冷水机组的回油技术分析

孔宪梅 董学方

摘 要：全球气候的不断变化提醒我们要注意节能减排、保护社会环境。冷水机组的使用结构简单，并且具有效率高、性能好、噪音低、振动小、节能等工作特点，所以也是越来越多的生产企业所研发的方向。冷水机组采用的是满液式蒸发器，最大的问题就是回油情况，本文通过解读冷水机组的结构，分析了冷水机组的回油技术。

关键词：冷水机组；回油技术；技术分析

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

0 引言

由于压缩机气的排气含油量比较大，所以在配置螺杆式压缩机的满液式和降膜式的冷水机组中，即使是本身具备了有效的油分离器，也不可避免的会有少量的油会随着冷凝器进入到蒸发器中，而蒸发器中的油量比压缩机中的油量要多时，机组运行一段时间之后就会因为压缩机油位较低而出现故障甚至停机，所以必须要采取安全可靠的回油技术确保机组的正常运行，而如果冷水机组在运行过程中出现了故障，那跟回油问题的处理情况有直接或者间接的关系。

1 冷水机组的结构

冷水机组主要是由七部分组成，分别是蒸发器、压缩机、冷凝器、节流装置、润滑油系统还有控制中心和辅助设备等组成，它的冷源主要是依靠冷却塔的冷却水还有风机里面的冷却水来提供的。冷水机主要是有水冷式和风冷式两种，顾名思义这两种最大的区别就是冷却方式不同，在结构上的冷凝器也不相同，分别为壳管式和翅片式。

2 冷水机组的工作原理和工作特点

冷水机是蒸发器出来状态为气体的冷媒，通过压缩机进行压缩之后，重新变成高温高压的状态。气体冷媒在冷凝器中要等待冷却冷凝，经过冷凝之后就会变化成液态的冷媒，这样它在经过节流阀膨胀到低压，最后会变成气液混合物。液态冷媒在低温低压的状态下，会在蒸发器中吸收热量，重新变成气态的冷媒，然后气态冷媒经过管道有重新进入了压缩机变成了新的循环。这就是冷冻循环的四个过程，制热的时候就把制冷剂通过四通阀改变制冷剂的流动方向，制热跟制冷正好相反，制冷机线经过蒸发器，再回到冷凝器当中，最后到压缩机，这就是冷水机的主要工作原理。

冷水机组的结构较为简单，并且工作效率高，使用寿命长，噪音低而且节能效果好，具备了高效的半封闭式压缩机，所以与一般的压缩机相比较的话能效较高，并且可靠性极高，出现问题也容易维护，有精确的容量测量控制，所以在市场上得到了广泛的肯定，应用范围也越来越广泛。

3 冷水机的回油技术

冷水机的回油主要包括有取油位置、取油的技巧还有去油的方法。首先在冷水机运行过程中，蒸发器处于沸腾状态，但是液态的制冷机汽化之后需要上升，所以蒸发器中的气液混合物整体运动式上升的。随着制冷剂回到压缩机，润滑油会产生下稀上浓的状态，例如R22会在蒸发器中形成明显的富油区，为了能够取得浓度较高的润滑油，取油的位置要在实际液体的下方，150mm左右，回油孔的位置不准确会导致冷水机组的部分负荷而无法回油。

为了能够保证从蒸发器中取得的油浓度较高，可以把一根折弯的钣金件延伸到两侧的管板内壁中，这样通过该区域的液态制冷剂能够把润滑油的浓度尽量提高，同时含油量较高时，也体会出现泡沫，泡沫高于挡板会进入挡板，这样挡油板的内部润滑油浓度就可以提高，避免出现在取油过程中因为携带的制冷剂量过多而影响冷水机组的工作效率。

4 冷水机组的回油技术分析

4.1 直接回油的方式回收润滑油

根据蒸发器的回油设计可以建立出一个动态平衡关系来确保润滑油的持续稳定的循环。根据液体力学来分析，当气体携带液滴的流速变大时，液滴的最大直径就会跟流速平方成正比，这个可以证明满液式的蒸发器在运行过程中能够通过上升气流夹带液滴直接回油。如果液态制冷剂太多容易引起排气热度降低，油分离器的工作效率会受到一定的影响，系统会带入更多的润滑油。根据需要的换热面积选择适当的蒸发器筒身长度和直径，才能得到合适的上升气流速度和液滴的上升高度，避免了更多的液体制冷剂被蒸发器吸入。

4.2 引射回油方式回收润滑油

油和液态制冷剂如果能做到相溶或者是部分互溶，就能达到很好的回油效果，在蒸发器的液面上会形成富油层，这样就能够找到合适的位置，设置回油孔和回油管，从富油层中抽取液体，这样蒸发器中的会有效率也会同样得到提高。要根据制冷剂的流量和含油量，还要利用压力和流量等数据作为参数进行选型，在不同的高度设置不同回油孔，通过实验最后确定选型，最后利用液体的动压和静压的原理转换，通过引射器把蒸发器中制冷剂和润滑油混合物抽回到压缩机的吸气口中，这样能够达到气体引射回油的状态，帮助回收蒸发器中的润滑油。

4.3 重力回油

重力回油需要把蒸发器的位置提高，再把富油的液态制冷剂从蒸发器中引出，流入到下一个回油热交换器中，跟冷凝器的高温液态制冷剂进行热交换，有助于提升冷水机组的冷量，还能帮助液态制冷剂蒸发，成为气态进入压缩机。这种方式也被称为是热虹吸式回油。重力回油原理的成功与否取决于蒸发器中取油的位置，而实际运转过程中的液位控制更加重要。另外蒸发器中的回油量也要控制好，避免出现进入到回油换热器的混合液体过多而降低冷水机组的制冷能力。

5 结语

目前国外的冷水机组的应用技术比较成熟和广泛，特别是在空调的应用上，经过多年的切实实践证明是具有高可行性的。而我国目前的冷水机组仅限于工业制冷领域的应用，并且需要相关部门的调研和政策的支持，所以这就需要制冷行业不断的研发和创新，吸取先进的技术和经验，重点提升冷水机组的回油效率，确保冷水机组的安全运行，为我国的可持续发展道路和环境保护做出贡献。

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