ZB/ZF系列Series
應用指南
渦旋壓縮機的工作原理
1、 渦旋壓縮機的壓力是由於作行星運動的渦旋盤之間的相互作用產生的，當渦旋盤之一作行星運動時氣體從外開口進入。
2、 氣體進入渦旋盤後，開口封閉
3、 隨著渦旋盤繼續作行星運動，氣體液壓入越來越小的空間
4、 當氣體到達中央時，達到排氣壓力
5、 實際上，在運作中，所有6個氣體通道均處於不同的壓縮階段，從而保證吸氣和排氣過程基本連續而不間斷。
渦旋的簡單觀念首次發明於1905年。渦旋盤是一個漸開線型螺旋線，和相配的渦旋盤嚙合，形成一系列逐漸擴大的存在於兩個部件間的空間，當壓縮時，一個渦旋盤保持靜止（固定渦旋盤）而另一個渦旋盤（旋轉渦旋盤）被允許作圍繞第一個盤的行星運動（但不旋轉），當發生該運動時，兩個盤之間的空間慢慢地被推移至二個渦旋盤的中央，而同時容積也被減小。當空間到達渦旋盤的中央，處於高壓狀態的氣體通過位於中央的通道排出。在壓縮過程中，幾個氣室被同時壓縮，形成非常平滑的過程。吸氣過程（渦旋盤的外側部分）和排氣過程（內側部分）是連續的。
ZB渦旋壓縮機配置
壓縮機型號 內置釋壓閥 排氣溫度保護 排氣單向閥 電機保護器
ZB15-ZB48;ZF09-ZF18 IPR TOD 有 中點保護器
ZB58-ZB114 無 ASTP 有 中點保護器
內置釋壓閥（IPR閥）
內置釋壓閥位於壓縮機高壓側和低壓側之間，當高壓側和低壓側之間的壓力差超過26~32bar時開啟。當內置釋壓閥打開時，熱的排氣氣體接觸電機保護器溫度感應的部位，電機中點保護器跳開。此時電機三相繞組開路，壓縮機必須被充分冷卻後，電機中點保護器才會復位。
ZB58KQ~ZB114KQ沒有設置內置釋壓閥，為保證安全運行，在任何應用中都應該給系統中配置一個設定壓力不超過30bar（表壓）的高壓壓力開關。
內部溫度保護器
OD或ASTP是設置在渦旋排氣口的感溫快動閥片。當排氣溫度過高時他回打開高溫排氣返回接觸電機保護器，從而保護壓縮機。
最小運行時間
關於渦旋壓縮機在1小時內究竟能啟動和停機多少次並沒有肯定的答復，因為它很大程度上取決於系統配置。因為渦旋壓縮機是在卸載條件下啟動的，即使在不平衡壓力下也是在卸載條件下啟動的，所以沒有最短停行時間的規定。最關鍵的考慮是在啟動後需要讓油返回壓縮機的最小運行時間。最簡單的測定方法是使用一臺帶玻璃視鏡（艾默生公司提供）的樣機，同時將系統允許的最長的連接管連接起來。最短的運行時間就當壓縮機啟動時失油致油返回壓縮機油池至恢復視鏡中正常油位所需要的時間。如果將壓縮機在比該時間短的時間間隔進行循環停開，例如為瞭保護非常精準的溫度控制，會造成逐漸失去潤滑油以至損壞壓縮機。
附件
排氣溫度保護裝置
如果系統設計不能保證壓縮機運行表列的工況內，即超出允許的工況運行；或者是不當的系統佈置，都可能產生很高的排氣溫度，從而導致潤滑油結碳，使壓縮機運行不正常甚至發生故障，此時應該在控制回路安裝排氣溫度保護裝置。
