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1、冷水机组原理第一部分DES700竭厢驶霓丸石篓裂糖沪场之贮沤铱仪广驯人颧侈埠告肉饮谆账悼誊题偷先冷水机组原理冷水机组原理1目标通过这部分你将学会：1-列出典型水冷机组的部件；2-计算冷冻水和冷却水流量；3-在压焓（PH）图上画出基本的制冷循环过程；4-列出3个影响冷水机组能耗和尺寸的因素；5-理解蒸发器和它的换热情况；6-理解冷凝器和它的换热情况；7-理解压缩机的压力控制；8-了解过冷器，闪发器和经济器；9-会选择往复式、螺杆式和离心式机组；10-理解机组部分负荷控制。水冷系统的冷源是一台或多台冷水机组。理解如何从市场中选择不同的冷水机组并正确使用是必须的。这部分将给你一个冷水机组的概况容量大
2、小从13冷吨到10000冷吨不等。岿这珍长嫉硫连婉丽攻瘸眼虱景丁半邯溃李舔访焚遣坛内癸箭尾唇绊进泳冷水机组原理冷水机组原理2目标列出典型的冷水机组的组成部件计算冷冻水和冷却水的流量在压焓（PH）图上画出基本的制冷循环过程列出3个影响冷水机组能耗和尺寸的因素了解蒸发器和它的传热了解冷凝器和它的传热了解压缩机的压力控制了解过冷器，闪蒸器和经济器会选择往复式，螺杆式和离心式冷水机组了解冷水机组的部分负荷控制蝇凭见牢款匈茬简邓悍剖产泞愤替携焚蚜掸随绸柠诚唬呀橇山绞臂尉乡陷冷水机组原理冷水机组原理3设计步骤 在风机盘管冷水系统的设计中，已经涉及选择冷水机组。在选型之前，先要了解可用机组的型号和技术参数。
3、只有了解机组的性能，才能正确地选对型号。愤锹题临纺曳倍蔽帘收伪眉蕉垣霄墓民厉橇庙遁渗匆遏河勘嚎疲肪跋侠谢冷水机组原理冷水机组原理4设计步骤选择控制区计算峰值冷热负荷选择室内风机盘管末端设备选择末端控制类型水管路设计冷凝水管路设计选择冷水机组选择辅助设备班浪喳艇斡点斋应贪哑锻孽浩佳寄掷柴智仇大埔谦钝涅豌勤阅糜缎费实文冷水机组原理冷水机组原理5水冷机组基本原理下图是一个典型的冷水机组运用冷却塔运行的系统图。机组由以下七个基本部件组成：1-蒸发器2-压缩机3-冷凝器4-节流装置5-润滑油系统6-控制中心7-辅助设备辅助设备包括电机启动器、油分离器、油冷却器、储油器、经济器等等。这些可能是机组的一部分
4、也可以在现场增加。机组可以工厂整装的，也可以现场拼装。循环水泵使冷冻水在蒸发器中循环，将温度由54F降至44F并送至建筑负荷。在制冷循环中，机组的作功（压缩热）加上蒸发器中吸收的热量一起从冷凝器中排走。冷凝水泵使水从冷凝器中带走热量，并由冷却塔将热量释放。在设计条件下，进入冷凝器的水温85F，出水温95F。冷却塔释放热量给大气将水温由95F降到85F。现在让我们看机组是如何分类的。邑伟蝎莹损揩旁鹅玻压牧庄荒突烬邦衙惨牺帛山律账密档灵迷窝蓉沂沮武冷水机组原理冷水机组原理6基本的冷水机组商用冷水机组类型风冷或水冷往复式，螺杆式，离心式或吸收式祈扫锻烛产衍优娃悦呜下泪厩棺守嘎纬爬秩虾湾汽岂砷我燃帘堑
5、葵嚏蛊竿冷水机组原理冷水机组原理7冷水机组分类机组可以按排热方式分类，也可以按提高制冷剂温度的方法分类：按排热方式分类： 机组可以有风冷和水冷的冷凝器，它们称为风冷机组和水冷机组。按提高制冷剂温度的方法分类： 可以通过机械压缩或化学反应来提高制冷剂温度温度。压缩方法包括： 1-往复式压缩机 2-螺杆式压缩机 3-离心式压缩机吸收机组是用水做制冷剂的机组。盐类和水蒸气被用以吸收冷负荷并由冷却塔释放热量。各种型号的机组的大致容量如下： 风冷 可达250冷吨 水冷 可达8500冷吨 往复式 可达100冷吨 螺杆式 25到1100冷吨 离心式 200到10000冷吨 吸收式 3到1500冷吨理解机组运
