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什么是满液式蒸发器?不回油的常见原因有哪些?

来源:火狐直播下载    发布时间:2025-09-18 06:48:16

  满液式蒸发器是一种壳管式换热器,其工作原理是:制冷剂在壳程(换热管外)沸腾吸热,而载冷剂(如水、盐水、乙二醇溶液等)在管程(换热管内)流动并被冷却。

  其名称“满液”来源于其运行方式:蒸发器的壳体内充满了液态制冷剂,液面通常保持在一定高度(例如,淹没换热管束的70%~80%),以确保换热管外表面完全被液态制冷剂润湿并高效沸腾换热。

  简单来说: 它是一个让制冷剂“泡澡”,而让水(或其他液体)在管道里“流过”并被冷却的设备。

  传热效率高:换热管外表面被液态制冷剂完全浸润,能充分的利用管壁进行沸腾换热(核态沸腾),其传热系数通常远高于干式蒸发器。

  结构紧凑,换热能力大:由于单位面积换热量大,在相同的制冷量下,满液式蒸发器的体积通常更小,结构更紧凑。

  蒸发温度与载冷剂出口温度接近(小温差传热):高效的热交换使其能在较小的传热温差下运行,这对于提高制冷系统能效比(COP)非常有利,节约能源的效果显著。

  制冷剂充注量大:壳体内需要充满大量液态制冷剂,初始投资所需成本和运行成本(尤其是对昂贵制冷剂而言)较高。

  回油困难(核心缺点):这是满液式系统模块设计和运行中最关键的问题。润滑油会与制冷剂在蒸发器内混合并积聚,难以顺利返回压缩机,可能会引起压缩机缺油而损坏。

  存在冻结风险:如果载冷剂(水)流量突然减小或蒸发温度过低,管内的水有结冰胀裂管道的风险。

  对液位控制要求高:需要精确的液位控制装置(如浮球阀)来维持最佳液面高度。液面过低会降低换热效率,过高则可能会引起液态制冷剂被吸入压缩机,引发液击。

  这个问题的根源在于 润滑油与制冷剂的互溶性 以及 两者在蒸发器内的状态变化。

  溶解度变化:润滑油与制冷剂是互溶的。在冷凝器储液器中,温度较低、压力较高,润滑油大量溶解在液态制冷剂中,形成均匀的混合物。

  蒸发分离:当混合液进入满液式蒸发器后,压力降低,制冷剂开始剧烈沸腾汽化,变成气体被压缩机吸走。而润滑油本身沸点很高,几乎不会蒸发。

  油滞留:汽化的制冷剂无法携带液态的润滑油一起流动。于是,润滑油就从混合物中分离出来,变得粘稠,并逐渐积聚在蒸发器底部和换热管表面。

  “油池”形成:随着运行时间推移,蒸发器底部会形成一个高粘度的“油池”或油膜。假如没有有效的措施将这些积油带走,它们就会越积越多。

  简单比喻:就像一杯糖水(制冷剂和油的混合物),放在那里让水蒸发掉(制冷剂沸腾),最后剩下的就是粘稠的糖浆(积油)。这个“糖浆”自己不会流动,需要想办法把它“捞出来”。

  为了解决不回油的问题,满液式系统设计了一整套回油方案。任何环节出问题都可能会导致回油困难。

  回油装置设计或故障:引射回油系统故障:这是最常用的回油方式。它利用高压制冷剂液体通过引射器(文丘里管)产生高速气流,将蒸发器底部的积油抽吸并带回压缩机。如果引射器堵塞、磨损,或者驱动引射器的高压液管上的电磁阀、过滤器、节流孔堵塞,都会导致回油失败。

  回油泵故障:部分系统采用油泵强制回油,油泵本身故障或相关电路问题会导致回油中断。

  回油操作策略不当:回油频率不足:系统不是连续回油,而是定时回油。如果回油间隔时间设置过长,油积聚过多,单次回油可能没办法抽净。

  回油时液位波动:回油时,大量油和制冷剂的混合物被抽走,可能会引起蒸发器液位剧烈下降,需要控制系统能很好地协调液位调节和回油动作。

  系统运行工况问题:低负荷运行:系统在低负荷下运行时,蒸发压力降低,制冷剂气体流速变慢,其携带油滴的能力变弱,更容易导致油在蒸发器内滞留。

  油本身的性质:油的粘度过高:若选择的润滑油粘度过大,或者因为蒸发温度过低导致油变得过于粘稠,都会使其流动性变差,难以被引射流带动。

  蒸发器设计问题:流速不足:虽然满液式主要靠引射回油,但蒸发器内一定的气流速度也有助于油的流动。如果设计流速过低,油更容易沉积在底部。

  当水室隔筋脱落或老化时,冷却水会在水室内短路流动,导致部分冷却水无法充分参与换热,进而影响冷凝器的整体换热性能。这种情况能够最终靠测量冷凝器水阻大小,并将其同标称的水阻进行比较来判断。如果测量得到的水阻明显偏小,就存在水室隔筋脱落或老化的可能性,需要及时进行检修或更换。

  冷冻水流量异常:当冷冻水的流量变小,管内水流速会随之降低,水流状态由湍流转变为层流。湍流状态下,流体分子剧烈运动,能更有效地与铜管壁进行热量交换;而层流状态下,流体分子相对有序流动,对流换热效率大幅度降低,导致蒸发器换热效果变差,进而引发低压保护。

  螺杆式冷水机组为蒸气压缩式制冷机组的一种。其制冷原理均是通过压缩机对制冷剂蒸气施加能量,使其压力、温度提高,然后通过冷凝、节流过程,使之变为低压,低温制冷剂液体在蒸发器内蒸发为蒸汽,同时从周围环境(载冷剂,如冷水中)获取热量使载冷剂温度降低,进而达到人工制冷的目的。由此可见,蒸汽压缩式制冷循环包括压

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