郭建民 張紅梅

（珠海格力電器股份有限公司 珠海 519070）

引言

目前常規(guī)的制冷系統(tǒng)中壓縮機(jī)均為機(jī)械元器件，其在運(yùn)行過(guò)程中必須通過(guò)潤(rùn)滑油進(jìn)行潤(rùn)滑才能保證壓縮機(jī)運(yùn)行過(guò)程中的可靠性[2]，壓縮機(jī)運(yùn)行頻率越高，則需求的潤(rùn)滑油量越高。然而壓縮機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)將一部分潤(rùn)滑油排出到制冷系統(tǒng)中[2]，在不同的壓縮機(jī)頻率、不同的制冷劑狀態(tài)以及不同的制冷系統(tǒng)配置情況等條件下制冷系統(tǒng)中的潤(rùn)滑油循環(huán)率也會(huì)不一致。因此需要對(duì)于制冷系統(tǒng)中的潤(rùn)滑油回油率進(jìn)行測(cè)定，才能了解不同條件下制冷系統(tǒng)中的潤(rùn)滑油回油效率[3]，以便更好的對(duì)壓縮機(jī)進(jìn)行適配。但是目前，對(duì)于制冷系統(tǒng)中潤(rùn)滑油回油效率測(cè)試方法與分析的研究較為欠缺。因此，本研究提供了一種可行的潤(rùn)滑油回油效率測(cè)試方法，并經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證分析確認(rèn)了制冷系統(tǒng)中不同壓縮機(jī)頻率及不同內(nèi)機(jī)過(guò)熱度對(duì)于潤(rùn)滑油回油效率的影響程度。

1 測(cè)試原理介紹

如圖1所示為本次實(shí)驗(yàn)測(cè)試的原理圖，在制冷系統(tǒng)啟動(dòng)運(yùn)行穩(wěn)定之后打開捕油裝置，對(duì)正常運(yùn)行過(guò)程中的潤(rùn)滑油進(jìn)行收集，之后通過(guò)排油閥排放出收集到的潤(rùn)滑油，靜置待潤(rùn)滑油中的制冷劑充分揮發(fā)后進(jìn)行稱重，獲得重量=g1。通過(guò)加油裝置補(bǔ)充定量的潤(rùn)滑油=g2+g1，在制冷系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定后打開捕油裝置執(zhí)行回油控制程序，通過(guò)捕油裝置進(jìn)行收集，之后將捕油裝置中收集的潤(rùn)滑油通過(guò)排油閥排放出收集到的潤(rùn)滑油，靜置待潤(rùn)滑油中的制冷劑充分揮發(fā)后進(jìn)行稱重，重量=g3。所以最終的測(cè)試的制冷系統(tǒng)回油效率=100 %*(g3-g1)/g2[3]。

圖1 測(cè)試原理圖

2 實(shí)驗(yàn)使用儀器（見表1）

表1 實(shí)驗(yàn)使用儀器

3 關(guān)鍵參數(shù)（見表2）

表2 關(guān)鍵參數(shù)

4 具體操作步驟

1）測(cè)試工況設(shè)置為室外環(huán)境溫度35/24 ℃，室內(nèi)環(huán)境溫度27/19 ℃，測(cè)試時(shí)穩(wěn)定制冷系統(tǒng)蒸發(fā)壓力及冷凝壓力；

2）去除管路、內(nèi)機(jī)原本的潤(rùn)滑油：在制冷系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定之后，打開捕油裝置中的球閥2、球閥3，關(guān)閉球閥1，此時(shí)捕油裝置即接入制冷系統(tǒng)主循環(huán)流路中。控制制冷系統(tǒng)執(zhí)行回油運(yùn)行模式運(yùn)行一段時(shí)間，直到捕油裝置中的液位不再上升，收集到內(nèi)外機(jī)連接管路以及內(nèi)機(jī)管路中的潤(rùn)滑油。此步驟完成后球閥2、球閥3關(guān)閉，打開球閥1，制冷系統(tǒng)正常運(yùn)行。同時(shí)將制冷系統(tǒng)中捕獲的潤(rùn)滑油從捕油裝置的排油閥中放出，靜置待潤(rùn)滑油中的制冷劑揮發(fā)后進(jìn)行稱重；

3）向加油裝置中加入定量潤(rùn)滑油（FV68H）：通過(guò)潤(rùn)滑油泵將定量的潤(rùn)滑油加入油罐中，加油完成后關(guān)閉油罐上部左側(cè)閥門，打開油罐上部右側(cè)閥門及底部排油閥門，通過(guò)制冷系統(tǒng)冷凝測(cè)高壓壓力加壓將潤(rùn)滑油加到制冷制冷系統(tǒng)外機(jī)的小閥門后；

備注：定量潤(rùn)滑油是根據(jù)實(shí)際裝機(jī)情況結(jié)合工程情況可能的最多潤(rùn)滑油量，詳見測(cè)試要求及方案中潤(rùn)滑油追加量計(jì)算。

4）以上步驟3）完成后，重復(fù)步驟4），制冷系統(tǒng)執(zhí)行回油運(yùn)行。記錄制冷系統(tǒng)回油運(yùn)行時(shí)間，捕油裝置將收集到加油裝置中加入的潤(rùn)滑油（FV68H），再將收集的潤(rùn)滑油從排油閥放出，靜置待制冷劑揮發(fā)完后進(jìn)行稱重；

5）測(cè)試室外機(jī)制冷系統(tǒng)在回油模式下的排油量。步驟4）稱重后，多出的潤(rùn)滑油加回至制冷系統(tǒng)中（例如，加入2 kg潤(rùn)滑油，出來(lái)2.6 kg，則將多余的0.6 kg加入制冷系統(tǒng)中。因?yàn)橹评湎到y(tǒng)油量會(huì)影響排油率），運(yùn)行步驟4）相同時(shí)間的回油模式，收集捕油裝置中的潤(rùn)滑油，靜置待制冷劑揮發(fā)完后進(jìn)行稱重。

