技术分享 | 气液分离器:防止压缩机"呛水"的关键一环

气液分离器位于吸气管上，将制冷剂蒸气与制冷剂液体进行分离，防止或减缓液态制冷剂进入压缩机，并带有过滤、储存、消音等功能。

            上一期我们聊了油分离器和储液器，本期继续聊系统中的气液分离器。　　　　　　什么是气液分离器？　　　　　　气液分离器位于吸气管上，将制冷剂蒸气与制冷剂液体进行分离，防止或减缓液态制冷剂进入压缩机，并带有过滤、储存、消音等功能。　　　　　　一般装配在蒸发器和压缩机吸气管之间，可防止液体制冷剂流入压缩机而产生液击。　　　　　　工作原理:三大核心功能解析

      01防液击在热泵系统运转中，有些工况无法保证制冷剂能完全汽化，从蒸发器出来的制冷剂会夹带液态制冷剂进入气液分离器内。由于没有汽化的液体制冷剂本身比气体重，会直接降落在气液分离器筒底；汽化的制冷剂则由气液分离器的出口进入压缩机内，从而防止压缩机吸入过量液体制冷剂造成液击。　　　　　　02回油孔：润滑的保护伞压缩机长期运转，其内部会有一定的润滑机油随汽化的制冷剂排出，通过管路最后进入气液分离器筒体内。因此特在其底部的出气管设有"回油孔"，使沉淀在筒体底部的润滑机油在压缩机的吸力作用下，跟随制冷剂进入压缩机内，从而对压缩机又起到润滑保护作用。　　　　　　3均压孔：停机防迁移气液分离器中的均压孔，在系统停机时防止冷媒迁移也发挥着关键作用。　　　　　　分离方法种类
      气液分离器采用的分离结构很多，其分离方法也有：　　　　　　1 重力沉降2 折流分离 3 离心力分离4 丝网分离 5 超滤分离6 填料分离　　　　　　但综合起来，分离原理只有两种：
       原理一利用组分质量（重量）不同对混合物进行分离（对应方法 1、2、3、6）。气体与液体的密度不同，相同体积下气体的质量比液体的质量小。
       原理二利用分散系粒子大小不同对混合物进行分离（对应方法 4、5）。　　　　　　目前使用的气液分离器多为重力沉降。



 图1：结构图　　　　　　技术要求和关键设计参数
       技术要求：

       关键设计参数：
      01筒径 D的确定（第一步）：
      在气液分离器设计中，第一步便是要确认其筒径，其筒径（D）经验公式如下：



     注：D ―― 分离器筒体直径（m）
           qv,th ―― 压缩机理论输气量（m³/s）
           ω ―― 筒内气体流速，一般取　　　　　　筒体高度一般取直径的3~4倍。　　　　　　02回油孔径（至关重要）
      回油孔径至关重要。回油孔大了，回油会变好，但是液体冷媒的回流也会变多，从而导致油被稀释（油的润滑作用降低），涡旋部会异常磨耗，压缩机就可能出故障。　　　　　　国内学者针对回油孔径做了研究：
      朱福祥等 [1]      研究了4种不同回油孔孔径对系统的影响，指出同冷量下，适合R22系统的回油孔径并不适用于R410A，R410A系统所需的回油孔径更小。
      张华等 [2]      给出了有效容积的计算方法，并做了多回油孔实验研究，与单回油孔进行比对：多回油孔可增加压缩机油位，但油温过热度会有所降低；同时给出反虹吸孔直径为1.6~2.0 mm；最后也指出多回油孔的设计存在不明确性，仍有待深入研究。因此合适的回油孔径需要针对系统做特定的实验匹配，目前有部分数据与经验匹配如下表：　　　　　　如何判断回油孔是否匹配？

      可以通过测定各工况下压缩机底部的温度（油的温度）和蒸发温度的差是否达到了下列的值来判断，并且压缩机油量在安全油量以上。
     气液分离器中的反虹吸孔（也称均压孔），主要是为了在停机时，如果气液分离器中存在较多液态冷媒，会导致冷媒迁移至压缩机，因此需要在其回气管上开一小孔平衡压力；该孔径的大小与数量也需实验验证进行确定，其经验公式为均压孔面积为其回气管外横截面的0.03~0.033。　　　　　　选型计算实例
       以英华特 YW630C1-V100 为例　　　　　　以英华特YW630C1-V100为例，其排气量为44.7m³/h，代入公式：


       筒径可相应取180cm，则其对应高度：

       回油孔孔径取2.3~2.5cm，均压孔孔径取2.4cm。　　　　　　提示：综上，以上内容均需通过实验验证后方可最终确认。　　　　　　结语　　　　　　系统的稳定性与否，除了重要的四大部件外，这些瓶瓶罐罐也能发挥至关重要的左右。

      系统三大辅助部件:
      油分离器――保证压缩机的润滑油油量充足，且减少两器的滞油量，提升能力能效；
      储液器――存储多余的冷媒保证系统安全，且减少冷凝器液量、增加节流前液态比例，都能提升能力能效；
      气液分离器――有效避免压缩机液击，保证系统可靠性。 （来源：制冷快报）

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