满液式蒸发器回油的一个方案
满液式蒸发器与干式蒸发器的区别
满液式蒸发器与干式蒸发器的区别潘丽君【摘要】随着国家对节能产品的提倡,满液式机组也越来越受到欢迎.满液式机组与普通冷水机组的区别就在于蒸发器采用了满液式蒸发器,而普通冷水机组采用干式蒸发器.满液式蒸发器与干式蒸发器二者的明显区别在于制冷剂流程的不同,满液式蒸发器制冷剂走壳程,制冷剂从壳体下部进入,在传热管外流动并受热沸腾,蒸汽从壳体上部排出.干式蒸发器中制冷剂走管程,即制冷剂从端盖下部进入传热管束,在管内流动受热蒸发,蒸汽从端盖上部排出.【期刊名称】《制冷》【年(卷),期】2011(030)003【总页数】4页(P80-83)【关键词】满液式蒸发器;干式蒸发器;传热;节能;回油【作者】潘丽君【作者单位】广州联合冷热设备有限公司,广东广州510530【正文语种】中文【中图分类】TQ051.6+21 前言在离心式和螺杆式冷水机组中,蒸发器的型式主要是满液式蒸发器和干式蒸发器两种。
满液式蒸发器中,液体制冷剂经过节流装置进入蒸发器,蒸发器内的液位保持一定。
蒸发器内的传热管浸没在制冷剂液体中。
吸热蒸发后的气液混合物中仍含有大量液体,故从蒸发器内逸出的湿蒸气经气液分离后再回入压缩机。
干式蒸发器则由热力膨胀阀或电子膨胀阀直接控制液体制冷剂进入蒸发器的管程,制冷剂液体在管内完全转变为气体,而被冷却的介质则在传热管外的管程中流动。
此外,干式蒸发器载冷剂 (冷媒水)走壳程,干式蒸发器中有数量不等的折流板。
下面本文从结构、设计条件、流动传热设计、传热系数、端差、冷却水量、安装及检修方面逐一进行介绍分析。
1 满液式蒸发器与干式蒸发器的结构满液式蒸发器与卧式管壳式冷凝器相似,如图1示。
图1中,冻水在换热铜管内 (管程)运行,制冷剂在换热管铜管外 (壳程)运行。
满液式蒸发器由端盖、管板、筒体、管束及各附件组成。
其中端盖是由封头与容器法兰、接管组焊,接管与管法兰组焊而成;管板与筒体密封焊,管束与管板胀接而成。
筒体上有若干与其它设备相连的管接头及各安全附件组成。
冷水机组“跑油”现象分析及解决办法
冷水机组“跑油”现象分析及解决办法在本人调试冷水机组的过程中，多次遇到机组发生跑油现象，发生此故障的机组大部分是使用了满液式蒸发器，这里把我的一些实践经验和我的一些看法拿出来和大家一起探讨一下。
目前市场上有很多机组都是按照以下思路构造：冷冻油与制冷剂混合，利用油分离器将机组冷冻油与制冷剂分离，再使制冷剂经过满液式蒸发器回到压缩机。
这种机型制冷效果好，推广度较大，但是其运行中存在一个问题，那就是容易“跑油”，即当冷却水温偏低时，排气过热度不高，从而油与制冷剂分离不完全，混合物进入热交换器后导致机组低压偏低，更有甚者会导致膨胀阀堵塞造成机组无法启动。
故障现象如下：1、油分离器里面看不到任何油的踪影，此刻油并没有在冷凝器内汇集，而是通过了膨胀阀进入到蒸发器内，油会粘到蒸发器换热铜管上面，使蒸发器的蒸发效果不好，造成蒸发器内压力偏低，同时使压缩机的吸气过热度很低乃至直接将制冷剂液体吸入，和时压缩机排温很低，油与制冷剂依然无法分离，如此的恶性循环会使所有的油都汇集在蒸发器内，压缩机因为供油不足发出巨大噪音，甚至机组油分离器油位报警而停机。
2、油分离器里面看不到任何油的踪影，所有的油都随着排气来到了冷凝器内，如果水温持续偏低，那所有的油都会汇集到冷凝器内，并使膨胀阀发生油堵，蒸发器内由于供液量不足，压力开始降低，一直到低压报警停机。
