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离心式中央空调冷水机组的工作原理

文章出处:admin 人气:发表时间:2020-02-23 19:08

一、离心式冷水机组分类

  按总体结构形式分为开启式、半封闭式和全封闭式。

  按换热器筒体结构型式分为单筒式、双筒式两种型式。

二、离心式冷水机组制冷原理


离心式中央空调工作原理


 

  构成离心式冷水机组的单级循环和双级循环,其循环原理是由蒸发、压缩、冷疑和节流四个热力状过程所组成的单级和双级蒸气压缩式制冷循环,其工作系统仍然是由蒸发器、离心式压缩机(单级和双级)、冷凝器和节流机构(装置)四大部件所组成的封闭式工作系统,在满液式卧式壳管式蒸发器中,制冷剂液体在较低的饱和温度(2~5℃)状态下吸收进入蒸发器传热管内冷水的热量(汽化潜热)而沸腾气化(液态→气态),相对的使管内冷水出水温度下降为7℃(标准工况),广州中央空调。提供给中央空调系统中的气—水热交换器(空气调节箱中的表冷器和风机盘管)冷却送风,通过管道输送给空调对象,使其内部气温维持在规定的26℃±2℃(标准空调工况)人体舒适感范围之内,或其他工作室所要求的非标准空调工况范围,达到日立中央空调的目的.

三、离心式冷水机组特征

  离心式冷水机组属大冷量的冷水机组,它有以下主要优点:

  1)压缩机输气量大,单机制冷量大,结构紧凑,重量轻,单位制冷量重量小,相同制冷量下比活塞式机组轻80%以上,占地面积小;

  2)性能系数高;

  3)叶轮作旋转运动,运转平稳,振动小,噪声较低;

  4)调节方便,在较大的冷量范围内能较经济地实现无级调节;

  5)无气阀、填料、活塞环等易损件,工作比较可靠。

  离心式冷水机组的缺点主要是:

  1)由于转速高,对材料强度、加工精度和制造质量要求严格;

  2)单级压缩机在低负荷时易发生喘振;

  3)当运行工况偏离设计工况时,效率下降较快;

  4)制冷量随蒸发温度降低而减少的幅度比活塞式快,制冷量随转数降低而急剧下降。

四、压缩机

  构成离心式冷水机组的部件中,区别于活塞式、螺杆式冷水机组的主要部件是离心压缩机,此外,其他主要辅助设备比如换热设备、润滑油系统、抽气回收装置等均有自己特点,在这进行仅对压缩机进行简单介绍。

  离心式冷水机组,通常都采用单级压缩,除非单机制冷量特别大(例如4500kW以上),或者刻意追求压缩机的效率,才采用2级或3级压缩。单级离心制冷压缩机由进口调节装置、叶轮、扩压器、蜗室组成;多级离心制冷压缩机除了末级外,在每级的扩压器后面还有弯道和回流界,以引导气流进入下一级。由于离心式冷水机组在实际使用中的一些特殊要求,使得离心式制冷压缩机在结构上有其一些特点:

  1)离心式冷水机组采用的制冷剂的分子量都很大,音速低,在压缩机流道中的马赫数M比较高(特别是在叶轮进口的相对速度马赫数和叶轮出口的绝对速度马赫数一般都达到亚音速甚至跨音速),这就要求在叶轮构型时特别注意气流组织,避免或减少气流在叶轮流遭中产生激波损失,同时适应制冷剂气体的容积流量在叶轮内变化很大的特点。

  2)冷水机组在实际使用中,由于气候和热负荷的变化,需要的制冷量变化很大,并且要求在冷负荷变化时,机组的效率也尽可能高。作为制造厂来说,对于不同规格的系列产品,希望零部件的通用化程度越高越好。对于离心制冷压缩机,其叶轮的出口角小,则压缩机的性能曲线比较平坦,绝热效率较高,还能减少因采用同一蜗室而造成的匹配失当和效率降低,有利于变工况运行。

3)离心式压缩机是通过旋转的叶轮叶片肘制冷剂蒸气做功而提高其压力的。但是,如前所述,制冷剂蒸气的分子量一般都很大,其音速很低,如果为了提高蒸气能量头的需要,叶轮中布置的叶片数过多,则叶片的厚度将使叶轮进口的通流面积减小,使叶轮进口的气流速度很高,进口气流马赫数达到或超过音速,引起效率的急剧下降。为此,对于叶片出口角大于40度,叶片进口直径较小时,往往采用长、短叶片,解决必要的能量头和效串之间的矛盾,效果十分明显。

4)为了提高叶轮轮毂的强度,特别是为了消除健槽根部因开、停产生的应力集中疲劳破坏,近年来研制出叶轮与主轴采用三螺钉联接、端面摩擦联接等传递扭矩的方式,使叶轮运行可靠。

  5)多级压缩机一般采取多次节流,中间加气的形式。这种结构的优点是可以提高循环效率而节能,对于低温(蒸发温度在0℃以下)离心式制冷机组还可以实现一机多种蒸发温度,这在某些工艺流程中特别适宜。

1、下图是特灵CVGA型两级压缩离心式冷水机组制冷循环示意图。

 

从蒸发器来的低压过热蒸气,通过压缩机的进口导叶片被第一级叶轮吸入,提高压力后通过压缩机内部的排出通道进入第二级叶轮。

而从中间容器(省功器)来的蒸气与第一级排出气体混合后,同时被第二级叶轮吸入,第二级叶轮排出的气体压力升至冷凝压力后排向冷凝器。在冷凝器中,将第二级离心压缩机排出的高温高压气体先经冷却后冷凝成为高压饱和液体。

该饱和液体分成二路:

一部分被引入电机,其制冷剂量由一个经过校正的孔板来控制,液体制冷剂吸收电动机的热量而气化,降低了电机的温升,然后流入蒸发器;

大部分液体制冷剂经节流后进入中间容器(省功器)。

此时有小部分液体闪发气化,然后该气化蒸气被第二级叶轮吸入,而具有中间压力的饱和液体制冷剂,从下部引出,经节流后进入蒸发器。在蒸发器中,液体制冷剂吸收冷水的热量后蒸发成气体,被压缩机第一级叶轮吸入,如此重复循环。 
2、下图是约克HT型R11离心式冷水机组制冷统的工作流程。

由蒸发器来并以吸入管道过热的低温低压蒸气经导叶片被叶轮吸入,经高速旋转的叶轮,在蜗壳出口处成为高压过热气体,并排入冷凝器,R11制冷剂在铜管翅片外冷却和冷凝成高压饱和液体。

大部分液体流经节流孔口进入蒸发器,在铜管翅片外侧沸腾吸热后变成气体;

从冷凝器底部引出的另一小部分液体制冷剂,经过滤器和节流阀后进入主电动机,吸收电机的热量后气化,回到蒸发器,又重复上述循环。

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