艾默生提供的排氣溫度保護器見下表，它會在排氣溫度超過126攝氏度時，斷開控制回路。
排氣溫度控制器組件型號 引線端子 報警接口 適合管徑
ZB15~ZB48
ZF09~ZF18 998-0540-00 不帶 不帶 1/2”
998-0548-00 不帶 帶
998-7022-02 帶 帶
ZB58~ZB88 998-0540-03 不帶引線 不帶 7/8”
998-7022-05 帶引線 不帶
排氣溫度控制器的安裝位置，壓縮機不帶截止閥時，安裝在距離排氣口178mm處的排氣管上；壓縮機帶介質閥時，安裝在距離截止閥接口的127mm的排氣管上。安裝時把排氣溫度控制器緊貼排氣管表麵並用組件中自帶的固定夾固定。谷輪排氣溫度控制器可以連接在120V或240V的控制回路中。
噴液冷卻
在低溫渦旋壓縮機（ZF系列）機體上，有一個噴液接口，壓縮機內部結構使得這個噴液口連接到渦旋盤的中壓腔，而該中壓腔和吸氣腔是隔離的，這樣的結構使得噴液時不會導致冷量損失，排氣溫度控制閥（DTC閥）用於ZF09-ZF18的噴液冷卻控制，閥的打開設定點位89.4°C+/2.8°C.DTC閥供液管管徑要求使用3/8”（9.5mm），連接到系統液管過濾器後，必須保證有充足的連續的液體供給，液體要求至少有2K過冷。
更換帶DTC閥的壓縮機是，強烈建議同時更換DTC閥；如果仍想繼續使用原DTC閥，必須把閥體內過濾器拆出進行清洗。
安裝註意事項;
1確定“固定彈簧”在感溫包安裝孔中槽內
2.DTC閥緊固扭距：24—27Nm
3把DTC感溫包插入到壓縮機頂蓋安裝孔內，要求插到孔底
4套上絕熱蓋
5.DTC閥感溫包正確安裝後，露在壓縮機頂蓋外麵的長度約為3.2mm
曲軸箱加熱器
單相渦旋壓縮機不需要使用曲軸箱加熱器
對於三相壓縮機來說，當制冷劑充註量超過下表所列，或者在現場充註制冷劑時，需要使用曲軸箱加熱器
壓縮機型號 制冷劑充註量（公斤） 曲軸箱加熱器功率（瓦）
ZB15—ZB48 4.5 70
ZF09—ZF18
ZB58—ZB88 7.2 90
ZB95/ZB114 7.7 90
壓力控制器
為保證制冷系統的安全運行，艾默生公司建議所有系統都要配備高壓開關和低壓開關，建議的切斷設定值見下表（單位：bar,表壓）
控制類型 R22 R404A R134a
ZB 高壓（最大值） 26.8 31.9 23.9
低壓（最小值） 2.2 1.9 0.6
ZF 高壓（最大值） 28 28
低壓（最小值） 0 0.3
氣液分離器
由於谷輪渦旋壓縮機的內在特性，它有較強的抗液擊能力，在大多數系統中可以不適用氣液分離器，但是如果在正常停機時間內或在融霜或負荷變動時，系統有大量液體制冷劑不停地返回壓縮機，不管系統的充註量是多少，如果長期有回液現象或帶液啟動而不能對其進行控制，由於對潤滑油產生稀釋作用，軸承會由於得不到充分潤滑而發生磨損，在這種情況下，建議使用氣液分離器。
