制冷用大容量交叉式电磁四通换向阀的设计选型与使用.doc

No.5/2009总第129期第30卷制冷空调与电力机械RefrigerationAirConditioning&ElectricPowerMachinery技术交流中图分类号：TB2文献标识码：A文章编号：1006-8449（2009）05-0082-030引言风冷热泵空调机组利用空气作为低品位热源，它与其它水源热泵、地源热泵相比，资源丰富，对环境无污染，工程施工、安装最为简单，因此空气源热泵目前已经成为热泵机组的主流产品，被广泛应用宾馆、饭店、写字楼、工厂、展览中心、体育馆等大型建筑的空调系统。四通阀在风冷热泵空调系统中起着制冷、制热切换的重要功能，其选型是否合理，将直接影响机组压缩机冷量、系统能效比的发挥；使用和维护状况，也直接影响到系统的故障率，因此要保证系统运行和能力的正常发挥，就必须做好选型工作，充分了解和掌握使用、维护过程中的注意事项，并贯彻到每一位生产和售后服务人员。1典型风冷热泵空调机组的系统循环原理如图1a）所示，系统制冷时，制冷剂按照图中箭头方向循环流动，从压缩机出来的高温、高压制冷剂蒸气首先通过四通阀进入风侧换热器冷凝放热、蒸气液化，通过储液器、干燥过滤器等进入膨胀阀节流降压，部分液体汽化吸热降低其它液体的温度到水侧换热器对应的蒸发温度，气液混合制冷剂在蒸发器内与水进行热交换，吸收热量汽化，同时降低水的温度，达到系统制冷的目的，从蒸发器出来的制冷剂蒸汽通过四通阀进入气液分离器，液制冷用大容量交叉式电磁四通换向阀的设计选型与使用冯建江1，彭景华2，张帆1，覃红江1（1.浙江盾安人工环境设备股份有限公司浙江诸暨311835；2.广东申菱空调设备有限公司广东顺德528313）摘要：举例介绍了制冷用大容量交叉式电磁四通换向阀的设计选型过程；阐述了四通阀的储运、安装、维护和运行调试过程中的注意事项；总结了四通阀常见的故障现象，分析了故障出现的原因，并给出了故障的排除方法。关键词：四通阀；设计选型；储存；搬运；安装；使用；维护；运行调试；故障排除82No.5/2009总第129期第30卷制冷空调与电力机械RefrigerationAirConditioning&ElectricPowerMachinery技术交流态的制冷剂被分离，保证压缩机抽回的全是气态制冷剂，最后通过压缩机机械做工，将机械能转化为热能和势能，提升制冷剂蒸汽的压力和温度，通过压缩机排气口进入下一个循环。制热循环时水侧为冷凝器，风侧为蒸发器，与制冷循环刚好相反，此时高温、高压的制冷剂蒸气首先通过四通阀切换进入水侧换热器冷凝放热，达成系统制热的目的，如图1b）所示。2电磁四通换向阀的设计选型2.1了解已知条件已知条件主要包括：使用何种制冷剂、设计冷凝温度及蒸发温度、设计要求的理论压力降、设计工况下的系统制冷量、系统吸排气管尺寸要求等。有了以上这些设计条件，就可以进行设计计算，并结合样本参数进行选型。2.2具体选型步骤下面以一实例来介绍电磁四通换向阀的具体选型过程。某热泵机组以R22为制冷剂；设计冷凝温度50，蒸发温度2；设计要求的压力降不大于0.014MPa（2PSI）；设计工况下的制冷量为380kW，系统吸气管尺寸7992mm，排接管尺寸6779mm，其所用四通阀的具体选型步骤如下：（1）不同冷凝温度下的制冷量修正系数见表1。查表1，得冷凝温度为48.9时的制冷量修正系数为0.90，冷凝温度为54.4时的系数为0.86，用插入法计算得出冷凝温度为50时的制冷量修正系数为0.89；（2）将冷凝温度为50下的制冷量换算成冷凝温度为样本名义工况下（冷凝温度40.6）的制冷量，即380/0.89=427（kW）；（3）以型号为DRV121和DRV125的电磁四通换向阀为例，其采用R22为制冷剂时，不同压力降和吸气温度下对应的名义制冷量见表2。查表2，选定压力降0.014MPa，沿竖直方向寻找与427kW接近的数值，见表中阴影部分；用插入法计算：DRV121，在压力降为0.014MPa，蒸发温度为2时的制冷量：（448.3-408.6）/52+408.6=424.5kW；DRV125，在压力降为0.014MPa，蒸发温度为2时的制冷量：（594.6-541.8）/52+541.8=562.9kW；DRV125，在压力降为0.007MPa，蒸发温度为2时的制冷量：（445.8-401.9）/52+401.9=419.5kW；从计算结果看选择DRV1211、DRV1251均可以，选择DRV125的压力降在0.0070.014MPa之间，选择DRV1211的压力降约为0.014MPa；（4）DRV1211和DRV1251四通换向阀的外形尺寸见图2和表3。