CN106352626A - 一种气体置换法空调抽真空装置及抽真空方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种气体置换法空调抽真空装置及抽真空方法，属于空调抽真空技术领域。本发明的空调抽真空装置，包括与制冷系统连接的真空泵，还包括储气装置和储气瓶，制冷系统的抽气管路上引出有两条支路，一条支路与真空泵连接，并在该管路上设置第一控制阀；另一条支路上依次连接有第二控制阀、储气装置、第三控制阀、储气瓶；抽真空时，利用三个控制阀的相互配合，对制冷系统内部杂质气体进行置换，实现对制冷系统的循环抽气，使制冷系统内的空气和水分充分排尽，达到抽真空目的，提高了制冷系统的真空度和抽气效率。

Description

一种气体置换法空调抽真空装置及抽真空方法

技术领域

本发明涉及空调抽真空技术领域，更具体地说，涉及一种气体置换法空调抽真空装置及抽真空方法。

背景技术

对于制冷设备来说，制冷性能是一个重要的性能指标，所以在充注制冷剂前保证制冷系统的真空度是提高制冷性能的关键措施。

目前市场上制冷系统大多数采用旋片真空泵进行简单的抽真空，即一次性抽真空。这样产生三个弊端，一是抽真空所需时间过长；二是抽真空不易达到规定值；三是旋片真空泵由于其本身性能而决定的，即抽取水蒸气能力不足。

真空度达不到要求均会造成制冷性能的下降；当机组制冷系统中含有过多的不凝性气体时，机组运行时的排气压力会偏高，从而导致机组的制冷量下降，运行功耗增大，机组运行的效率降低。当机组制冷系统中含有过多的水份时，不仅会同样降低机组运行的效率，还会腐蚀机组压缩机电机线圈、使压缩机润滑油变质，严重影响压缩机的运行寿命和运行稳定性，水分在真空系统残留可能在充注制冷剂后造成制冷系统“冰堵”和“镀铜”现象。所以制冷系统组装完成后，用真空泵将系统内的空气、水分抽空排尽，使制冷系统达到规定的真空度是影响制冷系统性能较为关键的一步。

中国专利号：ZL201120109278.4，授权公告日：2011年10月5日，发明创造名称为：空调机组抽真空加氟装置，该申请案公开的加氟装置包括用于连接制冷剂钢瓶的第一支路，所述第一支路上设有第一阀门；用于连接空调机组低压端口的第二支路，所述第二支路上设有第二阀门；用于连接空调机组高压端口的第三支路，所述第三支路上设有第三阀门；所述的第一支路、第二支路和第三支路并联在一起，所述第二支路的第二阀门与第三支路的第三阀门之间设有第四阀门，第三阀门与第四阀门之间通过管路连接有真空泵。

该专利方案直接向系统内添加制冷剂，虽然进行了一定的置换，但实质上很难把空气和水分去除，真空度得不到保证，对性能有较大影响。

中国专利申请号：201410401417.9，申请日：2014年8月15日，发明创造名称为：一种抽真空排气装置，该申请案公开了一种抽真空排气装置，包括高真空多层绝热容器、粗抽机组、精抽机组、电控系统、加热装置，所述粗抽机组通过管路与精抽机组相连，精抽机组通过主管道与高真空多层绝热容器夹层联通，所述高真空多层绝热容器通过管道连接加热装置，所述粗抽机组、精抽机组、加热装置分别连接到电控系统。该抽气装置结构繁杂，分多个抽气机组进行抽真空，过程较为复杂，虽然能够达到较高的真空度，但是其效率低，可操作性低。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

本发明的目的在于克服现有技术中制冷系统抽真空效率低、易残留水分的不足，提供了一种气体置换法空调抽真空装置及抽真空方法，本发明利用气体置换法，通过多次循环抽气将制冷系统内的空气、水分充分排尽，达到抽真空目的，提高了制冷系统的真空度和抽真空效率。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

本发明的一种气体置换法空调抽真空装置，包括与制冷系统连接的真空泵，还包括储气装置和储气瓶，制冷系统的抽气管路上引出有两条支路，一条支路与真空泵连接，并在该管路上设置第一控制阀；另一条支路上依次连接有第二控制阀、储气装置、第三控制阀、储气瓶。