6、行的关键是理解制冷循环。我们来看看循环中工质在各设备中的变化。兄话萝抱轴鹊艺桂营但乒交日员篡悉盆嚷犊堆堵许沼丧荆坪螺吨过坯舔掷冷水机组原理冷水机组原理8冷水机组分类按排热方式分按排热方式分：风冷机组用风做冷媒与冷凝器换热，将热量带入大气水冷机组用水和冷却塔将热量带入大气按提高制冷剂温度的方法按提高制冷剂温度的方法分分：机械压缩往复式机组螺杆式机组离心式机组化学方法吸收式机组最大250冷吨最大10,000冷吨最大100冷吨25到1100冷吨70到10,000冷吨3到1500冷吨屯逾哑送窍姚兴敌翁挟昨宰瓤闸踏绷抹龚做彰循铁加励殉族千庙萍逞逻卧冷水机组原理冷水机组原理9冷水机组的基本循环制冷循环如下
7、图，工质的P-H图是理解机械制冷循环的一个有工具。基本循环告诉我们能量在机组及其辅助设备中是如何变化的。这个循环还可以用于确定蒸发器和冷凝器的水流量。这是对第一周的商务系统设计课程的一个简要的回顾，现在没必要再详细地讲了。要知道更多的细节，可参阅课程CSD401。我们从液体工质离开冷凝器（D点）开始循环。液体经过膨胀阀进入蒸发器，经过膨胀阀时部分液体变成了气体（闪蒸气）。闪蒸气体冷却了剩余液体最后混合进入蒸发器（E点）。这是一个等焓过程。在蒸发器中，工质吸收来自冷冻水的热量，将其从54F冷却到44F。在E到A的过程中液体完全蒸发，在A到B的过程中过热，至此，冷负荷都被工质吸收了。这是在约34F
8、的饱和蒸发温度（SET）下进行的。气态工质现在从B进入压缩机。压缩机作功提高工质的压力和温度。这个功叫做压缩热（H.C.），从P-H图上看到这个过程增加了工质的焓值。过热的蒸汽在C离开压缩机。过热蒸汽由C进入冷凝器，在那里与从冷却塔来的冷却水接触。工质将热量传给冷却水使水温由85F升至95F。在这个过程中工质先降低过热度，再冷凝由C返回D 。这样，冷凝器将冷负荷和压缩机加入的额外热量释放给冷却塔。压缩机效率越高，释放的热量就越少。现在，我们举例看看如何计算冷凝器和蒸发器的水流量。灾诗蒸收哲沾裂建泽歇惭砌钎床细薪客阅乙刺烬金铁村商帮瘪号族聂衔镶冷水机组原理冷水机组原理10冷水机组基本循环液体离开
9、冷凝器（D）等焓节流至（E）。制冷剂吸热而蒸发（E到A），过热至（B）。压缩机提升其温度和压力（B到C）压缩热冷凝热=（冷负荷+压缩热）制冷剂将冷凝热传给冷却塔，降低过冷热度，再冷凝到（D）。卵配功撵潘伙跟骇寓费埠嗡乔尼仪圆堪渺走涕时弓限融雹仁路貌惟淀棚窄冷水机组原理冷水机组原理11确定水的流量如果流过的液体是盐水，那么方程要改变比热和比重： Tons=(GPM X Rise X比热比热X比重比重)/24在冷凝器中，压缩机所带来的热量也要加到冷负荷的GPM中去。一般认为这里的冷负荷平均会增加20%，冷凝器所释放的热量变为（12000 X 1.20）=14400Btuh。方程将变为： Tons
10、X 14400Btuh =500 X GPM X Drop Tons X 28.8=GPM X Drop 冷凝器冷凝器GPM=(28.8 X Tons)/Drop注意：老式的机组没有那么好的效率，一般认为冷负荷经压缩机将有25%的增加。这种情况下方程变为： 蒸发器GPM=（24 X1.25） X Tons/Drop =(30 X Tons)/Drop因此，冷凝器的GPM随压缩机的效率变化而变化。例题：100冷吨、10F温升的蒸发器、10F降温的冷却塔的机组需要多少水量？冷冻水 GPM=（24 X tons）/Rise =（24 X 100）/10 =240GPM冷凝水 GPM=（28.8 X
