润滑油对制冷系统哪些影响?欢迎成为润滑油代理商

润滑油生产厂家德国德能润滑油加盟代理
2019-05-16

制冷系统中润滑油的存在对压缩机性能、换热器中的流动和传热以及对毛细管中的节流过程都有重要的影响。

制冷系统对润滑油的要求

(德国德能润滑油)

润滑油是否适用于制冷系统,主要取决于润滑油的特性能否满足要求,评价润滑油品质的主要因素有:

1、粘度

2、与制冷剂的互溶性

3、热化学稳定性

4、吸水性

1)粘度

决定了滑动轴承中油膜的承载能力、摩擦功耗及密封能力。粘度大,则承载力强,密封性好,但流动阻力较大。汽车空调要求所用润滑油的粘度较高,而固定式制冷系统,特别是家用电冰箱要求是用较低粘度的润滑油。其主要原因是高粘度润滑油可能在毛细管内形成蜡堵或油弹现象,影响毛细管的正常工作。

(乌氏粘度计)

2)与制冷剂的互溶性

若互溶性好,在换热器传热管内表面不易形成油膜,对换热有利,否则会造成蒸发温度降低(在蒸发压力不变的前提下),蒸发器的制冷效果下降。另外,互溶性较好时,在换热器内不会发生池积现象,有利于压缩机回油。但互溶使油变稀,降低油的粘度,导致压缩机内油膜过薄,影响压缩机润滑。

3)热化学稳定性

在制冷剂、油、金属共存的系统中,高温会促使润滑油发生化学反应,导致油的分解、劣化,生成沉积物和焦炭。润滑油分解后产生的酸会腐蚀电气绝缘材料。

4)吸水性

若润滑油具有较强的亲水性,会带入一定量的水分进入系统,在毛细管中水形成冰晶而堵塞系统,从而形成冰堵现象。因而在采用亲水性润滑油的系统中,必须安装干燥过滤器。

润滑油对压缩机的影响

1)制冷剂含油还会影响气阀工作过程,改变制冷剂热力性质等,从而导致压缩机的制冷量和性能系数下降。

2)压缩机功耗随含油量的增加而增加,而排气温度正好相反,随着含油量的增加而降低。

3)此外压缩机排气管道中的润滑油内会溶解一定量制冷剂,使压缩机的实际排气量减少。

4)机械损坏

由于在压缩机进气口处润滑油中溶解有一定量制冷剂,润滑油的粘度会降低,导致润滑效果下降,容易造成压缩机机械部件损坏。

5)液击

润滑油由于溶解了制冷剂而导致体积增大,在压缩机启动过程中,曲轴箱中的压力下降,引起溶解于润滑油中的制冷剂沸腾,产生大量泡沫,有可能将大量的油从曲轴箱带入气缸,产生液击,损坏设备。

润滑油对冷凝器的影响

当制冷剂中润滑油含量非常低时(约为 0. 01%),冷凝器内换热系数达到一个**值,但与纯制冷剂时相比增幅不大,总体上,换热系数随着润滑油含量的增加而降低同时由于润滑油溶于制冷剂,会导致制冷剂粘度增大,从而使压降增大。总体而言,润滑油的存在会削弱冷凝换热,使冷凝器传热温差增大, 冷凝压力升高。

润滑油对毛细管的影响

制冷剂含油影响毛细管流量的原因主要有两个方面:

1)因为油的粘度远高于制冷剂的粘度,制冷剂中含少量油会增加混合物的粘度及相应的流动阻力,并使制冷剂提前达到饱和状态,使得流量减小。

2)油的表面张力远远高于制冷剂的表面张力,制冷剂中含油会使混合物的表面张力增大,阻碍制冷剂蒸发,从而使汽化欠压增大,延缓制冷剂的蒸发,从而增加毛细管的流量。

毛细管内有可能出现润滑油与制冷剂相分离的现象,会影响毛细管的工作。由于小型制冷设备(如家用冰箱空调等)的毛细管直径很小( 约0. 6mm),相分离严重时会导致蜡堵现象。