作为本发明更进一步的改进，所述的第一控制阀、第二控制阀和第三控制阀均为空调角阀。

作为本发明更进一步的改进，所述储气瓶内为高纯氮气或高纯惰性气体。

作为本发明更进一步的改进，所述抽气管路上设置有数显真空计。

本发明的一种气体置换法空调抽真空方法，采用气体置换法空调抽真空装置进行抽真空，其步骤为：

步骤1：开启第一控制阀和第二控制阀，对制冷系统和储气装置进行抽真空；

步骤2、关闭第二控制阀，打开第三控制阀，将高纯氮气或惰性气体充注在储气装置中，然后关闭第三控制阀；

步骤3、通过数显真空计检测制冷系统内的真空度，达到规定真空度时，关闭第一控制阀，打开第二控制阀，将储气瓶内气体充注在制冷系统内，使充注气体和制冷系统内的空气、水分充分混合；(真空度的取值范围一般在10～100Pa之间，制冷系统越小，取值越小，一般家用空调、水源热泵机组取值为10Pa；大型中央空调螺杆机组真空度取值一般为100Pa，因为数值不一样，所以设定的规定真空度可根据实际使用需要进行设定，没有具体限制。

步骤4、关闭第二控制阀，打开第一控制阀，对制冷系统再次抽真空，同时打开第三控制阀，再次向储气装置内充注气体后，关闭第三控制阀；

步骤5、按步骤3到步骤4循环操作多次，至达到真空系统所要求的真空度。

作为本发明更进一步的改进，步骤2中所述的惰性气体为氦气、氖气、氩气、氪气或氙气中的一种。

作为本发明更进一步的改进，所述真空泵为旋片式真空泵，步骤3种规定的真空度范围为1.33～20Pa。

作为本发明更进一步的改进，步骤5中所述的循环次数是根据制冷系统的的大小，循环操作次数为3～7次。

3.有益效果

采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：

(1)本发明的一种气体置换法空调抽真空装置，通过两条支路分别连接真空泵和储气瓶，并在储气瓶所在支路上设置储气装置，该储气装置能够作为中间容器进行临时氮气或惰性气体存储，并与空气、水进行置换，从而能够较为充分的去除制冷系统中空气和水，达到抽真空目的；

(2)本发明的一种气体置换法空调抽真空装置，设置有多个控制阀，通过控制阀之间的配合来切换气体流通管路，从而实现不同的流通状态，可达到多次循环抽气的目的；

(3)本发明的一种气体置换法空调抽真空方法，通过对储气装置容积的设计，充注到制冷系统内的高纯氮气或惰性气体的压强略高于启动压强，再次对制冷系统抽真空时，由于制冷系统压强的升高，对应的抽气速率会提高，多次循环后抽取真空的效率比一次性抽真空的效率大幅提高；

(4)本发明的一种气体置换法空调抽真空方法，通过三个控制阀的有序切换和多次循环充注在制冷系统中，并和制冷系统里的空气、水分充分混合后，在多次抽取高纯氮气/惰性气体、空气和水分混合气体的过程中，制冷系统内的空气和水分呈数量级的减少，尤其降低了制冷系统中的水分的饱和蒸汽压，使抽取水蒸气能力大大增强。

附图说明

图1为本发明的一种气体置换法空调抽真空装置的结构示意图；

图2为本发明的一种气体置换法空调抽真空方法的流程图；

图3为本发明中真空泵的抽气曲线示意图。

示意图中的标号说明：1、制冷系统；2、真空泵；3、第一控制阀；4、第二控制阀；5、储气装置；6、第三控制阀；7、储气瓶；8、数显真空计。

具体实施方式

为进一步了解本发明的内容，结合附图和实施例对本发明作详细描述。

实施例1

结合图1，本实施例的一种气体置换法空调抽真空装置，主要由真空泵2、储气装置5和储气瓶7，制冷系统1的抽气管路上引出有两条支路，一条支路与真空泵2连接，并在该管路上设置第一控制阀3；另一条支路上依次连接有第二控制阀4、储气装置5、第三控制阀6、储气瓶7。

对制冷系统抽真空时，当达到真空泵性能参数的极限压强时，对应的抽气速率会降低，而且最后抽真空难度较大，水气难以被完全除掉。因此，本实施例中储气装置5的容积是根据真空泵的极限压强、抽气速率、启动压强等性能参数曲线和制冷系统的容积进行科学的设计和计算，如图3所示，该图中曲线为真空泵口抽气曲线，由图中可以看出抽气速度是根据气体的压强的降低而不断降低的，在真空度为10^-2～10托(对应1.33Pa～1330Pa)抽速基本相同，在真空度为0.133Pa以下时，抽气速率迅速下降。通过控制储气装置5的容积，把储气装置5中的高纯氮气充注到制冷系统1内后，制冷系统1内的气压高于启动压强，压力约为1.33Pa，恰好是真空泵的最大抽速范围，再次抽真空时，由于制冷系统压强的升高，对应的抽气速率会提高，多次循环后抽取真空的效率比一次性抽真空的效率大幅提高，节约了时间成本。

