冷水機組的回油技術分析

孔憲梅 董學方

摘 要：全球氣候的不斷變化提醒我們要注意節能減排、保護社會環境。冷水機組的使用結構簡單，并且具有效率高、性能好、噪音低、振動小、節能等工作特點，所以也是越來越多的生產企業所研發的方向。冷水機組采用的是滿液式蒸發器，最大的問題就是回油情況，本文通過解讀冷水機組的結構，分析了冷水機組的回油技術。

關鍵詞：冷水機組；回油技術；技術分析

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.01.186

0 引言

由于壓縮機氣的排氣含油量比較大，所以在配置螺桿式壓縮機的滿液式和降膜式的冷水機組中，即使是本身具備了有效的油分離器，也不可避免的會有少量的油會隨著冷凝器進入到蒸發器中，而蒸發器中的油量比壓縮機中的油量要多時，機組運行一段時間之后就會因為壓縮機油位較低而出現故障甚至停機，所以必須要采取安全可靠的回油技術確保機組的正常運行，而如果冷水機組在運行過程中出現了故障，那跟回油問題的處理情況有直接或者間接的關系。

1 冷水機組的結構

冷水機組主要是由七部分組成，分別是蒸發器、壓縮機、冷凝器、節流裝置、潤滑油系統還有控制中心和輔助設備等組成，它的冷源主要是依靠冷卻塔的冷卻水還有風機里面的冷卻水來提供的。冷水機主要是有水冷式和風冷式兩種，顧名思義這兩種最大的區別就是冷卻方式不同，在結構上的冷凝器也不相同，分別為殼管式和翅片式。

2 冷水機組的工作原理和工作特點

冷水機是蒸發器出來狀態為氣體的冷媒，通過壓縮機進行壓縮之后，重新變成高溫高壓的狀態。氣體冷媒在冷凝器中要等待冷卻冷凝，經過冷凝之后就會變化成液態的冷媒，這樣它在經過節流閥膨脹到低壓，最后會變成氣液混合物。液態冷媒在低溫低壓的狀態下，會在蒸發器中吸收熱量，重新變成氣態的冷媒，然后氣態冷媒經過管道有重新進入了壓縮機變成了新的循環。這就是冷凍循環的四個過程，制熱的時候就把制冷劑通過四通閥改變制冷劑的流動方向，制熱跟制冷正好相反，制冷機線經過蒸發器，再回到冷凝器當中，最后到壓縮機，這就是冷水機的主要工作原理。

冷水機組的結構較為簡單，并且工作效率高，使用壽命長，噪音低而且節能效果好，具備了高效的半封閉式壓縮機，所以與一般的壓縮機相比較的話能效較高，并且可靠性極高，出現問題也容易維護，有精確的容量測量控制，所以在市場上得到了廣泛的肯定，應用范圍也越來越廣泛。

3 冷水機的回油技術

冷水機的回油主要包括有取油位置、取油的技巧還有去油的方法。首先在冷水機運行過程中，蒸發器處于沸騰狀態，但是液態的制冷機汽化之后需要上升，所以蒸發器中的氣液混合物整體運動式上升的。隨著制冷劑回到壓縮機，潤滑油會產生下稀上濃的狀態，例如R22會在蒸發器中形成明顯的富油區，為了能夠取得濃度較高的潤滑油，取油的位置要在實際液體的下方，150mm左右，回油孔的位置不準確會導致冷水機組的部分負荷而無法回油。

為了能夠保證從蒸發器中取得的油濃度較高，可以把一根折彎的鈑金件延伸到兩側的管板內壁中，這樣通過該區域的液態制冷劑能夠把潤滑油的濃度盡量提高，同時含油量較高時，也體會出現泡沫，泡沫高于擋板會進入擋板，這樣擋油板的內部潤滑油濃度就可以提高，避免出現在取油過程中因為攜帶的制冷劑量過多而影響冷水機組的工作效率。

4 冷水機組的回油技術分析

4.1 直接回油的方式回收潤滑油

根據蒸發器的回油設計可以建立出一個動態平衡關系來確保潤滑油的持續穩定的循環。根據液體力學來分析，當氣體攜帶液滴的流速變大時，液滴的最大直徑就會跟流速平方成正比，這個可以證明滿液式的蒸發器在運行過程中能夠通過上升氣流夾帶液滴直接回油。如果液態制冷劑太多容易引起排氣熱度降低，油分離器的工作效率會受到一定的影響，系統會帶入更多的潤滑油。根據需要的換熱面積選擇適當的蒸發器筒身長度和直徑，才能得到合適的上升氣流速度和液滴的上升高度，避免了更多的液體制冷劑被蒸發器吸入。

4.2 引射回油方式回收潤滑油

油和液態制冷劑如果能做到相溶或者是部分互溶，就能達到很好的回油效果，在蒸發器的液面上會形成富油層，這樣就能夠找到合適的位置，設置回油孔和回油管，從富油層中抽取液體，這樣蒸發器中的會有效率也會同樣得到提高。要根據制冷劑的流量和含油量，還要利用壓力和流量等數據作為參數進行選型，在不同的高度設置不同回油孔，通過實驗最后確定選型，最后利用液體的動壓和靜壓的原理轉換，通過引射器把蒸發器中制冷劑和潤滑油混合物抽回到壓縮機的吸氣口中，這樣能夠達到氣體引射回油的狀態，幫助回收蒸發器中的潤滑油。

4.3 重力回油

重力回油需要把蒸發器的位置提高，再把富油的液態制冷劑從蒸發器中引出，流入到下一個回油熱交換器中，跟冷凝器的高溫液態制冷劑進行熱交換，有助于提升冷水機組的冷量，還能幫助液態制冷劑蒸發，成為氣態進入壓縮機。這種方式也被稱為是熱虹吸式回油。重力回油原理的成功與否取決于蒸發器中取油的位置，而實際運轉過程中的液位控制更加重要。另外蒸發器中的回油量也要控制好，避免出現進入到回油換熱器的混合液體過多而降低冷水機組的制冷能力。

5 結語

目前國外的冷水機組的應用技術比較成熟和廣泛，特別是在空調的應用上，經過多年的切實實踐證明是具有高可行性的。而我國目前的冷水機組僅限于工業制冷領域的應用，并且需要相關部門的調研和政策的支持，所以這就需要制冷行業不斷的研發和創新，吸取先進的技術和經驗，重點提升冷水機組的回油效率，確保冷水機組的安全運行，為我國的可持續發展道路和環境保護做出貢獻。

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