回油引射器引射性能試驗研究

楊志華

重慶美的通用制冷設備有限公司

回油引射器引射性能試驗研究

楊志華

重慶美的通用制冷設備有限公司

闡述了研究滿液式離心式冷水機組用回油引射器性能的重要意義。以一個離心式冷水機組為基礎，開展了對回油引射器引射性能的試驗，研究在不同工作流體壓力下引射器的引射工作特性，并找出回油引射動力最佳點。引射性能特性為回油引射器的選型和使用起到指導作用，并為后期對回油引射器的數值模擬提供數據支撐。

離心式冷水機組；回油引射器；性能試驗

目前，滿液式離心式冷水機組由于單機制冷能力大，性能系統高，結構緊湊等優點，在市場上廣泛應用。對于離心式冷水機組，其核心部件壓縮機是旋轉機械，壓縮機中轉動件與靜止件不可能完全密封，因此壓縮機跑油是不可避免的。離心式壓縮機使用的是POE合成潤滑油，油與R134a制冷劑在冷凝器中是互溶的，進入系統的潤滑油會在蒸發器中積聚。一方面會影響蒸發器的換熱效果，根據國內外的試驗結果，R134a滿液式蒸發器中合成冷凍機油含量達到1%時，制冷量會降低18%，達到5%時會降低28%。同時，滿液式蒸發器中積聚冷凍機油會造成壓縮機失油過多，不能正常運轉甚至造成壓縮機損壞。壓縮機的跑油與回油息息相關，除優化設計減少壓縮機的跑油外，離心式冷水機組系統中通常加裝回油引射裝置來將蒸發器中積聚的潤滑油回收到壓縮機中，故研究回油引射器的性能，提高引射器回油能力，對于改善機組性能具有很高的學術意義和工業應用價值。回油引射器的工作流體主要有高壓制冷劑氣體和高壓潤滑油兩種。本文選擇常用的以高壓制冷劑氣體為工作流體的氣引射器為研究對象，結合冷水機組空調工況實際運行情況，在離心式冷水機組上安裝回油引射器試驗裝置，進行引射回油試驗，分析工作參數對引射性能的影響，為選型和使用提供依據。

1 回油引射器形式

離心式冷水機組回油使用的引射器除結構尺寸不同外，區別就在于工作流體的選取。目前離心式冷水機組回油引射器的工作流體主要有2種形式，一種是高壓制冷劑氣體，另一種是高壓潤滑油，引射流體為從油分離器出來的潤滑油。2種形式的引射器各有特點：

⑴工作流體為來至蝸殼排氣或者冷凝器中高溫高壓制冷劑氣體，由于流速較快，回油引射器的喉部易形成較低的負壓，能夠提高蒸發器的制冷劑與油混合物的引射量。

⑵工作流體為來至經油泵提壓后的高壓潤滑油，由于潤滑油粘度較大，在回油引射器的喉部很難形成較低的負壓，這使得蒸發器的制冷劑與油混合物的引射量受到限制。

2 試驗

引射器的結構參數和工作參數是影響其實際工作性能的主要因素。本文選擇以高壓制冷劑氣體為工作流體的氣引射器為研究對象，主要研究部分工作參數對其性能的影響。

2.1 試驗系統

試驗裝置為正在進行在線測試的離心式冷水機組上加裝的氣引射器回油系統。氣引射試驗系統如圖1所示。整個回油系統為來自冷凝器的高壓制冷劑氣體作為工作流體。從蒸發器出來的制冷劑與油的混合物經油分離器分離后，其中制冷劑氣體進入壓縮機吸氣口，分離后的潤滑油作為引射流體進入引射器中與工作流體混合后一起回到油箱，完成回油。

圖1 氣引射試驗系統圖

2.2 測試參數和測量儀器

本試驗中主要是測試氣引射器各個進出口流體的壓力，采用的是丹佛斯壓力傳感器，具體如表1所示。

表1 測試參數和測量儀器

2.3 試驗方法

氣引射試驗的目的是研究氣引射器在不同工作流體壓力下的回油動力。回油動力越大，噴射系統越大。試驗程序為：打開K1閥，關閉K2閥，調節離心式冷水機組保持同一冷凍水出水溫度不變，逐漸改變冷卻水進水溫度，測試不同空調工況下的工作流體壓力、引射流體壓力、油箱壓力、蒸發壓力、冷凝壓力。其中回油動力值=蒸發壓力值-引射流體壓力值；引射器進出口壓差值=工作流體壓力值-油箱壓力值。

2.4 試驗結果

⑴試驗數據顯示了回油動力隨引射器進出口壓差不同而變化的情況。引射流體參數與引射器出口壓力一定時，隨著工作流體壓力的不斷升高，引射器的進出口壓差不斷的增大，引射器進出口壓差存在最佳值。引射器進出口壓差小于最佳值時，回油動力與引射器進出口壓差大致成正比例關系，隨引射器進出口壓差的增加而增大。引射器進出口壓差達到一定值后，回油動力基本不變，如圖2所示。

圖2 引射器回油性能曲線

⑵在噴嘴出口直徑一定的條件下，工作流體壓力越高，噴嘴的出口速度大，形成的負壓大，即被吸入的引射流體量越多，在一定范圍內兩者成線性函數關系，如圖3所示。

圖3 工作流體壓力變化對噴嘴壓力的影響

⑶氣體引射器的工作流體管路流動損失較少，隨著工作流體壓力的增加，流動損失變化不大，均值約12kPa，如圖4所示。

圖4 工作流體壓力變化對流動損失的影響

3 結論

通過對回油引射器引射性能試驗，本文給出了工作流體壓力與回油動力、噴嘴出口壓力、工作流體管路損失等的特性曲線。回油系統設計時，可以此為參考依據，進行回油引射器的選型和設計使用。同時，利用試驗獲得的引射工作特性，為后續數值研究引射器內部流場的細節提供數據支撐。

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楊志華（1978-），男，四川廣安人,工程碩士，工程師，研究方向：離心式冷水機組性能設計及系統控制。