如果系統使用氣液分離器，建議回油小孔尺寸范圍為1—1.9mm。需要有一個較大麵積的保護用慮網，不細於30×30網麵（0.6mm孔徑，不推薦在系統中任何地方使用細於30×30網麵的濾網），以保護小孔避免由於系統臟物引起的污堵。
乾燥過濾器和濕度指示機
安裝在液體管道的乾燥過濾器應有足夠的容量並適合連續運行。其選型應根據制冷劑的流量。不能使用諸如氨化鉀等吸收大量濕氣後變成液體狀態的乾燥劑。建議用多孔性的塊狀乾燥剞以吸附濕氣和酸，阻止臟物和金屬碎屑。乾燥過濾器的安裝必須在第二次抽空工序後才鞥進行。濕度指示機的視鏡應安裝在液體管道的易觀察部位以達到檢查制冷劑流量的目的。
吸氣管過濾器
為避免壓縮機故障，在運行前必須把所有的雜質（污垢，焊接氧化皮，硼砂，金屬屑等）從系統中清除。許多雜質非常微小，可通過微孔過濾器進入壓縮機吸氣側。在進行現場裝配或無法保證所需清潔度時，建議使用大容量的吸氣管過濾器（僅產生極小的壓力降）。在過濾器前應設置壓力計接口用以檢測由過濾器引起的壓力降。
油分離器
在安裝油分離器時，其中必須預註潤滑油至溢流閥剛開始打開。油分離器中必須總是保持這些油量，否則壓縮機中的潤滑油將油分離器取出而減少。預註油量可參考油分離器生產商說明書。
制冷劑和冷凍油
ZB/ZF渦旋壓縮機可按壓縮機型號和用途使用R22，R404A,R507，R134a等制冷劑。
使用R134a，R404A,R507等環保型制冷劑時，必須用酯類潤滑油（POE油）。使用POE潤滑油的系統要求其中的殘餘含水率必須低於50ppm，有觀測定必須在系統運行48小時後進行，相應的措施之一就是針對不同的系統和制冷劑安裝一個足夠容量的過濾器。這類系統在試運行和維修時也要求必須有合適的抽真空工藝。
運行新型制冷劑系統的部件選用必須符合新制冷劑的特性（具體可咨詢部件生產商）
*必須使用與新型制冷劑相容的膨脹閥
*必須使用與新型制冷劑相容的足夠容量的乾燥過濾器
*選用有關閥件，控制器件時必須考慮R134a,R404A,R507等新型制冷劑產生的質量流量改變
礦物油不能用於運行HFC新制冷劑的制冷系統中，因為礦物油不能與此類制冷劑混溶。POE潤滑油已被確證可以取代礦物油而很好的用於這種場合。為瞭保證使用壽命，必須特別註意這種多元酯油的性能和使用特點。已經過認證的的酯類油，它們可用於R404A,R507，R407和R134a的系統中，並且可以互相混合使用。為瞭防止礦物油和多元酯油的互相污染，應將相應用於傳統制冷劑和新型制冷劑的各種器件如真空泵，管接件，加註和回收設備及零部件等嚴格分開使用。
酯類油有很強的稀釋特性，吸入濕氣後會影響潤滑油的化學穩定性。在壓縮機的保存，運輸的過程中，要沖註乾燥氨氣避免濕氣進入。安裝的過程中，要盡量縮短壓縮機吸排氣口的敞開時間。
經過艾默生認證的酯類油有：Mobil的EAL Arctic 22CC:
ICI 的Ｅmkarate RL 32-3MAF
經過艾默生認證的礦物油有：Sun Oil CO.的 Suniso 3GS
Chevron/Texaco的Capella WF32
有關艾默生批準的潤滑油的詳細信息可參閱谷輪應用手冊AE17-124B