以上就是所谓的跑油现象。
其主要原因就是因为冷冻水温度偏低，排气温度低。
本人在开机过程中遇到此类问题的解决方法如下：1、当发现油分内油位在降低时，马上将机组调到手动控制模式，限制压缩机负荷，例如将其能量限制在50%上。
2、使冷凝压力提高3、将机组的低压报警值和低压停机值降低到允许范围内，尽量保证机组能处于运行状态4、如果此时油位依然很低，而且蒸发器内压力也很低的话，就要考虑到是不是油都跑到蒸发器内了。
从蒸发器视液镜内看看是不是有大量白色泡沫在翻滚，如果有，说明油都在蒸发器内，反之则有可能在冷凝器内。
满液式螺杆式冷水机组回油设计
压缩 机主要 有 比泽 尔 、 莱 富 康 和 复盛 等 品牌 ， 其 型
式 均为半 封闭集 成 油 分离 器 的 一体 式 结 构 。限 于 压缩 机 的机体 尺 寸 ， 集 成 的油 分 效率 一 般 在 ９ ５
油 在系统 中积 聚 ， 导 致 换热 效 果 变 差 ， 如果 不 能 有 效 回收 ， 还会 造 成 压缩 机失 油过 多 不 能 正 常 运 转
甚 至损坏 。
由于 国 内厂 家 多 数 不具 备 压 缩 机 研 制 能 力 ， 目前 市 场 上 很 多 产 品都 是 厂 家 购 买 通 用 的 压 缩
ｅ ｉ ｅ ｎｔ ．
Ｋ ＥＹ Ｗ Ｏ ＲＤＳ ｆ ｌ ｏ ｏｄ ｅ ｄ ｅ ｖ ａ ｐ ｏｒ ａ ｔ ｏ ｒ； ｓ ｃ ｒ ｅ ｗ ｃ ｈｉ ｌ ｌ ｅ ｒ ； ｏ ｉ ｌ ｒ ｅ ｔ ｕ ｒ ｎ； ｏ ｉ ｌ ｓ ｅ ｐ ａ ｒ ａ ｔ ｏ ｒ
螺杆 式 冷 水 机 组 采 用 满 液 式 蒸 发 器 ， 面 临 的
ＡＢＳＴＲＡＣＴ Ｂａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ｔ ｈｅ ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ａ ｎｄ ｔ ｅ ｓ ｔ ｉ ｎ ｇ ｏｆ ｓ ｃ ｒ ｅ ｗ ｃ ｈ ｉ ｌ ｌ ｅ ｒ ｕｎ ｉ ｔ ｗｉ ｔ ｈ ｆ ｌ ｏｏ ｄ ｅ ｄ ｅ ｖ ａ ｐ ｏ ｒ ａ — ｔ ｏｒ ， ｔ ｈ ｅ ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｏ ｉ ｌ ｒ ｅ ｔ ｕ ｒ ｎ ｉ ｓ ｄ ｉ ｓ ｕ ｓ ｓ ｅ ｄ ． Ｆｏ ｒ ｔ ｈ ｅ Ｒ１ ３ ４ａ ｓ ｅ ｍｉ － ｈｅ ｒ ｍｅ ｔ ｉ ｃ ｓ ｃ ｒ ｅ ｗ ｃ ｈｉ ｌ ｌ ｅ ｒ ｗｉ ｔ ｈ ＰＯＥ ｏｉ ｌ ａ ｎｄ ｆ ｌ ｏ ｏ ｄｅ ｄ ｅ ｖ ａ ｐ ｏｒ ａ ｔ ｏｒ ， ｔ ｈ ｅ ｃ ｏｍｂ ｉ ｎａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｏ ｉ ｌ ｒ ｅ ｔ ｕｒ ｎ ｍｅ ｔ ｈｏ ｄ ｓ ｉ ｓ ａ ｖａ ｉ ｌ ａ ｂｌ ｅ ａ ｎ ｄ ｅ ｆ ｆ ｉ —
满液式蒸发器的设计
