探索船舶空调制冷压缩机的液击损坏及防范措施

贺莹炜 袁久峰 殷娟

摘要：压缩机作为船舶空调系统的重要组成部分，其对于空调系统的制冷运行具有十分重要的现实意义。但是在压缩机实际的工作过程中往往会受到多种不利因素的影响，进而会对其正常运行造成不小的阻碍，甚至可能导致其发生损坏。液击作为空调制冷压缩机的常见故障，其会导致压缩机发生严重的损坏，而无法正常运行。本文对液击给船舶空调制冷压缩机所造成的损坏进行了比较深入的论述，在此基础上，结合空调压缩机的工作特点，提出了具有一定针对性的防范措施，进而能够最大限度避免液击的发生，为空调压缩机的正常运行建立良好的基础，对于从事相关工作的技术人员具有一定的借鉴意义。

关键词：船舶;空调制冷;压缩机;液击

中图分类号：F407.474                                    文献标识码：A                                文章编号：1674-957X（2021）10-0020-02

0  引言

液击是指空调系统的制冷剂液体被压缩机吸入其中，而造成压缩机出现各种不同程度的故障，甚至还可能导致压缩机报废。液击的形成原因多种多样，例如，制冷剂所吸收的热量不足以使其完全蒸发，而残留了一部分液体制冷剂，随着其被吸入到压縮机内部，就会影响压缩机的正常运行。当船舶空调制冷系统的压缩机出现液击故障后，就会导致压缩机无法正常运行，而影响空调的制冷效果。为了尽可能避免液击的发生就要采取相应的控制措施，进而避免制冷剂进入压缩机内部，从而确保空调压缩机始终处于良好的工作状态。

1  液击对压缩机的影响

在空调制冷系统的初始运行阶段，位于压缩机旁边位置处的气液分离器会出现一定的结霜现象，这是由于在压缩机停止运行期间，回流的低压蒸汽在气液分离器中冷凝成液体。启动压缩机之后，这部分液体气化吸热，进而会在气液分离器的外表形成一定的白霜，但是随着压缩机的不断运行，这部分白霜就会溶化。当经过一定时间的运行后，气液分离器上的白霜一直不溶化，并且低压管部分也出现了白霜，这就表明制冷系统内部的制冷剂量过多，部分制冷剂已经进入到压缩机，这就会导致压缩机出现液击。液击会对空调制冷系统压缩机的正常运行造成非常严重的影响，甚至还可能导致压缩机损坏而无法运行，下面将对液击给不同类型压缩机造成的影响进行分别论述。

1.1 涡旋压缩机

当涡旋压缩机出现液击现象后，液击会在涡盘上产生巨大的冲击力，当其超过涡盘所能承受的极限应力后，就会导致涡盘发生破碎，进而影响压缩机的正常运行。同时，当涡盘破碎后，就会导致处于液态的冷媒介质进入到润滑油中，由于冷媒介质的粘度较润滑油偏低，进而会造成润滑油整体粘度的降低。粘度降低会影响润滑油的附着，这就导致在摩擦表面无法形成有效的油膜，由于缺少油膜的润滑保护，压缩机内部运动件的磨损加剧，严重降低压缩机的使用寿命。

此外，混入润滑油内部的冷媒介质沸点较低，在其随着润滑油进行移动的过程中，会吸收大量的热量进而导致其沸腾，沸腾时会形成一定的气泡，这就会影响润滑油的顺利输送，进而影响润滑系统的正常运行。

1.2 往复式压缩机

由于往复式压缩机的构造特点，液击对其造成的不利影响非常大，这就需要予以充分的关注。当其出现液击后，会在压缩机内部产生瞬间高压，而超高的压力会造成巨大的破坏，进而会导致压缩机内部受力件发生不同程度的损坏，例如，阀片、活塞、连杆、曲轴以及活塞销等。一旦上述受力件发生损坏后，就会导致压缩机无法正常运行，进而导致制冷空调无法制冷。由于所涉及到的受力构件数量较多，在故障的排除过程中需要耗费大量的时间，这就导致检修效率较低。

1.3 螺杆压缩机

相较于上述两种类型的压缩机而言，螺杆压缩机也会发生一定的液击问题，但是螺杆压缩机的承受能力较高，一般的液击并不会造成严重的影响。通常来说，液击会导致螺杆压缩机的振动异常，还可能伴随有一定的噪声，进而影响螺杆压缩机的稳定运行。但是长期受到液击的影响，螺杆压缩机也会发生损坏，而无法正常运行。

2  液击的防范措施

通过上文的论述能够发现液击会对压缩机造成严重的不利影响，为了确保压缩机能够始终处于良好的工作状态，就要结合船舶空调制冷压缩机的工作特点，采取有效的控制措施，进而最大限度避免液击的发生，为压缩机的正常运行提供可靠保障。

2.1 减少制冷剂充注量

为了避免液击的发生就要从源头做起，对制冷剂的充注量进行科学合理的设定。首先，通过对压缩机的运行说明进行充分的了解，进而选定合适的制冷剂充注量，确保其能够满足压缩机的正常制冷需求，避免加入过量的制冷剂;其次，当无法确定压缩机正常运行所需要的制冷剂充注量时，就需要在确保压缩机制冷效果的前提下，尽可能减少制冷剂的充注量，这就需要进行长期的摸索实验，进而总结出适宜的充注量，同时，还要对压缩机制冷剂的量进行定期的检查，当其损耗过多时，需要进行及时的补充，确保制冷剂始终处于最低的工作量;最后，还要对视液镜内出现的气泡予以足够的重视，通常来说，管径太细和压头太低都会引起气泡的产生，这就需要结合具体的问题进行分析，进而及时调整制冷剂的充注量，确保其始终处于适宜的范围内。

