回气冷却型压缩机在启动时,曲轴箱内的润滑油出现剧烈起泡的现象被称为带液启动。
带液启动时的起泡现象能够在油视镜上清晰地观察到。
带液启动的根本缘由在于润滑油中溶解以及沉淀在其下方的大量制冷剂,在压力骤然降低时突然沸腾,进而引起润滑油的起泡现象。起泡持续的时长与制冷剂的量有关,通常为几分钟至十几分钟。大量泡沫漂浮在油面上,甚至充满整个曲轴箱。一旦通过进气道被吸入气缸,泡沫会还原成液体(润滑油与制冷剂的混合物),极易引发液击。显然,带液启动所导致的液击仅发生在启动过程中。
与回液不同,引发带液启动的制冷剂是以“制冷剂迁移”的方式进入曲轴箱的。制冷剂迁移指的是压缩机停止运行时,蒸发器中的制冷剂以气体形式,通过回气管路进入压缩机并被润滑油吸收,或者在压缩机内冷凝后与润滑油混合的过程或现象。
压缩机停机后,温度会下降,而压力会上升。由于润滑油中的制冷剂蒸汽分压较低,就会吸收油面上的制冷剂蒸气,造成曲轴箱气压低于蒸发器气压的状况。油温越低,蒸汽压力越低,对制冷剂蒸汽的吸收能力就越强。蒸发器中的蒸汽便会逐渐向曲轴箱“迁移”。此外,如果压缩机在室外,天气寒冷时或在夜晚,其温度往往低于室内的蒸发器,曲轴箱内的压力也会相应降低,制冷剂迁移至压缩机后容易被冷凝而进入润滑油。
制冷剂迁移是一个十分缓慢的过程。压缩机停机时间越长,迁移至润滑油中的制冷剂就越多。只要蒸发器中存在液态制冷剂,这一过程就会持续进行。由于溶解了制冷剂的润滑油较重,会沉在曲轴箱的底部,而浮在上面的润滑油还能够吸收更多的制冷剂。
鉴于结构原因,空冷压缩机启动时曲轴箱压力的降低会缓慢许多,起泡现象不太剧烈,泡沫也难以进入气缸,所以空冷压缩机不存在带液启动液击的问题。
理论上而言,在压缩机上安装曲轴箱加热器(电热器)能够有效防止制冷剂迁移。短时间停机(比如在夜间)后,保持曲轴箱加热器通电,能够使润滑油温度略高于系统其他部位,制冷剂迁移便不会发生。长时间停机不用(比如一个冬天)后,开机前先加热润滑油几个或十几个小时,可以蒸发掉润滑油中的大部分制冷剂,既能大幅降低带液启动时液击的可能性,也能减轻制冷剂冲刷造成的危害。但在实际应用中,停机后维持加热器供电或者开机前十几小时先给加热器供电,存在一定难度。因此,曲轴箱加热器的实际效果会大打折扣。
对于较大的系统,停机前让压缩机抽干蒸发器中的液态制冷剂(称为抽空停机),能够从根本上避免制冷剂迁移。而在回气管路上安装气液分离器,可以增加制冷剂迁移的阻力,减少迁移量。