楊志華

重慶美的通用制冷設(shè)備有限公司

回油引射器引射性能試驗(yàn)研究

楊志華

重慶美的通用制冷設(shè)備有限公司

闡述了研究滿液式離心式冷水機(jī)組用回油引射器性能的重要意義。以一個(gè)離心式冷水機(jī)組為基礎(chǔ)，開(kāi)展了對(duì)回油引射器引射性能的試驗(yàn)，研究在不同工作流體壓力下引射器的引射工作特性，并找出回油引射動(dòng)力最佳點(diǎn)。引射性能特性為回油引射器的選型和使用起到指導(dǎo)作用，并為后期對(duì)回油引射器的數(shù)值模擬提供數(shù)據(jù)支撐。

離心式冷水機(jī)組；回油引射器；性能試驗(yàn)

目前，滿液式離心式冷水機(jī)組由于單機(jī)制冷能力大，性能系統(tǒng)高，結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)點(diǎn)，在市場(chǎng)上廣泛應(yīng)用。對(duì)于離心式冷水機(jī)組，其核心部件壓縮機(jī)是旋轉(zhuǎn)機(jī)械，壓縮機(jī)中轉(zhuǎn)動(dòng)件與靜止件不可能完全密封，因此壓縮機(jī)跑油是不可避免的。離心式壓縮機(jī)使用的是POE合成潤(rùn)滑油，油與R134a制冷劑在冷凝器中是互溶的，進(jìn)入系統(tǒng)的潤(rùn)滑油會(huì)在蒸發(fā)器中積聚。一方面會(huì)影響蒸發(fā)器的換熱效果，根據(jù)國(guó)內(nèi)外的試驗(yàn)結(jié)果，R134a滿液式蒸發(fā)器中合成冷凍機(jī)油含量達(dá)到1%時(shí)，制冷量會(huì)降低18%，達(dá)到5%時(shí)會(huì)降低28%。同時(shí)，滿液式蒸發(fā)器中積聚冷凍機(jī)油會(huì)造成壓縮機(jī)失油過(guò)多，不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)甚至造成壓縮機(jī)損壞。壓縮機(jī)的跑油與回油息息相關(guān)，除優(yōu)化設(shè)計(jì)減少壓縮機(jī)的跑油外，離心式冷水機(jī)組系統(tǒng)中通常加裝回油引射裝置來(lái)將蒸發(fā)器中積聚的潤(rùn)滑油回收到壓縮機(jī)中，故研究回油引射器的性能，提高引射器回油能力，對(duì)于改善機(jī)組性能具有很高的學(xué)術(shù)意義和工業(yè)應(yīng)用價(jià)值。回油引射器的工作流體主要有高壓制冷劑氣體和高壓潤(rùn)滑油兩種。本文選擇常用的以高壓制冷劑氣體為工作流體的氣引射器為研究對(duì)象，結(jié)合冷水機(jī)組空調(diào)工況實(shí)際運(yùn)行情況，在離心式冷水機(jī)組上安裝回油引射器試驗(yàn)裝置，進(jìn)行引射回油試驗(yàn)，分析工作參數(shù)對(duì)引射性能的影響，為選型和使用提供依據(jù)。

1 回油引射器形式

離心式冷水機(jī)組回油使用的引射器除結(jié)構(gòu)尺寸不同外，區(qū)別就在于工作流體的選取。目前離心式冷水機(jī)組回油引射器的工作流體主要有2種形式，一種是高壓制冷劑氣體，另一種是高壓潤(rùn)滑油，引射流體為從油分離器出來(lái)的潤(rùn)滑油。2種形式的引射器各有特點(diǎn)：

⑴工作流體為來(lái)至蝸殼排氣或者冷凝器中高溫高壓制冷劑氣體，由于流速較快，回油引射器的喉部易形成較低的負(fù)壓，能夠提高蒸發(fā)器的制冷劑與油混合物的引射量。

⑵工作流體為來(lái)至經(jīng)油泵提壓后的高壓潤(rùn)滑油，由于潤(rùn)滑油粘度較大，在回油引射器的喉部很難形成較低的負(fù)壓，這使得蒸發(fā)器的制冷劑與油混合物的引射量受到限制。

2 試驗(yàn)

引射器的結(jié)構(gòu)參數(shù)和工作參數(shù)是影響其實(shí)際工作性能的主要因素。本文選擇以高壓制冷劑氣體為工作流體的氣引射器為研究對(duì)象，主要研究部分工作參數(shù)對(duì)其性能的影響。