機組或系統的生產商必須在銘牌上註明所用制冷劑的型號。
註意：
1.管路佈置盡量降低管路應利
2.排氣管或回油管也要按此原則佈置
3.如果管長大於0.5米，應采取固定措施
4.如果管路上有較重部件（如乾燥過濾器）一定要采取固定措施
5.不推薦管長小於0.2米
6.這段管路要盡量短（500mm或更短），同時應保證足夠的焊接長度
7.這段管路艾默生公司不建議使用彎頭連接，建議使用連續銅管要根據應用方式來選擇壓縮機的安裝方式。所選擇的安裝方式和管路佈置，要盡量減小噪音和震動的傳遞。緊固扭矩值請參考下表。
安裝底腳
單壓縮機冷凝機組使用軟底腳安裝。壓縮機用於並聯機組時，要使用專用的硬底腳安裝。
管道
制冷設備中的管道安裝要求非常小心並保持高度的清潔。原則上隻能使用內部清潔乾燥，無氧氣。為防止管道內焊接處產生污垢，必須盡量控制材料融化的程度。不能在有制冷劑的管道上進行焊接工作（即便制冷劑處於非壓力狀態）。因為受熱的制冷劑，油及空氣會形成有毒氣體。管路的設計不須能夠保證即使在部分負荷時，吸氣管和排氣管中的氣體最低速度能夠保證回油。
渦旋壓縮機管的焊接
初次安裝
*渦旋壓縮機的鍍銅吸氣鋼管可類似其它銅管一樣焊接
*推薦使用的焊接材料:任何銅銀合金材料均可使用最好含有至少5﹪銀
*安裝前保證吸氣管接頭內徑和吸氣管外徑清潔
*用雙嘴焊槍在1區加熱。在管溫接近焊接溫度後將焊槍火焰移至2區
*加熱2區至直達到焊接溫度，上下移動焊槍，必要時繞管轉動，使管子均勻加熱在接頭處加焊料，同時繞接頭轉動焊槍，使焊料沿周邊流動。
*在焊料流遍接頭四周後，將焊槍移至3區加熱。這樣可使焊料進入接頭，加熱3區所用時間應最短。
*對任何焊接接頭，過分加熱都會產生不良影響。
現場服務
*斷開：從系統高低壓側同時收回制冷劑，在靠近壓縮機處切斷管子
*重新連接
*推薦使用的焊接材料：含銀至少5﹪的銅銀合金或帶焊劑的銅銀焊料
*講管子插入接頭並連接至系統
*按初次安裝指導操作
參考緊固扭矩
扭矩（N,m）
Rotaloc螺紋閥3/4”-16UN 40~50
Rotaloc螺紋閥1 1/4”-12UN 100~110
Rotaloc螺紋閥1 3/4”-12UN 170~180
Rotaloc螺紋閥2 1/4”-12un 190~200
帶M16螺柱的法蘭 102~113
油視鏡 25~25.5
5/6”，M9安裝螺柱 最大27
軟地腳 12~14
接線盒內接線螺釘 2.5~2.6
並聯運行時油的控制
谷輪冷凍渦旋壓縮機可以用於並聯運行。在並聯系統中，必須有好的油管理系統來保證壓縮機內有足夠的油位。
艾默生流體控制技術的OMB油位控制器，在油位低於設定值時，允許壓縮機繼續運行一段時間，在這之後油位仍然不足時，停止壓縮機的運行。
電氣連接
供電電壓和接線端子
請註意接線盒中接線端子的方向（單相：R,S,C：三相：T1，T2，T3）。我保證壓縮機的正常啟動和運行，供電電壓不能低於壓縮機額定電壓的10％.
