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2020 2 29 1 第六章 離心式制冷壓縮機(jī) 2 3 1 1離心式制冷壓縮機(jī)原理及特點(diǎn) 離心式制冷壓縮機(jī)屬于速度型壓縮機(jī) 是一種葉輪旋轉(zhuǎn)式的機(jī)械 它是靠高速旋轉(zhuǎn)的葉輪對(duì)氣體做功 以提高氣體的壓力 離心式制冷壓縮機(jī)的 吸氣量為0 03 15m3 s 轉(zhuǎn)速為1800 90000r min 吸氣溫度通常在10 100 吸氣壓力為14 700kPa 排氣壓力小于2MPa 壓力比在2 30之間 幾乎所有制冷劑都可采用 4 依靠高速旋轉(zhuǎn)的葉輪對(duì)氣體做功 以提高氣體的壓力 葉輪進(jìn)口處形成低壓 氣體由吸氣管不斷吸入 蝸殼處形成高壓 最后引出壓縮機(jī)外 完成吸氣 壓縮 排氣過(guò)程 離心式壓縮機(jī)的工作原理 A 單級(jí)壓縮機(jī) 5 B 多級(jí)壓縮機(jī) 對(duì)于多級(jí)離心式制冷壓縮機(jī) 則利用彎道和回流器再將氣體引入下一級(jí)葉輪進(jìn)行壓縮 6 離心式壓縮機(jī) 7 離心式制冷壓縮機(jī)的特點(diǎn) 外形尺寸小 重量輕 占地面積小 動(dòng)平衡特性好 振動(dòng)小 磨損部件少 連續(xù)運(yùn)行周期長(zhǎng) 傳熱性能高 易于實(shí)現(xiàn)多級(jí)壓縮和節(jié)流 實(shí)現(xiàn)多種蒸發(fā)溫度 能夠經(jīng)濟(jì)地進(jìn)行無(wú)級(jí)調(diào)節(jié) 若用經(jīng)濟(jì)性高的工業(yè)汽輪機(jī)直接驅(qū)動(dòng)節(jié)能效果更好 轉(zhuǎn)速較高 對(duì)軸端密封要求高 當(dāng)冷凝壓力較高時(shí)會(huì)發(fā)生喘振現(xiàn)象 制冷量較小時(shí) 效率較低 8 1 2主要零部件的結(jié)構(gòu)與作用 1 吸氣室 其作用是將從蒸發(fā)器或級(jí)間冷卻器來(lái)的氣體 均勻地引導(dǎo)至葉輪的進(jìn)口 為減少氣流的擾動(dòng)和分離損失 吸氣室沿氣體流動(dòng)方向的截面一般做成漸縮形 9 2 進(jìn)口導(dǎo)流葉片 導(dǎo)流葉片可用來(lái)調(diào)節(jié)制冷量 當(dāng)導(dǎo)流葉片旋轉(zhuǎn)時(shí) 改變了進(jìn)入葉輪的氣流流動(dòng)方向和氣體流量的大小 10 3 葉輪 葉輪加工比較復(fù)雜 精度要求高 當(dāng)使用氟利昂制冷劑時(shí) 通常用鑄鋁葉輪 11 半開(kāi)式葉輪 12 4 擴(kuò)壓器 5 彎道和回流器 將氣體動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)閴毫δ艿墓潭ú考?氣體流過(guò)擴(kuò)壓器時(shí) 速度逐漸降低 壓力逐漸升高 彎道和回流器是為了把由擴(kuò)壓器流出的氣體引導(dǎo)至下一級(jí)葉輪 13 6 蝸殼 a 蝸殼前為擴(kuò)壓器b 蝸殼前為葉輪c 不對(duì)稱內(nèi)蝸殼 14 7 密封 15 1 3壓縮機(jī)總體結(jié)構(gòu)實(shí)例 常用型式結(jié)構(gòu)示意圖 a 全封閉式 b 半封閉式 16 C 空調(diào)用開(kāi)啟式 d 低溫用開(kāi)啟式 17 空調(diào)用單級(jí)離心式制冷壓縮機(jī)縱剖面圖 18 ALT250 36 20型氨離心式制冷壓縮機(jī) 19 2 1離心式制冷循環(huán) 由四個(gè)熱力狀態(tài)過(guò)程組成 20 2 