回油引射器引射性能试验研究

杨志华

重庆美的通用制冷设备有限公司

回油引射器引射性能试验研究

杨志华

重庆美的通用制冷设备有限公司

阐述了研究满液式离心式冷水机组用回油引射器性能的重要意义。以一个离心式冷水机组为基础，开展了对回油引射器引射性能的试验，研究在不同工作流体压力下引射器的引射工作特性，并找出回油引射动力最佳点。引射性能特性为回油引射器的选型和使用起到指导作用，并为后期对回油引射器的数值模拟提供数据支撑。

离心式冷水机组；回油引射器；性能试验

目前，满液式离心式冷水机组由于单机制冷能力大，性能系统高，结构紧凑等优点，在市场上广泛应用。对于离心式冷水机组，其核心部件压缩机是旋转机械，压缩机中转动件与静止件不可能完全密封，因此压缩机跑油是不可避免的。离心式压缩机使用的是POE合成润滑油，油与R134a制冷剂在冷凝器中是互溶的，进入系统的润滑油会在蒸发器中积聚。一方面会影响蒸发器的换热效果，根据国内外的试验结果，R134a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%。同时，满液式蒸发器中积聚冷冻机油会造成压缩机失油过多，不能正常运转甚至造成压缩机损坏。压缩机的跑油与回油息息相关，除优化设计减少压缩机的跑油外，离心式冷水机组系统中通常加装回油引射装置来将蒸发器中积聚的润滑油回收到压缩机中，故研究回油引射器的性能，提高引射器回油能力，对于改善机组性能具有很高的学术意义和工业应用价值。回油引射器的工作流体主要有高压制冷剂气体和高压润滑油两种。本文选择常用的以高压制冷剂气体为工作流体的气引射器为研究对象，结合冷水机组空调工况实际运行情况，在离心式冷水机组上安装回油引射器试验装置，进行引射回油试验，分析工作参数对引射性能的影响，为选型和使用提供依据。

1 回油引射器形式

离心式冷水机组回油使用的引射器除结构尺寸不同外，区别就在于工作流体的选取。目前离心式冷水机组回油引射器的工作流体主要有2种形式，一种是高压制冷剂气体，另一种是高压润滑油，引射流体为从油分离器出来的润滑油。2种形式的引射器各有特点：

⑴工作流体为来至蜗壳排气或者冷凝器中高温高压制冷剂气体，由于流速较快，回油引射器的喉部易形成较低的负压，能够提高蒸发器的制冷剂与油混合物的引射量。

⑵工作流体为来至经油泵提压后的高压润滑油，由于润滑油粘度较大，在回油引射器的喉部很难形成较低的负压，这使得蒸发器的制冷剂与油混合物的引射量受到限制。

2 试验

引射器的结构参数和工作参数是影响其实际工作性能的主要因素。本文选择以高压制冷剂气体为工作流体的气引射器为研究对象，主要研究部分工作参数对其性能的影响。

2.1 试验系统

试验装置为正在进行在线测试的离心式冷水机组上加装的气引射器回油系统。气引射试验系统如图1所示。整个回油系统为来自冷凝器的高压制冷剂气体作为工作流体。从蒸发器出来的制冷剂与油的混合物经油分离器分离后，其中制冷剂气体进入压缩机吸气口，分离后的润滑油作为引射流体进入引射器中与工作流体混合后一起回到油箱，完成回油。

图1 气引射试验系统图

2.2 测试参数和测量仪器

本试验中主要是测试气引射器各个进出口流体的压力，采用的是丹佛斯压力传感器，具体如表1所示。

表1 测试参数和测量仪器

2.3 试验方法

气引射试验的目的是研究气引射器在不同工作流体压力下的回油动力。回油动力越大，喷射系统越大。试验程序为：打开K1阀，关闭K2阀，调节离心式冷水机组保持同一冷冻水出水温度不变，逐渐改变冷却水进水温度，测试不同空调工况下的工作流体压力、引射流体压力、油箱压力、蒸发压力、冷凝压力。其中回油动力值=蒸发压力值-引射流体压力值；引射器进出口压差值=工作流体压力值-油箱压力值。

2.4 试验结果

⑴试验数据显示了回油动力随引射器进出口压差不同而变化的情况。引射流体参数与引射器出口压力一定时，随着工作流体压力的不断升高，引射器的进出口压差不断的增大，引射器进出口压差存在最佳值。引射器进出口压差小于最佳值时，回油动力与引射器进出口压差大致成正比例关系，随引射器进出口压差的增加而增大。引射器进出口压差达到一定值后，回油动力基本不变，如图2所示。

图2 引射器回油性能曲线

⑵在喷嘴出口直径一定的条件下，工作流体压力越高，喷嘴的出口速度大，形成的负压大，即被吸入的引射流体量越多，在一定范围内两者成线性函数关系，如图3所示。

图3 工作流体压力变化对喷嘴压力的影响

⑶气体引射器的工作流体管路流动损失较少，随着工作流体压力的增加，流动损失变化不大，均值约12kPa，如图4所示。

图4 工作流体压力变化对流动损失的影响

3 结论

通过对回油引射器引射性能试验，本文给出了工作流体压力与回油动力、喷嘴出口压力、工作流体管路损失等的特性曲线。回油系统设计时，可以此为参考依据，进行回油引射器的选型和设计使用。同时，利用试验获得的引射工作特性，为后续数值研究引射器内部流场的细节提供数据支撑。

[1]陶慰德.喷射技术理论及应用[M].武汉：武汉大学出版社，2004.6

[2]高孝良.回油喷射器的设计与优化[D].大连：大连理工大学硕士学位论文，2009.

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杨志华（1978-），男，四川广安人,工程硕士，工程师，研究方向：离心式冷水机组性能设计及系统控制。