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离心式冷水机组的结构及原理
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  • 发布时间:2022-11-25 11:46:15

现阶段用以中央空调的离心式冷水机组关键由离心式制冷机组、主电机、空调蒸发器(满液式立式壳列管式)、冷却器(水冷器满液式立式壳列管式)、节流装置、制冷压缩机通道动能调节机构、抽真空回收装置、润滑脂系统软件、安全保护装置、主电机喷雾空气冷却系统软件、油回收装置及全智能自动控制系统等设备,并同用基座。

一、离心式冷水机组特性

1、离心式冷水机组属大冷量的冷水机组,它有下列主要优点:

(1)制冷压缩机输气量大,单机版空调制冷量大,结构紧凑,重量较轻,企业空调制冷量净重小,同样空调制冷量下比活塞机发电机组轻80%之上,占地总面积小;

(2)特性指数高;

(3)离心叶轮作旋转运动,运行稳定,震动小,噪音较低;

(4)调整便捷,在很大的制冷量范畴可以较经济发展地实现无极调整;

(5)无阀门、填充料、发动机活塞等易耗配件,工作中较为靠谱。

2、离心式冷水机组的主要缺点:

(1)因为转速高,对材料强度、加工精度和生产制造品质要求严格;

(2)单级制冷压缩机在低负荷的时候容易产生颤振;

(3)当运作工作状况偏移设计方案工作状况时,高效率降低迅速;

(4)功率随挥发温度减少而降低的频率比活塞机快,空调制冷量随转速减少而骤降。

二、离心式冷水机组的构成

组成离心式冷水机组的构件中,差别于活塞机、螺杆式压缩机冷水机组的关键构件是多级离心风机,除此之外,别的关键辅助设备例如热力设备、润滑脂系统软件、抽真空回收装置等均有自身特性,在这里开展简单介绍。

1、制冷压缩机

中央空调用离心式冷水机组,一般都选用单极缩小,除非是单机版空调制冷量特别大

(比如4500kW之上),或是强加于人制冷压缩机的高效率,才选用2级或3级缩小。单极离心式

制冷机组由进口的调整设备、离心叶轮、涡旋式压缩机、蜗室构成;多级别离心式制冷机组除开末级外,在每级的涡旋式压缩机后面还有转弯和流回界,以正确引导气旋进到下一级。

因为离心式冷水机组在具体应用中的一些特别要求,促使离心式制冷机组结构类型有其一些特性:

①离心式冷水机组选用的制冷剂的相对分子质量都非常大,音速低,在制冷压缩机过流道中的马赫数M比较高(特别是在离心叶轮进口的的相对运动马赫数和离心叶轮出入口的绝对速度马赫数一般都做到亚音速乃至跨音速),这就需要在离心叶轮构形时需注意自然通风,防止或降低气旋在叶轮着遭中造成激波损害,与此同时融入制冷剂汽体的容量总流量在风轮内发生变化的的特点。

②冷水机组在现实使用中,考虑到气侯和耗热量的转变,必须的空调制冷量发生变化,而且需要在冷负荷转变时,制冷机组的工作效率也尽量高。做为生产厂而言,针对不一样尺寸的产品系列,期待零部件的集成化水平越高就越好。针对离心式制冷机组,其风机叶轮的出入口角小,则制冷压缩机的特性曲线图较为平整,绝热效较高,还能降低因选用同一蜗室而产生的配对不当和工作效率减少,有益于变负荷运作。

③离心式制冷压缩机是通过旋转的离心叶轮叶子肘制冷剂蒸汽作功而增强其工作压力的。可是,如前所述,制冷剂蒸汽的相对分子质量一般都非常大,其音速很低,假如为了提高蒸汽动能头的必须,离心叶轮中布局的叶子数太多,则叶子的薄厚将使离心叶轮进口的的流通总面积减少,使离心叶轮进口的的空气速率很高,

进口的气旋马赫数做到或超出音速,造成高效率的骤降。因此,针对叶子出入口角超过40度,叶子进口的孔径较钟头,通常选用长、短叶子,处理必需的动能头和效串中间的问题,实际效果十分显著。