5）回油效率=100%*(g3-g1)/g2。

5 測(cè)試要求和方案

1）室外工況35/24 ℃，室內(nèi)工況27/19 ℃，測(cè)試內(nèi)機(jī)過(guò)熱度＞1 ℃時(shí)壓縮機(jī)對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)速下的回油量；

2）在1）條件下，改變內(nèi)機(jī)過(guò)熱度，使其過(guò)熱度≤1℃，對(duì)比制冷系統(tǒng)回油效率的變化情況；

3）內(nèi)機(jī)過(guò)熱度=蒸發(fā)器出管溫度-蒸發(fā)器進(jìn)管溫度；

4）潤(rùn)滑油追加量計(jì)算：

加入定量潤(rùn)滑油，此次測(cè)試按照6臺(tái)內(nèi)機(jī)搭配測(cè)試，100 m長(zhǎng)連管，長(zhǎng)連管至室內(nèi)機(jī)分別為5 m，主氣管設(shè)置4個(gè)存油彎。

理論計(jì)算的潤(rùn)滑油量=配管存油量+內(nèi)機(jī)存油量+存油彎存油量=2.258 L；

FV68H密度=0.937 kg/L，潤(rùn)滑油質(zhì)量=2.115 kg。

計(jì)算過(guò)程：

①配管存油為0.00177 L，計(jì)算過(guò)程如表3。

表3 管道存油計(jì)算

②內(nèi)機(jī)存油量為0.000598 L，計(jì)算過(guò)程如表4

表4 內(nèi)機(jī)存油計(jì)算

③存油彎油量為2.256 L，計(jì)算過(guò)程如表5。

表5 存油彎存油計(jì)算

6 數(shù)據(jù)分析

本次實(shí)驗(yàn)分別測(cè)試了壓縮機(jī)在60 Hz、90 Hz、120 Hz運(yùn)行時(shí)不同內(nèi)機(jī)過(guò)熱度條件下的回油效率，最終實(shí)驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)如表6。

表6 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

分析：

1）從本次測(cè)試數(shù)據(jù)對(duì)比可以看出，在制冷系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，壓縮機(jī)運(yùn)行頻率有差異時(shí)，制冷系統(tǒng)中的循環(huán)油量也不同，在壓縮機(jī)高頻運(yùn)行時(shí)，隨制冷劑排出到制冷系統(tǒng)中的潤(rùn)滑油含量明顯升高，所以在制冷系統(tǒng)中的循環(huán)油量也就越多，即油循環(huán)質(zhì)量流量越高；

2）制冷系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中內(nèi)機(jī)的過(guò)熱度對(duì)于回油效率影響非常明顯，即使壓縮機(jī)頻率再高，如果出現(xiàn)內(nèi)機(jī)過(guò)熱度如很大的情況時(shí)，在捕油裝置中很難收集到潤(rùn)滑油，而內(nèi)機(jī)過(guò)熱度≤1 ℃時(shí)，潤(rùn)滑油在10 min內(nèi)將全部回到捕油裝置。這個(gè)現(xiàn)象和潤(rùn)滑油特性相關(guān)，說(shuō)明在內(nèi)機(jī)過(guò)熱度不足的情況下潤(rùn)滑油是非常易溶解在制冷劑中；

3）在內(nèi)機(jī)過(guò)熱度＞1 ℃的情況下，制冷系統(tǒng)中的回油效率下降非常明顯。在壓縮機(jī)高頻時(shí)回油效率下降要遠(yuǎn)高于壓縮機(jī)低頻運(yùn)行時(shí)回油效率，因此在正常運(yùn)行過(guò)程中非常有必要考慮不同頻率下運(yùn)行時(shí)制冷系統(tǒng)的回油控制時(shí)間。

7 結(jié)論

1）制冷系統(tǒng)的回油效率和壓縮機(jī)運(yùn)行頻率有關(guān)，實(shí)際壓縮機(jī)運(yùn)行頻率越高，則制冷系統(tǒng)中循環(huán)的潤(rùn)滑油質(zhì)量流量則越高，即制冷系統(tǒng)中可回收的潤(rùn)滑油就越多。但是回油實(shí)際控制過(guò)程中也不能一味提高運(yùn)行頻率進(jìn)行回油運(yùn)行，否則可能會(huì)導(dǎo)致壓縮機(jī)輸出過(guò)高導(dǎo)致負(fù)載過(guò)大，此時(shí)可能會(huì)影響制冷系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性，最終導(dǎo)致在回油運(yùn)行過(guò)程中壓縮機(jī)出現(xiàn)過(guò)載保護(hù)問(wèn)題。所以壓縮機(jī)的回油頻率應(yīng)該綜合考慮制冷系統(tǒng)所處的運(yùn)行狀態(tài)及時(shí)調(diào)整輸出，以避免回油中斷的情況出現(xiàn)影響回油效率的問(wèn)題。

2）內(nèi)機(jī)的過(guò)熱度的控制對(duì)于回油效率影響非常明顯?；跐?rùn)滑油易溶解于液態(tài)制冷劑的特性，在制冷系統(tǒng)回油運(yùn)行過(guò)程中，應(yīng)該控制內(nèi)機(jī)適當(dāng)回液，即控制蒸發(fā)側(cè)換熱不良，這樣在較低頻率運(yùn)行時(shí)制冷系統(tǒng)內(nèi)的潤(rùn)滑油也能有效的通過(guò)執(zhí)行回油控制方式返回到壓縮機(jī)中。