2.2 增设曲轴箱加热器

通过在曲轴箱内增设一加热器，进而能够对箱内的冷冻油进行加热升温，确保其温度始终高于系统压缩机吸气入口处的温度，进而有助于避免压缩机液击的发生。通常来说，为了获得良好的加热效果，曲轴箱内的加热器始终保持加热状态，适宜的温度能够避免制冷剂的迁移，进而预防液击的发生。但是加热器无法避免液体回流过程中对加热器所造成的损伤，这在实际的操作过程中需要予以充分的关注。为了避免影响系制冷系统的运行效率，所选用的加热器功率相对较低，这就导致加热升温需要耗费较长的时间。因此，为了充分发挥加热器的效果，需要在压缩机运行前进行提前预热，这就需要操作人员进行提前规划。对于生产运行较为急促的压缩机或者无法长时间连续的压缩机，这种方式并不适用，在实际的操作过程中需要结合具体的运行情况进行有针对性的选择。

2.3 吸气管上安装气液分离器

为了避免制冷剂进入到压缩机内部，可以在吸气管适宜的位置处安装相应的气液分离器，其能够为溢流而出的液态制冷剂提供一临时的存储空间。在气液分离器对制冷剂进行存储的过程中，同时，还会将一部分的液态制冷剂重新运回至压缩机内部。为了避免对压缩机的正常运行造成不利影响，需要对制冷剂的运回速率进行有效的控制，确保其在压缩机能够承受的范围内。由于不同制冷系统的制冷剂充注量不尽相同，并且对制冷剂所采用的控制方法也存在一定的区别。因此，是否需要增设气液分离器以及需要多大体积的气液分离器都需要结合船舶空调制冷系统压缩机的运行需求进行有针对性的选择。

2.4 选择适宜的热力膨胀阀

在压缩机的运行过程中，热力膨胀阀也会造成一定的液击，其通常发生于夜晚。在夜晚，随着周围环境温度的降低，制冷系统的工作负荷也会相应的降低，此时所需要的制冷剂量也会相应的减小，压缩机就会存在制冷能力过剩的问题。在实际的运行过程中，当热力膨胀阀的开度过大，就会向蒸发器输入过量的液态制冷剂，而过热度设定的太低，吸入侧的压力降低使得热力膨胀阀膜片下方压力降低，吸入侧的压力降低速度比膨胀阀感温包内的压力降低反应更快，所以将会使得热力膨胀阀开度加大，直至感温包感受反应并且压力开始下降促使热力膨胀阀关闭，但此时部分冷剂液体已经进入蒸发器内部，并且进入量还会随着阀门开度的增加而增多。一旦液体进入到吸入管内部，随后就会进入到压缩机而引起液击。因此，为了避免液击的发生，就要对热力膨胀阀的过热度进行实时的监控，确保其能够始终处于一个合理的范围内，进而能够有效避免液击的发生。通常来说，为了实现科学合理的稳定控制，可以选用节流孔较小的阀，进而能够确保热力膨胀阀的稳定运行。因此，在对热力膨胀阀进行优选的过程中，需要选择相适应的尺寸，进而将其运行过程中的过热度控制在6～8k的范围内，同时，在工作过程中还要进行必要的检查和设置除霜控制。

2.5 回气管上增设加热器

液击不仅会发生在温度较高的季节，在气温较低的冬季，仍旧会出现液击问题。即便是外界环境的温度较低，在压缩机的运行过程中回气带液的可能性仍旧存在，如果不加以处理就会导致液击的发生。针对气温较低的季节，可以通过在压缩机回气管段的适宜位置处增设一电加热器或者热气辅助提高压缩机回气过热度，进而确保制冷剂始终处于气体状态，以此避免液击的发生。这种液击的控制方法虽然结构简单，但是具有良好的控制效果。此外，为了进一步提高控制精度，可以增设过热检测装置，进而能够及时了解系统的运行情况，避免压缩机液击的发生，为压缩机的安全运行提供可靠保障。

此外，在對制冷系统进行设计的过程中，还可以通过控制节流原件的开度和增大蒸发器的换热面积，进而能够在一定程度上提高回气的过热度，以此避免压缩机发生液击问题。在充注制冷剂的过程中，还要尽量避免由低压侧进行液态充注，避免压缩机启动过程中发生液击故障。

3  结语

总而言之，压缩机作为船舶空调制冷系统的重要组成部分，其对于制冷系统的正常运行具有决定性的影响，这就需要在日常工作过程中做好压缩机的维护管理工作。液击作为压缩机的常见故障之一，其会给压缩机造成非常严重的损害，导致其无法正常运行。本文通过对液击给船舶空调制冷系统压缩机所造成的损坏进行系统全面的分析研究，在此基础上，结合不同的空调制冷系统提出了具有一定针对性的防范措施，有助于改善空调制冷系统压缩机的工作状况，进而避免液击的发生，从而为压缩机的正常运行提供可靠保障。

参考文献：

[1]李章德.某轮伙食冷库温度异常分析[J].珠江水运，2015（01）：28-29.

[2]周伟.船用空调机组压缩机液击故障分析及排除[J].中国修船，2012（02）：39-41.

[3]潘灶林，黄应邦，林锡坤，等.浅谈船舶制冷系统常见故障[J].中国水运，2017（09）：115-116.

[4]周建佳，张明辰.制冷压缩机防液击技术研究[J].河南科技， 2019（10）：50-52.

[5]王必改.某船冷库降温困难的原因分析及思考[J].中国修船，2014（06）：9-13.