Causas e soluções do "bloqueio de gelo" capilar nos equipamentos de refrigeração

Causas e soluções do "bloqueio de gelo" capilar nos equipamentos de refrigeração

No funcionamento real dos sistemas de refrigeração, os tubos capilares podem apresentar falhas de "bloqueio por gelo".Este artigo aprofundará o problema do "bloqueio de gelo" capilar nos equipamentos de refrigeração a partir de três aspectos: causas, fenômenos de falha e métodos de resolução de problemas.

As principais razões para o bloqueio do gelo são as seguintes:

1. O refrigerante pode conter demasiada água durante a produção, transporte, armazenagem e utilização.As moléculas de água condensam em cristais de gelo na zona de baixa temperatura do capilar.O requisito geral é que o teor de água dos fluorocarbonetos não exceda 20 ppm.

2Durante o processo de montagem e manutenção do sistema de refrigeração, impurezas sólidas como escórias de solda, espigas de cobre,e poeira podem ser introduzidas nas condutas e componentes devido a impurezas do sistema e poluição por óleo. As partículas de impurezas acumulam-se na malha de entrada capilar, o que pode afetar o fluxo de refrigerante e exacerbar o congelamento.Também pode depositar e coquear nos capilares, bloqueando os canais.

3. Improper selection of capillaries requires precise calculation and selection of the inner diameter and length of capillaries based on parameters such as system cooling capacity and compressor displacementSe o diâmetro interno do capilar for demasiado pequeno e a queda de pressão de estrangulamento for demasiado grande, isto fará com que a temperatura de evaporação seja demasiado baixa e exacerbará o congelamento.A escolha inadequada do comprimento do tubo pode causar desequilíbrio entre as fases gasosa e líquida, o que resulta num aumento da resistência do líquido e do congelamento no interior do tubo.

4Se a temperatura de condensação e a temperatura de evaporação se desviarem demasiado da temperatura de condensação ou se a temperatura de evaporação for demasiado elevada,reduzirá o subresfriamento do refrigerante na entrada capilarA temperatura de condensação deve geralmente ser controlada entre 40 e 50 °C.e a temperatura de evaporação depende de condições de funcionamento específicas, tais como 5-12 °C para o ar condicionado doméstico.

5Se a válvula de expansão térmica falhar ou o filtro ficar bloqueado, reduzirá o refrigerante que entra no evaporador, diminuindo a pressão e a temperatura de evaporação,e mais facilmente produzir gotículas sub-resfriadas no capilar, que se condensará em gelo.

Fenômeno de falha do bloqueio do gelo capilar

Uma vez que o tubo capilar é bloqueado pelo gelo, pode causar uma série de fenômenos anormais.

Observando e analisando estes fenômenos, pode-se determinar preliminarmente se se trata de uma falha de bloqueio de gelo:

1A temperatura de evaporação anormalmente baixa é dificultada por um bloqueio de gelo, que impede o fluxo de refrigerante para o evaporador, resultando em um refrigerante insuficiente no evaporador.A pressão e a temperatura de evaporação são significativamente inferiores aos valores normaisNo caso das unidades de ar condicionado, a temperatura da saída é geralmente inferior a 5 °C.

2O aumento da pressão de condensação impede o fluxo do refrigerante, causando uma grande acumulação no condensador, levando a um aumento da pressão de condensação.A pressão de condensação dos aparelhos de ar condicionado para uso doméstico é geralmente entre 1 e 2 °C..4 e 1,6 MPa, mas em caso de falha do bloqueio do gelo, pode atingir mais de 2,1 MPa.a pressão de sucção do compressor também aumentará.

3O congelamento e o bloqueio do gelo dos capilares causam uma queda súbita da temperatura local dos capilares, e a parede do tubo congela-se extensivamente, até mesmo coberta por bordas de gelo.As unidades interiores também podem sofrer gotejamento ou esfriamento.

4O vácuo do sistema e o bloqueio do gelo de vibração resultam num fornecimento insuficiente de líquido ao evaporador, num aumento da proporção de gases e num aumento do ruído.O compressor pode sofrer sucção e vibração devido à entrada excessiva de gás.

5O início frequente ou a parada do compressor causada por bloqueio de gelo pode conduzir a uma temperatura de evaporação baixa e a uma activação frequente da protecção de baixa pressão.resultando em interrupção repetida do compressorEm casos graves, o compressor pode desencadear e desligar-se directamente.O bloqueio do gelo capilar pode também causar uma diminuição da capacidade de refrigeração e um aumento do consumo de energiaMas estes fenômenos não são exclusivos do bloqueio do gelo e exigem mais exames e diagnósticos.

Métodos para eliminar o bloqueio pelo gelo capilar

Uma vez determinado que a falha é causada por um bloqueio de gelo capilar, é necessário tomar medidas oportunas para a eliminar.

Os métodos de manuseio mais comuns incluem:

1O primeiro passo na recuperação do refrigerante consiste em utilizar uma máquina de recuperação para extrair todo o refrigerante do sistema.Para evitar descargas directas que possam causar poluição ambiental e desperdício de recursosO refrigerante extraído deve ser purificado com um filtro seco antes de poder ser reutilizado.

