑油的压缩机型号号码中标有E。例如ZR84KCE-TFD。谷轮公司的ULTRA22 CC润滑油可在需要加油的场合使用。压缩机重新加油时，如果没有ULTRA22 CC润滑油，那么Mobil Arctic Eal 22 cc或Lcl Emkarate RL32CF润滑油可以使用。原来润滑油充注量参看压缩机铭牌。完全重新充注量应比原来少118ml。当压缩机在现场更换时，被更换压缩机的大部分油可能还留在系统中。虽然这不可能影响已换上压缩机的可靠性，但多余的油会增加转子负荷和用电量。为了除去多余的油，可在压缩机进口处吸气管下部加一个检修阀。然后，压缩机应当运行10分钟后停机，打开此检修阀，直到没有油流出来为止，再反复几次，确保达到正常的油位。停机噪音由于谷轮涡旋压缩机同样具有出色的气体增压，在停机时的内部压力平衡过程中会存在短时的反转。位于压缩机排气通道中的碟形单向阀防止压缩机反转超过一秒钟。涡旋压缩机的这种瞬间反转不会影响其使用寿命而且完全正常。系统开发测试应包括在一个具体系统停机产生噪音的可接受性的评价。排气消声器流经谷轮压缩机的流体是半连续并带比较低频的脉动。当今通常用于活塞压缩机的外接消音器，对于谷轮涡旋压缩机不需要。但是，由于每个系统的变化不一样，个别系统应作运行测试来检验噪音的可接受性。若没有进行测试，建议在热泵中使用消音器。一个空壳消音器会很适用。为了得到最好的消音效果，消音器应当装在离压缩机最小15cm到最大46cm范围处。在此范围消音器离压缩机越近，效果越好。如果足够的噪音衰减还未达到，那么用一个横截面积远大于入口面积的消音器，此消音器应长达10-15cm。空调系统吸气管的噪音与震动谷轮涡旋压缩机本身具有低噪音低震动的特点。然而噪音与震动特征在某些方面不同于活塞压缩机。在极少场合可能会导致不可预料的噪音投诉。涡旋压缩机有一种震动特征可产生低频的敲打声，在某些情况下可以觉察到此噪音沿吸气管回路进入建筑物。通过削弱起作用的震动频率，可以达到除去此敲打声的目的。对于三相压缩机，起最重要作用的噪音频率是电源频率。通过结构设计的协同作用容易抑制这种噪音（如表3所述）。涡旋压缩机同时产生摆动和旋转运动，因而在吸排气管路中必须提供足够的柔性以防止震动传入整机管路。在分体系统中，最重要的目标是确保截止阀在各个方向的震动最小，以避免震动传给固定管路的结构件。谷轮涡旋压缩机第二个不同的震动特征是，在某些情况下，压缩机正常的旋转启动可沿吸气管发出一种碰撞的声音。这可能在三相压缩机型号中特别显著，因为其启动转矩本身很高。这种现象与前述的情况一样，也是来自压缩机内部的减震悬吊构件，通过标准的吸气管隔音技术容易避免其影响（如表3所述）。由于换向阀和管路弯头的减震作用，以上所述的噪音现象不涉及到热泵系统。谷轮压缩机的电气连接定位如图3所示,端子盒盖里的接线图也有说明。用在此类压缩机的螺丝端子应当用2.53到2.59NM的扭矩力紧固。深度吸空运行谷轮涡旋压缩机（任何制冷压缩机都一样）不能用来抽空冷冻系统或空调系统的气体。只要系统压力保持在图2的运行范围内，可以使用涡旋压缩机抽吸制冷剂。吸气压力过低将导致涡旋盘过热和压缩机驱动轴承的永久损坏（正确的抽空步骤参看应用工程手册24-1105）命名方法谷轮涡旋压缩机的型号代码表示的是在标准工况下接近60Hz的名义制冷量。例如ZR94KC-TFD表示运行在60Hz以及ARI高温工况下制冷量为94，000Btu/hr。注意：当运行电流在50Hz时，同样的压缩机大约将是此制冷量的5/6，或78，500Btu/hr。型号代码的其他详细意义请参阅产品说明书。机壳温度当系统出现某些故障如冷凝器或蒸发器风扇受阻、制冷剂缺乏时，压缩机在其内部保护器动作下循环开停，这可造成机壳顶部和排气管温度短时而频繁地超过177度。必须注意：确保能被此温度烫伤的电线或其它材料不要接触这些潜在的过热处。吸气和排气接口SUMMIT压缩机带有短接管或螺丝接头。短管就是镀铜的钢制吸排气焊接装配接头。这类接头比其它压缩机常用的铜制接头更粗造。