福建福清核电有限公司 350318
摘要：冷水机组包括四个主要组成部分：压缩机、冷凝器、蒸发器、节流部件（膨胀阀、节流孔板），从而实现机组制冷效果。冷水机组所用的合成冷冻机油在冷凝器和蒸发器中都是互溶的，少量带入满液式蒸发器中的冷冻油，在蒸发器回油不理想的情况下，逐渐在满液式蒸发器中积聚，严重影响蒸发器的换热效果。根据国内外的试验结果，满液式蒸发器中合成冷冻机油含量达到1%时，制冷量会降低18%，达到5% 时会降低28%；另一方面满液式蒸发器中积聚冷冻机油还会造成压缩机失油过多，严重时候会引起压缩机故障甚至烧毁，因此研究回油系统非常重要。
关键词：冷水机组；满液式蒸发器；回油
冷水机组停机状态下，冷冻油中溶入大量制冷剂，启动时油箱压力降低，制冷剂汽化引起发泡现象，随制冷剂循环被带到蒸发器中；机组运行过程中，被带离油箱或从轴封间隙泄露到其他腔室，从而造成油箱中的油不断减少。
一、满液式蒸发器与干式蒸发器的比较与区别
满液式蒸发器由端盖、管板、筒体、管束及各附件组成。其中端盖是由封头与容器法兰、接管组焊，接管与管法兰组焊而成；管板与筒体密封焊，管束与管板胀接而成。筒体上有若干与其它设备相连的管接头及各安全附件组成。管束整体布置在满液式蒸发器筒体下半部，上部留有一定的气相空间。满液式蒸发器壳程走制冷剂，管程走水（可根据设计条件需要进行调整水路流程数）。
干式蒸发器由端盖、管板、筒体、管束及各附件组成。其中端盖是由封头与容器法兰、接管组焊而成；管板与筒体密封焊，管束与管板胀接而成。筒体上开设有进出水管口，进出水接管与筒体组焊。冷冻水在换热铜管外（壳程）运行，制冷剂在换热管铜管内（管程）运行。
满液式蒸发器比干式蒸发器传热效率高，提高了能效比（EER），减小了机组尺寸和重量。满液式蒸发器壳侧通制冷剂，沸腾传热；管侧通水，紊流对流传热。因为换热系数大，过热小。蒸发温度高，采用双侧强化的换热管，传热温差仅为2℃。干式蒸发器中壳侧为水，清垢困难，折流板孔和换热管有水泄漏现象，影响换热；管侧为制冷剂，而且每管程的换热管数目很大，而低压制冷剂的供应量是一定的，会出现供液不均匀和制冷剂分层现象。因此影响换热，传热温差为5℃，出口过热度较大。但在HFC - 134a 喷油螺杆冷水机组中采用满液式蒸发器，必然带来满液式蒸发器的回油问题。如果回油不理想，不仅造成换热效果降低，而且会造成压缩机失油过多不能正常运转或导致压缩机损坏。
二、满液式蒸发器回油的原理解析
由于冷冻油比重低于比液体制冷剂，在蒸发器中冷冻油浮在液体制冷剂的上部。基于此现象，半封闭离心式冷水机组使用冷媒回收装置，取自从蒸发器液面来的低温混合液，通过从冷凝器来的高温制冷剂热源加热，使混合液中的制冷剂蒸发，回到压缩机进气口去，不能蒸发的冷冻油通过引射器返回到油箱。从而达到了分离、提纯的目的。具体操作方法如下：
1、自动方式：冷冻油的分离和回收过程同时进行，设定方式后，不再进行操作，通过引射器就能将分离出的冷冻油自动回收到油箱内。具体操作：开启K6，关闭阀K4；调节K7阀的开度保证油箱的油位和压力不发生剧烈变化。根据蒸发器视液镜中制冷剂的液位情况，开启最接近液面下的阀门K2或K3，同时应开启阀K5和K9，让蒸发器液面上的制冷剂和冷冻油的混合液流入回收装置内。由冷凝器来的高温制冷剂热源对其加热后，混合液中的制冷剂便不断蒸发，回到压缩机进口，重新进入制冷循环。混合液中的冷冻油则不断的通过引射器回到油箱。
2、手动方式：首先关闭阀K1和K6，根据蒸发器视液镜中制冷剂的液位情况，开启与制冷剂液面下的阀门K2或K3，同时应开启阀K5和K9，让蒸发器液面上的制冷剂和冷冻油的混合液流入回收装置内。由冷凝器来的高温制冷剂热源对其加热后，混合液中的制冷剂便不断蒸发，回到压缩机进口，重新进入制冷循环。混合液中的冷冻油则不断的积存在回收装置内。当冷冻油积存一段时间后可进行冷冻油回收；关闭K2、K3和K5，开启阀K6和K4。让由冷凝器来的高压制冷剂气体将回收装置内的冷冻油压送至压缩机油箱内，每次压送时间约1～2min。回收完后关闭阀K4，开启阀K2或K3、K5、K6。
不使用冷媒提纯装置时，应关闭阀K6、K2、K3、K4，开启K5。除非机组运行很长时间，油箱油位都未下降的情况下不使用提纯装置，否则应长期使用该装置。
三、结语
在满液式蒸发器中制冷剂与冷冻油是部分互溶或不溶，通过连续引射回油再配合高效的冷媒提纯装置，使满液式蒸发器中的含油量可以达到较低的水平，从而减小冷冻油对蒸发器性能的影响。针对冷水机组回油问题，应结合机组各项运行参数及冷冻油和制冷剂液位等，将冷媒提纯装置各个阀门置于正确位置，确保回油正常、冷水机组可靠运行，为下游末端提供冷源。
参考文献
[1]王玉贵.HFC—134a螺杆冷水机组中满液式蒸发器回油设计讨论[J].制冷技术，2007（4）.
[2]潘丽君.满液式蒸发器与干式蒸发器的区别[J].REFRIGERATION，2011（03）.
[3]陈今朝，谷波，姚峻.满液式螺杆式冷水机组回油设计[J].制冷与空调，2013，13（05）.
论文作者:曾继平,刘隽
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第25期
论文发表时间:2018/1/26
标签：制冷剂论文; 蒸发器论文; 混合液论文; 油箱论文; 压缩机论文; 装置论文; 冷凝器论文; 《建筑学研究前沿》2017年第25期论文;