④提升离心叶轮轮圈的抗压强度,尤其是为了清除健槽根处因开、停造成的应力疲劳破坏,近些年研发出离心叶轮与主轴轴承选用三螺丝连接、端口磨擦连接等传送扭距的方法,使离心叶轮运作靠谱。

⑤多级别制冷压缩机一般采用数次节流阀,正中间加气的方式。这类构造的优点是能够提升循环系统高效率而环保节能,针对超低温(挥发温度在0℃下列)离心式冷冻机组还能够完成一机多种多样挥发温度,这在一些生产流程中尤其适合。

2、主电机

离心式冷水机组多见半封闭式构造。所说半封闭式发电机组,就是指制冷压缩机、增速器与主电机联为一体,同处在制冷剂环境中,不用水泵密封。发电机组的主电机是独特设计方案的用制冷剂制冷的封闭式鼠笼式感应电动机,制冷用的制冷剂液态从冷却器招来,各自引进主电动机的电机定子腔和转子中,制冷了定子绕组和转子,汽化后回到到空调蒸发器。这种制冷标准比一般的风冷式电机充足、合理,因而电动机的使用寿命长、设备故障率低。与此同时,因为配有散热器风扇,电动机的噪音低,减少了向主机房的排发热量,改进了主机房的办公环境。

3、空调蒸发器和冷却器

离心式冷水机组的空调蒸发器、冷却器均为立式列管式式构造,制冷剂都在壳侧流动性。空调蒸发器、冷却器传热作用的优劣对设备的耗能、净重和大小危害巨大。就日光灯管来讲,管内制冷剂侧的表面导热系数远小于管中水侧的表面导热系数。提升制冷剂侧热传导管内表面热传导实际效果的具体方式有二种:一是根据在管内表面喷漆金属颗粒或根据机械加工制造在管内表面产生板翅式以扩大管内表面的换热总面积;二是根据改善管内去面板翅式的形态以改进表面热传导,提升表面导热系数。例如,使冷凝器外表面生产加工成锯齿状肋,使管内表面产生的冷凝液膜便于产生珠状迅速滴落,不至于遮盖在冷凝器外表面产生新的传热系数,进而提高了冷疑换热系数。又如,将蒸发管外表面按制冷剂核态烧开特点设计方案,使制冷剂挥发汽泡持续形成,防止烧开汽泡被再冷疑,与此同时汽泡在上涨过程中又扩大了对制冷剂液的振荡,进而提升表面导热系数。现阶段,很多生产商的热传导管内表面导热系数早已做到或超出管中的表面导热系数,有的为了更好地进一步提高管里侧的表面导热系数,乃至在管中内壁也生产加工出了板翅式。因为传热管技术的发展。如今挥发温度与冷水出水量温度之差,已可实现2℃上下,挥发温度的增强使空压机的发动机压缩比减少,减少了耗功,也减少了热交换器的规格和净重。

在冷凝器的上端有挡液网,以避免挥发溅出的制冷剂液体立即被制冷压缩机吸进。

4、节流装置

将冷却器底端囤积的髙压、常温下制冷剂液态节流阀降血压为低电压、超低温的制冷剂液态进到空调蒸发器内挥发致冷,之前是用浮球开关来进行,如今广泛改成一个或多个固定不动管口的节流孔板来操纵注入空调蒸发器的制冷剂总流量。因为无活动组件,使系统运行更为靠谱。

5、润滑脂系统软件

润滑脂系统软件由汽油泵、水冷却器、滤油器及调节阀等构成,向制冷压缩机、传动齿轮、主电机转轴的滚动轴承和传动齿轮的齿合面提供的油润化、制冷。因为离心式冷水机组的构造日趋紧密,其汽油泵一般为内藏式,浸入于机油箱中;减速机电机因为要与融解有制冷剂的润滑脂直接接触,其绕阻的绝缘层材料也应与制冷剂相溶。水冷却器一般为板式热交换器,运用制冷剂液态在板式热交换器中挥发的潜热制冷润滑脂,因此规格小,也内放置制冷压缩机外壳内,有利于挥发后的制冷剂蒸汽回到制冷压缩机。滤油器的过滤精度规定很高(一般为10~15μm),其安装位置应尽可能挨近提供的油口,为及时处理过滤装置被残渣阻塞,发电机组运行中应监控过滤镜前后左右的压差。