作为一种优选，本实施例中的第一控制阀3、第二控制阀4和第三控制阀6均为空调角阀，空调角阀通径大，能够有效防止管路堵塞。

储气瓶7内为高纯氮气，利用高纯氮气进行空气和水的置换，高纯氮气在常温下的性能接近于惰性气体，其微量的残余气体对制冷剂性能几无影响，而且空气中的主要成分是氮气，排出的氮气不会对空气造成污染。

实施例2

本实施例的一种气体置换法空调抽真空装置，其基本结构与实施例1相同，其不同之处在于：为了便于观测制冷系统1内的真空度，在抽气管路上设置有数显真空计8，该数显真空计8可以实时检测制冷系统1内的真空度，根据其测量的真空度进行判断，对三个控制阀的有序切换和配合，达到气体置换、循环抽真空的目的。

实施例3

结合图2，本实施例的一种气体置换法空调抽真空方法，采用上述实施例中的气体置换法空调抽真空装置进行抽真空，以高纯氮气为例进行说明，其步骤为：

步骤1：开启第一控制阀3和第二控制阀4，对制冷系统1和储气装置5进行抽真空；

该步骤的主要目的是先对制冷系统1抽真空，同时对储气装置5抽真空，以便后续能够向储气装置5中充入高纯氮气。

步骤2、关闭第二控制阀4，打开第三控制阀6，将高纯氮气充注在储气装置5中，然后关闭第三控制阀6；以储气装置5作为媒介，将高纯氮气先充入储气装置5中，然后再利用储气装置5向制冷系统1中充气置换。

步骤3、通过数显真空计8检测制冷系统1内压力，达到3Pa时(不同真空泵可根据其曲线变化选定，没有具体要求)，关闭第一控制阀3，打开第二控制阀4，高纯氮气充注在制冷系统内1，使高纯氮气和制冷系统1内的空气、水分充分混合；

由于制冷系统1内被抽真空，其气压较低，因此，当打开第二控制阀4后，高纯氮气会快速进入制冷系统1内，高纯氮气与制冷系统1内的空气、水分充分混合，剩余的空气和水分在混合气体中的总分量成数量级减少，相对于直接一次性置换抽真空，本方法能够获得含水分更少的制冷系统。

此外，由于储气装置5容积的特定设计，当把储气装置5中的高纯氮气冲入到制冷系统中后，制冷系统内的压强会高于启动压强，再次对制冷系统抽真空时，由于制冷系统压强的升高，对应的抽气速率会提高。

步骤4、关闭第二控制阀4，打开第一控制阀3，对制冷系统1再次抽真空，同时打开第三控制阀6，再次向储气装置5内充注高纯氮气后，关闭第三控制阀6；

步骤5、按步骤3到步骤4循环操作3次，至达到真空系统1所要求的真空度。

实施例4

本实施例的一种气体置换法空调抽真空方法，采用上述实施例中的气体置换法空调抽真空装置进行抽真空，所采用的气体可以是氦气、氖气、氩气、氪气或氙气中的任意一种，以高纯氩气为例进行说明，其步骤为：

步骤1：开启第一控制阀3和第二控制阀4，对制冷系统1和储气装置5进行抽真空；

步骤2、关闭第二控制阀4，打开第三控制阀6，将高纯氩气充注在储气装置5中，然后关闭第三控制阀6；

步骤3、通过数显真空计8检测制冷系统1内压力，达到规定真空度时，关闭第一控制阀3，打开第二控制阀4，将储气瓶内高纯氩气充注在制冷系统内1，使充注高纯氩气和制冷系统1内的空气、水分充分混合；

步骤4、关闭第二控制阀4，打开第一控制阀3，对制冷系统1再次抽真空，同时打开第三控制阀6，再次向储气装置5内充注高纯氩气后，关闭第三控制阀6；

步骤5、按步骤3到步骤4循环操作，至达到真空系统1所要求的真空度。

实施例5

本实施例的一种气体置换法空调抽真空方法，采用上述实施例中的气体置换法空调抽真空装置进行抽真空，以氦气为例进行说明，其步骤为：

步骤1：开启第一控制阀3和第二控制阀4，对制冷系统1和储气装置5进行抽真空；

步骤2、关闭第二控制阀4，打开第三控制阀6，将氦气充注在储气装置5中，然后关闭第三控制阀6；

步骤3、通过数显真空计8检测制冷系统1内压力，达到规定真空度时，关闭第一控制阀3，打开第二控制阀4，将储气瓶内氦气充注在制冷系统内1，使充注氦气和制冷系统1内的空气、水分充分混合；

