低溫冷水機(jī)組制冷系統(tǒng)油循環(huán)率測(cè)量方法分析
冷凍油具有潤(rùn)滑、冷卻、沖洗、密封等功能,是制冷壓縮機(jī)不可缺少的組成部分。壓縮機(jī)內(nèi)部的冷凍油不可避免地與壓縮機(jī)排氣混合進(jìn)入制冷系統(tǒng)。過(guò)量和油循環(huán)率會(huì)對(duì)制冷壓縮機(jī)的運(yùn)行可靠性造成嚴(yán)重威脅,也會(huì)給制冷循環(huán)帶來(lái)負(fù)面影響,如:改變制冷循環(huán)中制冷劑的熱物性,影響制冷劑側(cè)的傳熱效果等。,影響整個(gè)制冷系統(tǒng)的工作性能。因此,制冷循環(huán)的油循環(huán)率,無(wú)論是制冷壓縮機(jī)還是工業(yè)冷水機(jī)組制冷系統(tǒng),都是一項(xiàng)重要的技術(shù)指標(biāo),需要嚴(yán)格控制。提高壓縮機(jī)的出油率,是制冷壓縮機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)的重要技術(shù)方向。為了保證壓縮機(jī)的可靠性和制冷循環(huán)的正??旖葸\(yùn)行,測(cè)量制冷劑循環(huán)的冷凍油量是非常重要的。
我國(guó)現(xiàn)行的國(guó)標(biāo)GB/t5773,大多數(shù)國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)(如iso917、ashrae23等)規(guī)定制冷壓縮機(jī)油循環(huán)率的測(cè)量是稱(chēng)重法,即使冷凝制冷劑中的油是以分批方式抽取和稱(chēng)重的:一部分制冷劑和油的混合物被取樣容器從制冷系統(tǒng)(蓄能器和膨脹閥之間的管道)中抽出,然后慢慢地將取樣容器中的制冷劑蒸發(fā)掉,測(cè)量采樣容器的重量變化,終得到稱(chēng)重前后采樣容器中混合物的重量變化數(shù)據(jù),計(jì)算低溫冷水機(jī)組制冷系統(tǒng)的含油量。稱(chēng)重測(cè)量時(shí),應(yīng)按制冷壓縮機(jī)的有關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)定將測(cè)量條件運(yùn)行到穩(wěn)定狀態(tài)。目前,國(guó)內(nèi)許多制冷壓縮機(jī)廠(chǎng)家都采用這種方法。
使用輔助油分離器測(cè)量油循環(huán)率的原理如下:在制冷劑壓縮機(jī)的排氣管側(cè)安裝一個(gè)油分離器。當(dāng)壓縮機(jī)廢氣通過(guò)油分離器時(shí),廢氣混合物中的潤(rùn)滑油根據(jù)容器中的油量用油視鏡分離并收集到容器中
油循環(huán)率可以通過(guò)制冷劑循環(huán)率的變化來(lái)計(jì)算。該方法的優(yōu)點(diǎn)是能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)不同時(shí)間內(nèi)油液循環(huán)速率的變化。但是,應(yīng)注意的是,當(dāng)潤(rùn)滑油收集到觀(guān)察者中時(shí),壓縮機(jī)中的油位降低,壓縮機(jī)的油輸出趨于減少。
利用光學(xué)測(cè)量原理測(cè)量制冷劑氣體中的油含量。目前,主要有兩種光學(xué)測(cè)試方法:
針對(duì)制冷壓縮機(jī)排氣管、排氣管玻璃管內(nèi)的氣體制冷劑含油量在線(xiàn)測(cè)量,利用光電傳感器測(cè)量制冷油產(chǎn)生的透射光衰減程度,然后測(cè)量壓縮機(jī)排體中的含油量。
通過(guò)測(cè)量冷凍油混合物的折射率,可以轉(zhuǎn)換冷凍油的含量。
利用制冷劑/油混合物的聲速和溫度可以對(duì)含油量進(jìn)行線(xiàn)性預(yù)測(cè)。含油量與聲速和溫度兩個(gè)參數(shù)呈線(xiàn)性關(guān)系(制冷劑和冷凍油的聲學(xué)折射率相差很大,制冷劑/油混合物的折射率隨油的比重呈線(xiàn)性變化)。如果在設(shè)定的溫度條件下,可以測(cè)量已知傳輸長(zhǎng)度的通道中壓力波的傳輸時(shí)間,則可以計(jì)算出聲速,然后測(cè)試混合物中的油含量。
低溫冷水機(jī)組制冷系統(tǒng)油循環(huán)率的測(cè)試方法還有很多,包括制冷劑-潤(rùn)滑油混合物的固有頻率(密度是根據(jù)封閉在U形管內(nèi)的制冷劑-潤(rùn)滑油混合物的固有頻率確定的),混合物的溶解度(制冷劑油的溶解度可以通過(guò)壓力的溫度測(cè)量來(lái)粗略評(píng)估,但問(wèn)題是:并不總是保證混合物是飽和的,一些潤(rùn)滑油制造商不能提供潤(rùn)滑油的溶解度數(shù)據(jù))來(lái)確定混合物??偟膩?lái)說(shuō),由于操作復(fù)雜、成本高、液位測(cè)量要求高等問(wèn)題,這些方法不能得到廣泛的應(yīng)用。