第六章第六章离心式制冷压缩机离心式制冷压缩机7/28/2024121.1 离心式制冷压缩机原理及特点离心式制冷压缩机原理及特点 离心式制冷压缩机属于速度型压缩机，是一种叶轮旋转式的机械。它是靠高速旋转的叶 轮对气体做功，以提高气体的压力。 离心式制冷压缩机的离心式制冷压缩机的- 吸气量为0.0315m3/s， 转速为180090000r/min， 吸气温度通常在10 100， 吸气压力为14700kPa， 排气压力小于2MPa， 压力比在230之间， 几乎所有制冷剂都可采用。几乎所有制冷剂都可采用。3 依靠高速旋转的依靠高速旋转的叶轮对气体做功，叶轮对气体做功，以提高气体的压力，以提高气体的压力，叶轮进口处形成低叶轮进口处形成低压，气体由吸气管压，气体由吸气管不断吸入，蜗壳处不断吸入，蜗壳处形成高压，最后引形成高压，最后引出压缩机外，完成出压缩机外，完成吸气吸气压缩压缩排气排气过程。过程。 离心式压缩机的工作原理离心式压缩机的工作原理 A）单级压缩机单级压缩机 4B）多级压缩机多级压缩机下一级下一级 对于多级离心对于多级离心式制冷压缩机，式制冷压缩机，则利用弯道和回则利用弯道和回流器再将气体引流器再将气体引入下一级叶轮进入下一级叶轮进行压缩。行压缩。 5离心式压缩机离心式压缩机增速器增速器 闭式叶轮闭式叶轮 6离心式制冷压缩机的特点离心式制冷压缩机的特点外形尺寸小、重量轻、占地面积小。外形尺寸小、重量轻、占地面积小。动平衡特性好，振动小。动平衡特性好，振动小。磨损部件少，连续运行周期长。磨损部件少，连续运行周期长。传热性能高。传热性能高。易于实现多级压缩和节流，实现多种蒸发温度易于实现多级压缩和节流，实现多种蒸发温度。能够经济地进行无级调节。能够经济地进行无级调节。若用经济性高的工业汽轮机直接驱动节能效果更好。若用经济性高的工业汽轮机直接驱动节能效果更好。转速较高，对轴端密封要求高。转速较高，对轴端密封要求高。当冷凝压力较高时会发生喘振现象。当冷凝压力较高时会发生喘振现象。制冷量较小时，效率较低。制冷量较小时，效率较低。71.2 主要零部件的结构与作用主要零部件的结构与作用1.吸气室吸气室 其作用是将从蒸发器或级间冷却器来其作用是将从蒸发器或级间冷却器来的气体，均匀地引导至叶轮的进口；为的气体，均匀地引导至叶轮的进口；为减少气流的扰动和分离损失，吸气室沿减少气流的扰动和分离损失，吸气室沿气体流动方向的截面一般做成渐缩形。气体流动方向的截面一般做成渐缩形。 82.进口导流叶片进口导流叶片 导流叶片可用来调节制冷量，当导流导流叶片可用来调节制冷量，当导流叶片旋转时，改变了进入叶轮的气流流叶片旋转时，改变了进入叶轮的气流流动方向和气体流量的大小。动方向和气体流量的大小。93.叶轮叶轮 叶轮加工比较复杂，精度叶轮加工比较复杂，精度要求高。当使用氟利昂制冷剂要求高。当使用氟利昂制冷剂时，通常用铸铝叶轮时，通常用铸铝叶轮。 10半半开开式式叶叶轮轮 114.扩压器扩压器 5.弯道和回流器弯道和回流器 将气体动能转变为压力能的固定部件，气体流将气体动能转变为压力能的固定部件，气体流过扩压器时，速度逐渐降低，压力逐渐升过扩压器时，速度逐渐降低，压力逐渐升高。 弯道和回弯道和回流器是为了流器是为了把由扩压器把由扩压器流出的气体流出的气体引导至下一引导至下一级叶轮级叶轮 。126.蜗壳蜗壳 a)蜗壳前为扩压器蜗壳前为扩压器 b)蜗壳前为叶轮蜗壳前为叶轮 c)不对称内蜗壳不对称内蜗壳 蜗壳的作用是把从蜗壳的作用是把从扩压器或叶轮中（没扩压器或叶轮中（没有扩压器时）流出的有扩压器时）流出的气体汇集起来，排至气体汇集起来，排至冷凝器或中间冷却器。