步骤4、关闭第二控制阀4，打开第一控制阀3，对制冷系统1再次抽真空，同时打开第三控制阀6，再次向储气装置5内充注氦气后，关闭第三控制阀6

步骤5、按步骤3到步骤4循环操作，至达到真空系统1所要求的真空度。

普通抽真空方法中也有利用氮气置换抽真空法，但大多是直接将储气瓶中的氮气充入制冷系统中，利用流量阀控制充氮量，这种氮气置换只是简单的利用氮气把制冷系统中的空气和水分赶出，但由于气体的对流，部分空气和水分会滞留在制冷系统中，即便后续抽真空，也很难将其抽出，从而导致部分水分会残留在制冷系统中影响系统工作。在制冷时，水分的残留会造成制冷系统出现“冰堵”和“镀铜”现象，所残留的空气中的氧会造成管道被腐蚀，严重影响系统工作。

惰性气体很难进行化学反应，因此在制冷系统内不会影响系统的正常运行，可用于空气的置换；高纯氮气在常温下的性能接近于惰性气气体，其微量的残余气体对制冷剂性能几无影响，而且排放到空气中不会有污染，因此，两者可用于置换制冷系统中的空气和水分。

在本发明所提供的抽真空方法中，通过三个控制阀的有序切换，能够实现向制冷系统中循环充注高纯氮气/惰性气体，使制冷系统内的空气和水分呈数量级的减少。此外，所充入的气体降低了制冷系统中的水分的饱和蒸汽压，使抽取水蒸气能力大大增强。

此外，制冷系统内的气压略高于启动压强，再次抽真空时，由于制冷系统压强的升高，对应的抽气速率会提高，多次循环后抽取真空的效率比一次性抽真空的效率大幅提高；制冷系统内的有害杂质气体，如氧气、水蒸气的含量大大减少，有效的提高了制冷系统的真空度和生产效率。

以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种气体置换法空调抽真空装置，包括与制冷系统(1)连接的真空泵(2)，其特征在于：还包括储气装置(5)和储气瓶(7)，制冷系统(1)的抽气管路上引出有两条支路，一条支路与真空泵(2)连接，并在该管路上设置第一控制阀(3)；另一条支路上依次连接有第二控制阀(4)、储气装置(5)、第三控制阀(6)、储气瓶(7)。

2.根据权利要求1所述的一种气体置换法空调抽真空装置，其特征在于：所述的第一控制阀(3)、第二控制阀(4)和第三控制阀(6)均为空调角阀。

3.根据权利要求1所述的一种气体置换法空调抽真空装置，其特征在于：所述储气瓶(7)内为高纯氮气或惰性气体。

4.根据权利要求1所述的一种气体置换法空调抽真空装置，其特征在于：所述抽气管路上设置有数显真空计(8)。

5.一种气体置换法空调抽真空方法，其特征在于：采用气体置换法空调抽真空装置进行抽真空，其步骤为：

步骤1：开启第一控制阀(3)和第二控制阀(4)，对制冷系统(1)和储气装置(5)进行抽真空；

步骤2、关闭第二控制阀(4)，打开第三控制阀(6)，将高纯氮气或惰性气体充注在储气装置(5)中，然后关闭第三控制阀(6)；

步骤3、通过数显真空计(8)检测制冷系统(1)内的真空度，达到规定真空度时，关闭第一控制阀(3)，打开第二控制阀(4)，将储气瓶内气体充注在制冷系统内(1)，使充注气体和制冷系统(1)内的空气、水分充分混合；

步骤4、关闭第二控制阀(4)，打开第一控制阀(3)，对制冷系统(1)再次抽真空，同时打开第三控制阀(6)，再次向储气装置(5)内充注气体后，关闭第三控制阀(6)；

步骤5、按步骤3到步骤4循环操作，至达到真空系统(1)所要求的真空度。

6.根据权利要求5所述的一种气体置换法空调抽真空方法，其特征在于：步骤2中所述的惰性气体为氦气、氖气、氩气、氪气或氙气中的一种。

7.根据权利要求5所述的一种气体置换法空调抽真空方法，其特征在于：所述真空泵为旋片式真空泵，步骤3种规定的真空度范围为1.33～20Pa。

8.根据权利要求5所述的一种气体置换法空调抽真空方法，其特征在于：步骤5中所述的循环操作次数为3～7次。