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德國(guó)sensoTech冷媒中油循環(huán)率測(cè)量系統(tǒng)

實(shí)時(shí)測(cè)量系統(tǒng)在線分析技術(shù)： 
油循環(huán)率(OCR)    聚酷油 (POE)     聚燎徑基 (PAG)    聚- a-燎徑 (PAO)    氫氣碳化物  二氧化碳    氨   丙炕

德國(guó)sensoTech冷媒中油循環(huán)率測(cè)量系統(tǒng)

1  介紹

在空氣調(diào)節(jié)過(guò)程中通常使用壓縮式制冷機(jī), R134a 等制冷劑在這些壓縮式制冷機(jī)中流通,且該制冷劑 由于其熱力學(xué)性質(zhì)作為傳熱介質(zhì)十分理想。另外,  制冷機(jī)油可在空氣調(diào)節(jié)過(guò)程中潤(rùn)滑壓縮機(jī)。

根據(jù)制冷機(jī)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用,有多種油與制冷劑的組 合。盡管油含量高有助于實(shí)現(xiàn)*佳潤(rùn)滑效果,但也 降低了制冷機(jī)的效率。因此,找到油和制冷劑的完 美混合物比例尤為重要。使用LiquiSonic®分析儀可 找到并維持油循環(huán)比。該分析儀連續(xù)監(jiān)測(cè)冷卻 工藝并檢測(cè)制冷劑的含油量。這對(duì)空調(diào)設(shè)備的研發(fā) 或者大型冷卻裝置的操作尤其重要。

2   工業(yè)

由于能優(yōu)化壓縮制冷機(jī),空調(diào)或壓縮機(jī)制造商以

及各個(gè)行業(yè)的研究機(jī)構(gòu)和測(cè)試平臺(tái)工程中均使用該 LiquiSonic®分析儀。

在汽車空調(diào)的開(kāi)發(fā)和優(yōu)化過(guò)程中,應(yīng)持續(xù)監(jiān)測(cè)冷卻 回路以提高效率,完善系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和參數(shù)。

在大型冷卻裝置開(kāi)發(fā)過(guò)程中也有相似的需求,通常 用于建筑和工業(yè)過(guò)程中的空氣調(diào)節(jié)過(guò)程。

除應(yīng)用于研究機(jī)構(gòu)和測(cè)試平臺(tái)工程中,該LiquiSo-  nic®技術(shù)還應(yīng)用于*終制冷系統(tǒng)的冷卻工藝以檢測(cè) 漏油及監(jiān)測(cè)并確保工藝中的油循環(huán)率及溫度。

3    工藝

壓縮式制冷機(jī)的原理是制冷劑在一側(cè)汽化且釋放

冷量的循環(huán)過(guò)程。而制冷劑在另一側(cè)液化并釋放熱 量。該制冷機(jī)包括四個(gè)主要構(gòu)件：

.膨脹閥

.汽化器

.壓縮機(jī)

.電容器

膨脹閥降低液體流通時(shí)的高壓力。由于壓力降低， 制冷劑在蒸發(fā)器內(nèi)完全蒸發(fā)并向環(huán)境中釋放冷量， 而蒸發(fā)器從環(huán)境中吸收熱量。在蒸發(fā)器中的制冷劑 總是氣態(tài)的，通過(guò)壓縮機(jī)的吸力，其壓力總小于蒸 發(fā)壓力。

冷凝或低蒸發(fā)量降低了空氣調(diào)節(jié)效率并導(dǎo)致壓縮機(jī) 的高功耗。

壓縮機(jī)增加了氣態(tài)制冷劑流通時(shí)的低壓力，所以處 在高壓力下的制冷劑再次液化。另外，該壓力效應(yīng) 實(shí)現(xiàn)了空氣調(diào)節(jié)循環(huán)中制冷劑的循環(huán)。液化的制冷 劑通過(guò)壓縮工藝變熱。在電容器中，該熱量釋放到 環(huán)境中，而該電容器冷卻。因此該電容器和該蒸發(fā) 器都成為換熱器。在汽車空氣調(diào)節(jié)中，汽車內(nèi)的蒸 發(fā)器用于冷卻，而電容器向環(huán)境中釋放熱量。液態(tài) 制冷劑刷新該電容器并流入膨脹閥，而該制冷循環(huán) 再次開(kāi)始。

