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在一個(gè)完整的冷庫(kù)蒸汽壓縮式制冷系統(tǒng)中，除壓縮機(jī)、冷凝器、膨脹閥和蒸發(fā)器四個(gè)主件外，為了保證系統(tǒng)正常、經(jīng)濟(jì)和安全的運(yùn)行，還需設(shè)置一定數(shù)量的其它輔助設(shè)備。輔助設(shè)備的種類很多，按照它們的作用，基本上可以分為兩大類：

（1）維持制冷循環(huán)正常工作的設(shè)備，如兩級(jí)壓縮的中間冷卻器等；

（2）改善運(yùn)行指標(biāo)及運(yùn)行條件的設(shè)備，如油分離器、集油器、氨液分離器、空氣分離器以及各種貯液桶（或器）等。

此外，在制冷系統(tǒng)中還配有用以調(diào)節(jié)、控制與保證安全運(yùn)行所需的器件、儀表和連接管道的附件等。

油分離器與集油器

（一）油分離器的作用

在蒸汽壓縮式制冷系統(tǒng)中，經(jīng)壓縮后的氨蒸汽（或氟利昂蒸汽），是處于高壓高溫的過(guò)熱狀態(tài)。由于它排出時(shí)的流速快、溫度高。汽缸壁上的部份潤(rùn)滑油，由于受高溫的作用難免成油蒸汽及油滴微粒與制冷劑蒸汽一同排出。且排汽溫度越高、流速越快，則排出的潤(rùn)滑油越多。對(duì)于氨制冷系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，由于氨與油不相互溶，所以當(dāng)潤(rùn)滑油隨制冷劑一起進(jìn)入冷凝器和蒸發(fā)器時(shí)會(huì)在傳熱壁面上凝成一層油膜，使熱阻增大，從而會(huì)使冷凝器和蒸發(fā)器的傳熱效果降低，降低制冷效果。據(jù)有關(guān)資料介紹在蒸發(fā)表面上附有0.1mm油膜時(shí)，將使蒸發(fā)溫度降低2.5℃，多耗電11～12％。所以必須在壓縮機(jī)與冷凝器之間設(shè)置油分離器，以便將混合在制冷劑蒸汽中的潤(rùn)滑油分離出來(lái)。

（二）油分離器的工作原理

大家都知道，汽流所能帶動(dòng)的液體微粒的尺寸是與汽流的速度有關(guān)。若把汽流垂直向上運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的升力與微粒的重量相平衡時(shí)的汽流速度稱為平衡速度，并用符號(hào)ω表示。則顯然當(dāng)汽流速度等于平衡速度時(shí)，則微粒在汽流中保持不動(dòng)；如果汽流速度大于平衡速度時(shí)則將微粒帶走；而當(dāng)汽流速度小于平衡速度，微粒就會(huì)跌落下來(lái)，從而使油滴微粒制冷劑汽流中分離出來(lái)。

油分離器的基本工作原理主要就是利用潤(rùn)滑油和制冷劑蒸氣的密度不同；以及通道截面突然擴(kuò)大，氣流速度驟降（油分離器的筒徑比高壓排氣管的管徑大3～15倍，使進(jìn)入油分離器后蒸氣的流速?gòu)脑鹊?0～25m/s下降至0.8～1m/s）；同時(shí)改變流向，使密度較大的潤(rùn)滑油分離出來(lái)沉積在油分離器的底部?；蚶秒x心力將油滴甩出去，或采用氨液洗滌，或用水進(jìn)行冷卻降低汽體溫度，使油蒸汽凝結(jié)成油滴，或設(shè)置過(guò)濾層等措施來(lái)增強(qiáng)油的分離效果。

（三）油分離器的形式和結(jié)構(gòu)目前常見的油分離器有以下幾種：洗滌式、離心式、過(guò)濾式、及填料式等四種結(jié)構(gòu)型式，下面分述它們的結(jié)構(gòu)及工作原理。