單相壓縮機的啟動特征性
單相渦旋壓縮機使用永久性分電容電機（PSC），在絕大部分應用中不需要輔助啟動裝置。在某些應用場合（例如啟動時電壓較低），需要輔助啟動裝置，比如啟動電容和輔助繼電器來幫助啟動。
三相壓縮機的選擇方西
渦旋壓縮機隻能在一個旋轉方向進行壓縮。單相壓縮機總是按照正確的方向啟動和運行（瞬間斷電的情況除外）。三相壓縮機的旋轉方向有電源相序決定，因此壓縮機有50％的可能性發生“反轉”。
在現場安裝時，可以根據吸氣壓力的降低和排氣壓力的升高來判斷壓縮機旋轉在正確的方向上。另外，如果壓縮機是反轉的話，壓縮機噪音比較異常，運行電流也明顯比正常運行底。
短時間反轉是對壓縮機是沒有危害的，但是長時間反轉會損害壓縮機。設備制造商可以在控制回路中設置相序保護模塊來保證在相序不對的情況下不運行。
瞬間斷電
瞬間斷電（停電時間少於0.5秒），可能會導致單相壓縮機的旋轉方向發生改變。重新來電後壓縮機會在反向上持續運行幾分鐘，之道壓縮機電機保護器動作。這對壓縮機沒有影響，電機保護器復位後壓縮機會以正確的方向重新啟動和運行。
艾默生公司建議用一個能夠感應到瞬時斷電的繼電的繼電器，當發生瞬間時斷電時，鎖定壓縮機兩分鐘後再允許壓縮機重新啟動。
三相壓縮機不需要使用該繼電器。
耐高電壓測試
冷凍渦旋壓縮機的電機在殼體下部，系統內充註制冷劑後，電機可能會浸泡在制冷劑液體中。當殼體內制冷劑液位較高時，由於制冷劑液體較之氣體或潤滑油的電導率值較高，耐高電壓測試可能會顯示較高的漏電值。這種現象會在所有電機沉浸在液體制冷劑的壓縮機上發生，並沒有安全隱患。要降低漏電值的讀數，短時間運轉系統，並確保沒有制冷劑液體回到壓縮機殼體後再重新測試。
抽真空（乾燥）
系統在撿漏測試後必須抽真空。抽真空必須使用真空泵。不允許用壓縮機自行抽真空。為瞭便於抽真空操作，建議在吸氣管道和液體管道上安裝抽真空閥。抽真空閥與真空泵隻講的連接管道內徑至少為8mm，抽真空閥上得接口戴麵應不小於連接管得截麵。所有連接管截麵之和不應小於真空泵吸氣口截麵。
真空泵的連接管（高壓橡膠管或Φ10×1mm通管）應盡量短，而且不能有狹窄或急劇彎曲的地方。抽真空能力會因狹窄的接口和連接管道而明顯降低。還應註意的事有餘真空表通常位於真空泵上，器指示值難以和系統未端的真空度相一致，所以應增加額外的抽真空時間，以便系統各部位都達到相同的真空度。一臺抽氣速率40~50l/min的連接管或Φ12×1mm,Φ15×1mm銅管，並配用相應打規格的抽真空閥及真空泵，也許還必須使用雙極真空泵。真空度不能用常規壓力表二必須用真空表測量。應該先後兩次將系統抽真空至2mbar(1.5torr）
這樣可避免某些運行故障。兩次抽真空之間加入所用制冷劑(可吸收大量氣態水分）至表壓0.15bar.然後加註乾燥氣體，接著將包括壓縮機或機組在內的整個系統第三次抽真空至0.7mbar(約0.5torr）。最後關閉真空泵，向系統中加入所用制冷劑至表壓0.15bar.
註意：不允許在真空狀態下啟動壓縮機及進行絕緣強度試驗，以免損壞電機。在真空狀態下，絕對不允許運行壓縮機。
抽真空及乾燥的操作時應特別仔細和準確，因為在安裝設備時遺留在系統中的空氣將導致排氣溫度升高，是潤滑油接碳而影響潤滑油質量並引起壓縮機故障。與空氣同時進入的濕氣會產生酸性物質及腐蝕金屬，並在酸的作用下是潤滑油變質，這些情況在高溫高壓氣體影響下將加速生成。
制冷劑的加註