查表3，接管尺寸A、B，选择与设计要求接近的阀，同时综合考虑成本因素，本例选择表1不同冷凝温度下的制冷量修正系数制冷剂R22R502R134a26.71.111.21.1132.21.071.121.0637.81.031.041.0243.30.970.960.9848.90.900.880.9454.40.860.800.87冷凝温度，表2名义工况下的样本参数型号DRV1211DRV1251饱和吸气温度，-40-29-18-705-40-29-18-7050.003586.1114.3144.5184.2226.8257.0114.3151.5191.3244.0300.6340.70.007116.0160.7206.4263.7303.1336.5153.6213.1273.2349.5401.9445.80.014156.5220.1282.0354.8408.6448.3207.1291.5373.8470.1541.8594.60.021173.7248.6336.8424.0481.3537.2230.3329.4446.5562.2637.8712.00.028194.1272.8371.3465.5547.1607.2257.0361.8491.9617.1725.4804.80.035207.4290.4398.7496.5593.1654.0275.0385.0528.5658.2786.5866.7压力降，MPakW83No.5/2009总第129期第30卷制冷空调与电力机械RefrigerationAirConditioning&ElectricPowerMachinery表3四通阀外形尺寸表mm技术交流DRV121可以满足使用要求，且有较高的性价比；（5）确定四通阀型号：DRV1211。3电磁四通换向阀的使用介绍3.1四通阀的储运、安装和维护四通阀在设计选型完成后，在储运过程中，应重点注意以下事项：1）存放时间过长时，防止内部润滑油沉底，应将主阀体颠倒过来放置；2）在搬运过程中采用叉车、行车、液压手推车等设备，防止碰撞、跌落等冲击；3）严禁将信号管作为提手来搬动阀体，严禁拉拔线圈导线。安装四通阀时：1）禁止主阀筒体竖直放置，禁止线圈朝下安装，保证线圈通风畅顺，避免日晒雨淋；2）阀体采用抱箍、托架方式固定时，必须加垫阻燃、耐200以上的橡胶或其它较软的物体；3）四通阀四周保证350mm以上的维修空间；4）焊接前不要轻易拔除接管封帽，避免灰尘、湿空气、水分等进入阀体，保持接管内外表面清洁，用湿布包裹阀体，内部充氮气保护；5）采用多头焊枪同时循环加热，焊接完毕后用干燥氮气或压缩空气冷却，不得用水急剧冷却；6）对接管子须采用插入式焊接方式，避免倒焊，难以避免倒焊时，最好在上位前将管件焊好；7）与其它设备连接时建议中间加一个避振软管或弯头，禁止与压缩机吸排气管直线硬连接。四通阀在使用和维护过程中：1）禁止直接从四通阀处填充冷媒；2）禁止在装配、维修时将整个活塞抽出筒体；禁止铜屑、铁屑及其它固体颗粒状杂质进入阀体内各个部位；3）总装整理时将线圈导线适当固定，并避免与系统高温管路接触；4）系统必须设置高低压和压差保护等措施，避免过低压力差（低于最小换向压力差）下换向；5）定期检查并紧固法兰、线圈、导阀支架等固定螺钉；并定期检漏、除尘，并喷漆防锈；6）四通阀检修时先确认线圈断电，内部气体压力不得高于0.02MPa；7）拆卸法兰时必须沿对角线逐个缓慢拧松法兰螺钉，待内部气体慢慢排尽后再卸下螺钉，装卸法兰螺钉时采用扭力矩扳手，切忌用力过猛，防止螺纹滑牙、拧断螺钉等，法兰螺钉和信号管、导阀接管螺母拧紧扭力矩，螺钉和螺母的扭力矩参数见表4。3.2运行调试与故障排除四通阀在运行调试时要做到：1）线圈在装到导阀前禁止通电，阀体上取下线圈时，必须先确认线圈电源已经切断；2）调试前检查线圈绝缘电阻、电气强度是否符合要求，线圈正常通电是否产生磁力；3）开机运行，观察系统压力是否正常，高低压压力差超出四通阀要求的使用范围时，禁止换向；4）发现高低压力不正常（高压超高或高低压压力差不明显），吸气管发烫时必须立刻停机检查；5）发现四通阀声音异常必须立刻停机检查；6）工厂初次调试或客户换季初次开机时，可能出现切换不利索的现象，是因为四通阀内部缺油或冷冻油发干引起的，一般可通过橡胶榔头轻轻敲打阀体或手动切换35次来解决（每次切换后机组正常运行时间不得少于10min），若还有问题请立刻停机检查。四通阀常见的故障诊断与排除方法见表5。当遇到无法解决的问题时，及时与供应商联系，避免造成严重的质量和安全事故。型号DRV1211DRV1251A6779B7992C9.529.52D168195E180210F360420G140160H184225I377440表4螺钉、螺母扭力矩参数注：7/16、5/18信号管接管螺母的对边尺寸分别为16和20，导阀接管螺母对边尺寸为22。