1、洗滌式油分離器

洗滌式油分離器適用于氨系統(tǒng)，它的主體是鋼板卷焊而成的圓筒，兩端焊有鋼板壓制的筒蓋和筒底。進(jìn)汽管由筒蓋中心處伸入至筒下部的氨液之內(nèi)。進(jìn)氣管的下端焊有底板，管端四周開有出氣孔，以免高壓蒸氣直接沖擊筒底，使已沉淀的潤(rùn)滑油攪動(dòng)浮起。筒內(nèi)進(jìn)氣管的中部（位于液面之上）管壁上還開有平衡孔，其作用是當(dāng)壓縮機(jī)停車時(shí)平衡排氣管路、油分離器、冷凝器三者之間的壓力，特別是在壓縮機(jī)發(fā)生事故時(shí)，可以防止因冷凝器的高壓將油分離器中的氨液壓回壓縮機(jī)，造成更大事故。在進(jìn)氣管的外側(cè)上部還裝有多孔傘形擋板，作分離液滴之用。筒體下部側(cè)面設(shè)有放油管接頭，與集油器相連。傘形擋板之上的筒體側(cè)面設(shè)有出氣管接頭，并使出汽管伸入筒內(nèi)有一定的長(zhǎng)度，且引出口是朝上開的，其目的是使氨汽在排出分離器以前再折流一次，有助于提高分離效果。

2、填料式油分離器

填料式油分離器的結(jié)構(gòu)。在鋼板卷焊而成的筒體內(nèi)裝設(shè)填料層，填料層上下用二塊多孔鋼板固定。填料可以是陶瓷杯，金屬切屑或金屬絲網(wǎng)，以金屬絲網(wǎng)效果更佳。當(dāng)帶油的制冷劑蒸氣進(jìn)入筒體內(nèi)降低流速后，先通過(guò)填料吸附油霧，沿傘形板擴(kuò)展方向順筒壁而下，然后改變流向從中心管返回頂腔排出。分離出的油沉積在它的底部，再經(jīng)過(guò)浮球閥或手動(dòng)閥排回壓縮機(jī)曲軸箱。

由上述可見，這種油分離器的分油是依靠降低流速、填料吸附及改變氣流方向來(lái)實(shí)現(xiàn)的，其中以填料層的吸附作用為主。與洗滌式油分離器相比，填料式油分離器的分油效率較高，可達(dá)95％（洗滌式為80～85％），安裝位置較緊湊且對(duì)安裝位置及安裝高度沒(méi)有嚴(yán)格的要求，可以多臺(tái)壓縮機(jī)共同用一臺(tái)油分離器，故填料式油分離器現(xiàn)已廣泛用于氨制冷系統(tǒng)中。但填料式油分離器對(duì)氣流的阻力較大，要求筒內(nèi)制冷劑蒸氣的流速不大于0.5m/s。此外填料式油分離器的金屬絲網(wǎng)一般采用不銹鋼絲網(wǎng)，價(jià)格較貴。

3、離心式油分離器

離心式油分離器的油分離效果較好，適用于大型制冷系統(tǒng)。壓縮機(jī)的排氣經(jīng)油分離器進(jìn)氣管沿切線方向進(jìn)入筒內(nèi)，隨即沿螺旋導(dǎo)向葉片高速旋轉(zhuǎn)并自上而下流動(dòng)。借離心力的作用將排氣中密度較大的油滴拋在筒壁上分離出來(lái)，沿壁流下，沉積在筒底部。蒸氣經(jīng)筒體中心的出氣管內(nèi)多孔板引出。筒側(cè)裝有浮球閥，當(dāng)油面上升到上限位時(shí)，潤(rùn)滑油通過(guò)浮球閥打開閥芯，自動(dòng)向壓縮機(jī)曲軸箱或集油器排油。有的在油分離器外部還設(shè)有冷卻水套，使混合汽體在其中又受到冷卻水的冷卻并通過(guò)降低流速和改變流向的作用，進(jìn)一步得到分離。

4、過(guò)濾式油分離器

過(guò)濾式油分離器用于氟利昂制冷系統(tǒng)，常稱為氟利昂油分離器。

當(dāng)壓縮機(jī)排出的高壓制冷劑氣體進(jìn)入分離器后，由于過(guò)流截面較大，氣體流速突然降低并改變方向，加上進(jìn)氣時(shí)幾層金屬絲網(wǎng)的過(guò)濾作用，即將混入氣體制冷劑中的潤(rùn)滑油分離出來(lái)，并下滴落聚集在容器底部。當(dāng)聚集的潤(rùn)滑油量達(dá)一定高度后，則通過(guò)自動(dòng)回油閥，回到壓縮機(jī)曲軸箱。在正常運(yùn)行時(shí)，由于浮球閥的斷續(xù)工作，使得回油管時(shí)冷時(shí)熱，回油時(shí)管子熱，不回油時(shí)管子就冷。如果回油管一直冷或一直熱，這說(shuō)明浮球閥已經(jīng)失靈，必須進(jìn)行檢修，檢修時(shí)可使用手動(dòng)回油閥進(jìn)行回油。這種油分離器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，應(yīng)用普遍，但分油效果不及填料式。