满液式蒸发器的设计3 满液式蒸发器的设计3.1 制冷剂流量的确定制冷剂压焓图：图 3.1由蒸发温度t0 5℃，t k 40 ℃，t g 5℃，附表13（P341）和附图5（P373）查得：h1 407.143kJ /(kg.K) ,h2 430.050kJ /(kg.K ) ,h3单位制冷量：制冷剂流量：选用φ10×1低螺纹铜管，取水流速度u 1.2m/ s , 则每流程的管子数Zh3 h4 242.963kJ/(kg.K) , 1 340.3556 10 3 m 3 3 /kg , 2 17.9876 3310 m /kg3 0.88392 10 3m3/kg ,4 9.0003 10 3m3 /kg根据文献1《制冷原理及设备》h4 249.686kJ /(kg.K)q0 h1 h4 407.143 242.963 164.180kJ/(kg.K) (P31)(3.1)qmQ0 70 0.4263kg / sq0 164.180P31) (3.2)3.2 载冷剂流量的确定qvs70Qc p(t s1 t s2) 1000 4.187 5333.3436 10 3m3/ s (P246)(3.3)Z4dq i v 2su 3.144(130.3423)26 1100 6 1.255.46根(3.4)圆整后， Z=56 根。
实际水流速度3u4dq i v 2sZ 3.144(130.3423)62 1100 6 56 1.1884m/s 1.2m/s3.4 管程与有效管长假定热流密度 q=6600W /m 2, 则所需的传热面积3Q k 70 1032F 0 k10.61m 2 0q 6600管子与管子有效长度的乘积采用管子成正三角形排列的布置方案，管距 s=14mm 对, 不同流程数 N ，有效单管长l c ，总根数 NZ,壳体直径 D 及长径比 l c /D 进行组合计算，组合计算结果表 3.1 不同流程数 N 对应的管长 l c 及l c /D4 3.3436 10 36(3.6)NI c10.61 F06.03md 0Z 3.14 0.01 56(3.7)(3.5)如表 3.1 所示：表 3.1 组合计算结果3.5 传热系数的确定 3.5.1蒸发器中污垢的热阻由文献 1《制冷原理及设备》表 9-1 可知： 管外热阻 0 9 10 5m 2?0 C/W 管内热阻 i 4.5 10 5m 2?0 C/W3.5.2平均传热温差平均传热温差：(3.8)3.5.3管内换热系数查饱和水物性表得：3ud i ＝1.2 8 1063 ＝78951.216 10 6假设壁温 t w 为 8.5℃，查水的物性表，得 Pr w 11.75 ,假设管长为 1.8m ，t s1 t s2mt t s1 0 lnt s2 t 056.17 ℃ ln 94(3.9)管内强制对流换热系数由文献 5《传热学》（P 248）公式 (f / 8)(Re 1000) Pr f 2/ 31 12.7 f /8(Pr f1 (d )2/31) l其中(Pr f )0.01 (Pr w )(1.82 lg Re 1.64)冷却水的定性温度 t s ：t t s1 t s2 14 9 ts s2 211.5℃(6-21a)式可知：ctddi(3.10)999.25kg / m 3 ，1.216 106m 2 / s58.15 210 2W /(m k) ，Pr f 8.77则: Re ＝5146.53.5.5壁温和热流密度的估算传热过程分为两部分：第一部分是传热量经过制冷剂的传热过程；第二部 分是传热量经过污垢层、管壁、管内污垢层以及冷却水的传热过程。
课程设计任务书(满液式蒸发器)
一、课程设计的主要内容和基本要求
设计内容：
