并聯(lián)機組已被廣泛用于食品的冷凍冷藏、商場(chǎng)、島式柜、陳列柜、冷飲加工、制冰。并聯(lián)機組的關(guān)鍵技術(shù)是各并聯(lián)壓縮機能順利而均衡回油,保證各壓縮機的正常潤滑和工作。

1并聯(lián)機組的特點(diǎn)

并聯(lián)機組并聯(lián)的多臺壓縮機不是同時(shí)啟動(dòng)和同時(shí)停機,各臺壓縮機運行時(shí)間的長(cháng)短也不可能一樣,每臺壓縮機的管路路徑也不一樣。壓縮機運行的臺數不同時(shí),系統管路制冷劑的流速也不同,蒸發(fā)器、冷凝器的位置不同,其回油的狀況也不同,制冷系統的總體配置不同,所需要添加的潤滑油量也不同,因此,并聯(lián)機組的合理設計,制冷系統的正確配置與安裝,都將關(guān)系到各壓縮機能否順利回油與正常工作。 對于高速旋轉的壓縮機,其潤滑油:1)對機械摩擦面進(jìn)行潤滑,降低摩擦阻力,減少零件磨損,提高機械效率;2)對機械零件進(jìn)行冷卻,保證機械性能;3)增強汽缸與活塞(螺桿)之間的密封性,保證排氣效率;4)帶走機械摩屑,保證摩擦面不受損傷。 在壓縮機吸入、壓縮、排出制冷劑氣體時(shí),將有部分被霧化的潤滑油被帶出,進(jìn)入排氣管、冷凝器、 儲液筒……為使壓縮機正常潤滑,必須要有足夠量 的潤滑油均衡地返回到機組的每一個(gè)壓縮機,即排氣帶出的油與返回的油相平衡。

2回油方法

并聯(lián)機組的回油有油氣平衡法和控制法。

1)油氣平衡法

如圖1所示,在壓縮機油箱之間用一根管相連,此管稱(chēng)作油平衡管。平衡管要低于視油鏡中的最低油位線(xiàn)。由于油平衡管的連接,各壓縮機相互之間的油位得以平衡,避免油量排出多的壓縮機缺油。在壓縮機油箱油面的上部相互之間用一管相連,此管稱(chēng)作氣平衡管。 

因為壓縮機不是同時(shí)工作和同時(shí)停機,又受到吸氣管路路徑不同的影響,各壓縮機低壓腔(油箱)的壓力會(huì )出現一些差異,低壓腔壓力低,油位將高,反之就低;氣平衡管可促使各油箱之間壓力平衡,油位即可以相同。 對并聯(lián)機組的壓縮機安裝,應使其放置高度要一致。如果壓縮機的規格大小不相同,應使壓縮機視油鏡上的最低油位線(xiàn)高度相一致,視油鏡見(jiàn)圖2所示。

谷輪、三洋、泰康、丹佛斯都有專(zhuān)門(mén)用于并聯(lián)機 組帶油、氣平衡管接口的全封閉壓縮機產(chǎn)品,半封閉壓縮機一般沒(méi)有專(zhuān)門(mén)的油、氣平衡管接口,可以在加油接口和排油接口位置接。

2)油位控制法

對于3臺以上壓縮機、系統比較大的并聯(lián)機組,通常采用油位控制法。以下分別介紹幾個(gè)油位控制法需要的部件和2種回油系統。

①油分離器(圖3):含油的制冷劑氣體從壓縮機排氣管排出,進(jìn)入大空間油分離器后,流速減緩,并且受到了過(guò)濾網(wǎng)的阻力,方向發(fā)生改變,使得潤滑油與制冷劑氣體得以分離;制冷劑氣體從上部出氣管排出,潤滑油落至下部,下部的存油逐漸增多,油面上升,浮球閥隨之上浮。當浮球升到一定高度時(shí),排油孔打開(kāi),潤滑油排出,油分離器里的圖3油分離器 油面下降,浮球下落,落到一定位置時(shí),排油孔關(guān)閉,油分離器不僅有效分離出潤滑油,還可自動(dòng)將油排出。

②儲油器(圖4):被油分離器分離出的潤滑油進(jìn)入儲油器,以待壓縮機需要時(shí),返回壓縮機。該部件上有2個(gè)視油鏡,用于觀(guān)察存油情況。