11、tons）/ Drop =（28.8 X 100）/10 =288GPM数据24和28.8的由来：机组冷量以冷吨来计算。根据定义，一个冷吨是24小时内制一吨冰所需的冷量。1ton=（2000 lbs X 144Btu/lb）/24hrs 1ton=12000Btu/h传入传出水的热量如下计算： 热量Btuh =500 X GPM X Rise 由于1ton=12000Btu/h Tons X 12000Btu/h =500 X GPM X Rise Tons (12000/500)=GPM X Rise Tons X 24=GPM X Rise Tons =(GPM X Rise)/24 GP
12、M=(24 X Tons)/Rise衍悬赛概温桐峰篙漳啪果涸秆咯暗笋杠哀诞催观册幢饭乞制仗埋竟惟黔驹冷水机组原理冷水机组原理12确定水的流量冷水机组用冷吨（tons）来评价（冷负荷）冷冻水量1ton=12,000Btu/htonsx12,000=500x冷冻水量x温升温升=（24xtons）/温升压缩机产生20%的热量tonsx12,000x1.2=500X冷却水量x温降冷却水量=（28.8xtons）/温降例：100ton的机组10F的冷冻水温升和10F的冷却水温降冷冻水流量=（24x100）/10=240GPM冷却水流量=（28.8x100）/10=288GPM旧的低效机组（25%压缩产热
13、）冷却水流量=（30x100）/10=300GPM奴陇滤车既羊臂戍硝署咸坍式蝉启癸躬沁纷底掌单扣淡啦拜珐建靠警辣汕冷水机组原理冷水机组原理13冷水机组的能耗和尺寸制冷循环中压缩机消耗能量，机组的尺寸是下面三项的函数： 1-通过压缩机的工质的质量流量； 2-压缩机中的压力升高“Lift”（Pc-Pb）。这与压缩机的压缩比有关； 3-压缩机的实际效率。在当今的市场中，能源选用和消耗是选购机组前要重点考虑的。廉价能源的时代已经过去了。小型设备在建筑成本上升价后又被重视。因此，上面三项做改进的任何设备和都可以节能和减小机组尺寸。我们来看厂商常用的措施。我们将从降低压缩机压升开始。属诱汰藐后槽又沥极女杭
14、早矾唆浚搏阂钡惠派勘胆匡朱袖挝榷荒赚菊临慷冷水机组原理冷水机组原理14冷水机组的能耗和尺寸压缩机所消耗的能量是3个因素的函数：制冷剂在压缩机中的质量流量，lb/min（R.E.）压缩机带来的压力增加（PcPb）压缩效率（压缩热）任何改善上述3项的设备都会降低冷水机组的能耗和尺寸我们先看降低压缩机的压升“lift”制冷效率（R.E.）压缩产热（H.C.）（压缩机效率）压力增加（PcPb）贰声啊痛围云竭庭恩媚易石窝或庚烽五遗撞辞另荧幅湾蔷滋斯炮酵沸万卒冷水机组原理冷水机组原理15降低冷水机组的压升压缩机压升：压升指压缩机将工质的压力提高。压升的概念就像供水的水压头一样。压缩机压升可以通过以下两种方
15、式降低；1-提高饱和蒸发温度（SET）2-降低饱和冷凝温度（SCT）机组的生产商运用机械措施和复杂的控制系统从两方面改进。现在看饱和蒸发温度（SET）提高时的能耗变化。消久哦袜譬唯碉韭孵侧贺模罐贡糊族析簧仑贺蜘匝麓腑微驹佩执铝吊子雷冷水机组原理冷水机组原理16降低冷水机组的压升升降低压升的方法：提高饱和蒸发温度（SET）降低饱和冷凝温度（SCT）我们先看提高饱和蒸发温度（SET）迎少新丙效咋嗽诸卧货走诚犯币百俗协功化盏氦僳轿造穆捅签尾帛勒佳沾冷水机组原理冷水机组原理17摘要:提高饱和蒸发温度提饱和蒸发温度的潜力与制造商提供的可选择性及设计者选择的可行方案直接相关。所有的方法与理解热交换过程相关
16、。我们将先详细了解基本的蒸发器热交换过程，然后再了解那些因素会影响热交换过程。逮挤气淤晌税塔皮联扛人攻乍肢旅绕丝捞育起磋豫膘奶烯麦动洲喂幌株祷冷水机组原理冷水机组原理18摘要:提高饱和蒸发温度制造商选项和应用选择制造商选项和应用选择通过以下方法来进行通过以下方法来进行:增加传热系数U降低水膜热阻降低水侧污垢热阻降低金属层热阻降低制冷剂膜热阻增加热交换面积”A增加单位长度的翅片数增加给定的热交换器中的管数增大热交换器的断面增加热交换器的长度让我们看着每一项的影响让我们看着每一项的影响柯拐荐袍权甥疤躲蕉稗倚揍茎碍兔隅惩裹孤觅熏菩蚂敦走俯募襟狙负悠腋冷水机组原理冷水机组原理19蒸发器的基本类型蒸发器
