蒸気注入のヒート ポンプBPHEの関係の漏出

オリジナルプロジェクトレコード

ケーススタディ:蒸気注入ヒートポンプBPHEの接続漏れ

1. 観察フィールド条件

蒸気噴射熱ポンプシステムで使用されるろう付プレート熱交換器(BPHE)は、ノズル接続領域で漏れを発生させました。 フィールド検査では、冷凍回路内の重要な汚染を明らかにしました。

• 重度の詰まらないこし器 (3)
• 油汚泥・金属残骸
• 読書に影響を与えるセンサーの汚染 (4)
• 不安定な冷媒の流れの証拠

これらの油圧異常は、交換者が故障する前に設計外フロー条件下で動作していたことを示しています。

2. 流量制限とシステム不安定性

冷媒質量流量が制限されると、コンプレッサー放電温度が上昇します。 熱伝達の効率を削減し、高ヘッド条件として一般に呼ばれる高められた凝縮圧力に導きます。

フロー制限は、失敗のシーケンスで開始障害を表すことが多いです。

3. 高ヘッド圧力の熱影響

高圧は直接凝縮の温度を高めます。 結露温度が上昇するにつれて、BPHEの内部金属温度はそれに応じて増加します。

この結果は以下です。

• 高度にされた内部圧力負荷
• より高い金属の温度の露出
• 編組された接合箇所内の高められた機械圧力

4. 熱応力機構

熱膨張率は以下で管理されます。

ΔL = α · L · ΔT

ろう付けプレートの熱交換器では、ステンレス鋼の版および銅のろう付け材料はわずかに異なった熱拡張係数を備えています。 上昇および循環温度条件の下で、差動の拡張は内部圧力を発生させます。

凝縮温度上昇への繰り返し曝露は、低サイクルの熱疲労につながります。

5. ノズル領域におけるストレス集中

ノズルの転移の地帯は幾何学の変更区域および自然な圧力集中ポイントを表します。 加圧荷重と熱循環を繰り返すと、疲労割れがろう付帯域で開始する場合があります。

貢献因子には以下が含まれます:

• 繰り返し高圧サイクル
• 局所的な熱勾配
• 素材の拡大の不一致

6. 根本原因シーケンス

汚染 → 流量制限 → 高ヘッド圧力 → 上昇熱応力 → ろう付ジョイント疲労 → 漏れ

観察されたフィールド証拠に基づいて、漏れは、第一次製造欠陥ではなく、システム不安定性の二次的な結果となるように見えます。