《制冷空调节能技术 教学课件 ppt 作者 张建一2. 制冷空调压缩机与设备的选择》由会员分享，可在线阅读，更多相关《制冷空调节能技术 教学课件 ppt 作者 张建一2. 制冷空调压缩机与设备的选择（89页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1,第2章 制冷空调压缩机与设备的选择,1. 三种常用压缩机特点,2.压缩机选型要点,3.压缩机台数多寡的优劣及选择原则,4.冷凝器和蒸发器选择要点,5. 节流装置选择要点,目的 掌握各种主要设备选择对运行性能 的影响，掌握分析的方法。,重点,2,目 录,2.1 制冷压缩机的特点和选型 2.2 制冷压缩机的台数与容量 2.3 制冷压缩机能量调节方式 2.4 冷凝器 2.5 蒸发器 2.6 膨胀与节流装置,3,2.1 制冷压缩机的特点和选型,压缩机分类：,4,活塞式,螺杆式,离心式,A,C,B,2.1.1 大中型系统常用压缩机的特点,2.1 制冷压缩机的特点和选型,5,1. 活塞式压缩机,应用最
2、早、最成熟、单级压缩比可达到8； 易损件多、检修周期短。,运行状况,6,活塞式压缩机(1),7,活塞式压缩机(2),8,活塞式压缩机(3),9,表2-1 活塞式压缩机的缸径与行程（mm）,10,采用长行程压缩机的优点,相对余隙容积小,输气系数大,效率高,气缸 余隙容积,行程加长后余隙容积不变，故相对余隙容积变小。,11,螺杆式压缩机,易损件少、检修周期长、 单机容量在活塞式和离心式之间。 活塞式：0 = 几十500 k 螺杆式：0 = 501500 k 离心式：0 1500 k,特点：,12,半封闭螺杆式压缩机,13,半封闭螺杆式压缩机,14,螺杆式压缩机产品,15,螺杆式压缩机正面,16,螺
3、杆式压缩机背面,17,离心式压缩机,特点： 优：单机容量大，易损件少，检修周期长。 缺：压缩比小，单级压缩比小于4。 适用： 空调场合（温区）和化工企业。,18,离心式压缩机产品图,19,离心式压缩机剖面图,20,离心式压缩机现场图1,21,离心式压缩机现场图2,22,表2-3 各种制冷压缩机的适用领域和场合及单机容量,23,2.1.2 制冷压缩机选型的要点,24,注意：专用机组的设备费低，安装费省，效率高。,25,表2-2 美国和加拿大冷库采用压缩机的状况(62个厂),26,实例: 美国和加拿大公用冷库中压缩机的应用情况 Status of compressors used in 62 pl
4、ants,27,2.2 压缩机的台数与容量,优点：系统简单，管道阀门少，占地小，便于操作、投资少。,缺点：调节的范围小，部分负荷时效率较低，故障时备用机少。,分析选择不同台数的结果,例如，采用台数少的方案：,28,图2-1 两台并联和四台并联系统的调节特性,29,压缩机台数选择的原则,30,实例：Some features of 226 piston compressors125,Note: VFD represents variable frequency drive,31,Some features of 213 screw compressors,32,2.3 压缩机能量调节方式,能量调
5、节 = 制冷量调节 = 输气量调节,能量调节的目的： 1. 使压缩机的制冷量与热负荷相平衡，提高运行经济性。 2. 减少蒸发温度(蒸发压力)的波动。 3. 轻载启动，避免电网负载过大的波动。 不同的调节方式效果不同，效率也不同。,33,2.3 制冷压缩机能量调节方式,不同的机型采用不同的调节方式,34,On-Off 方式,顶开吸气阀片方式,有多种方法、各有特点（表2-5）。,大多采用滑阀机构,特点 无级调节、调节范围大（10%-100%）。,活塞式压缩机的能量调节方式,螺杆式压缩机的能量调节方式,离心式压缩机的能量调节方式,35,选用螺杆式压缩机的注意点,A. 40%以上负荷时功率与制冷量成正