③浮球閥式油位控制器(圖5):浮球閥式油位 控制器的進(jìn)油口與儲液器排油口由管路連接,油位控制器安裝在壓縮機視油鏡的位置上。當壓縮機油箱潤滑油的油位下降時(shí),油位控制器浮球下落,在油位降到一定位置(要高于視油鏡最低油位線(xiàn))時(shí),進(jìn)油口打開(kāi),潤滑油進(jìn)入油位控制器和壓縮機油箱,油位上升,浮球上浮。在油位升到一定高度(要低于視油鏡最高油位線(xiàn),見(jiàn)圖6)時(shí),進(jìn)油口關(guān)閉,停止進(jìn)油,從而壓縮機油箱得以保障存有適量的潤滑油,供壓縮機潤滑。

④電子式油位控制器(圖7):與浮球閥式油位控制器不同的是,在進(jìn)油口接了一個(gè)電磁閥,電子式油位控制器內有4個(gè)控制點(diǎn):當油位下降到下限控制點(diǎn)(要高于視油鏡最低油位線(xiàn))時(shí),電磁閥打開(kāi),潤滑油進(jìn)入電子式油位控制器和壓縮機油箱,油位上升;升到上限控制點(diǎn)(要低于視油鏡最高油位線(xiàn))時(shí),電磁閥關(guān)閉,停止供油。在遇到異常情況時(shí),例如油位下降到下限控制點(diǎn),電磁閥打開(kāi),但由于系統回油不好,儲油器干枯,而無(wú)油可供,或者電磁閥線(xiàn)路出故障,電磁閥不能打開(kāi),油位繼續下降,這樣壓縮機將有被損壞的危險。在油位下降到下限保護停機點(diǎn)時(shí),將停機并報警,確保壓縮機不被損壞。假如油位上升,升到上限控制點(diǎn)而電磁閥不關(guān)閉時(shí),油位升到上限保護停機點(diǎn),也將停機并報警。

⑤油分離儲存器(圖8):這是一個(gè)將油分離器 和儲油器合二為一的部件,其結構得到了簡(jiǎn)化,也可以起到油氣分離和儲存油的作用,適合與電子式油位控制器連接的回油系統使用。

⑥并聯(lián)機組中壓回油系統(圖9):虛線(xiàn)為回油 管路,實(shí)線(xiàn)為氟管路。壓縮機(1)排氣進(jìn)入油離器(2)。潤滑油在油分離器(2)被分離,制冷劑氣體從上部排出進(jìn)冷凝器,潤滑油下落至底部。落下的油積累到一定高度時(shí),自動(dòng)排出,進(jìn)入儲油器(3)。儲油器(3)內的壓力應低于油分離器的壓力,而高于油位控制器(4)及壓縮機油箱的壓力,因此需要在儲油器與并聯(lián)機組低壓管之間連接一壓力調節閥(5),用以調節儲油器(3)與油位控制器(4)及壓縮機油箱之間的壓差,此壓差一般可設定為0.35MPa(不低于0.15MPa)。當壓縮機油箱內的油隨著(zhù)制冷劑氣體的排出而被帶出,逐漸減少,其油面下降到一定位置(要高于視油鏡最低油位線(xiàn))時(shí),油位控制器(4)進(jìn)油口打開(kāi),儲油器(3)中的儲備油緩緩進(jìn)入油位控制器(4)和壓縮機油箱,達到一定量(油面要低于視油鏡最高位線(xiàn)以下)時(shí),油位控制器(4)進(jìn)油口關(guān)閉,以使控制壓縮機油箱始終保持一定的存油量。由于儲油器(3)的壓力是介于油分離器(2)和油位控制器(4)及壓縮機油箱之間,因此稱(chēng)此回油為中壓回油。中壓回油的優(yōu)點(diǎn)是回油比較平穩,不會(huì )對壓縮機油面產(chǎn)生大的沖擊。

⑦并聯(lián)機組高壓回油系統(圖10):虛線(xiàn)為回油管路,實(shí)線(xiàn)為氟管路。壓縮機(1)排氣進(jìn)入油分離儲存器(2),高壓制冷劑氣體從上部排出進(jìn)冷凝器,潤滑油下落至底部。在壓縮機油箱內的油位降到較底位置(要高于視油鏡最低油位線(xiàn))時(shí),電子式油位控制器(3)上的電磁閥打開(kāi),油分離儲存器(2)中的油進(jìn)入電子式油位控制器(3)和壓縮機油箱,達到一定量(油面要低于視油鏡最高油位線(xiàn)以下)時(shí),電子式油位控制器(3)的電磁閥關(guān)閉,以控制壓 縮機油箱保持在正常的油位,油分離儲存器(2)是高壓狀態(tài),因此稱(chēng)此回油為高壓回油。高壓回油結構相對簡(jiǎn)單，但油分離儲存器(2)與電子式油位控制器(3)和壓縮機油箱的壓差比較大,所以油位控制器(3)上的電磁閥打開(kāi)時(shí),進(jìn)油流速比較快,將沖擊壓縮機油箱產(chǎn)生泡沫,但這一過(guò)程時(shí)間很短,不會(huì )有什么危害。另外電子式油位控制器(3)的價(jià)格相對要高一些。