4   制冷劑

制冷劑的主要任務(wù)是在空調(diào)線路中傳遞熱量。早期 采用的是含氯氣徑（CFCs ，R12）等制冷劑。由于 這些制冷劑具有非常高的臭氧破壞潛勢(shì)（ODP）并 破壞臭氧層，因此它們已被禁用。目前常用的一種 制冷劑是R134a，這種制冷劑特別適用于汽車內(nèi)等 所使用的移動(dòng)制冷系統(tǒng)中。由于具有高全球增溫潛 勢(shì)（GWP）， R134a將于2017年被逐漸廢除使用

并根據(jù)2011年的歐盟法規(guī)由c02或1234yf等氣候友  好型制冷劑所取代。大型固定冷卻裝置中常用的是 ammonia（R717），其性能在制冷技術(shù)開(kāi)始時(shí)已經(jīng) 得到證明。

制冷劑應(yīng)具有如下特性：

.低蒸發(fā)和冷凝壓力以避免機(jī)械構(gòu)件超負(fù)荷

.高熱導(dǎo)率以實(shí)現(xiàn)*佳傳熱，高蒸發(fā)烙以實(shí)現(xiàn)*大 冷卻能力

.低臭氧破壞潛勢(shì)及全球增溫潛勢(shì)

.對(duì)人體和環(huán)境無(wú)危害

SensoTech已在內(nèi)部實(shí)驗(yàn)室測(cè)量了以下制冷劑： R22 、R32 、R125 、R134a 、R143a 、R290  、R407C 、 R410A 、R717 、R744 、R1233zd (E) 、R1234yf、CO2和丙炕

5  制冷機(jī)油

這些油主要用于壓縮機(jī)的潤(rùn)滑、密封和冷卻。所采 用的各種類型的油如下：

.聚酷油 (POE)

.聚燎徑基 (PAG)

.聚a-燎徑 (PAO)

將油直接置于壓縮機(jī)內(nèi)，油在壓縮機(jī)內(nèi)循環(huán)。油應(yīng) 通過(guò)若干密封件（圈）與制冷回路相分離。

由于存在少量泄露，油常進(jìn)入冷卻劑中。由于空調(diào) 線路壓力較高，部分油也會(huì)被反壓入壓縮機(jī)。油的 前后流動(dòng)提高了壓縮機(jī)的密封和潤(rùn)滑性能。因此， 在再注入冷卻劑的過(guò)程中已存在少量油。

然而由于以下原因，冷卻劑中的油會(huì)降低空氣調(diào)節(jié) 過(guò)程的效率：

.蒸發(fā)器及冷凝器中傳熱不佳

.冷卻劑蒸發(fā)烙降低

.粘性增加造成壓縮機(jī)不良增溫

6   油濃度測(cè)量

冷卻劑中油含量的連續(xù)監(jiān)測(cè)對(duì)分析提出了很高的要 求。 一方面,壓力高, CO2的壓力可高達(dá)150巴。

而另一方面,冷卻劑在環(huán)境壓力下為氣體,幾乎不 可能進(jìn)行人工取樣和離線分析。

LiquiSonic®  傳感器屬于在線分析領(lǐng)域,在運(yùn)行過(guò)程 中以極快的刷新速度連續(xù)直接測(cè)量溫度和壓力補(bǔ)償 油的濃度。傳感器直接安裝于主線。

測(cè)量原理基于可視為明確和可追溯物理量的聲速測(cè) 量值。為確定聲速,通過(guò)液體發(fā)送超聲波脈沖,且 時(shí)間測(cè)量可一直進(jìn)行到該脈沖到達(dá)接收器。由于設(shè) 計(jì)原因超聲發(fā)射器和接收器的距離恒定,所以可計(jì) 算聲速。此外,還有兩個(gè)高精度鑰溫度探針測(cè)量液 體的溫度,并且有一個(gè)壓力變送器在電流為4-20

mA情況下提供壓力信號(hào)。

聲速、溫度和濃度之間的關(guān)系依據(jù)制冷劑的不同而有所不同。這種關(guān)系已通過(guò)數(shù)學(xué)方式針對(duì)大量制冷劑進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明。而所產(chǎn)生的“產(chǎn)品數(shù)據(jù)集”已存儲(chǔ)于LiquiSonic®控制器中。

由于制冷劑應(yīng)用通常包括影響聲速的劇烈壓力波動(dòng),所以需要測(cè)量技術(shù)。另外,與其他工藝液體相比,制冷劑的聲速非常低,并可低至 300m/s。這就對(duì)測(cè)量技術(shù)提出了特殊要求,而這一要求因LiquiSonic®傳感器的出色的高功率技術(shù)及精良設(shè)計(jì)而得到了滿足。