2離心式制冷機(jī)組 離心式制冷裝置主要是由離心式制冷壓縮機(jī) 冷凝器 蒸發(fā)器 節(jié)流裝置 潤(rùn)滑系統(tǒng) 進(jìn)口低于大氣壓時(shí)用的抽氣回收裝置 進(jìn)口高于大氣壓時(shí)用的泵出系統(tǒng) 能量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)及安全保護(hù)裝置等組成 一般空調(diào)用離心式制冷機(jī)組制取4 9 冷媒水時(shí) 采用單級(jí) 雙級(jí)或三級(jí)離心式制冷壓縮機(jī) 而蒸發(fā)器和冷凝器往往做成單筒式或雙筒式置于壓縮機(jī)下面 作為壓縮機(jī)的基礎(chǔ) 節(jié)流裝置常用浮球閥 節(jié)流膨脹孔板 或稱節(jié)流孔口 線性浮閥及提升閥等 在有些機(jī)組中 還有用透平膨脹機(jī)作為節(jié)流裝置的 21 1 潤(rùn)滑系統(tǒng) 葉輪與機(jī)殼無(wú)直接接觸摩擦 無(wú)需潤(rùn)滑 但其他運(yùn)動(dòng)摩擦部位則不然 即使短暫缺油 也將導(dǎo)致燒壞 因此離心式制冷機(jī)組必須帶有潤(rùn)滑系統(tǒng) 22 2 抽氣回收裝置 由于壓縮機(jī)進(jìn)口處于真空狀態(tài) 不凝性氣體會(huì)滲透到機(jī)組中 引起冷凝器內(nèi)部壓力的急劇升高 導(dǎo)致制冷效果下降 功耗增加 用抽氣泵排放冷凝器中積存的空氣和不凝性氣體 23 無(wú)泵 型抽氣回收裝置 不用抽氣泵 而采用新的控制流程 自動(dòng)排放冷凝器中積存的空氣和不凝性氣體 達(dá)到與有泵裝置等同的效果 24 3 1離心式制冷機(jī)組的特性曲線 對(duì)于一般離心式壓縮機(jī) 為了較清晰地反映其特性 通常在某一轉(zhuǎn)速情況下 將排氣壓力和氣體流量的關(guān)系用曲線表示 對(duì)于離心式制冷壓縮機(jī) 冷凝壓力對(duì)應(yīng)于一定的冷凝溫度 氣體流量對(duì)應(yīng)于一定的制冷量 因此 制冷壓縮機(jī)的特性可用制冷量與冷凝溫度 或冷凝溫度與蒸發(fā)溫度的溫差 的關(guān)系曲線表示 即 制冷壓縮機(jī)的特性曲線與一般壓縮機(jī)的區(qū)別 在于它和冷凝器 蒸發(fā)器的運(yùn)行情況有關(guān) 25 1 壓縮機(jī)的特性曲線 當(dāng)冷凝溫度不變時(shí) 制冷量Q0隨蒸發(fā)溫度t0的升高而增大 當(dāng)蒸發(fā)溫度不變時(shí) 制冷量Q0隨冷凝溫度tk的升高而下降 26 2 冷凝器和蒸發(fā)器的特性曲線 冷凝溫度tk與制冷量Q0之間的關(guān)系 蒸發(fā)溫度t0與制冷量Q0的關(guān)系 冷凝溫度隨著Q0的增加而升高 蒸發(fā)溫度t0隨Q0的增加而降低 27 3 壓縮機(jī)與制冷設(shè)備的聯(lián)合工作特性 機(jī)組的平衡工況應(yīng)該是壓縮機(jī)特性曲線與冷凝器特性曲線的交點(diǎn) 點(diǎn)A為壓縮機(jī)的穩(wěn)定工作點(diǎn) 點(diǎn)K為喘振工況點(diǎn) 其它各點(diǎn) 線意義 28 3 2離心式制冷機(jī)組的能量調(diào)節(jié) 離心式制冷機(jī)組的能量調(diào)節(jié) 決定于用戶熱負(fù)荷大小的改變 一般情況下 當(dāng)制冷量改變時(shí) 要求保持從蒸發(fā)器流出的載冷劑溫度tS2為常數(shù) 這是由用戶給定的 而這時(shí)的冷凝溫度是變化的 改變壓縮機(jī)及換熱器參數(shù)可對(duì)機(jī)組的能量進(jìn)行調(diào)節(jié) 為防止發(fā)生喘振 還必須有防喘振措施 29 1 