设计一台满液式蒸发器，已知制冷剂氨在蒸发温度 ℃，冷凝温度 ℃的工况下系统的制冷量为40KW，而载冷剂盐水的进口温度为12℃。
基本要求：
每人手工绘图1张，手写课程设计说明书1份，不得雷同。说明书内容要求包括目录设计题目，设计内容，具体任务与要求，设计的具体计算过程与结果（含结构草图的绘制），设计小结，最后列出参考资料文献目录等。
4.吴业正编，制冷与低温技术原理，高等教育出版社出版
课பைடு நூலகம்设计任务书
课程名称：专业课程设计
题目：满液式蒸发器设计
学院：机电工学院系：动力工程系
专业班级：
学号：
学生姓名：
起讫日期：2014.12.15～2015.1.02
指导教师：杜海存职称：副教授
学院审核（签名）：
审核日期：
说明
1.课程设计任务书由指导教师填写，并经专业学科组审定，下达到学生。
2.学生根据指导教师下达的任务书独立完成课程设计。
注意事项：
计算过程中有关焓值查表按照同一基准，即参考同一本书，避免计算错误。
二、课程设计图纸内容及张数
A1图纸1张
三、课程设计应完成的软硬件的名称、内容及主要技术指标
无
四、主要参考资料
1.吴业正编，小型制冷装置设计指导，机械工业出版社出版；
2.余建祖编，换热器原理与设计，北京航空航天大学出版社出版
3.吴业正编，制冷原理及设备，西安交通大学出版社出版
详解干式、满液式、降膜式蒸发器
干式、满液式、降膜式蒸发器工作原理与结构干式蒸发器干式蒸发器制冷剂在换热管内通过，冷水在高效换热管外运行，这样的换热器换热效率相对较低，其换热系数仅为光管换热系数的2倍左右，但是其优点是便于回油，控制较为简便，而制冷剂的充注量大约是满液式机组充注量的1/2～1/3左右。
满液式蒸发器满液式蒸发器与干式蒸发器的运行方式恰好相反，冷水在换热管内通过，制冷剂完全将换热管浸没，吸热后在换热管外蒸发。
满液式蒸发器的传热管表面上有许多针形小孔，管内表面上还有螺旋形凸起强化冷水侧的换热。
这种同时强化管外沸腾和管内传热的高效传热管，使其传热系数较光管提高了5倍左右。
降膜式蒸发器降膜式蒸发器，也称之为喷淋式蒸发器，这种换热器与满液式蒸发器相似，但是它又与满液式蒸发器有区别。
这种蒸发器的制冷剂是从换热器的上部喷淋到换热管上，制冷剂只是在换热管上形成一层薄薄的冷剂液膜，这样冷剂在沸腾蒸发时便减少了静液位压力，从而提高了换热效率，其换热效率较满液式机组提高了5左右。
降膜蒸发是流动沸腾，由于管外表面的液膜层厚度小，没有静压产生的沸点升高，传热系数高。
而满液式蒸发（也就是沉浸式蒸发）产生的气泡易于集聚在换热管的表面，导致换热效率下降，其换热效果不如降膜蒸发。
总的来说降膜蒸发属于小温差情况下，但要防止结垢，影响传热效率。
“冷水机组”，是对一种制冷机组的习惯命名法，这种“冷水机组”一般用于中央空调的冷源，或者空调工况的制冷，输出的是低温的冷水，通常叫做“冷冻水”，故而得名。
一般把只能制冷的叫做冷水机组，而能同时制热的，我们叫做“热泵”机组。
而“满液式”是指机组所用的“壳管式蒸发器”采用了“满液式蒸发器”的形式，这是区别于“干式”、“降膜式”的一种壳管式蒸发器。
它的“壳程”内走制冷剂循环，“管程”内走冷冻水循环，从剖面上看，就好像是筒体里有大半筒制冷剂，而走水的管束浸泡在制冷剂里。
它和“干式蒸发器”刚好相反，干式的是“管程”走制冷剂，“壳程”走水，好比制冷剂管束浸泡在水里。
冷水机组的回油技术分析