6、比，40%以下负荷时效率降低。,B. 系列机中分三种规格，即每种机型有三种内容积比。 （内容积比=压缩开始的容积/压缩终了的容积）,C. 当内压缩比外压缩比时，将产生附加功耗。,D. 目前的新产品已经有内容积比可调的机型。,注意 当制冷剂一定时，内容积比一定，则内压缩比一定。,36,图2-2 部分负荷与功率关系,37,表2-5 离心式制冷压缩机三种调节方法的比较,38,2.4 冷凝器的选择,传统用于小型，有向大中型发展的趋势（国外氨系统也有采用）。,空气冷却（风冷）式：,水冷式：,蒸发式：,广泛应用。空调（冷水）机组通常为配套部分。 氨系统的应用正在减少。,与水冷式比，循环水量少，水泵压头小。
7、节能。 目前应用越来越广。,39,表2-6 美国和加拿大公用冷库的冷凝器形式(62个厂),40,大型风冷冷凝器产品图,41,（水冷式）立式冷凝器现场图,42,（水冷式）卧式冷凝器现场图,43,立式冷凝器进水端与分水器1,44,立式冷凝器进水端与分水器2,45,机械通风冷却塔,46,蒸发式冷凝器,47,蒸发式冷凝器现场图,48,2.5 蒸发器的选择,蒸发器的类型：,1.冷却液体的蒸发器 2.冷却空气的蒸发器。,蒸发器的面积：,从节能的角度（目前的趋势），采用较小的传热温差，即采用较大的传热面积。结果：适当增加初投资，使运行费降低。,49,2.5 蒸发器的选择,蒸发器的类型：,1.冷却液体的蒸发器
8、 2.冷却空气的蒸发器。 （冷却排管、冷风机等）,50,制冰池中的冰桶,51,制冰池与盐水搅拌器,52,制冰池蒸发器的供液和回气管,53,冷却排管（顶管和墙管）,54,冷却排管（墙管）,55,冷却排管（搁架式）,56,平板式速冻机,57,工业型冷风机,58,例 如,冰池蒸发器面积，传统配备3 m2/吨冰日,目前不少企业采用9 m2/吨冰日,见 表,59,表2-8 上海江浦冷冻厂节能改造的效果,60,表2-9 增大冰池蒸发器面积的效益比较,61,2.6 膨胀与节流装置,节流装置的作用,降压、调节流量、分隔高压和低压,62,节流装置的分类,1)手动调节的节流装置。（手动节流阀） 2)利用液位调节的
9、节流装置。（浮球阀） 3)用制冷剂蒸气过热度调节的节流装置。（？） 4)不调节的节流装置。（？）,63,节流装置的选择与蒸发器及供液方式有关。 工程上常用的节流装置：,手动 节流阀,浮球阀,热力 膨胀阀,热电 膨胀阀,64,表2-10 冰山牌FQ1系列浮球阀的技术规格(大连冷冻机厂),65,2.6.1 浮球调节阀,图2-3 低压浮球阀 a)直通式 b)非直通式 1蒸气连接管 2阀针 3液体连接管 4浮球,66,2.6.2 热力膨胀阀,1 热力膨胀阀形式的选择,内平衡式热力膨胀阀-蒸发器压力损失小时适用。 外平衡式热力膨胀阀-蒸发器压力损失大时适用。,67,图2-5 内平衡式热力膨胀阀的结构及工
10、作系统图 1阀盖 2膜片 3推杆 4阀体 5阀芯 6弹簧 7调整杆 8蒸发器 9感温包 10毛细管,68,图2-6 外平衡式及波纹管式热力膨胀阀 a)外平衡式 b)波纹管式 1隔板 2膜片 3毛细管 4外平衡管 5波纹管,69,2.热力膨胀阀容量的选择,(1)膨胀阀前后压差p的影响 根据流体力学知识，在一定开启度下，流过阀的流量qm（p ）1/2。 (2)蒸发温度te的影响 蒸发温度te越低，则相应的蒸发压力pe也越低，膨胀阀的容量越小。 (3)制冷剂液体过冷度的影响 液体制冷剂在管路中流动时，存在阻力损失；液位升高时会引起压力损失。,70,表2-12 蒸发温度对热力膨胀阀容量的影响,71,表
