什么是满液式蒸发器？不回油的常见原因有哪些？

1. 什么是满液式蒸发器？

满液式蒸发器是一种壳管式换热器，其工作原理是：制冷剂在壳程（换热管外）沸腾吸热，而载冷剂（如水、盐水、乙二醇溶液等）在管程（换热管内）流动并被冷却。

其名称“满液”来源于其运行方式：蒸发器的壳体内充满了液态制冷剂，液面通常保持在一定高度（例如，淹没换热管束的70%~80%），以确保换热管外表面完全被液态制冷剂润湿并高效沸腾换热。

简单来说： 它是一个让制冷剂“泡澡”，而让水（或其他液体）在管道里“流过”并被冷却的设备。

2. 满液式蒸发器有什么特点？

满液式蒸发器的特点非常鲜明，既有显著优点，也有相应的缺点。

优点：

1. 传热效率高：换热管外表面被液态制冷剂完全浸润，能充分利用管壁进行沸腾换热（核态沸腾），其传热系数通常远高于干式蒸发器。

2. 结构紧凑，换热能力大：由于单位面积换热量大，在相同的制冷量下，满液式蒸发器的体积通常更小，结构更紧凑。

3. 蒸发温度与载冷剂出口温度接近（小温差传热）：高效的热交换使其能在较小的传热温差下运行，这对于提高制冷系统能效比（COP）非常有利，节能效果显著。

缺点：

1. 制冷剂充注量大：壳体内需要充满大量液态制冷剂，初始投资成本和运行成本（尤其是对昂贵制冷剂而言）较高。

2. 回油困难（核心缺点）：这是满液式系统设计和运行中最关键的问题。润滑油会与制冷剂在蒸发器内混合并积聚，难以顺利返回压缩机，可能导致压缩机缺油而损坏。

3. 存在冻结风险：如果载冷剂（水）流量突然减小或蒸发温度过低，管内的水有结冰胀裂管道的风险。

4. 对液位控制要求高：需要精确的液位控制装置（如浮球阀）来维持最佳液面高度。液面过低会降低换热效率，过高则可能导致液态制冷剂被吸入压缩机，引发液击。

3. 满液式蒸发器为什么容易不回油？

这个问题的根源在于 润滑油与制冷剂的互溶性 以及 两者在蒸发器内的状态变化。

1. 溶解度变化：润滑油与制冷剂是互溶的。在冷凝器和储液器中，温度较低、压力较高，润滑油大量溶解在液态制冷剂中，形成均匀的混合物。

2. 蒸发分离：当混合液进入满液式蒸发器后，压力降低，制冷剂开始剧烈沸腾汽化，变成气体被压缩机吸走。而润滑油本身沸点很高，几乎不会蒸发。

3. 油滞留：汽化的制冷剂无法携带液态的润滑油一起流动。于是，润滑油就从混合物中分离出来，变得粘稠，并逐渐积聚在蒸发器底部和换热管表面。

4. “油池”形成：随着运行时间推移，蒸发器底部会形成一个高粘度的“油池”或油膜。如果没有有效的措施将这些积油带走，它们就会越积越多。

5. 简单比喻：就像一杯糖水（制冷剂和油的混合物），放在那里让水蒸发掉（制冷剂沸腾），最后剩下的就是粘稠的糖浆（积油）。这个“糖浆”自己不会流动，需要想办法把它“捞出来”。

4. 满液式蒸发器不回油的常见原因有哪些？

为了解决不回油的问题，满液式系统设计了一整套回油方案。任何环节出问题都会导致回油困难。

1. 回油装置设计或故障：引射回油系统故障：这是最常用的回油方式。它利用高压制冷剂液体通过引射器（文丘里管）产生高速气流，将蒸发器底部的积油抽吸并带回压缩机。如果引射器堵塞、磨损，或者驱动引射器的高压液管上的电磁阀、过滤器、节流孔堵塞，都会导致回油失败。

2. 回油泵故障：部分系统采用油泵强制回油，油泵本身故障或相关电路问题会导致回油中断。

3. 回油操作策略不当：回油频率不足：系统不是连续回油，而是定时回油。如果回油间隔时间设置过长，油积聚过多，单次回油可能无法抽净。

4. 回油时间太短：每次回油的时间设置太短，油还没来得及被完全抽走就停止了。

5. 回油时液位波动：回油时，大量油和制冷剂的混合物被抽走，可能导致蒸发器液位剧烈下降，需要控制系统能很好地协调液位调节和回油动作。

6. 系统运行工况问题：低负荷运行：系统在低负荷下运行时，蒸发压力降低，制冷剂气体流速变慢，其携带油滴的能力下降，更容易导致油在蒸发器内滞留。

7. 蒸发温度过低：同样会导致制冷剂气体密度和流速降低，携油能力变差。

8. 油本身的性质：油的粘度过高：如果选择的润滑油粘度过大，或者因为蒸发温度过低导致油变得过于粘稠，都会使其流动性变差，难以被引射流带动。

9. 蒸发器设计问题：流速不足：虽然满液式主要靠引射回油，但蒸发器内一定的气流速度也有助于油的流动。如果设计流速过低，油更容易沉积在底部。