在制冷系统运行过程中，不凝性气体特指在冷凝器特定温压条件下无法液化、始终维持气态的物质集合，主要包括氮气、氧气、氢气、二氧化碳、碳氢化合物、惰性气体及其混合气体等。这类气体的存在不仅会导致压缩机功耗增加，还会显著降低系统制冷效率。本文将系统解析不凝性气体的产生原因及其空间分布规律。

一、不凝性气体产生的原因

1、系统预抽真空不彻底

制冷系统组件（压缩机、冷凝器、蒸发器及管路）在工质充注前若真空处理不达标，残留空气将形成初始气源。这通常源于设备性能限制或操作规范执行偏差。

2、工质充注过程夹带

制冷剂灌注作业时，若连接管路未彻底排空即进行系统对接，管段内滞留空气将随工质流进入循环系统。此现象多由操作流程疏漏引起。

3、维保作业侵入

系统周期性维护过程中，设备拆解与重组阶段可能造成大气渗入。特别是涉及压缩机检修、管路更换等操作时，开放界面与大气接触难以避免。

4、负压系统渗透吸附

当系统低压侧运行压力低于环境大气压时，外界空气可通过密封薄弱环节（如阀体接口、非焊接连接处、轴封结构等）逐步渗入。渗透速率与压差梯度呈正相关。

5、工质化学分解

氨制冷系统中，NH3在高温高压工况下可发生热解反应生成氮氢混合气体，其分解度与工况严苛程度呈指数关系。氟利昂体系则可能因杂质催化作用产生非凝性分解产物。

6、润滑油裂解反应

矿物基冷冻油在极端工况（高温、金属催化、剪切应力）下会发生碳链断裂，生成低碳烃类气体。此类副产物具有难凝特性，易在系统内形成气态积聚。

二、不凝性气体分布特性

系统运行中，低压侧不凝气体会被压缩机工作循环快速迁移至高压侧。因此其主要富集区域集中于：

冷凝器换热界面：气态物质优先吸附于管壁冷端表面，在蒸发式/管壳式冷凝器中形成气膜层，显著降低换热效率（如图示气膜分布模型）

高压储液器顶部：因结构设计形成的低速涡流区，促使气体在远离进液口的顶部空间聚集，形成稳定气穴。

该分布特征受系统压力梯度与流体动力学特性共同影响，理解其空间分布规律对优化排气装置布局具有重要意义。