Испаритель масла

Поэтому, во-первых, необходимо после компрессора установить эффективный маслоотделитель, см. рис. 19. Однако этого недостаточно. Даже высокоэффективный маслоотделитель не может задержать все масло. Какая-то его часть неизбежно пройдет через маслоотделитель и, в конечном счете, сконцентрируется в контуре испаритель — сепаратор.

Вторым необходимым шагом является установка испарителя возврата масла, см. рис. 19. В этот испаритель подается часть жидкого хладагента из контура испаритель — сепаратор. Здесь жидкий хладагент как можно полнее испаряется. Пары хладагента увлекают с собой капельки масла, содержащие хладагент, но в столь малом количестве, которое не представляет опасности гидравлического удара в компрессоре.

В качестве нагревающей среды обычно используется конденсат линии высокого давления. Подача хладагента в испаритель возврата масла должна быть подобрана так, чтобы скорость поступления масла в сепаратор равнялась скорости его отвода. Отсюда следует, что концентрация масла в контуре испаритель — сепаратор во много раз больше, чем в поступающем сюда конденсате.

Пример. Пусть из конденсатора или жидкостного ресивера в контур испаритель — сепаратор поступает 5000 кг/час раствора R 22 — масло, причем масла поступает с этим раствором 5 кг/час, т.е. 0,1%. Чему будет равна концентрация масла на участке сепаратор — испаритель? В сепаратор вводится 5000*0,001 = 5 кг/час масла. Все это масло должно уйти из сепаратора с поступающим в испаритель возврата масла раствором R 22 — масло, расход которого равен 1000 кг/час. Таким образом, концентрация масла в нем составит: 100x5/1000=0,5%.

Из поступающей в испаритель возврата масла жидкости 99,5% испаряется, т.е. оставшиеся 0,5% являются маслом. Таким образом, концентрация масла в контуре испаритель — сепаратор в пять раз выше, чем в жидкости, поступающей сюда из конденсатора или жидкостного ресивера. Испаритель возврата масла аналогичен испарителю непосредственного охлаждения в том отношении, что перед выходом хладагент должен полностью испариться. Отличие заключается в том, что концентрация масла в нем намного выше, а допустимое падение давления обычно намного меньше.

Оставшаяся часть разделения, при которой концентрация масла должна повыситься от 10 до 100%, представляет наибольшую сложность. К счастью, количество этой жидкости невелико, процесс испарения протекает на поверхности капель жидкости, взвешенных в газе, т.е. физические свойства жидкости не имеют большого значения. На практике можно спроектировать аппарат для среды со средними физическими свойствами или в расчете на чистый хладагент, но с большим запасом (20 — 50%).

Конструкция испарителя возврата масла не критична для системы. Пусть производительность аппарата составляет 50% от требуемой. Это означает, что концентрация масла будет равна 0,75%, т.е. вполне допустимой для работы основного испарителя. Итак, из 5000 кг/час смеси, поступающей в контур испаритель-сепаратор, 1000 кг/час уходит в испаритель возврата масла. Снизит ли это производительность установки? Нет, так как теплота, необходимая для испарения хладагента, отбирается у конденсата, температура которого уменьшается, а охлаждающая способность увеличивается.

На рис.19 изображена схема установки с испарителем возврата масла. Хладагент, поступающий из сепаратора, испаряется, и масляный туман возвращается в компрессор. Таким образом, к данному испарителю предъявляются следующие основные требования:

• Максимально полное испарение раствора масла в хладагенте.
• Возврат масла в линию всасывания только в виде масляного тумана.
• Движущей силой, создающей поток через испаритель, может быть статическое давление, как в обычном термосифоне.
• Статическое давление может оказаться недостаточным для того, чтобы заставить масляный туман поступать в линию всасывания. Если линия от испарителя возврата масла входит в линию всасывания после клапана, создающего падение давления, то такое дополнительное давление должно быть подано на испаритель в качестве движущей силы.
• Вход в линию всасывания может быть выполнен как эжектор, что создаст некоторую дополнительную движущую силу.
• Входом в испаритель масла может быть нагнетательная труба насоса в схеме с принудительной подачей жидкого хладагента.
• Подача хладагента в испаритель масла регулируется по значению перегрева, но без мгновенного испарения хладагента, как это происходит в обычном ТРВ. Регулирующий вентиль просто регулирует подачу жидкости так, чтобы ее поступало в аппарат не больше, чем может испариться. Допустимое падение давления невелико, т.е. распределитель для ППТО здесь, вероятно, будет неприменим. Однако могут использоваться другие устройства, обычно применяемые в системах непосредственного охлаждения.