冷水机组的回油技术分析全球气候的不断变化提醒我们要注意节能减排、保护社会环境。
冷水机组的使用结构简单，并且具有效率高、性能好、噪音低、振动小、节能等工作特点，所以也是越来越多的生产企业所研发的方向。
冷水机组采用的是满液式蒸发器，最大的问题就是回油情况，本文通过解读冷水机组的结构，分析了冷水机组的回油技术。
标签：冷水机组；回油技术；技术分析0 引言由于压缩机气的排气含油量比较大，所以在配置螺杆式压缩机的满液式和降膜式的冷水机组中，即使是本身具备了有效的油分离器，也不可避免的会有少量的油会随着冷凝器进入到蒸发器中，而蒸发器中的油量比压缩机中的油量要多时，机组运行一段时间之后就会因为压缩机油位较低而出现故障甚至停机，所以必须要采取安全可靠的回油技术确保机组的正常运行，而如果冷水机组在运行过程中出现了故障，那跟回油问题的处理情况有直接或者间接的关系。
1 冷水机组的结构冷水机组主要是由七部分组成，分别是蒸发器、压缩机、冷凝器、节流装置、润滑油系统还有控制中心和辅助设备等组成，它的冷源主要是依靠冷却塔的冷却水还有风机里面的冷却水来提供的。
冷水机主要是有水冷式和风冷式两种，顾名思义这两种最大的区别就是冷却方式不同，在结构上的冷凝器也不相同，分别为壳管式和翅片式。
2 冷水机组的工作原理和工作特点冷水机是蒸发器出来状态为气体的冷媒，通过压缩机进行压缩之后，重新变成高温高压的状态。
气体冷媒在冷凝器中要等待冷却冷凝，经过冷凝之后就会变化成液态的冷媒，这样它在经过节流阀膨胀到低压，最后会变成气液混合物。
液态冷媒在低温低压的状态下，会在蒸发器中吸收热量，重新变成气态的冷媒，然后气态冷媒经过管道有重新进入了压缩机变成了新的循环。
这就是冷冻循环的四个过程，制热的时候就把制冷剂通过四通阀改变制冷剂的流动方向，制热跟制冷正好相反，制冷机线经过蒸发器，再回到冷凝器当中，最后到压缩机，这就是冷水机的主要工作原理。
冷水机组的结构较为简单，并且工作效率高，使用寿命长，噪音低而且节能效果好，具备了高效的半封闭式压缩机，所以与一般的压缩机相比较的话能效较高，并且可靠性极高，出现问题也容易维护，有精确的容量测量控制，所以在市场上得到了广泛的肯定，应用范围也越来越广泛。
引射器出口背压对满液式蒸发器回油的影响
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６ ９— ７１
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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）
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满液式蒸发器的液位检测与控制
技 术 交 流
满液 式蒸发器 的液位检测 与控制
张光玉 ，姜守 忠
（ 江理工大学 建筑工程学院 。 州 ３ ０ １ ） 浙 杭 １ ０ ８
摘 要 ： 分析 比较 了 目前螺 杆 冷水机 组 中满液式 蒸发 器 的液位检 测 与控 制技 术特 点 ，在 此基
辑合适 ，则可以在微处理器控制下实现较复杂的控制 规 律 ， 到 较高 的控制 品质 ， 得 而这 又要取 决 于对 被控 对
象动 态特性 的准确 把握 。 于滞后 较 大 、 线性 的大 冷 对 非 量制 冷 、 调 系统 ， 空 这往 往并 不 容 易 ， 目前 大容 量 的 且