進(jìn)氣節(jié)流調(diào)節(jié)就是在蒸發(fā)器和壓縮機(jī)的連接管路上安裝一節(jié)流閥 通過(guò)改變節(jié)流閥的開(kāi)度 使氣流通過(guò)節(jié)流閥時(shí)產(chǎn)生壓力損失 從而改變壓縮機(jī)的特性曲線 達(dá)到調(diào)節(jié)制冷量的目的 這種調(diào)節(jié)方法簡(jiǎn)單 但壓力損失大 不經(jīng)濟(jì) 1 壓縮機(jī)對(duì)機(jī)組能量的調(diào)節(jié) 2 采用可調(diào)節(jié)進(jìn)口導(dǎo)流葉片調(diào)節(jié)在葉輪進(jìn)口前裝有可轉(zhuǎn)動(dòng)的進(jìn)口導(dǎo)流葉片 導(dǎo)流葉片轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí) 進(jìn)入葉輪的氣流產(chǎn)生預(yù)定方向的旋繞 即進(jìn)口氣流產(chǎn)生所謂的預(yù)旋 利用進(jìn)氣預(yù)旋 在轉(zhuǎn)速不變的情況下改變壓縮機(jī)的特性曲線 從而實(shí)現(xiàn)機(jī)組能量的調(diào)節(jié) 30 采用可調(diào)節(jié)進(jìn)口導(dǎo)流葉片進(jìn)行調(diào)節(jié) 31 3 改變壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié) 用汽輪機(jī)或可變轉(zhuǎn)速的電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)時(shí) 可改變壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)節(jié) 這種調(diào)節(jié)方法最經(jīng)濟(jì) 每個(gè)壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速n n1 n2 n3 有不同的溫度曲線工作點(diǎn)將隨之改變 從而達(dá)到調(diào)節(jié)機(jī)組能量的目的 32 采用變頻技術(shù)改變壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速VSD調(diào)節(jié) VSD根據(jù)冷水出水溫度和壓縮機(jī)壓頭來(lái)優(yōu)化電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和導(dǎo)流葉片的開(kāi)度 從而使機(jī)組始終在最佳狀態(tài)區(qū)運(yùn)行 VSD控制的基本參數(shù)是冷水出水溫度實(shí)際值與設(shè)定值的溫差 33 2 改變換熱器參數(shù)對(duì)機(jī)組能量的調(diào)節(jié) 當(dāng)改變冷凝器冷卻水流量時(shí) 可以得到不同的冷凝器特性曲線 從而可使工作點(diǎn)移動(dòng) 達(dá)到調(diào)節(jié)能量的目的 3 防喘振調(diào)節(jié) 通過(guò)喘振保護(hù)線來(lái)控制熱氣旁通閥的開(kāi)啟或關(guān)閉 使機(jī)組遠(yuǎn)離喘振點(diǎn) 達(dá)到保護(hù)的目的 34 1 簡(jiǎn)述離心式制冷壓縮機(jī)的工作原理及特點(diǎn) 2 離心式制冷壓縮機(jī)由哪些主要零部件組成 各主要零部件的作用是什么 3 離心式制冷機(jī)組主要由哪些部分組成 4 抽氣回收裝置的作用是什么 常用的型式哪些 5 何謂 喘振 有何危害 6 離心式制冷機(jī)組常用的能量調(diào)節(jié)方法有哪些