压缩机油分离器分离效率测试台的设计

　　1 引 言

　　压缩机中的润滑油，起着减少机械部件磨损、降低机构摩擦温度和增强密封性的作用。研究表明，在制冷系统的蒸发器内，当润滑油循环量超过3% 时，换热能力将会恶化，压力损失将会增大; 当蒸发器内的润滑油循环量达到5%时，制冷量的衰减将会达到10% 以上，增大了功耗，大大降低了系统的制冷能力[1]。油分离器作为重要的分离部件安装在制冷机组的排气管路和冷凝器之间，其作用是使随制冷剂一同被排出的润滑油能够被分离出来并顺利返回压缩机曲轴箱内以保证压缩机的正常运转。压缩机启动，曲轴箱内压力迅速下降，溶解在润滑油里的制冷剂剧烈沸腾，使油液层泡沫翻腾状，油位上窜，泡沫夹带大量的润滑油进入气缸并随排气一道进入油分离器，在油分离器内分离出润滑油和制冷剂，润滑油再从油分离器下部引回压缩机，如果油分离器油分率差，直接导致压缩机曲轴箱严重失油或烧毁。

　　油分离器分油率的好坏直接影响制冷功效，随着制冷空调设备实施能效等级标准以来，中国国内众多企业纷纷行动，从产品性能优化设计和合理匹配着手，寻找节能高效途径。为此，迫切需要建立一个油分离器的油分率检测评价方法和测试手段，来满足企业委托检测服务，同时把科技项目转化为产业化，用技术优势变为产业优势来满足大中型企业对试验设备的需求，提升企业产品质量和档次。本文采用称重法检测油分离器的油分离率，在深入研究分离机理及制冷剂气流形态控制方法的基础上，设计了一套检测油分离器的油分离率的试验装置。

　　2 设计原理与关键技术

　　2.1 系统匹配设计

　　油分离器使用工况不同，其油分率也随之变化，需要根据油分离器的使用工况，选择相应的压缩机型号、制冷剂的种类、润滑油的种类等参数来匹配运行，同时在要求的工况范围内能够独立地改变制冷剂压力和通过试验油分离器的制冷剂 - 油的质量流量。关键技术: (1)准确的选择压缩机、制冷剂、润滑油相对应型号，这是测试评价的基础和根本。(2)制冷剂和润滑油的重量确定，确保系统能稳定运行，并使试验条件的确立，在最大制冷剂流量和最小制冷剂流量下运行，确保试验数据准确性。(3)平衡工况的确定。

　　2.2 分离机理与方法

　　离开压缩机的制冷剂蒸气流的油浓度和液滴大小分布是复杂多变的，这种复杂状态气流直接进行分离，其效果评价不准确，需要对制冷剂气流中的油浓度适当降低，达到试验油分离器性能检查时所需的最小浓度，同时对气流的温度和液滴分布进行控制，减少制冷剂气流中的油在管路上的残留，达到标准大小液滴分布; 通过这一系列调整，制冷剂气流调节到要求的油浓度和标准大小液滴的分布，进入试验油分离器，进行分离，分离出来的油，用特制容器回收，除去分离油的制冷剂气流进入净化分离器和贮液器，在该液体管路上，装有液体采样装置，以便确定液体制冷剂中含油浓度。关键技术: (1)对制冷剂气流温度的控制，确保制冷剂以气流状态流动; (2)制冷剂气流中含油浓度、液滴大小分布的控制，确保符合试验油分离器性能检测所需指标; (3)标准入口段的设计，确保在不同的试验时间和试验地点均保持一致，建立温度、溶解度和液滴分布的平衡; (4)液体管路的液体采样装置; (5)净化分离器和冷凝器的设计，使系统压力达到最小压力值。