3制冷系統安裝

盡管設備中有油分離器,但不可避免地還會(huì )有少量潤滑油隨高速氣流進(jìn)入冷凝器和其他部件、管路中,因此,部件的設計、管路的安裝都要認真考慮:一個(gè)不良的制冷系統設計安裝,吸氣返回壓縮機的油少于壓縮機排氣帶出的油,壓縮機將會(huì )逐漸缺油。

如果額外向壓縮機加油,也只能維持一段時(shí)間,并且系統內增加多余的油,會(huì )影響蒸發(fā)器、冷凝器傳熱。為保證制冷系統有良好的油平衡,在管路設計安裝時(shí),應注意以下幾個(gè)方面:

1)系統的水平管路應與制冷劑流動(dòng)方向有1:(0.5%～1%)的坡度,以便潤滑油前行,見(jiàn)圖11

2)水平管路氣體流動(dòng)的速度應不小于4m/s,立管垂直向上流動(dòng)的制冷劑氣體流動(dòng)速度,吸氣管

一定要大于8m/s,排氣管應大于10m/s。

3)向上流動(dòng)的氣體垂直立管的底部需要作一U形彎,用以積油。在U形彎積油不斷增加時(shí),該處截面積逐漸縮小,氣流速度得以提高,從而便于氣體帶油。如果立管高于4m,就要增加一個(gè)U形彎。U形彎應作的盡可能小,以避免積聚過(guò)多的油。

4)壓縮機的數量并聯(lián)較多時(shí),為適應系統負荷變化,應再作2根垂直立管。這2根立管底部的U形彎要一高一低,高低相差要大于2倍的管徑。在系統負荷小,壓縮機工作的臺數少,制冷劑流量小,流速低時(shí),回油不利,位置低的U形彎積油逐漸增多,以至形成油封,制冷劑氣體只能從另一管路通過(guò),從而提高氣體流速,保證氣體帶油。為防止制冷劑液體進(jìn)入壓縮機,并聯(lián)機組需要安裝氣液分離器。如果是進(jìn)一個(gè)氣液分離器,其氣液分離器的出氣立管也應作成兩路,使之具有合理的流速和良好的回油。

5)對多臺蒸發(fā)器或多臺冷凝器的設備,由于管路的繁雜性和設備工作多變性,使得回油緩慢,有必要另外安裝油分離器。

6)壓縮機的吸氣管是并聯(lián)連接,它們同接在吸氣匯管上。由于吸氣匯管水平度的差異,路徑的不同,需要考慮從吸氣匯管回到壓縮機的油應是均等的。如果壓縮機的吸氣管接到匯管下部,將使回油不均,因此,應采用圖12[1]所示方法連接,以氣流的速度將吸氣匯管底部的存油帶回壓縮機。

7)并聯(lián)機組的儲油器需要有足夠的儲備油,有的并聯(lián)機組系統比較大,設備可能會(huì )有不同程度的存油死角,制冷劑內也要溶解一部分油,因此,系統內需要另外添加一部分潤滑,一般可約按充注制冷劑的0.5%予以添加。在機組運行一段時(shí)間后,應注意觀(guān)察儲油器視油鏡,對油量予以校正。儲油器的存油量應在上、下視油鏡之間,即下視油鏡為滿(mǎn)油,上視油鏡有部分油,

見(jiàn)圖4。儲油器無(wú)油不行,也并非越多越好,因為油多了上部的氣體容積就小了,容積小了,回油時(shí)儲油器與壓縮機油箱的壓力平衡就快,壓力平衡后,再回油就只好靠 油的重力回油,這就要求將儲油器的放置位置高于壓縮機。

4 結論

1)小規格如采用全封閉壓縮機的或2臺半封閉壓縮機的并聯(lián)機組,為簡(jiǎn)化系統結構,可采用油、氣平衡法。大規格如3臺以上半封閉壓縮機的并聯(lián)機組,采用油位控制法,回油效果會(huì )更好。

2)油位控制法采用浮球閥式油位控制器時(shí)用中壓回油系統,采用電子式油位控制器用高壓回油系統。

3)系統安裝時(shí)水平連接管要有1:(0.5%～1%)的坡度,回氣向上的立管要有8m/s以上的流速,底部要作回油彎,立管高度要小于4m,高于4m時(shí)要增加回油彎。壓縮機吸氣管要按圖12所示的從回氣匯管上部接。

4)系統設計安裝要避免回油死角。安裝后要適當補充潤滑油,使用時(shí)要經(jīng)常對油位進(jìn)行監測。