在离心式压缩机中,机油箱也处在制冷剂环境中,润滑脂与制冷剂是相溶的,且温度越低,制冷剂在油中的溶解性越大。润滑脂中溶有制冷剂后其黏度要减少,直接影响启动时发电机组正常的提供的油工作压力的创建。因此,在机油箱里都配有一组供发电机组关机环节加温润滑脂的电加热装置。

离心式冷水机组归类

按总体结构方式分成开式、半封闭式和封闭式。

按热交换器筒节构造形式可分为单筒式、双筒式二种形式。

三、离心式冷水机组制冷工作原理

同活塞机冷水机组相近,组成离心式冷水机组的双极循环系统其循环基本原理仍然是由挥发、缩小、冷疑和节流阀四个供热状过程中所构成的单极和双极蒸汽压缩式制冷循环,其工作系统仍然是由空调蒸发器、离心式制冷压缩机(单极和双极)、冷却器和节流阀组织(设备)四大构件所构成的密闭式工作系统,在满液式立式壳管式蒸发器中,制冷剂液态在较低的饱和状态温度

(2~5℃)情况下消化吸收进到空调蒸发器热传导管中冷水的发热量(潜热)而烧开汽化(液体→汽态),相对性的使管中冷水出水量温度降低为7℃(规范工作状况),给予给地源热泵空调中的气—水换热器(空调系统箱里的翅片换热器和盘管风机)制冷排风,根据管道输送给中央空调目标,使之内部结构温度保持在规范的26℃±2℃(规范中央空调工作状况)身体舒适度范围内,或别的个人工作室所需求的非标中央空调工作状况范畴,做到中央空调的目地。

在离心式冷水机组中无论选用髙压(R22)制冷剂、高压(R134a)制冷剂和低电压(R123)制冷剂,制冷剂在工作循环的整个过程中,存有汽态、液体、气/液混合态三种物理状态。制冷剂的气高效液相变关键产生在冷却器(气→液)和空调蒸发器(液→气)当中。在空调压缩机中制冷剂呈超温蒸汽情况,在缓解压力空调膨胀阀或线形浮球开关室中,呈液体(少许汽态)。

1、有关部分负载特性

离心式冷水机组通常是按最大负荷型号选择的,具体使用中,有70%之上的时长没有在超负荷下工作中。而离心式制冷机组一般在超负荷点周边高效率最大。现阶段,点评冷水机组特性的优劣,已不仅仅是额定值空调制冷量下耗费企业输出功率的空调制冷量(COP)要大,国外空调不制冷学好在其规范ARl550/590--1998中,明确提出用综合性一部分负载值IPLV(或NPLV)做为评价单台发电机组均值一部分负载效果的指标值。该IPLV是在ARl550/590要求的情况标准下,各自评测出在100%,75%,50%,25%额定值空调制冷量下的特性指数COP,随后乘于分别的常量加权平均值获得。应用IPLV(NPLV)为冷水机组的一部分负载特性提供了一个简单的评价方法,可是,因为地区差异,IPLV(NPLV)值并不能立即做为在我国测算年运转成本的根据。

2、冷却循环水渗水温度对设备特性的危害

冷却循环水渗水温度与设备的冷疑温度立即相关,在其他情况一致时,冷却循环水渗水温度越高,冷疑温度、冷凝压力越高,发电机组的能源消耗也越高。一般冷却循环水渗水温度每上升1℃,耗能将提升超负荷耗能的3%上下,功率将降低约3%。因而,针对全年度极端化温度不很高,空气湿度不挺大的在我国华北地区,无须按国内的统一标准明确提出以32℃做为冷却循环水渗水温度的制定标准,这样可以节约一次性项目投资。