由于钢和铜的不同受热特性，所以焊接程序与那些通常的焊接方法不同。组装线和现场焊接程序参看图5三相涡旋压缩机的旋转方向涡旋压缩机和其它几种型号压缩机一样，只能在一个方向进行压缩。对于单相压缩机不存在旋转方向问题，因为它们始终在正确方向下启动运行。三相压缩机将在哪一个方向旋转决定于电源的相序。这样，连接电源就有50%的机会造成压缩机反转，因此当系统安装调试时，在设备适当之处提示说明以保证正确的旋转方向是很重要的。当压缩机上电时，通过观察吸气压力的下降和排气压力的上升来确认正确的旋转方向。压缩机的反向旋转会导致运行电流大大低于说明书的标称值。虽然三相谷轮压缩机短时（一小时以内）的反转不会对其寿命造成负面影响，但是润滑油将会损失。如果配置的铜管高出压缩机至少15cm，那么可以防止润滑油在反转时丢失。几分钟反转运行后，压缩机内部保护器将动作。如果任其在反转状况下频繁地启动和运行而不予纠正，那么压缩机将会永久地损坏。所有三相涡旋压缩机的内部接线都是一致的。因此，一旦相序已验证正确，对于一个具体的系统或装配，正确相序的电源连接在相同相序的端子上，压缩机将运行在正确的旋转方向。短时电源中断三相压缩机不需要时间延时来防止因电源中断引起的反转。马达有足够的转矩来确保在任何启动条件下正确的旋转。装配线焊接程序吸排气管与涡旋压缩机正确的焊接程序如图5所示。在系统组装过程焊接所有接头时，在系统中充氮是很重要的。用氮置换系统中的空气可防止氧化铜的形成。如果任其形成，氧化铜碎片能被制冷剂席卷到系统中，从而阻塞那些保护毛细管、热力膨胀阀、以及汽分回油孔的筛网。无论是润滑油还是制冷剂的堵塞，都能造成对压缩机的损坏。组装线系统充注程序系统充注应当在高低压两侧同时进行。组装线上大部分充注量应当放在系统的高压侧，以防止首次启动时轴承缺油磨损。最好在系统的低压侧只充注气态制冷剂。系统充注量不足以使吸气压力达到至少7psig（0.5kg/cm2）时，不要运行压缩机。吸气受阻时不要运行压缩机。不能在低压开关短接下运行压缩机。压力掉至7psig（0.5kg/cm2）以下运行超过几秒钟，可造成涡旋盘过热和驱动轴承的早期损坏。不要用压缩机去测试高压开关的切断设置值。在压缩机正常运行几小时之前，轴承容易损坏。高电压AC测试谷轮涡旋压缩机机壳里的下部是马达，上部是压缩部件。因此，当机壳存在液体制冷剂时，马达能比封闭式活塞压缩机更深地沉侵于制冷剂中。在这点上，涡旋压缩机更像半封闭压缩机那样，平绕的线圈大部分淹没在油和制冷剂中。当谷轮涡旋压缩机机壳里含液体制冷剂进行潜能测试时，可能显示出比那些马达在顶部的压缩机更高的泄漏电流。这种现象在马达侵入制冷剂中的任何压缩机都会发生。泄漏电流的大小并不代表有任何安全问题。为了降低泄漏电流的读数，系统应短时间运行一阵，使制冷剂重新分配到更正常的配置状态，然后再作系统潜能测试。兆欧姆的测试建议请参看应用工程手册4-1294。决不要在真空下进行压缩机潜能测试。拆焊系统部件注意！在拆焊系统之前从高低压两侧泄放全部制冷剂是很重要的。如果仅从高压一侧泄放涡旋压缩机系统中充注的制冷剂，可能引起涡旋盘密封闭合来阻止压力通过压缩机平衡。这样低压侧机壳和吸气管里可能留下余压，当带压的制冷剂混合着油泄出并接触焊接火焰时会着火燃烧。为了防止此类事故发生，在拆焊前用复合压力表检查高低压两侧的压力是很重要的。应当在产品说明书和组装（维修）场合给予提示。如果需要更换压缩机，压缩机应当从系统中切割下来而不是烧焊。正确的压缩机更换程序参看图5。谷轮涡旋压缩机功能检查用关闭吸气截止阀作压缩机功能测试，来检查压缩机吸力怎样，并不能验证压缩机性能的好坏。这样的测试将损坏涡旋压缩机。应当用以下的诊断程序来评价一个谷轮压缩机的工作好坏。1. 应当检查机组的电压正确与否。2. 应当通过检查马达线圈的通断和接地情况，来判断内部马达过载保护器是否已经断开，或者马达内部已经短路或通地。如果保护器已跳开，必须让压缩机充分冷却后才能重新复位。3. 应当检查室内室外风扇是否正常运行。4. 