制冷系统附件—气液分离器

制冷系统作为一个整体除了四大件（压缩机、冷凝器、节流装置、蒸发器）以外还有很多附属部件，今天跟大家分享一下气液分离器的基本常识。

顾名思义，气液分离器在制冷系统中的基本作用是分离并保存回气管里的制冷剂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。有时也称作低压储液器。

由于在分离制冷剂液体过程中，冷冻油也会被分离出来并积存在气液分离器底部，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如下图

气液分离器主要分为立式，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。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。

一、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，所以用小点孔径会稳妥些。

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，R404A，R410A，在5℃蒸发温度，30℃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。

在气液分离器设计时，图纸中应明确如下要求：

1、相应配管尺寸、外形尺寸

2、气密试验、强度试验等压力试验

3、洁净度、残留水分

4、进气管处筒体上应明确进行标注

5、筒体内应充入0.05MPa高纯氮气保压

6、其他关键技术要求或材料、尺寸要求

7、过虑网目数

二、这里着重介绍一下回油孔径大小的计算方法：

回油孔大了回油会变好，但是液体冷媒的回流也会变多，从而导致油被稀释（油的润滑作用降低）涡旋部会异常磨耗，压缩机就可能出故障。

回油孔小了回去的液体冷媒会减少了，但是因回油也减少了，机内就会供油不足，由于涡旋部的供油不足，就会出现异常磨耗，从而导致压缩机出现故障。

因此回油孔径要保证压缩机内的油量，且要抑制液体冷媒的回流使之达到油稀释的规定以下，有必要设计合适的孔径。

均压孔面积（mm2）＝出口管外径面积（mm2）×（0.03～0.033）

最终的均压孔径在计算完成后必须根据试验进行验证确认。

试验标准：

（1）气液分离器在液态制冷剂液面固定的状态下停止压缩机时，液态制冷剂不会流入压缩机内。

（2）进行回油试验进行确认。以上确认可以通过在气液分离器～压缩机之间的回气管上安装视液镜进行观察。

1、计算实例：

建议为超低温设计的机组在做回油孔设计时，采用多回油孔的设计方法（回油孔分散到合适的高度，这样可以提高压缩机的可靠性，回油孔的总面积和一个孔时相同），如下面多回油孔示意图

三、气液分离器均压孔的设计
气液分离器出口管的均压孔径是按以下计算的。

均压管孔径面积(mm2) ＝ 出口管外径断面积(mm2) × (0.03～0.033)（注）最终的均压孔径的计算，还是根据实验来决定的。

气液分离器的液态制冷剂在积存量固定的状态下停下压缩机时，液态制冷剂是不会流入压缩机内的。

＊在气液分离器～压缩机之间安装视液镜进行确认。

〈计算实例〉
设计条件 出口管外径：φ22.3
均压管孔径面积(mm2) ＝ {1/4×3.14×(22.32)}×0.03＝ 11.71
均压孔径φ(mm) ＝ 11.71÷(1/4×3.14)＝ 3.9mm
→ 初步采用φ4.0 的均压孔，后用试验进行确认。

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。