德国sensoTech冷媒中油循环率测量系统LiquiSonic

德国sensoTech冷媒中油循环率测量系统

实时测量系统在线分析技术： 
油循环率(OCR)    聚酷油 (POE)     聚燎径基 (PAG)    聚- a-燎径 (PAO)    氢氣碳化物  二氧化碳    氨   丙炕

德国sensoTech冷媒中油循环率测量系统

1  介绍

在空气调节过程中通常使用压缩式制冷机, R134a 等制冷剂在这些压缩式制冷机中流通,且该制冷剂 由于其热力学性质作为传热介质十分理想。另外,  制冷机油可在空气调节过程中润滑压缩机。

根据制冷机的设计和应用,有多种油与制冷剂的组 合。尽管油含量高有助于实现*佳润滑效果,但也 降低了制冷机的效率。因此,找到油和制冷剂的完 美混合物比例尤为重要。使用LiquiSonic®分析仪可 找到并维持油循环比。该分析仪连续监测冷却 工艺并检测制冷剂的含油量。这对空调设备的研发 或者大型冷却装置的操作尤其重要。

2   工业

由于能优化压缩制冷机,空调或压缩机制造商以

及各个行业的研究机构和测试平台工程中均使用该 LiquiSonic®分析仪。

在汽车空调的开发和优化过程中,应持续监测冷却 回路以提高效率,完善系统结构和参数。

在大型冷却装置开发过程中也有相似的需求,通常 用于建筑和工业过程中的空气调节过程。

除应用于研究机构和测试平台工程中,该LiquiSo-  nic®技术还应用于*终制冷系统的冷却工艺以检测 漏油及监测并确保工艺中的油循环率及温度。

3    工艺

压缩式制冷机的原理是制冷剂在一侧汽化且释放

冷量的循环过程。而制冷剂在另一侧液化并释放热 量。该制冷机包括四个主要构件：

.膨胀阀

.汽化器

.压缩机

.电容器

膨胀阀降低液体流通时的高压力。由于压力降低， 制冷剂在蒸发器内完全蒸发并向环境中释放冷量， 而蒸发器从环境中吸收热量。在蒸发器中的制冷剂 总是气态的，通过压缩机的吸力，其压力总小于蒸 发压力。

冷凝或低蒸发量降低了空气调节效率并导致压缩机 的高功耗。

压缩机增加了气态制冷剂流通时的低压力，所以处 在高压力下的制冷剂再次液化。另外，该压力效应 实现了空气调节循环中制冷剂的循环。液化的制冷 剂通过压缩工艺变热。在电容器中，该热量释放到 环境中，而该电容器冷却。因此该电容器和该蒸发 器都成为换热器。在汽车空气调节中，汽车内的蒸 发器用于冷却，而电容器向环境中释放热量。液态 制冷剂刷新该电容器并流入膨胀阀，而该制冷循环 再次开始。

4   制冷剂

制冷剂的主要任务是在空调线路中传递热量。早期 采用的是含氯氣径（CFCs ，R12）等制冷剂。由于 这些制冷剂具有非常高的臭氧破坏潜势（ODP）并 破坏臭氧层，因此它们已被禁用。目前常用的一种 制冷剂是R134a，这种制冷剂特别适用于汽车内等 所使用的移动制冷系统中。由于具有高全球增温潜 势（GWP）， R134a将于2017年被逐渐废除使用

并根据2011年的欧盟法规由c02或1234yf等气候友  好型制冷剂所取代。大型固定冷却装置中常用的是 ammonia（R717），其性能在制冷技术开始时已经 得到证明。

制冷剂应具有如下特性：

.低蒸发和冷凝压力以避免机械构件超负荷

.高热导率以实现*佳传热，高蒸发烙以实现*大 冷却能力

.低臭氧破坏潜势及全球增温潜势

.对人体和环境无危害

SensoTech已在内部实验室测量了以下制冷剂： R22 、R32 、R125 、R134a 、R143a 、R290  、R407C 、 R410A 、R717 、R744 、R1233zd (E) 、R1234yf、CO2和丙炕

5  制冷机油

这些油主要用于压缩机的润滑、密封和冷却。所采 用的各种类型的油如下：

.聚酷油 (POE)

.聚燎径基 (PAG)

.聚a-燎径 (PAO)

将油直接置于压缩机内，油在压缩机内循环。油应 通过若干密封件（圈）与制冷回路相分离。

由于存在少量泄露，油常进入冷却剂中。由于空调 线路压力较高，部分油也会被反压入压缩机。油的 前后流动提高了压缩机的密封和润滑性能。因此， 在再注入冷却剂的过程中已存在少量油。

然而由于以下原因，冷却剂中的油会降低空气调节 过程的效率：

.蒸发器及冷凝器中传热不佳

.冷却剂蒸发烙降低

.粘性增加造成压缩机不良增温

6   油浓度测量

冷却剂中油含量的连续监测对分析提出了很高的要 求。 一方面,压力高, CO2的压力可高达150巴。

而另一方面,冷却剂在环境压力下为气体,几乎不 可能进行人工取样和离线分析。

LiquiSonic®  传感器属于在线分析领域,在运行过程 中以极快的刷新速度连续直接测量温度和压力补偿 油的浓度。传感器直接安装于主线。

测量原理基于可视为明确和可追溯物理量的声速测 量值。为确定声速,通过液体发送超声波脉冲,且 时间测量可一直进行到该脉冲到达接收器。由于设 计原因超声发射器和接收器的距离恒定,所以可计 算声速。此外,还有两个高精度钥温度探针测量液 体的温度,并且有一个压力变送器在电流为4-20

mA情况下提供压力信号。

声速、温度和浓度之间的关系依据制冷剂的不同而有所不同。这种关系已通过数学方式针对大量制冷剂进行了详细说明。而所产生的“产品数据集”已存储于LiquiSonic®控制器中。

由于制冷剂应用通常包括影响声速的剧烈压力波动,所以需要测量技术。另外,与其他工艺液体相比,制冷剂的声速非常低,并可低至 300m/s。这就对测量技术提出了特殊要求,而这一要求因LiquiSonic®传感器的出色的高功率技术及精良设计而得到了满足。