冷凝器或中间冷却器。 137.密封密封 141.3 压缩机总体结构实例压缩机总体结构实例 常用型式结构示意图常用型式结构示意图 ：a）全封闭式）全封闭式b）半封闭式）半封闭式15C）空调用开启式）空调用开启式d）低温用开启式低温用开启式 16空调用单级离心式制冷压缩机纵剖面图空调用单级离心式制冷压缩机纵剖面图17ALT250-36/-20型氨离心式制冷压缩机型氨离心式制冷压缩机182.1 离心式制冷循环离心式制冷循环由四个由四个热力状热力状态过程态过程组成组成192.2 离心式制冷机组离心式制冷机组 离心式制冷装置主要是由离心式制冷压缩机、冷凝器、蒸发器、节流装置、润滑系统、进口低于大气压时用的抽气回收装置、进口高于大气压时用的泵出系统、能量调节机构及安全保护装置等组成。 一般空调用离心式制冷机组制取49冷媒水时，采用单级、双级或三级离心式制冷压缩机，而蒸发器和冷凝器往往做成单筒式或双筒式置于压缩机下面，作为压缩机的基础。节流装置常用浮球阀、节流膨胀孔板（或称节流孔口）、线性浮阀及提升阀等，在有些机组中，还有用透平膨胀机作为节流装置的。201.润滑系统润滑系统 叶轮与机壳叶轮与机壳无直接接触摩无直接接触摩擦，无需润滑。擦，无需润滑。但其他运动摩但其他运动摩擦部位则不然，擦部位则不然，即使短暂缺油，即使短暂缺油，也将导致烧坏，也将导致烧坏，因此离心式制因此离心式制冷机组必须带冷机组必须带有润滑系统。有润滑系统。212.抽气回收装置抽气回收装置 由于压缩机进由于压缩机进口处于真空状态，口处于真空状态，不凝性气体会渗不凝性气体会渗透到机组中，引透到机组中，引起冷凝器内部压起冷凝器内部压力的急剧升高，力的急剧升高，导致制冷效果下导致制冷效果下降，功耗增加。降，功耗增加。 用抽气泵排放冷用抽气泵排放冷凝器中积存的空气凝器中积存的空气和不凝性气体。和不凝性气体。22“无泵无泵”型抽气回收装置型抽气回收装置 不用抽气泵，而采用新的不用抽气泵，而采用新的控制流程，自动排放冷凝控制流程，自动排放冷凝器中积存的空气和不凝性器中积存的空气和不凝性气体，达到与有泵装置等气体，达到与有泵装置等同的效果。同的效果。 233.1 离心式制冷机组的特性曲线离心式制冷机组的特性曲线 对于一般离心式压缩机，为了较清晰地反映对于一般离心式压缩机，为了较清晰地反映其特性，通常在某一转速情况下，将排气压力和其特性，通常在某一转速情况下，将排气压力和气体流量的关系用曲线表示。对于离心式制冷压气体流量的关系用曲线表示。对于离心式制冷压缩机，冷凝压力对应于一定的冷凝温度，气体流缩机，冷凝压力对应于一定的冷凝温度，气体流量对应于一定的制冷量。因此，制冷压缩机的特量对应于一定的制冷量。因此，制冷压缩机的特性可用制冷量与冷凝温度（或冷凝温度与蒸发温性可用制冷量与冷凝温度（或冷凝温度与蒸发温度的温差）的关系曲线表示。即，制冷压缩机的度的温差）的关系曲线表示。即，制冷压缩机的特性曲线与一般压缩机的区别，在于它和冷凝器、特性曲线与一般压缩机的区别，在于它和冷凝器、蒸发器的运行情况有关。蒸发器的运行情况有关。241.压缩机的特性曲线：压缩机的特性曲线： 当冷凝温度不变时，制冷量Q0随蒸发温度t0的升高而增大； 当蒸发温度不变时，制冷量Q0随冷凝温度tk的升高而下降。 252.冷凝器和蒸发器的特性曲线冷凝器和蒸发器的特性曲线冷凝温度冷凝温度tk与制冷量与制冷量Q0之间的关系：之间的关系：蒸发温度蒸发温度t0与制冷量与制冷量Q0的关系：的关系： 冷凝温度随着冷凝温度随着Q0的增加而升高的增加而升高 蒸发温度蒸发温度t0随随Q0的增加而降低的增加而降低 263.