表5故障诊断、分析与排除故障现象法兰板处泄漏接头泄漏喇叭口泄漏线圈不产生磁力不能切换原因分析紧固螺钉松动紧固螺钉对角受力不均匀密封垫圈表面划伤焊接缺陷（沙眼、气孔、虚焊）喇叭口紧固螺母松动喇叭口扩口不均匀喇叭口开裂没有送电线路中间断路线圈安装歪斜、松动线圈短路、烧毁线圈不产生磁力高低压差超出要求的使用范围导阀失灵内部有杂质致使活塞卡死排除方法对角均匀紧固螺钉对角均匀紧固螺钉更换密封垫圈补焊（氩弧焊）紧固螺母用扩口器修正更换送电修复或更换导线矫正更换线圈检查线路、线圈并排除检查系统并排除检修或更换导阀拆法兰检修，排除杂质，或更换四通阀（下转第91页）名称扭力矩M8182M10252M124227/163555/8405信号管接管螺母mm导阀接管螺母5/8253法兰内六角螺钉Nm84.No.5/2009总第129期第30卷制冷空调与电力机械RefrigerationAirConditioning&ElectricPowerMachinery电力机械水供水的安全性和可靠性会不断提高，处理成本也必将日趋降低。对我国这样一个水污染较为严重和缺水的国家，城市污水资源化利用有着广阔的前景。参考文献：1国家城市供水水质检测网大连检测站检测报告R.2007-01-22.23.2李锐，何世德.城市中水在电厂循环冷却水系统的应用与展望.环境科学与管理J.2007，33（3）：152155.3张国斌.火力发电厂中水回用技术与应用前景J.中国给水排水，2005，21（7）：8991.4李冰，赵乐军.我国城市中水回用于工业循环冷却水的现状及建议J.工业水处理，2007，27（7）：8991.5史乐军，李宝宏.城市中水回用中的经济性问题探讨J.净水技术，2007，26（4）：1520.收稿日期：2009-05-12修回日期：2009-06-25ReusingofReclaimedWaterinIndustriesofHeat-electricityJointProducingGUXiang-hong1，2，ZHANGGui-ling3（1.CivilandArchitecturalEngineeringCollege，DalianUniversity，Dalian116622，China；2.Ceotechnical&StructuralEngineeringInstitute（GSEI），DalianUniversity，Dalian116622，China；3.DalianThermalPowerCo.，Ltd.，Dalian116021，China）Abstract：Thecharacteristicsofthemunicipalmiddlewaterandwaterusedinthermalpowerplantwereintroduced.Thewatertreatmenttechnology，economyanditseffectsontheco-generationequipmentswereanalysed.Andaccordingtotheexistingproblems，relevantsuggestionswerealsoputforward.Keywords：heat-electricityjointproducing；reclaimedwaterreuse；recirculatingcoolingwater；boilerfeedwater4结语大容量交叉式电磁四通换向阀作为大型风冷热泵机组冷热切换的关键部件，能否正确选型和使用将直接关系到整个中央空调系统能效和正常运行的发挥，从产品技术员到车间一线员工都必须按照制冷系统规范和产品技术要求进行选型和操作，出现故障时应运用系统知识和经验先仔细检查和分析，逐个排除，切忌盲目更换四通阀，造成不必要的损失，故障排除必须在专业人士的指导下进行。参考文献：1蒋能照.空调用热泵技术及应用M.北京：机械工业出版社，1998.2大容量活塞式电磁四通换向阀Z.浙江盾安精工集团有限公司，2007.3WILLIAMCWHITMAN，WILLIAMMJOHNSON，JOHNATOMCZYK.制冷与空气调节技术M.第五版.北京：电子工业出版社，2008.收稿日期：2009-06-30修回日期：2009-07-31作者简介：冯建江（1974-），男，浙江诸暨人，本科，工程师；彭景华（1976-），男，江西景德镇人，本科，工程师。DesignSelectionandUsingofLarge-capacityRefrigerationCross-electromagneticReversingValveFENGJian-jiang1，PENGJing-hua2，ZHANGFan1，Q