2. A substituição dos capilares é geralmente necessária para os capilares com bloqueio de gelo grave. Preste atenção à reciclagem do refrigerante residual durante o desmonte para evitar o esvaziamento.Ao selecionar um novo capilar, é necessário seguir rigorosamente as especificações e modelos indicados na placa de identificação do equipamento e o tamanho não pode ser alterado arbitrariamente.e sem deformação por compressão durante a instalação.

3. Limpe o sistema e substitua o elemento de filtro lavando repetidamente o sistema com nitrogénio ou refrigerante R11 para remover impurezas, depósitos de carbono,e a umidade proveniente das condutas e componentesSe necessário, o compressor deve também ser desmontado para limpar a carrinha, substituir o filtro de entrada capilar e o elemento de filtro seco e recarregar com refrigerante qualificado.

4. Verifique se a válvula de expansão térmica e a válvula solenoide podem funcionar normalmente e se o núcleo da válvula é flexível.

5. Ajustar a temperatura de condensação e evaporação de acordo com as condições ambientais e as condições do equipamento, ajustar a temperatura de condensação para 40-50 °C,e a temperatura de evaporação não é geralmente inferior a -5 °CSe necessário, o volume de ar de condensação pode ser reduzido adequadamente para aumentar a pressão de condensação.

6Para além da manutenção, é igualmente importante evitar o bloqueio do gelo capilar no sistema.

Podem ser tomadas as seguintes medidas:

7. Controle o teor de água do refrigerante e verifique regularmente o teor de água do refrigerante. Se exceder o padrão, deve ser substituído ou purificado em tempo útil.É essencial utilizar equipamento de carregamento especializado para evitar que o ar e a umidade entrem.

8Instalar um filtro de secagem no tubo líquido perto da entrada capilar e instalar um filtro de secagem de tamanho adequado para interceptar a umidade e as impurezas sólidas.Inspecionar e substituir regularmente o elemento de filtro, geralmente a cada 1-2 anos.

9A utilização de tubos capilares anti-congelamento com paredes internas lisas e secções transversais gradualmente encolhidas pode impedir eficazmente que os cristais de gelo se acumulem e bloqueiem na entrada.

10. Controlar a circulação do óleo lubrificante do compressor e selecionar o óleo lubrificante com a viscosidade adequada para controlar o teor de óleo do sistema.instalar um separador de óleo no oleoduto de retorno para reduzir a quantidade de óleo que entra no tubo capilar.

11Para evitar uma baixa carga e uma operação intermitente, o sistema de refrigeração deve manter, tanto quanto possível, uma operação contínua em condições nominais.evitar o início e a parada frequentes e a baixa carga a longo prazoNestas condições de funcionamento, o sistema apresenta uma má circulação de óleo, um sub-refrigeração do líquido insuficiente e é mais propenso a bloqueios de gelo.

12. Garantir a qualidade da instalação e da construção.É necessário garantir a limpeza dos gasodutos e a solda das partes de ligação é firmeEm resumo, o bloqueio do gelo capilar é uma anomalia comum nos sistemas de refrigeração,que possam afectar seriamente a eficiência da refrigeração e a fiabilidade dos equipamentosPara eliminar o bloqueio do gelo, é necessário identificar a causa e tomar medidas como limpeza e substituição.Deve igualmente prestar-se atenção à prevenção do bloqueio do gelo, controlando a umidade, a poluição por óleo e as impurezas da fonte, otimizando as condições de funcionamento do sistema e melhorando a qualidade do projeto e da instalação.Apenas através de uma gestão abrangente pode a frequência do bloqueio do gelo capilar ser radicalmente reduzida, assegurando o funcionamento estável e eficiente dos equipamentos de refrigeração.

Gestão global

1- Design razoável do comprimento e do diâmetro interno dos capilares

O comprimento e o diâmetro interno dos capilares devem ser calculados com precisão com base em parâmetros como a capacidade de arrefecimento, o tipo de refrigerante,e temperatura de evaporação do sistema de refrigeraçãoEm geral, podem ser utilizados métodos de pesquisa de fórmulas ou tabelas para determinar o cabelo.

Diâmetro interno do tubo fino (mm) = 0,128 x (coeficiente de caída de pressão Δ p) ^ 0.25

O comprimento capilar (m) = coeficiente de queda de pressão Δ p/(Z × D ^ 4,75) Na equação, o coeficiente de caudal K está relacionado com a temperatura de evaporação e o tipo de refrigerante,O coeficiente de queda de pressão Δ p é considerado igual a 0.5-0.8, e o coeficiente de resistência Z é tomado como 3,5-3.8, D é o diâmetro interno do tubo capilar (mm).

A escolha do tamanho adequado dos capilares pode combinar a queda da pressão de estrangulamento com a taxa de caudal necessária, evitando o bloqueio de gelo causado por um caudal de estrangulamento excessivo ou insuficiente.