2.1 試驗(yàn)系統(tǒng)

試驗(yàn)裝置為正在進(jìn)行在線測(cè)試的離心式冷水機(jī)組上加裝的氣引射器回油系統(tǒng)。氣引射試驗(yàn)系統(tǒng)如圖1所示。整個(gè)回油系統(tǒng)為來(lái)自冷凝器的高壓制冷劑氣體作為工作流體。從蒸發(fā)器出來(lái)的制冷劑與油的混合物經(jīng)油分離器分離后，其中制冷劑氣體進(jìn)入壓縮機(jī)吸氣口，分離后的潤(rùn)滑油作為引射流體進(jìn)入引射器中與工作流體混合后一起回到油箱，完成回油。

圖1 氣引射試驗(yàn)系統(tǒng)圖

2.2 測(cè)試參數(shù)和測(cè)量?jī)x器

本試驗(yàn)中主要是測(cè)試氣引射器各個(gè)進(jìn)出口流體的壓力，采用的是丹佛斯壓力傳感器，具體如表1所示。

表1 測(cè)試參數(shù)和測(cè)量?jī)x器

2.3 試驗(yàn)方法

氣引射試驗(yàn)的目的是研究氣引射器在不同工作流體壓力下的回油動(dòng)力?；赜蛣?dòng)力越大，噴射系統(tǒng)越大。試驗(yàn)程序?yàn)椋捍蜷_(kāi)K1閥，關(guān)閉K2閥，調(diào)節(jié)離心式冷水機(jī)組保持同一冷凍水出水溫度不變，逐漸改變冷卻水進(jìn)水溫度，測(cè)試不同空調(diào)工況下的工作流體壓力、引射流體壓力、油箱壓力、蒸發(fā)壓力、冷凝壓力。其中回油動(dòng)力值=蒸發(fā)壓力值-引射流體壓力值；引射器進(jìn)出口壓差值=工作流體壓力值-油箱壓力值。

2.4 試驗(yàn)結(jié)果

⑴試驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示了回油動(dòng)力隨引射器進(jìn)出口壓差不同而變化的情況。引射流體參數(shù)與引射器出口壓力一定時(shí)，隨著工作流體壓力的不斷升高，引射器的進(jìn)出口壓差不斷的增大，引射器進(jìn)出口壓差存在最佳值。引射器進(jìn)出口壓差小于最佳值時(shí)，回油動(dòng)力與引射器進(jìn)出口壓差大致成正比例關(guān)系，隨引射器進(jìn)出口壓差的增加而增大。引射器進(jìn)出口壓差達(dá)到一定值后，回油動(dòng)力基本不變，如圖2所示。

圖2 引射器回油性能曲線

⑵在噴嘴出口直徑一定的條件下，工作流體壓力越高，噴嘴的出口速度大，形成的負(fù)壓大，即被吸入的引射流體量越多，在一定范圍內(nèi)兩者成線性函數(shù)關(guān)系，如圖3所示。

圖3 工作流體壓力變化對(duì)噴嘴壓力的影響

⑶氣體引射器的工作流體管路流動(dòng)損失較少，隨著工作流體壓力的增加，流動(dòng)損失變化不大，均值約12kPa，如圖4所示。

圖4 工作流體壓力變化對(duì)流動(dòng)損失的影響

3 結(jié)論

通過(guò)對(duì)回油引射器引射性能試驗(yàn)，本文給出了工作流體壓力與回油動(dòng)力、噴嘴出口壓力、工作流體管路損失等的特性曲線?；赜拖到y(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，可以此為參考依據(jù)，進(jìn)行回油引射器的選型和設(shè)計(jì)使用。同時(shí)，利用試驗(yàn)獲得的引射工作特性，為后續(xù)數(shù)值研究引射器內(nèi)部流場(chǎng)的細(xì)節(jié)提供數(shù)據(jù)支撐。

[1]陶慰德.噴射技術(shù)理論及應(yīng)用[M].武漢：武漢大學(xué)出版社，2004.6

[2]高孝良.回油噴射器的設(shè)計(jì)與優(yōu)化[D].大連：大連理工大學(xué)碩士學(xué)位論文，2009.

[3]李宗興;林佳泯;蔣國(guó)雄;傅彥鈞.冷凍油含量對(duì)滿液式蒸發(fā)器傳熱特性影響之研究[J]

楊志華（1978-），男，四川廣安人,工程碩士，工程師，研究方向：離心式冷水機(jī)組性能設(shè)計(jì)及系統(tǒng)控制。