引射器出口背压对满液式蒸发器回油的影响

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第 13卷 第 3期21 3年 4月剖 垮 室 谰REFRIGERATION AND AIR CNDITIONIN( 69-71引射器出口背压对满液式蒸发器回油的影响刘 跃(江苏江平空调净化设备有限公司)摘 要 压缩机失油是满液式冷水机组常见的问题。通过制作引射器模型并测试引射器出口在不同的背压下引射管的流量值，探讨压缩机失油的成因。测试结果表明：在产品设计或生产中不注意引射器出口背压 ，是压缩 机失油 的主要原 因之- ；在 出 口处 安装 弯头 、截止 阀，会使 背压增 大 ，流量减小 ，甚 至出现倒 流。

因此提出建议：在满液式蒸发器的回油管路中，引射器出口尽量不要使用截止阀、弯头等类似管件；引射管出口管路应水平或 向下布置 。

关键词 满液式冷水机组 ；满液式蒸发器 ；压缩机 ；引射器 ；回油Effect of ej ector outlet back pressure on oil return of flooded evaporatorI iu Yue(Jiangsu Jiangping Air-conditioning& Purification Equipment Co.，Ltd.)ABSTRACT Compressor oil shortage is common in flooded chiller.In order tO study thereasons of compressor oil shortage，an ejector model is built and the ejecting flow on differ-ent ei ector outlet back pressure iS measured.The test results show that one of the mainreasons of compressor oil shortage is incorrect ej ector outlet back pressure which is causedin process of design or manufacture，installation of stop valves or elbows after the ej ectoroutlet wil1 make the back pressure increase and ej ecting flow decrease，even Occur backflow.So some suggestions are proposed：in the oil return pipe line of flooded chiller，itSnot to use any pipe fitting such as stop valves，elbows etc.after the ej ector outlet as possi-ble，the ei ector outlet direction should be horizontal or downward。

KEY WORDS flooded chiller；flooded evaporator；compressor；ej ector；oil return满 液式蒸发 器相对 干式蒸发 器具有 能效 比高、密封性能好 、清理水垢 容易等优点 ，得到 了众多用户和厂商的青睐。但是，满液式冷水机组在使用过程中，经常出现压缩机失油的问题，机组不能正常运行 ]。

1 故障描述图 1所示为-台满液式螺杆式冷水机组 的蒸发器回油管路(初始设计方案)。

引射器为锥形喷嘴。使用截止阀是为了便于检修过滤器、引射 器和 电磁 阀。电磁 阀用来 控制回油时间，过滤器用来过 滤来 自蒸发器油槽 的工艺残渣。在调试过程 中，压缩机经常发生油位报警 。

收稿 日期 ：2l2-06 12作者简介：刘跃，大专，工程师，建造师，主要从事冷水机组研究。

来自冷凝器的高温高压气体图 1 蒸发器回油管路初始设计方案2 故障分析为了查找故障原因，笔者将过滤器更换成视镜 。检查发现 ：当电磁阀关 闭时 ，从视镜 中能看 到流动缓慢的泡沫，视镜及附近管路温度较低，回油速度很慢。但当电磁阀开启时，视镜立即被冲刷干净，并且视镜及附近管路温度较高。检查结果剥 垮 室 调 第13卷表明：当电磁阀开启时，来 自冷凝器的压力较高的气态制冷剂没有全部喷射进入引射器出口，把来自蒸发器 的油 引射入压缩机 回气管 ，反 而有部分气体倒流入引射口，无法实现回油。

引射器(见图2)的工作原理：当工作气流从入口流向喷 口时，因为流通 横截 面积变 小，速 度增大 ，在喷口最窄处，工作气 流的动压 达到最大值，静压达到最 小值 ，工作气流与喷 口同截面外侧会产生压力差，这个压力差可以卷吸喷口附近的介质流向引射器出口 。

工作气流来 自冷凝器混合气流· - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 至压缩机回气口图 2 引射器的结构示惹图根据节点质量守恒定律 ]，引射器工作气流(a)、被引射介质流(b)和混合气流 (C)之间的关系可以用连续方程表达如下 ：t h(口 A P - A P )/(A bpb) (1)式中 ：A为管路截面积 ； 为介质流速；p为介质密度 。根据式(1)可以推论出：1)当 A p - 。A p <0时， 为负，被引射介质倒流人引射管 ；2)当 A P。- A p >0时， 为正 ，被 引射介质流向混合气流出 口。

那么会不会出现 A - A f0 <0，而使引射口倒流的情况呢根据伯努利能量守恒定律 ，引射器混合气流出口的能量方程为P f0 g矗 l0 u /2 K (2)式中：P ， 和 分别为流体的压强、速度和密度 ；h 为相对 高度；g为重 力加速度 ；K 为常量。式(2)各项分别表示单位体积混合气流出口介质的压力能(P )、重力势能(10 gh )和动能(10 /2)，在引射管出 VI固定不变 的管道 中，如果不考 虑昆合流体的流态，重力势能(p gh )可理想化为-常量，所 以公式简化为P p /2K (3)由式(3)可以推论：如果引射器出口背压增大 ，则 P 随之增大，流速 变校如果 P K。，那么 ，结合式 (1)，则有 b-口 A 10 /(Ahph)。