压缩机与制冷设备的联合工作特性压缩机与制冷设备的联合工作特性 机组的平衡工况机组的平衡工况应该是压缩机特性应该是压缩机特性曲线与冷凝器特性曲线与冷凝器特性曲线的交点曲线的交点 点点A为压缩机的稳定工作点为压缩机的稳定工作点 点点K为喘振工况点为喘振工况点其它各点、线意义？其它各点、线意义？273.2 离心式制冷机组的能量调节离心式制冷机组的能量调节 离心式制冷机组的能量调节，离心式制冷机组的能量调节，决定于用户热负荷大小的改变。一决定于用户热负荷大小的改变。一般情况下，当制冷量改变时，要求般情况下，当制冷量改变时，要求保持从蒸发器流出的载冷剂温度保持从蒸发器流出的载冷剂温度t tS2S2为常数（这是由用户给定的），为常数（这是由用户给定的），而这时的冷凝温度是变化的。改变而这时的冷凝温度是变化的。改变压缩机及换热器参数可对机组的能压缩机及换热器参数可对机组的能量进行调节，为防止发生喘振，还量进行调节，为防止发生喘振，还必须有防喘振措施。必须有防喘振措施。28（1）进气节流调节）进气节流调节 就是在蒸发器和压缩机的连接管路上安装一节流阀，通过改变节流阀的开度，使气流通过节流阀时产生压力损失，从而改变压缩机的特性曲线，达到调节制冷量的目的。这种调节方法简单，但压力损失大，不经济。1压缩机对机组能量的调节压缩机对机组能量的调节 （2）采用可调节进口导流叶片调节）采用可调节进口导流叶片调节 在叶轮进口前装有可转动的进口导流叶片，导流叶片转动时，进入叶轮的气流产生预定方向的旋绕，即进口气流产生所谓的预旋。利用进气预旋，在转速不变的情况下改变压缩机的特性曲线，从而实现机组能量的调节。29采用可调节进口导流叶片进行调节采用可调节进口导流叶片进行调节 30（3）改变压缩机转速的调节）改变压缩机转速的调节 用汽轮机或可用汽轮机或可变转速的电动机变转速的电动机拖动时，可改变拖动时，可改变压缩机的转速进压缩机的转速进行调节，这种调行调节，这种调节方法最经济。节方法最经济。 每个压缩机转速每个压缩机转速n （n1 n2 n3）有不同的有不同的温度曲线工作点将随之改温度曲线工作点将随之改变，从而达到调节机组能变，从而达到调节机组能量的目的。量的目的。31采用变频技术改变压缩机转速采用变频技术改变压缩机转速VSD调节调节 VSD根据冷水出水温度和压缩机压头来优化电根据冷水出水温度和压缩机压头来优化电动机的转速和导流叶片的开度，从而使机组始终动机的转速和导流叶片的开度，从而使机组始终在最佳状态区运行。在最佳状态区运行。VSD控制的基本参数是冷水控制的基本参数是冷水出水温度实际值与设定值的温差。出水温度实际值与设定值的温差。 322. 改变换热器参数对机组能量的调节改变换热器参数对机组能量的调节 当改变冷凝器冷却水流量时，可以得当改变冷凝器冷却水流量时，可以得到不同的冷凝器特性曲线，从而可使工到不同的冷凝器特性曲线，从而可使工作点移动，达到调节能量的目的。作点移动，达到调节能量的目的。 3. 防喘振调节防喘振调节 通过喘振保护通过喘振保护线来控制热气旁线来控制热气旁通阀的开启或关通阀的开启或关闭，使机组远离闭，使机组远离喘振点，达到保喘振点，达到保护的目的。护的目的。 33思考题：思考题：1. 简述离心式制冷压缩机的工作原理及特点？2. 离心式制冷压缩机由哪些主要零部件组成？各主要零部件的作用是什么？3. 离心式制冷机组主要由哪些部分组成？4. 抽气回收装置的作用是什么？常用的型式哪些？5. 何谓“喘振”？有何危害？6. 离心式制冷机组常用的能量调节方法有哪些？34