着新的冷水机组能效标准的颁布实行 ，愈来愈多的国 内螺 杆 冷水机 组 制造 商开 始 了满 液 式螺杆 冷 水机组 的 开 发生产 。
电子 膨胀 阀须 接 受 电子 信 号 、由电力驱 动才 可 工
５ ６
ｌ， 卷
维普资讯
技 术 交 流
用 于制 冷装置 上 的可靠 性 尚未 得到 验证 。因为它需 要
一
控制 。 这种 方法 的原理 与热 电膨胀 阀类似 ，不 同的是此 处用 外 部环境 的传热 取代 了热 电膨 胀 阀 中的 电加 热 。
采 用满 液式 蒸 发器后 ，机 组能 效 比可获 得 较大 提
电子膨胀阀都是进 口产品 ， 价格较高 ， 这些都限制了它
的广 泛应 用 。
１１２ 浮 球 阀 ．．
高 ，但 须建 立在 优 良的设 计制 造及 合 适 的运 行 控制 策 略基础 上 ，而其 中很 重要 的一点 就是 要对蒸 发 器液 位 进 行 较准 确 的检测 和控 制 ， 否则 ， 不仅 不能 发挥 满液 式 蒸 发器优 良的传热 性 能 ，而且 机组 的安全 运行 也会 成
满液式蒸发回油
1.对R22工质，采用的回油措施有：在蒸发器液位附近水平方向开几个回油口，使用压缩机高压排气，把含油浓度较高的液体连续引射回压缩机；在蒸发器液位附近水平方向开几个回油口，利用压缩机吸气管中高速气流的速度变化而产生的压力变化，把含油浓度较高的液体逆势连续带回压缩机；在蒸发器液位附近上下方向开二个回油口，利用高度差，使含油浓度较高的液体落人集油容器，使用压缩机高压排气断续把这些液体压回压缩机。
2.对R134a工质，采用的回油措施有：在蒸发器液位附近上下方向或水平方向开二个或多个回油口，使用压缩机高压排气，把蒸发器内的液体连续引射回压缩机；在蒸发器液位附近开一个回油口，利用高度差，使蒸发器内的液体落人一热交换器，制冷剂液体吸收从冷凝器出来的高温液体的热量蒸发，剩余的油断续被压缩机高压排气压回压缩机。
3.使用R22工质的压缩机的润滑油一般是矿物油，油和R22半溶，冷水机组的蒸发温度应在l0℃以下，油和R22在满液式蒸发器内是部分互溶，分富油层和贫油层。
富油层密度小而浮在蒸发器液面上部，制冷剂液体吸热蒸发为气体，穿过富油层而被压缩机吸走，气流中带有少量油颗粒，如果系统油分离效果好的话，进出压缩机的油量相等，将不需要额外的回油措施即可实现油平衡。
4.使用R134a工质的压缩机的润滑油大多是POE酯类油，油和R134a在冷水机组正常工况温度范围互容，满液式蒸发器内液体不分层，油浓度在高度方向的变化不会太大。
采用和R22一样的蒸汽引射回油方法，值得商榷。
高压蒸汽从蒸发器内引射出的液体中，绝大部分是R134a液体，只有少量的油，为了形成压缩机进出油的平衡，R134a机组和R22机组相比，就得加大回液量。
这种做法的后果，一是损失低温液体制冷剂和高压蒸汽的量增多，机组的效率就会受到很大的影响；二是在引射量上不去的情况下，压缩机出油大于进油，蒸发器内液体含油将逐渐增加，使引射的液体中含油增加，一直到压缩机进出油平衡为止，形成一种动态平衡，而蒸发器液体含油增加，将严重影响蒸发器的换热，蒸发温度将降低，机组的效率也会受到影响；三是给半封螺杆机组埋下严重的事故隐患：当过量的制冷剂液体被引射回压缩机，一部分制冷剂吸热蒸发，剩余的液体将和润滑油一起被压缩机排人排气腔。