3、冷水出水量温度对设备特性的危害

冷水出水量温度与设备的挥发温度立即相关。在其他情况一致时,冷水出水量温度越低,挥发温度、挥发工作压力越低,发电机组的耗能提升、空调制冷量降低。一般冷水出水量温度减少1℃,发电机组的能源消耗将提升负载耗能的3.5%上下,功率将降低约3%。针对地源热泵空调,冷水出水量温度的确认务必十分细心。一方面冷水温度务必充足,以保障房间内合适的气体主要参数;另一方面,冷水出水量温度又务必充足高,使一次性投入和运作花费尽量有效。此外,应用中的冷水机组,炎夏之后改成较高的冷水出水量温度,则能够获得显著的节能环保实际效果。据对国外一些大医院的地源热泵空调的调研,在调整时节,冷水出水量温度的预设值能够比设计值提升2.2~4.4℃。

4、水侧污渍

换热管水侧(内表面)结垢会使热传导传热系数扩大,传热实际效果减少,使冷疑温度上升或使挥发温度减少,最后使设备的耗能提升、空调制冷量降低。开启式循环系统的冷却系统非常容易产生结垢,这关键是由于水体没经非常好解决和水系统软件存放不当而致,从而在换热管内腔发生下列难题:

① 成结晶体(碳酸氢钙等无机化合物);

②锈迹、沙、土壤等堆积物(尤其是当管中水速较低时);

③形成有机化合物(黏质物、藻类植物等)

因此按时清理换热管是必需的。

针对按规范污渍控制系统设计、生产制造的离心式冷水机组,生产厂会明确提出相对应的水体规定给客户,只需能达到对水环境的规定,并对换热管内表面作按时清理,则发电机组能够长期性确保其额定值特性。

四、离心式冷水机组的控制原理

离心式冷水机组的自动控制系统已非常健全,大多数选用微型机,配以靠谱的主要参数感应器、智能变送器,对设备运作开展操纵、调整、维护。对每台发电机组,可随意表明运行中的冷水进出口贸易温度、冷却循环水进出口贸易温度、挥发工作压力、冷凝压力、提供的油温度、提供的油工作压力、制冷压缩机排气管温度、扩压器开启度百分数、主电机电流量、总计运行时间、运行频次等主要参数;对运行中发生故障可事先传出警示、强调常见故障名字,并有故障检测系统软件,提醒造成问题的几类很有可能缘故。每台发电机组的基本安全维护作用有:冷凝压力太高、提供的油工作压力过低、提供的油温度太高、挥发工作压力过低、冷水出水量温度过低、冷水停水、主电机电流过大、主电动机绕组温度太高、主电机再度运行延迟维护等。运作中可依据耗热量的转变,在确保冷水出入口温度一定的期间,自动调节进口的扩压器开启度来控制空调制冷量,以保证室内空气质量主要参数稳定。对几台发电机组,可根据负荷的转变,按最经济实惠的标准,自动开、停多台。除此之外还配备远程控制通讯接口,与楼宇智能化自动控制系统(BAS)连接,对冷水机组推行远程遥控。

总而言之,靠谱的冷水机组配备专业的智能化自动控制系统,可以使离心式冷水机组安全性、靠谱、经济发展地全自动化运作。

此外,舒适性空调应用最多的380v主电动机的运行,之前多选用Y—△运行来减少启动电流,但启动电流仍为主电动机额定电流的5~7倍,对电网的冲击仍比较大,为此,新开发的闭式Y—△启动器、固态启动器、电抗趋启动船(启动电流为额定电流的2~3倍)和自耦变压器(多级调压)启动器(启动电流最低可为额定电流的1.75借),既保证了机组启动所必需的启动力矩,又减少了对电网的冲击。特别提倡对6kV,10kV电源采用直接启动,既可省去了变压器、减少占地面积、降低一次性投资,又因运行电流小,使设备使用更安全。

五、适用场所:20000㎡以上大型酒店、写字楼、商场

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