在制冷压缩机中，排油率是指排气过程中单位时间内排出压缩机的制冷剂质量流量中润滑油所占的百分比。

滚动转子式制冷压缩机为高压腔压缩机，壳体内充满高温高压的制冷剂气体与润滑油的混合物，在排气过程中将润滑油带出压缩机，使压缩机油池内的润滑油减少。压缩机的排油率与排气温度、运转频率、润滑油特性等因素有关。

当双级压缩变容积比压缩机在低温环境下工作时，由于蒸发温度低，润滑油容易积存在蒸发器中，因此，在压缩机结构设计时应尽可能减少润滑油随排气排出压缩机。

1.排油率与排气温度和压力的关系

在制冷剂气体与润滑油的混合物中，润滑油以气液两相的形式存在。处于液相的润滑油以微小油滴的形式存在制冷剂气体中。处于气相的润滑油是由液相蒸发所产生的，含量多少取决于油气混合物的温度和压力，以及润滑油的饱和蒸汽压力。油气混合物的温度和压力越高，则气相润滑油的含量越高；润滑油的饱和蒸汽压力越低，则气相润滑油的含量越高。气相润滑油与其他气体类似，无法用机械的方法分离，只能用化学方法去除。

一般情况下，油气混合物中的气相润滑油含量很少。这是因为在正常的排气温度下，混合物中润滑油的蒸汽压力很低；同时，润滑油在气缸内的时间短，没有足够的时间达到气相和液相间的平衡状态。

在油气混合物中所含的润滑油绝大部分为液相，液相油滴的尺寸范围分布很广，大部分油滴的直径为1～50μm，少部分的油滴可小至与气体分子具有相同的数量级，直径仅为0.01μm，油滴的尺寸与排油率有较大关系。在重力作用下，只要油气混合物的流速不是很高，大油滴最终都会落入压缩机的油池中，油滴直径越小，下落的时间越长。直径很小的油滴可以长时间悬浮在气体中，无法在重力的作用下从气体中分离出来。

小油滴的流动阻力是粘性力，对于给定直径的质点可用终端速度来描述，如果气体速度远大于给定大小油滴的终端速度，则油滴会运动到压缩机壳体顶端的排气管口排出压缩机，但如果给定大小油滴的重力远大于粘性力，则油滴会回到油池中。图3.31所示为油滴尺寸与排油的关系示意图。

图3.31　油滴尺寸与排油的关系示意图

2.排油率与运行频率的关系

油滴大小和气流速度是与排油率相关的重要参数，而压缩机壳体内部制冷剂气体的流动速度与压缩机运行频率紧密相关，气流速度随压缩机运行频率的升高而增加，因此，压缩机的排油率也随压缩机运行频率的升高而增大。

3.排油率与气流通道面积的关系

在滚动转子式制冷压缩机中，气缸排出的制冷剂气体首先进入电机前腔，然后通过电机定子与壳体和电机定子与电机转子之间的通道进入电机后腔，最后经排气管排出压缩机。在气体流量相同的情况下，通道的截面积决定了气流速度，截面积越大，气流速度越低，润滑油排出压缩机的量也越小。

4.降低排油率的方法

（1）油气分离的方法

在滚动转子式制冷压缩机中，主要利用机械碰撞法进行油气分离。机械碰撞法是依靠油滴自身的重力作用，从气体中分离出直径较大的油滴的方法，通常直径大于1μm的油滴都可以采用机械碰撞法有效分离出来。(www.daowen.com)

采用机械碰撞法是在油气混合物的流动方向上设置障碍物，使油气混合物与障碍物发生碰撞，碰撞后油气混合物就会在障碍物表面聚集，并在重力的作用下落到油池底部。采用机械碰撞法时，油气混合物撞击障碍物的速度需在一定范围内，其最佳撞击速度与制冷剂气体和润滑油密度有关，速度过低时，油气混合物中的油滴会像气体一样绕过障碍物流动，而不能聚集在障碍物表面；当速度过快时，聚集在障碍物表面的油滴又会被高速流动的气体带走，回到气体中。

在滚动转子式制冷压缩机中，是利用油气混合物在压缩机壳体流动过程的机械碰撞来实现油气分离的。压缩机中的气体流动路径为电机前腔→电机通道→电机后腔→排出压缩机，如图3.32所示，电机通道包括电机定子与壳体间的通道、电机定转子间的气隙以及电机定子漆包线间的间隙，电机漆包线间形成的通道形状复杂，合理设计电机的通流截面积（主要为电机定子与壳体间的通道和电机定转子间的通道截面积），使流动速度控制在一定范围内，即可实现油气分离。采用这种方法，大多数情况下可将压缩机的排油率控制在2%以内。

图3.32　压缩机内部制冷剂气体的流通通道

1—电机后腔　2—电机定子与壳体间的通道 3—电机定转子间的气隙　4—电机前腔 5—电机定子漆包线间的间隙　6—离心式挡油装置

当压缩机高频运转时，油气混合物的流速加快，上述方法有可能仍然出现排油率过高的问题。这时，可以在偏心轮轴的顶部设置离心式挡油装置，如图3.32所示，挡油装置随偏心轮轴一起旋转，利用离心力将油滴横向抛洒向电机绕组和压缩机壳体内壁表面，油滴会在这些物体表面聚集成大油滴，落入油池中。

对于大排量的滚动转子式压缩机，可以在电机转子上开设流通孔，如图3.33所示。在电机转子上设置流通孔后离心式挡油装置需与转子的上端面保持一定的间距，如图3.34所示。当压缩机运行时，在电机转子上的流通孔、挡油装置及电机定子与壳体间的通道之间能形成有效的回流通路，以降低压缩机的排油率。电机前腔大部分的油气混合物经电机转子流通孔流至电机后腔，并与挡油装置发生碰撞，在挡油装置的离心力作用下，油滴被分离出来并甩向壳体内壁表面，油滴会附着在壳体壁面上，被回流的制冷剂气体带回电机前腔（经电机定子与壳体间的通道），最终回到油池。

图3.33　电机的制冷剂气体流通通道

1—电机定子　2—电机转子　3—电机转子的流通孔 4—电机定转子间的气隙 5—电机定子与壳体间的通道

图3.34　转子增加流通孔的挡油装置装配结构

1—电机转子　2—电机转子流通孔　3—主平衡块 4—曲轴　5—副平衡块　6—离心式挡油装置

（2）控制排气温度法

在双级压缩变容积比压缩机工作时，由于存在中间补气过程，在室外低环境温度下制热与单级压缩机相比，排气温度要低得多。因此，要严格控制中间补气的制冷剂气体状态，对排气温度进行控制，避免因排气温度过低造成压缩机排油率过大。