气液分离器

气液分离器

气液分离器在热泵或制冷系统中的基本作用是分离出并保存回气管里的液体以防止压缩机液击。因此，它可以暂时储存多余的制冷剂液体，并且也防止了多余制冷剂流到压缩机曲轴箱造成油的稀释。因为在分离过程中，冷冻油也会被分离出来并积存在底部，所以在气液分离器出口管和底部会有一个油孔，保证冷冻油可以回到压缩，从而避免压缩机缺油。气液分离器的基本结构见图F.1,主要分为立式，卧式和带回热装置，在一些小系统如冰箱，会用一些铜管做一个简单的气液分离器，如图F.1右下角。气液分离器的工作原理是带液制冷剂进入到气液分器时由于膨胀速度下降使液体分离或打在一块挡板上，从而分离出液体。

F.1

气液分离器的设计和使用必须遵循以下原则：

1．气液分离器必须有足够的容量来储存多余的液态制冷剂。

特别是热泵系统，最好不要少于充注量的50%，如果有条件最好做试验验证一下，因为用节流孔板或毛细管在制热时节流，可能会有70%的液态制冷剂回到气液分离器。还有高排气压力，低吸气压力也会让更多的液态制冷剂进入气液分离器。用热力膨胀阀会少一些，但也可能会有50%流到气液分离器，主要是在除霜开始后，外平衡感温包还是热的，所以制冷剂会大量流过蒸发器而不蒸发从而进入气液分离器。在停机时，气液分离器是系统中最冷的部件，所以制冷剂会迁移到这里，所以要保证气分有足够的容量来储存这些液态制冷剂。

2．适当的回油孔及过滤网保证冷冻油和制冷剂回到压缩机。

回油孔的尺寸要尽量保证没液态制冷剂回流到压缩机，但也要保证冷冻油尽量可以回到压缩机。

如果是运行中气液分离器中存有的液态制冷剂，推荐使用直径0.040 in (1.02mm),，如果是因为停机制冷剂迁移到气液分离器推荐使用0.055 in (1.4mm)（谷轮的应用工程手册是直接给出

0.040-0.050 in (1.02-1.3 mm)，并给出一般气液分离器是0.0625-0.125(1.6-3.2mm))。当然如果有

条件也可能用试验优化这个尺寸，以达到最好效果。还有过滤网，谷轮推荐使用不小于30X30目（0.6mm孔径），这里推荐使用50X60 目，这里好象有点矛盾，不过考虑到在中国空调安装的水平，特别是分体式的安装，经常会有杂质进入系统，所以用大点孔径会稳妥些。

3．气液分离器的压力损失尽可能小。

冷冻油和制冷剂的流量由出口U形管的尺寸控制，所以它的尺寸也决定了制冷剂的压力损失，因为进入出口管的制冷剂是高速的。这里有一个参考值，对于R22，R134，R404AR410A，在5C蒸发温度，30C吸气温度时压力损失为7kPa, 有些公司资料上压力损失是1/2F（0.5C）这应该是指饱和状态下的压力。但是不同制冷剂换算成压力又是不同的，前面提的压力损失又是针对几种制冷剂，所以这些参数只是作为参考。

此外，为了让气液分离器更好的工作，还有以下结构特点：

为了防止虹吸现象，在出口U形管上部有一个平衡孔，以防止停机后重新启动时制冷剂液体因虹吸而进入压缩机。

对于直径超过6”（150mm）的气液离器，必须要安装一个430F（221C）的泄压阀，以防止在火灾时不会对外界造成伤害。

按照UL207，气液分离器一般正常工作压力为2.50MPa，有些会达到3.10Mpa，最小破坏压力12.50MPa，有些会达到15.5Mpa (一般管翅片式换热器，壁厚为0.35的光管的破坏压力为15-16MPa)。使用钢板16MnR厚度3mm的破坏压力为2.89MPa，如果用Q235B，起码要5mm 以上（用16MnR钢板要承受15MPar的破坏压力，要使用16mm板厚）。

气液分离器尽量靠近压缩机安装，有四通阀的安装在四通阀和压缩机之间，有过滤器的安装在它和压缩机之间。图F.2显示了气液分离器安装时管路的高度最好比压缩机回气口要低。选择卧式气液分离器时要注意，如果液体温度低于15F（9C）有些资料说是-10C时，冷冻油会变稠，因此很难通过细小的虹吸管经出口管回流到压缩机，这是由卧式特殊结构决定的。为了避免由于外界温度变化而对气液分离器里的制冷剂过热度造成影响，最好能在气液分离器外面包一层保温棉。

F.2

现在国外公司主要有，ALCO，PARKER，AC&R，REFRIGERATION RESEARCH，的产品都会有一个选型表，你可以根据制冷量选择合适的容量，但是不同厂家之间标明相同制冷量对应的气液分离器大小也会有一点出入，ALCO列出它的一些型号和上面厂家对应的型号，ALCO 和PARKER的参数比较接近，但是AC&R及RR的制冷量比较小，而且只标了制冷剂储存量，用25度时的液体密度换算体积稍小于前两家公司，但用外形尺寸计算，容积和前两家公司接近但还是偏小一点。

红色字是计算数据

查管道机资料，一般制冷量7kW就需R22制冷剂2.0kg.，所以对于上表所列的最大制冷量，所对应气液分离器装不下所有制冷剂，大概可以装下70%。

而且不同类型机组相同制冷量所需制冷剂充注量也不一样，另外对于分体机，有时管路比较长时，如30米，这时需要按照多出标准管长增加制冷剂，这部分制冷剂不会全部到达气液分离器，所以对于全部充注量的定义也要仔细分析回到气液分离器的会有多少，还有储液罐的所储存的制冷剂也是要考虑的，所以应针对具体机组的充注量计算制冷剂体积，再根据机组运行状况及以上原则考虑选择合适的气液分离器。一般情况下可以选取所有充注量的80%来选取气液分离器。对于单冷机组，因为无化霜过程，选取容量可以小点，但最好也不要小于50%。在家用空调的系统里，压缩机公司一般会在压缩机出厂时在吸气管预装一个气液分离器，如果是不需要长连管而是在空调制造厂家规定的长度内的安装，可以不需要考虑回液问题，如果是长连管，最好咨询下空调制造厂家。

如果是在低温系统如低于0F（-18C），特别是对于象快速制冷（蒸发温度可达-40C）这类更低温度的系统，最好使用带换热器或电热器的气液分离器，见F.3，这样可以增加液管的过冷度，提高系统效率，但是这并不是对所有制冷剂都可以提高效率的，在-15C或更低的蒸发温度，在40C的冷凝温度时，R507A，R134a，R12,R404A，R290，R407C，R600，R410A，系统效率都有不同程度的提高，但对R22，R32，R717,性能反而下降，这和气分引起的过热度增加有关，因为过热度的增加恰好对R22，R717单位容积制冷量也是下降的，见图F.4，这也是在低蒸发温度和冷凝温度下的结果。但如果控制好过热度，然后让液管冷凝，这样不管对什么制冷剂都是可以提高效率的。使用带换热器的气液分离器在低温系统中也可以提高气液分离器的制冷剂液体及冷冻油的温度，这样也可以让系统运行得更加安全可靠。不要使用排气管接到气液分离器这种结构，这样会因为吸气温度过高从而造成压缩机过热。如果是加电热管，AC&R公司有三个型号，请看下表