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过热度与过冷度:如何测量和判读,包括温度滑移

分步讲解:正确测量过热度和过冷度,对有温度滑移的混合制冷剂(R407C、R448A、R449A)使用露点和泡点,以及在故障排查中如何判读这些数值。

最近核查:

要点

  • 过热度 = 实测吸气管温度减去吸气压力下的饱和温度。
  • 过冷度 = 冷凝压力下的饱和温度减去实测液管温度。
  • 对于有温度滑移的混合制冷剂,过热度按露点计算,过冷度按泡点计算 [1][2][3]。
  • 使用经过校准的仪表,在同一位置、同一时间测量压力和温度,并先让系统稳定运行。
  • 这些数值用于调整膨胀阀、检查充注量和查找故障,但务必与制造商的参考值进行比较。

这些数值的含义

在蒸发器中,制冷剂在由压力决定的饱和温度下沸腾。所有液体蒸发完后,气体继续升温,这部分额外的升温就是过热度。它表明蒸发器供液是否正确:既足以充分利用换热面积,又不会让液体进入压缩机。在冷凝器中,气体在冷凝压力对应的饱和温度下凝结为液体,之后液体进一步降温的幅度就是过冷度。它表明膨胀阀前是否为纯液体,并能提高每千克制冷剂的制冷效果。

如何测量过热度

  1. 让系统在正常负荷下稳定运行至少 10–15 分钟。
  2. 尽量靠近蒸发器出口测量吸气压力;如需了解压缩机过热度,则在压缩机处测量。
  3. 在压力-温度对照表或数字压力表组的表格中查出该压力对应的饱和温度。确认所选制冷剂正确,并注意表中是表压还是绝对压力。
  4. 用接触良好、与环境隔热的管夹式温度探头在同一位置测量管道温度。对于热力膨胀阀:在感温包处测量。
  5. 过热度 = 实测管道温度 − 饱和温度。

R134a 示例:吸气压力为 1.9 bar(表压),对应饱和温度约 0 °C。感温包处管道温度为 6 °C,过热度为 6 K。

如何测量过冷度

  1. 在冷凝器出口或液管检修阀处测量冷凝压力。
  2. 查出该压力对应的饱和温度。
  3. 在同一位置测量液管温度;如需了解膨胀阀前是否为纯液体,则在膨胀阀前测量。
  4. 过冷度 = 饱和温度 − 实测液体温度。

R134a 示例:冷凝压力为 9.2 bar(表压),对应约 40 °C。液管温度为 35 °C,过冷度为 5 K。

有温度滑移的混合制冷剂

R407C、R448A 和 R449A 等非共沸混合制冷剂并不在单一温度下沸腾和冷凝。在给定压力下,液体在泡点开始沸腾,在更高的露点完全蒸发。两者之差称为温度滑移,可达数开尔文,R407C 约为 6 K [1][3]。要得到正确数值:

  • 过热度按吸气压力下的露点计算。温度高于露点的气体即为过热气体。
  • 过冷度按冷凝压力下的泡点计算。温度低于泡点的液体即为过冷液体。
  • 如果对照表有液相和气相两列,过热度用气相列,过冷度用液相列 [1][3]。
如果用泡点计算过热度,过热度会看起来比实际大数开尔文。膨胀阀可能因此被调得供液过少或过多,液体可能进入压缩机。请确认您的压力表组显示的是哪个数值:露点、泡点还是平均温度 [1][2]。

故障排查时如何判读

过热度过冷度可能原因
高低制冷剂不足,例如发生泄漏后
高正常或高膨胀阀供液过少(调整不当、堵塞、感温包充注丢失、选型偏小),或液管存在节流,例如干燥过滤器堵塞
低高制冷剂过多,或膨胀阀供液过多
低正常膨胀阀供液过多,或感温包位置不当、保温不良;蒸发器负荷低,例如表面结冰或风机停转
正常偏低,视液镜中有气泡制冷剂略有不足,或液管存在压降

该表列出的是常见规律,而不是确定的诊断。务必综合检查:压力、温度、风量和水量、换热器是否清洁以及系统是否有储液器。对于带储液器的系统,即使充注量正确,冷凝器后的过冷度往往也很小,此时储液器液位是更好的指标。

参考值

使用热力膨胀阀时,蒸发器出口的典型过热度为 4–8 K;使用电子膨胀阀时通常更低。过热度太小有压缩机液击的风险;过热度太大会导致制冷量下降和排气温度过高。机组、膨胀阀和压缩机制造商的参考值始终优先于一般经验法则。

在跨临界 CO2 系统中,当压力高于临界点时不存在冷凝,因此高压侧没有过冷度。此时高压由气体冷却器出口温度控制。蒸发器的过热度测量方法与其他系统相同。

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本文涉及的术语

来源

  1. Sporlan (Parker) – Form 5-492: Refrigerant blends
  2. Honeywell – Refrigeration condenser settings and glide (technical bulletin)
  3. HVAC School – Bubble point and dew point explained
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