用检修表连接到高低压取压点上，启动压缩机。如果吸气压力低于正常值，那么系统要么缺少制冷剂，要么存在堵塞。5. 如果吸气压力不下降且排气压力不上升到正常水平，那么调换压缩机的任意两根电源进线并重新上电，确保压缩机不是在反转运行。若压力仍然不能上升到正常值，则是换向阀（如果装配了这个的话）或压缩机故障。按原来样子重新接好压缩机电源进线，根据正常诊断程序检查换向阀的运行。6. 为了测试压缩机是否很好地抽吸，应该以压缩机实际运行电流值与采用系统运行压力和电压编制的压缩机性能曲线加以比较。如果测得的平均电流值偏离已确定值+ -15%，那么说明压缩机可能有缺陷。若三相平均运行电流不平衡值超过15%，应进一步对其作详细的检查。压缩机和系统更全面详细的故障排除步骤可参阅谷轮电气手册H部分。7. 在更换或返回任何一个压缩机之前，应确定压缩机真正地存在缺陷！至少在退厂之前，认真检查从销售现场或测试仓库拆回的压缩机的线圈电阻以及启动能力。返回谷轮公司的压缩机超过三分之一经合理分析查明并无故障。它们都是在现场被误判。更换能正常工作的压缩机对每一方都是不必要的费用支出。并联机运行SUMMIT压缩机的典型运行形式是能够提供两级能量调节的并联运行。根据负荷的需要 ，压缩机可以一个或是两个运行，复合排气和吸气管提供了排气和吸气管路单一的连接口。两压缩机之间装有一油平衡管来保证油被平均地分配。压缩机组被两根间隔着的钢轨固定。这种刚性固定保证相互连接的铜管震动最小。此并联机组装时，应用橡胶把压缩机机脚金属扣环和机组底盘隔开来减振。两压缩机竖直高度应一致，以防止油通过油平衡管流向位置较低的那个压缩机。应该考虑因压缩机吸气管较低而引起停机时油转移的问题。应特别设计复合吸气管T形接头来防止油向可能较低的地方转移。组成并联机组的每个压缩机都是按照单个压缩机的电气参数值独立地通电。建议压缩机接线成可以交换先后启动顺序。这将保证两个压缩机相等的运行时间，由此增加其可靠性。当系统充注超过9kg时，每一个压缩机需要一个90W的曲轴箱加热器。曲轴箱加热器必须置于吸气口下面。表4列出了推荐的曲轴箱加热器，请参看曲轴箱加热器部分。当压缩机被放置在因为冷空气直吹曲轴加热器而导致其效率极低或者失效的位置的时候，控制制冷剂移动的抽气循环可以用来替代或者协助曲轴加热器的工作。如果使用抽空循环，那么靠近复合管的公共排气管必须加一个独立的外部单向阀。参阅前面的抽空循环部分。如果其中一个压缩机坏了，建议更换整个SUMMIT并联机组。现场应用时不为并联机提供单个的涡旋压缩机。保修期间的整个并联机可得到保修信用。当在现场更换一个并联机时，有可能大部分油仍留在系统中。虽然这不可能影响已换上压缩机的可靠性，但多余的油会增加转子负荷和用电量。为了除去多余的油，可在复合吸气管下部加一个检修阀。然后，压缩机应当运行10分钟后停机，打开此检修阀，直到没有油流出来为止，再反复几次，确保达到正常的油位。马达烧坏后的压缩机更换万一马达烧坏，被污染的油大部分随压缩机一起清除了。其余部分油通过使用吸排气管路上的干燥过滤器清洁干净。推荐使用100%活性氧化铝吸气干燥过滤器，但72小时后必须拆除之。参阅应用工程手册24-1105所述的清洁程序和应用工程手册11-1297推荐的液管干燥过滤器。极力推荐同时更换吸气管的汽分（若匹配了的话）。这是因为压缩机损坏后，汽分回油孔或筛网能很快被脏物堵塞。这将造成更换后的压缩机缺油而出现第二个故障。新更换压缩机的启动系统充注时的正确操作方法是，在高压侧仅充注液态制冷剂，而在低压侧仅充注气态制冷剂。对于任何压缩机，把液态制冷剂从制冷剂罐直接注入压缩机曲轴箱都是有害的。不要在系统真空状态下启动压缩机。真空下启动涡旋压缩机时，内部将发生拉弧事故。系统充注不足以维持至少7psig（0.5kg/cm2）的吸气压力时，不要运行压缩机。不要在低压开关短接下运行压缩机。如果压力降到7psig（0.5kg/cm2）以下超过几秒钟，可使涡旋盘过热并造成驱动轴承的早期损坏。不要在现场安装一个系统，没有