润滑油对蒸发器的影响

一、对传热、换热系数等的影响

少量润滑油:

制冷剂中溶有少量润滑油可以增加制冷剂的表面张力,从而改变其对管壁的表面浸润性。此外还会在管内产生泡沫,增加管内液体与管壁的浸润面积,同时将液膜拉薄,沿管壁分布更均匀,强化传热效果,从而提高蒸发换热系数。

含油较多:

1)含油较多时,蒸发器中的蒸气基本是纯制冷剂气体,油的成分极少,随着蒸发的进行,液相中的含油量逐步增加,会在换热器内表面形成油膜,降低换热系数,使蒸发曲线下降,传热温差增大

2)同时蒸发器出口处润滑油中溶有部分未蒸发的制冷剂,这部分潜热无法被充分利用,从而导致制冷量减小

3)蒸发器中润滑油的存在将影响制冷剂沸腾时气泡的形成,减小气泡的生成速度和频率,削弱成核过程中的热传递,从而降低换热效果。

二、对压降的影响

1)在蒸发器末端,随着制冷剂的蒸发,以及温度升高造成的制冷剂在润滑油中溶解度的降低,混合物中制冷剂含量越来越低,混合物粘度逐渐增大,从而直接造成蒸发器末端换热系数的减小和压降增加

2)当含油量达到 5% 时,与无润滑油时相比,压降增大了一倍。压降的增大,一方面降低了压缩机吸气压力,导致压缩机压缩效率降低;另一方面,这又有利于润滑油中溶解的制冷剂被释出,从而提高蒸发器的换热效果。

三、分层现象

制冷剂在系统各部件内的溶解量不同,造成制冷剂在油中的迁移现象。制冷剂/ 油混合物随温度的降低将出现分层现象,润滑油容易积存在毛细管及蒸发器上,从而影响其换热效果,使制冷剂性能下降。最有可能出现相分离的地方就是蒸发器,因为在蒸发器中制冷剂蒸发,从而在蒸发器管路内表面上会形成液态的油膜。

油膜的粘度主要是由液相中润滑油的浓度决定的。当油膜的粘度很大时,制冷剂蒸气的流速不足以将这些润滑油带出蒸发器,从而积留在蒸发器中。

润滑油对管路的影响

润滑油在系统中流动时会黏附在壁面上形成油膜。

1)对于不能互溶的润滑油和制冷剂,这个问题可以通过在压缩机排气口处设一个油分离器来解决。

2)对于更常用的可互溶润滑油则不行,润滑油与制冷剂一起进入循环,直到它通过进气口再次回到压缩机。这样就需要考虑润滑油在管路等部件中的流动,尤其要考虑垂直管路,这是因为要使润滑油克服重力及粘度影响向上流动是很困难的。这样制冷剂蒸气就必须有较高的流速,但这又会造成压降的增大。

3)在蒸发器及回气管的低温区内,温度升高时,混合液粘度由于油中制冷剂含量降低而升高;在高温区,制冷剂溶入量很少,混合液的主要成分是润滑油,其粘度随温度的升高而降低。

这样就存在一个**粘度,在设计管道时,应以**粘度和管道的倾斜角度为主要依据,确定管径及管内气体的流速。

结论

1)对于氟利昂制冷系统:当系统含油量小时,压缩机质量流量增加,蒸发和冷凝换热性能增强;当含油量较大时,压缩机功耗增加,实际排气量减少,排气温度降低;蒸发冷凝换热系数降低,沿程摩擦压降增大;毛细管中液体段长度和质量流量减小, 引起系统制冷量的减小。

2)冷冻油进入制冷系统,造成换热器中润滑油油池积、毛细管中蜡堵、冰堵、压缩机中缺油和润滑效果下降等现象。

因此需要合理设计系统和各部件,控制系统的含油量,使循环中的制冷剂能够顺利返回压缩机,避免压缩机缺油。


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