11、2-13 膨胀阀前液体压力损失对膨胀阀容量的影响,72,表2-14 建议热力膨胀阀采用的液体过冷度,73,2.6.3 电子膨胀阀,1电子膨胀阀工作原理 电子膨胀阀是20世纪80年代推出的新一代制冷节流装置。由于属于电子式调节模式，并具膨胀阀功能，故称电子膨胀阀。 它的流量调节范围大、控制精度高，适应了机电一体化的要求，便于实现智能控制。它由电信号控制，可与微处理器控制结合。 微处理器根据给定温度值与室温差进行比例和积分计算，控制阀的开度，改变蒸发器中制冷剂的流量。,74,采用电子膨胀阀节流的变频空调，可根据设在膨胀阀进口、压缩机吸气管等处的温度传感器收集的信息，控制阀门开启度。 可及时改变制冷
12、剂的流量，配合变频压缩机能力的变化(含频率的变化)，使变频压缩机始终有最佳的能效比，其优异性能可以得到充分发挥。 电子膨胀阀由检测、控制和执行三部分构成。按驱动方式分为电磁式和电动式两类。目前使用最多的是四相步进电动机驱动的电动式膨胀阀。,75,图2-7 电动式电子膨胀阀 a)动作原理 b)脉冲电动机接线图 注：图中未画出开关控制电路。,76,2电子膨胀阀与热力膨胀阀的比较,热力膨胀阀用感温包感应蒸发器出口温度，构成过热度比例反馈调节系统。 它靠弹簧预紧力设置某一蒸发温度下过热度的给定值(静过热度)，受蒸发温度变化和流动阻力的影响，使它只在一个较窄的工况下和负荷范围下才能实现调节。工况和负荷变
13、动太大，将影响正常工作。 另外，感温包感温滞后、调节反应滞后，实际调节中流量波动较大，控制精度差。,77,电子膨胀阀具有信号传递快、对变工况调节迅速、调节范围宽等优良的调节特性。 试验表明，采用电子膨胀阀的制冷系统，在相同制冷工况下，其平均运转时间比采用热力膨胀阀时缩短32，压缩机的平均电力消耗减少3039。,78,小 结,压缩机是压缩式制冷的主要耗能设备,是否正确选用对节能影响最大。 活塞式压缩机是最成熟价格较低的机型，应根据适用的温度范围正确选用。 中型活塞式机相同缸径有长行程和短行程之分,压缩比大的场合应采用长行程。 螺杆机目前产品的COP（效率）多大于活塞式，应用不断增加。,79,总制
14、冷量确定后,压缩机的台数选择直接关系到运行能耗。最佳台数确定取决于全年负荷变化规律。 能量调节的性能关系到部分负荷的运行效率。最佳的能量调节方式应与压缩机型式压缩机台数负荷变化规律综合考虑。 冷凝器有各种类型,合理选择能够实现节能运行。蒸发式冷凝器的节能效果已经得到公认。 蒸发器有各种类型,合理选择并适当增加面积(减小温差),可以节能。 节流装置选用时,必须充分考虑设计工况与实际工况性能的偏差。,80,螺杆式制冷压缩机补充材料 常见螺杆机的结构形式,全封闭；目前世界范围内只有美国顿汉布什公司一家生产，主要用于中央空调行业，最低蒸发温度-15； 半封闭；主要厂家有比泽尔、莱富康、约克、凯利、汉中
15、、复盛、冰轮。用于中央空调为主，部分机型可用于低温工况，相对与开启式压缩机，低温下效率低，油路简便。 开启式；主要厂家有前川、SABRO、FRICK、冰轮、大冷(含武冷)。 以上几种都是双螺杆，关键技术及对零部件的要求基本相同工作原理、压缩机结构大同小异。 单螺杆；目前国际上只有1、2家生产。,81,开启螺杆压缩机组,82,半封螺杆压缩机,83,LG系列压缩机结构图,84,BF系列螺杆制冷压缩机结构,85,第四代螺杆压缩机型线,86,87,采用日本前川技术生产的油分、油冷二合一螺杆低温盐水机组,88,YSLGF980螺杆低温盐水机组 （采用日本前川QKF25C压缩机）,89,国内主要开启螺杆机产品规格,125（12） 160S（18） 、160M（25） 200S（45） 、 200M（50） 250S（80）、250M（105）、250L（135） 315M（210）、315L（235） 括号内数字单位：万kcal/h,