因为 A D /(A )不可能为负，所 以被引射介质是倒流进入引射管的。

根据式 (1)和式 (3)的推论，可 以得 出如下结论 ：引射器工作时，出 口背压增高 ，回油 的速度会降低 ，导致工作气流倒流进入引射管 。

3 故障解决方案及分析由于机组所使用 的引射器管径较小 ，无法测量其引射流量 ，为 了验证引射器 出口的背压对 引射效果产生 的影响 ，笔者在现场制作 了-个放 大了50倍的引射器的模型试验装置，如图 3所示。

分别对有弯头、无弯头、排气管缩口变径等几种情况，测量引射器引入介质 出 口的气流 流速 。鼓 风机为 220 W 家用油烟机用风机 ，风速传感器为热球型风速表探头。测量结果见表 1。

图 3 引射器试验模型表 1 引射器模型出 口在不 同背压条件下的引射 口风速n1，S注 ：管径缩小，管道 的流动阻 力增 大 ，相 当于在管路 中增加 ，截 lE阀或电磁阀。

测量结果表明：1)对 比4个方案，安装弯头、截止 阀或 电磁阀时，流动阻力增大，使得引射器的背压增大，从而使引射管流速减小 ，即流量减小，甚至出现倒流现象；2)对比前 3个方案，引射器出口的管路上增加- 个弯头就能够使引射流量减少 30 以上，同时其安装位置与引射器出口的距离越短，背压越大。

结合机组 的实 际管路情况 ，笔者分析导致引射器的引射管出现倒流现象，蒸发器不能正常回油的原因有 2个方面：1)引射器出口使用弯头和截止 阀或 电磁阀不合理 ，并且弯头距离混合气流 出 15太 近。由于丁作流和引射流在混合 区不断进行能量交换、膨胀 ，流速降低，压力升高，这时需要减小 背压 ，将气流第 3期 刘跃 ：引射器出 口背压对满 液式蒸发器 回油的影响眷排出，以完成引射过程。弯头、截止阀、电磁阀等必然会使高速喷射的气流受到阻挡，使引射器出 口背压明显增大 。

2)引射器混合气流出口至压缩机回气口问的管道爬高”不合理 。液态油和气态制冷剂在管道中流动，其 中液 态油 由于重力 的作 用 ，会 逆 向下行，使引射器混合气流出口的背压明显增大。

根据以上分析，笔者对现场蒸发器的回油管路作了如下改进(见图4)：1)取消引射器出口后部的截止阀和弯头，将引射器出口接到最靠近压缩机回气管水平处的位置；2)在保证系统清洁的前提下 ，取消了被引射管路中的过滤器，换成视镜，并延长管路至引射器。

电磁阀来 自冷凝器的高温高压气体图 4 改进后的蒸发器回油管路经过改进，压缩机回油效率明显提高，当电磁阀开启后 ，从视镜中可 以明显看到油在快速流动。

即使原来缺油的压缩机 ，经过 10 min的运行后 ，油就很顺利地 回到了压缩机 。同时 ，经过调整 回气过热度 ，回气压力 、回气温度 、排气 压力和排气温度都接近设计值 和理论值 。经过 72 h变负荷运行，再也没有出现压缩机失油的故障。表2所示为改进后的冷水机组的实际运行测试数据。

表 2 改进后的冷水机组的实际运行测试 数据进/出水温度/c排气压力/MPa排气温度/℃吸气 压力/MPa吸气温度/c回气过热度/c制冷量/kW12/70.9450.276.51.51 40注：满液式螺杆式冷水机组采用的制冷剂为 R134a，能量调节阀运行状态 100 。

4 结束语满液式冷水机组 的蒸发器采用引射 回油的方式时，在设计或生产过程中不注意引射器背压升高的问题会导致 回油速度变慢。当压缩机回油量达不到压缩机失 油量时，压缩机 就会缺油〃议在布置管路时应注意以下问题 ：1)引射器出口管道不应有爬高”的管路，应水平或向下，并尽量靠近回气管；2)引射器的出口应直接接入 回气管顺气流方向水平部位或下行部位 ；不宜接阻力较大的阀门，如电磁阀和截止阀等，如果必须使用 阀门，应仔 细考虑阀门阻力对引射效率 的影 响，最好采用球 阀等直通型阀门。

致谢 ：在成文过程 中，得到上 夯通大学制冷与低温工程研 究所夏 再忠副教授 、陆 紫生和潘权稳 博士的悉心指导 ，在此表示衷心感谢。