2. inspeccionar rigorosamente a qualidade dos refrigerantes. Ao comprar refrigerantes, é necessário escolher fornecedores respeitáveis e qualificados, solicitar relatórios de inspecção da qualidade do produto,e garantir que a pureza e o teor de umidade cumprem as normasPara os refrigerantes reciclados, estes devem ser submetidos a um tratamento de purificação profissional e passar pelo teste antes de poderem ser utilizados.Mas também corroem tubulações., que produzem substâncias tóxicas e representam riscos para a segurança.

3A substituição oportuna do refrigerante é necessária quando o sistema de refrigeração estiver a funcionar durante muito tempo e tiver uma poluição grave.É necessário, em primeiro lugar, recuperar o refrigerante antigo e enxaguá-lo repetidamente com nitrogénio ou R11 até que o líquido descarregado esteja limpo e transparente.Em seguida, encha com novo refrigerante e registre a quantidade de enchimento para inspecção futura.

4A melhoria da tecnologia de detecção e diagnóstico de falhas de bloqueio de gelo na manutenção de sistemas de refrigeração convencionais baseia-se principalmente no julgamento empírico e na medição simples.Para melhorar a eficiência e a precisão da manutenção, é urgente desenvolver equipamentos inteligentes de detecção e diagnóstico de bloqueios de gelo.A monitorização em tempo real da distribuição da temperatura da parede capilar utilizando imagens térmicas infravermelhas pode ser usada para determinar a localização e o grau de bloqueio do gelo; Utilização de um medidor de umidade em linha para detectar continuamente alterações no teor de umidade do refrigerante;Desenvolver um sistema de análise do espectro de vibração e ruído capilares para detectar anomalias causadas pela agregação e descolamento de cristais de gelo desde o início.

5. Fortalecer a formação e a gestão dos profissionais para abordar falhas comuns, como o bloqueio do gelo capilar.e padronizar os procedimentos operacionais para melhorar o nível de qualificação dos empregados da linha de frenteAo mesmo tempo, reforçar a gestão e avaliação, e supervisionar estritamente o comportamento.

6. prestar atenção à construção de normas e regulamentos na indústria de refrigeração, acelerar a formulação de normas nacionais e da indústria para o projeto, construção,operação e manutenção, manutenção e eliminação de sistemas de refrigeração e padronização de requisitos específicos para a selecção, instalação e diagnóstico de falhas de tubos capilares.

7Realizar pesquisas básicas sobre o mecanismo de bloqueio do gelo capilar, investigar os micro processos de nucleação, crescimento e desprendimento do bloqueio do gelo, revelar as leis de interação entre a água,poluição por óleo, partículas sólidas e cristais de gelo, e construir um modelo matemático e físico para a formação de bloqueio de gelo.Métodos experimentais avançados, como fotografia de alta velocidade e velocimetria de imagem de partículas, podem ser usados para obter as leis de fluxo e transferência de calor do processo de bloqueio de geloAtravés da investigação do mecanismo, espera-se identificar os principais fatores que afectam o bloqueio do gelo, fornecendo orientações teóricas para suprimir o bloqueio do gelo e otimizar o design dos capilares.

8Com base na revelação do mecanismo de bloqueio do gelo, pode ser desenvolvido um novo sistema capilar anti-bloqueio do gelo.revestimento com revestimentos hidrofóbicos e anti-congelamento na parede interna dos capilares para reduzir a adesão dos cristais de gelo- processamento de sulcos em espiral para orientar o fluxo contínuo de condensado e suprimir a agregação de cristais de gelo;Projetar uma estrutura composta de mangas de seção transversal variável para formar um vórtice na seção de entrada, separando as partículas sólidas da parede do tubo.

9- explorar a aplicação de refrigerantes alternativos para refrigeração, tais como os fluorocarbonos tradicionais, tais como o R12, o R22 e outros com bom desempenho térmico,Mas os valores de ODP e GWP de alto custo são elevadosE os novos fluidos de trabalho alternativos, como o R134a, o R410a, o R600a, etc., têm baixa toxicidade e um mínimo de esgotamento do ozono.Mas as suas propriedades térmicas diferem significativamente do Freon.As características de ebulição do fluxo nos capilares não são ainda claras e é necessário avaliar o risco de bloqueio do gelo.

10• realização de pesquisas de otimização da economia de energia em sistemas de refrigeração.Mas também sobre o desempenho de estrangulação dos capilaresAo mesmo tempo que se evita o bloqueio do gelo, é também necessário otimizar o processo de estrangulamento e expansão do tubo capilar para reduzir as perdas irreversíveis.A simulação numérica do fluxo de duas fases e outros métodos podem ser utilizados para otimizar o tipo de tubo, comprimento do tubo e disposição do tubo de anel, de modo a obter a melhor correspondência entre a temperatura do refrigerante e a pressão após a expansão de estrangulamento.Optimização colaborativa dos parâmetros de projeto e funcionamento do tubo capilar, evaporador,e condensador devem ser realizados para maximizar a COP do sistema e alcançar a conservação geral de energia e melhoria da eficiência do sistema de refrigeração, ao mesmo tempo em que atender a capacidade de refrigeração.

Shanghai KUB Refrigeration Equipment Co., Ltd.

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