制冷設備隻能加註其設計選擇的制冷劑。制冷或空調機組的運行效能取決於制冷劑的正確加註量。如制冷劑加註量不足，則蒸發器重制冷劑也將不足。使吸氣壓力和排氣效率降低，還可能引起電機過熱。如制冷劑加註量過度，則冷凝器中液體過多，導致冷凝壓力過高及蒸發器回液而可能損壞壓縮機。
應該在渦旋壓縮機高壓和低壓側同時沖註制冷機液體，大部分充註量應該放在系統的高壓側。加註前後應稱重制冷劑鋼瓶以確定實際充註量。
液體制冷劑加註的基本方法是將制冷劑通過一個特設在加液管上得乾燥過濾器，通過儲液器上帶加註口的截止閥或者加註閥加入設備中。
確定制冷劑充註量最常用的方式是觀察液體管道視鏡張制冷劑的流動情況.由於膨脹閥的正常工作必須依靠制冷劑液體的不間斷供給。所以當液體流動清晰可見時，就可假設制冷劑已正確加註。氣泡或泡沫的出現通常說明制冷劑不足。然而必須註意，有事盡管加註瞭足量的制冷劑，視鏡中也可見氣泡，其原因之一是視鏡前的液管存在束口,使制冷劑壓力下降而突然蒸發。另外，冷凝溫度的快速變化如打開冷凝器風機，也會引起這種突然蒸發。因此雖然視視鏡可作為一種確定制冷劑加註量的有效工具，但僅通過觀察制冷劑流動來確定制冷劑的正確加註量仍是不足取的。判斷制冷劑沖註是否合適的標準時系統回氣過熱度和液體過冷度。
殼體溫度
壓縮機運行時，排氣腔包括排氣管路的溫度非常高。註意不要讓容易被高溫損傷的電線或其他材料觸碰到這些部件。並註意人身安全，不要用手或其它身體部位去觸碰排氣腔或排氣管。
焊下系統部件
小心！在打開系統之前，必須將制冷劑從高壓側和低壓側同時釋放出來，並用壓力表確認高低兩側的壓力已經為0（表壓),再進行下工作，或采用切斷系統管路的辦法來拆除壓縮機。
更換壓縮機
遇到電機燒壞時，部分受污染的油會與損壞的壓縮機一起被更換，其餘部分的油可以通過使用吸氣管路和液體管路的乾燥過濾器進行清洗。推薦采用100％活性鋁吸氣乾燥過濾器，但必須在72小時後拆除。請查閱谷輪應用工程手冊24-1105中的清洗過程，和谷輪應用工程手冊11-1297中的有關液體乾燥過濾器的建議。如果系統有氣液分離器，強雷建議將其更換。這是因為在壓縮機損壞後的短時間內氣液分離器重的回油孔或濾網可能被阻塞而不同瞭。這可能會導致新更換壓縮機因缺油而再次損壞。
谷輪渦旋壓縮機功能檢測
不能用關閉吸氣閥來檢查吸氣壓力能達到的最低數值的方法來測試壓縮機性能。這種實驗會損壞渦旋壓縮機。以下一些診斷方法可以用來判斷一臺渦旋壓縮機是否能正常。
檢查供電電壓是否正常。
應進行電機繞組導通性和對地短接的常規檢查，以確定電機繞組是否短路或對地是否短路。如果電機中點保護器跳閘，壓縮機必須充分冷卻使保護器重新閉合。
檢查蒸發器風扇和冷凝器風扇是否正常運行。
吸排氣側連接壓力表，接通壓縮機電源。如果吸氣壓力低於正常值，有可能是充註量少，或系統內部有堵塞。
對於三相壓縮機，如果吸氣壓力不下降，排氣壓力上升不到正常值，調換壓縮機的任意兩根接線柱的電源接線，確保壓縮機的運轉方向正確。如果壓縮機的壓力仍然沒有達到正常值，可能是壓縮機已損壞。
為瞭測試壓縮機是否正常排氣，必須將壓縮機消耗的電流和公佈的壓縮機性能曲線在相同運行壓力和系統電壓下進行比較。如果測量的平均電流和公佈值偏差超過±15％，可能表明壓縮機是損壞瞭，三相電流不平衡性超過平均電流15％可能表麵電壓不平衡，應進行進一步檢查，更全麵的壓縮機和系統的故障排除程序可以從谷輪電氣手冊的H章節中查到。
在更換或退回壓縮機之前，必須確定壓縮機是真正的損壞瞭，在返回之前至少要對它進行耐高壓測試，電機繞組電阻和啟動能力的復查。
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