來自SensoTech公司的超聲波濃度計應用-冷媒中的油循環率
1. 背景介紹
空氣調節過程中通常會使用壓縮式制冷機。根據制冷機的設計和應用，需要使用多種油和制冷機的不同組合。制冷機的作用是傳熱，油的作用是潤滑壓縮機。由于壓縮機的工作原理，空氣調節過程中一部分油會被反壓入冷卻劑中。雖然油含量高有助于實現壓縮機的最佳潤滑效果，但也降低了制冷機的效率。因此，找到油和制冷劑的完美混合物比例尤為重要。由于能優化壓縮制冷機，空調或壓縮機制造商以及各個行業的研究機構和測試平臺工程中均使用LiquiSonic®分析儀。在汽車空調的開發和優化過程中，持續監測冷卻回路可提高效率，完善系統結構和參數。在大型冷卻裝置開發過程中也有類似的需求，通常用于建筑和工業過程中的空氣調節過程。LiquiSonic®技術不僅可應用于研究機構和測試平臺工程，還可應用于最終制冷系統的冷卻工藝以檢測漏油及監測，并確保工藝中的油循環率及溫度。
1.1 工藝
壓縮式制冷機的原理是制冷劑在一側汽化且釋放冷量，在另一側液化并釋放熱量的循環過程。制冷機包括四個主要構件：
·膨脹閥
·汽化器
·壓縮機
·電容器
膨脹閥降低了液體流通時的高壓力。由于壓力降低，制冷劑在蒸發器內完全蒸發并向環境中釋放冷量， 而蒸發器從環境中吸收熱量。在蒸發器中的制冷劑一直呈氣態，通過壓縮機的吸力，其壓力一直小于蒸發壓力。冷凝或低蒸發量降低了空氣調節效率并導致壓縮機的高功耗。壓縮機增加了氣態制冷劑流通時的低壓力，所以處在高壓力下的制冷劑再次液化。此壓力效應實現了空氣調節循環中制冷劑的循環。液化的制冷劑通過壓縮工藝變熱。在電容器中，熱量被釋放到環境中，電容器冷卻。電容器和蒸發器都具備了換熱器的作用。在汽車空氣調節中，汽車內的蒸發器用于冷卻，而電容器向環境中釋放熱量。液態制冷劑刷新該電容器并流入膨脹閥，而該制冷循環再次開始。
LiquiSonic®分析儀置于空氣調節中
制冷劑的主要任務是在空調線路中傳遞熱量。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等所使用的移動制冷系統中。由于具有高全球增溫潛勢（GWP），R134a將于2017年被逐漸廢除使用并根據2011年的歐盟法規由CO2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R717，其性能在制冷技術開始時已經得到證明。
制冷機油主要用于壓縮機的潤滑、密封和冷卻。所采用的各種類型的油如下：
·聚酯油 (POE)
·聚烯烴基 (PAG)
·聚α-烯烴 (PAO)
將油直接置于壓縮機內，油在壓縮機內循環。油應通過若干密封件（圈）與制冷回路相分離。由于存在少量泄露，油常進入冷卻劑中。由于空調線路壓力較高，部分油也會被反壓入壓縮機。油的前后流動提高了壓縮機的密封和潤滑性能。因此， 在再注入冷卻劑的過程中已存在少量油。
然而由于以下原因，冷卻劑中的油會降低空氣調節過程的效率：
·蒸發器及冷凝器中傳熱不佳
·冷卻劑蒸發焓降低
·粘性增加造成壓縮機不良增溫
V – 聲速 S – 超聲發射器與接收器之間的距離 t – 測量時間
液體聲速取決于每種成分的濃度。通過該液體發送聲脈沖以確定聲速和濃度。在這情況下，直到脈沖到達接收器測量時間停止。由于超聲發射器與接收器之間的距離為固定的，聲速便可以得到計算。聲速、溫度和濃度之間的關系在每種液體中是不同的，實驗測量得到的產品數據集存儲于LiquiSonic®控制器中用于計算正確的濃度。
SensoTech已在內部實驗室測量了以下制冷劑：R22、R32、R125、R134a、R143a、R290 、R407C、 R410A、R717、R744、R1233zd (E) 、R1234yf、CO2和丙烷
由于制冷劑應用通常包括影響聲速的劇烈壓力波動，所以需要高端測量技術。另外，與其他工藝液體相比，制冷劑的聲速非常低，并可低至 300 m/s。這就對測量技術提出了特殊要求，而這一要求因LiquiSonic®傳感器的出色的高功率技術及精良設計而得到了滿足。
以下為制冷劑R134a中的油濃度測量數據：
http://www.kg789.cn/down_show.asp?id=37
*************************************
如果您想了解更多信息，請撥打021-64855861，或發郵件至sales-china@sensotech.com