滚动转子式制冷压缩机排气过程中随制冷剂气体一起进入循环系统中的润滑油在一般情况下,可以通过吸气管回到压缩机中,但在实际循环系统中由于各种原因,进入到系统中的润滑油并不能全部回到压缩机中,从而长时间运行时有可能造成压缩机内缺油而损坏压缩机,另外,过多的润滑油留存在换热器中还会导致换热效率下降。因此,除了控制压缩机自身的排油率之外,还需要采取一些措施使润滑油返回压缩机内。在空气源热泵系统中,主要的回油方法有设置油气分离器和回油运行两种方法。
1.设置油气分离器
在多联式机组中,由于管路系统较长,故排气带出压缩机的润滑油需要一定的时间才能返回到压缩机,并且有一部分润滑油容易留存在换热器、管路等容器以及未开机运行的室内机中未返回压缩机,从而将会造成压缩机油池中油位下降,出现无油供给各运动部件的现象。为了减少随压缩机排气带出的润滑油参与系统循环的量,必须在排气管路中设置油气分离器将润滑油有效地从制冷剂气体中分离出来,使润滑油通过专门的管路及时回到压缩机中。
在热泵系统的油气分离器中,主要采用机械碰撞法与亲和聚结法两种方法进行油气分离。亲和聚结法是让油气混合物通过特殊材料制成的元件,使直径在1μm以下的油滴先聚结成直径更大一些的油滴,然后再分离出来。
在油气分离器中采用机械碰撞法进行油气分离时,所设障碍物可以是油气分离器的壁面,也可以是专门制造的网状元件,有时也采用两者相结合的方式,即先让油气混合物撞击油气分离器的壁面,然后利用网状元件进一步分离。网状元件材料一般采用不锈钢丝编织,具有制造简单、耐腐蚀、价格低等优点。同时,这种网状元件具有自清洗功能,长时间运行也不需要清洗或更换。
亲和聚结法主要用于分离直径1μm以下的油滴,由过滤和聚结两个过程组成。分离中使用的元件实际上为一种多孔过滤材料,在油气混合物流入过滤元件之前,直径大于过滤材料孔径的油滴在过滤元件表面被过滤出来,然后利用过滤材料内部通道形状和大小的改变,可使进入到过滤材料内部的小直径油滴在惯性力等的作用下,在材料的纤维上聚结成大直径的油滴,并被过滤出来。
显然,亲和聚结法中过滤材料的孔径将决定油气分离的效果,如果孔径过大,则小直径的油滴将无法被分离出来,但孔径也不宜过小,由于被过滤出来的大直径油滴将在过滤材料上聚结,所以元件材料孔径的有效通流截面积将会变小,从而可以使更小直径的油滴被分离出来。孔径过小时,不但会使流动阻力增加,产生较大的压降,还会使一部分油在气体压差的作用下通过分离元件。(www.daowen.com)
目前,亲和聚结法的过滤元件材料主要为超细玻璃纤维等材料,具有分离效果好、寿命长、压降小的优点。通过亲和聚结法分离,可使气体中的含油率降低至(5~10)×10-6。
空气源热泵系统的油气分离器大多采用机械碰撞法进行油气分离,只有回油困难的系统中才采用亲和聚结法与机械碰撞法相结合的方式。通常,将采用机械碰撞法的油气分离器称为一次分离器,利用亲和聚结法的分离器称为二次分离器。
2.回油运行
当压缩机低频运行时,虽然排出压缩机气体中所带润滑油含量不高,但由于气体的流速也不高,故不能将凝结的润滑油全部带回压缩机,部分润滑油留存在冷凝器、蒸发器以及系统管路等部位中,长时间运行后,滞留的润滑油会越积越多。解决方法是将压缩机的运行频率提高,通过提高制冷剂流动速度将润滑油带回压缩机内。
除了压缩机低频运行造成的回油问题之外,对于多联机这类循环系统复杂的空气源热泵系统,即使压缩机高频运行,润滑油也会存留在未开机的室内机及管路中,运行时间越长,存留的润滑油越多。因此,在多联机运行一段时间后,需要将未运行的室内机电子膨胀阀开启,将这部分润滑油带回压缩机内。
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