空調(diào)器用汽液分離器多回油孔分析

張華 胡明霞

(珠海格力電器股份有限公司 廣東珠海 519070）

1 引言

隨著人們生活水平的提高，空調(diào)器已成為人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢扇鄙俚纳钣闷?。?010年計(jì)，中國房間空調(diào)器的產(chǎn)銷量接近9000萬臺(tái)（套）。與此同時(shí)，每年大約有5萬臺(tái)（套）的空調(diào)器因汽液分離器設(shè)計(jì)不好而導(dǎo)致壓縮機(jī)回油回液故障，給空調(diào)器生產(chǎn)廠商和用戶帶來諸多的不便或經(jīng)濟(jì)損失。

論文從保障空調(diào)器系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)方面進(jìn)行了汽液分離器的多回油孔分析。本文設(shè)計(jì)了不同的測試工況，試驗(yàn)測試及對(duì)比分析了多回油孔和單回油孔的汽液分離器對(duì)壓縮機(jī)系統(tǒng)回油回液的影響，提出多回油孔的設(shè)計(jì)要求。

2 汽液分離器的多回油孔結(jié)構(gòu)

目前空調(diào)器使用的汽液分離器大部分為一個(gè)回油孔，在最大制冷、低溫制冷等工況壓縮機(jī)容易缺油運(yùn)行。個(gè)別壓縮機(jī)廠家推薦使用多回油孔汽液分離器，當(dāng)壓縮機(jī)的油位較低而汽液分離器的液位很高時(shí)，追加的回油孔使這部分混著油的制冷劑液體回到壓縮機(jī)。當(dāng)潤滑油在低溫情況下出現(xiàn)潤滑油與制冷劑分層，即下部液體冷媒的潤滑油濃度很低，上部液體冷媒的的濃度很高，當(dāng)使用多回油孔汽液分離器時(shí)，可以使上層的冷凍油回到壓縮機(jī)中。本次試驗(yàn)主要驗(yàn)證多回油孔汽液分離器的可行性，同時(shí)與單回油孔汽液分離器的試驗(yàn)對(duì)比。試驗(yàn)用多回油孔汽液分離器的參數(shù)如表1。多回油孔的汽液分離器結(jié)構(gòu)如圖1。

3 試驗(yàn)測試對(duì)比分析

3.1 測試工況

測試工況按表2執(zhí)行。分布測試灌注量為額定灌注量和120%額定灌注量的情況。

3.2 測試方法

(a)制冷運(yùn)行：工況穩(wěn)定后開機(jī)運(yùn)行30分鐘，停機(jī)12分鐘，再開機(jī)運(yùn)行15分鐘。

表1 多回油孔汽液分離器參數(shù)

(b)制熱運(yùn)行：工況穩(wěn)定后開機(jī)運(yùn)行30分鐘，停機(jī)12分鐘，再開機(jī)運(yùn)行15分鐘。再開機(jī)。

(c)0度、-10度低溫制熱運(yùn)行：工況穩(wěn)定后運(yùn)行至出現(xiàn)化霜，記錄化霜過程中液位高度?；Y(jié)束后再運(yùn)行30分鐘，停機(jī)12分鐘。

(d)在汽液分離器上下部分別引兩個(gè)金屬管,在兩金屬管之間接一耐壓、耐腐蝕的視液管,同樣在壓縮機(jī)底部增加此視液管。塑料管液體制冷劑高度與汽液分離器內(nèi)制冷劑液體高度相等，通過這種方法可以了解汽液分離器儲(chǔ)存的液體制冷劑是否超過其有效容積。

3.3 測試結(jié)果分析

3.3.1 數(shù)據(jù)對(duì)比

通過針對(duì)單回油孔及多回油孔汽液分離器的對(duì)比試驗(yàn)數(shù)據(jù)如表3。

由試驗(yàn)數(shù)據(jù)可知：在低溫制冷、最大制冷、低溫制熱等工況運(yùn)行時(shí)，使用多回油孔比使用單回油孔時(shí)，壓縮機(jī)油位都明顯增高，但是在低溫制熱、惡劣除霜時(shí)，油溫過熱度降低。目前行業(yè)內(nèi)公認(rèn)油溫過熱度≥10℃對(duì)壓縮機(jī)是安全的（油溫過熱度=壓縮機(jī)底部油溫-蒸發(fā)壓力對(duì)應(yīng)的飽和溫度），因?yàn)殚L連接管灌注的制冷劑量普遍偏多，導(dǎo)致在低溫工況的油溫過熱度肯定不能滿足10℃要求。因?yàn)槿庇蜁?huì)瞬間對(duì)壓縮機(jī)造成損壞，所以需優(yōu)先滿足油量的要求，再考慮滿足油溫過熱度的要求。

表2 測試工況

表3 單回油孔及多回油孔汽液分離器的試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比

圖1 多回油孔汽液分離器

3.3.2 多回油孔汽液分離器的優(yōu)劣

優(yōu)點(diǎn)一：當(dāng)壓縮機(jī)的油位較低而汽液分離器的液位很高時(shí)，追加的回油孔使這部分混著油的制冷劑液體回到壓縮機(jī)。可以提高壓縮機(jī)中的油面高度。

優(yōu)點(diǎn)二：由于潤滑油在低溫情況下會(huì)出現(xiàn)潤滑油與制冷劑的分層（如圖1），即下部液體制冷劑的潤滑油濃度很低，上部液體制冷劑的的濃度很高，當(dāng)使用多回油孔汽液分離器時(shí)，可以使上層的冷凍油回到壓縮機(jī)中。

缺點(diǎn)一：汽液分離器有多個(gè)回油孔，導(dǎo)致回液量增加，會(huì)一定程度降低壓縮機(jī)中的油濃度，油溫過熱度較低。但是缺油的危害遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于油濃度偏低。根據(jù)壓縮機(jī)廠家的推薦，整機(jī)的灌注量需滿足：油量/制冷劑量≥0.35；壓縮機(jī)內(nèi)需滿足：制冷劑量/冷凍油量≤0.3，即油濃度需≥0.77。

缺點(diǎn)二：在停機(jī)時(shí)，如果在汽液分離器中液體較多，會(huì)導(dǎo)致制冷劑遷移到壓縮機(jī)中的量增多。所以需適當(dāng)增多均壓孔的孔徑。

4 結(jié)束語

通過本次試驗(yàn)驗(yàn)證，使用多回油孔汽液分離器可以增高壓縮機(jī)的油位，油溫過熱度會(huì)適當(dāng)降低。使用多回油孔汽液分離器需適當(dāng)增大均壓孔的孔徑，避免停機(jī)后液體制冷劑遷移到壓縮機(jī)中。但多回油孔的設(shè)計(jì)布局不明確，且什么情況下應(yīng)設(shè)計(jì)多回油孔未有說明，多回油孔的設(shè)計(jì)研究仍有待深入。

[1]胡浩孟，建軍，梁臾等.房間空調(diào)器用滾動(dòng)轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)回油問題的研究 制冷技術(shù)，2000年第2期:13～16.

[2]殷光文.美國谷輪公司壓縮機(jī)應(yīng)用技術(shù).第三講 制冷空調(diào)系統(tǒng)中的液體制冷劑控制.制冷技術(shù)，2001年第2期：42～45.

[3]郭宋，洪宇峰，孫睿男.汽液分離器中配管開孔的設(shè)計(jì)原理與作用.科技咨詢導(dǎo)報(bào)，2007年第18期：35～35.