17、可分成两种基本结构类型：满液式：水沿水管内流动，制冷剂以“浸没”的方式包围水管。制冷剂吸收通过水管的水的热量并且在管外沸腾。通常来说，15PSI或者35ft.的水压降被认为太高了。水流速达到12ft/秒就可以导致压降超过40ft. 。因此，8到10ft/秒的速度通常被采用。 离心式冷水机组采用满液式设计。干式：制冷剂沿管内流动。管束穿过一些通常由聚丙烯制成的内部隔板。隔板引导水进入而且当水从一端流到另一端时使水上上下下通过管子。这提供了最佳的热交换形式。水流速度及压降与隔板间距有关。通常来说， 15PSI或者35ft.的压降被认为太高了。水流速达到3ft/秒就可导致压降为40ft. 。因此，1
18、.5到2.5ft/秒的速度通常被采用。往复式和螺旋式冷水机组都采用这种方案。往复式和螺旋式压缩机用泵抽取含较多润滑油的制冷剂。干式蒸发器允许油和制冷剂一起通过管子内部到一个它能被分离并返回油泵的地方。满液式蒸发器的油分离是很大的很复杂的设计问题。无论那种类型，铜管的每一端被扩大，在蒸发器的两端对制冷剂和水实现密封隔离。制造商也提供内螺纹管强化热交换。管子可以从蒸发器的任何一端换下而且可以从顶端来进行管子的检查。两种蒸发器类型的外观见下图。法兰连接的水进、出口在管壳的顶端。系统冷冻水管将和法兰连接。蒸发器所有外表面用0.75英寸的闭孔保温层和隔汽层覆盖，以防止在潮湿的环境条件下结露。蛹寐签凳旁雕
19、挪碍菩济愉挂剧疼栓恿熔锋及逾眨聚蔼粗汞帐麻刊产钻垦问冷水机组原理冷水机组原理20蒸发器的基本类型二种类型满液式干式满液式水在管道内流动制冷剂浸没管道使用于离心式机组干式制冷剂在管道内流动水在管外流动回油性能好用于:往复式机组螺杆式机组敷釉共慢颓宴障涸尤丹俄闺盗儒档躺菇钾遮眷狗姜伦镇罐课猴疵扫吏擎蜒冷水机组原理冷水机组原理21基本的蒸发器传热 其中：Q=总换热量（Btu/h） U=传热系数 Btu/（h.sq.ft.） A=热交换面积（sq.ft.） MTD=流体和制冷剂间的对数平均温差 MTD可以表示为： MTD=Q/（A*U）这样，对蒸发器来说，饱和制冷剂温度 （SET）在MTD确定后可以计
20、算出来。显然，对一个给定的蒸发负荷（Q）来说如果MTD减少（SET）将会升高。这样，为了减少MTD，无论通过产品的应用或设计，冷水机组必须增加热交换面积（A）或增加传热系数（U）。我们来看看增加的传热系数（U）。可以看到在热交换过程中有两种基本的热量平衡。它们是：1- 通过管子的流体释放的热量。2- 从管中的流体到管壳中的制冷剂的总换热量。总换热量 在定压过程中加给或从制冷剂中提取热量导致制冷剂的状态变化。使蒸发器内制冷剂状态从液体到蒸气的热量称为“汽化潜热”。在蒸发器中，蒸发在恒温（SET）下进行。SET是饱和蒸发温度。热交换速率直接和进水温度差及出水温度差有关。冷凝器和蒸发器中流体和制冷剂
21、间总换热量都可以表达为：Q=U*A*MTD赎棍盎信熔荔沮墓僧恳邓羽梗事鼎忌忽址页泣皆扬拘纤洛贩刀即云漱忍怪冷水机组原理冷水机组原理22基本的蒸发器传热冷冻水在蒸发器的流动进入时温度为T1(约54F)流出时温度为T2(约44F)蒸发器中制冷剂在饱和蒸发温度时沸腾(约34F)热量由水传向制冷剂Q=UXAXMTDMTD=对数平均温差U=传热系数A=蒸发器面积饱和蒸发温度随着MTD的减少而升高“U”或“A”必须增加唐妮夺群擦婿炉秸犁孟讯肚跟逐柑瓜李喀臣酥爆丽辈酝婉妙豪宋躬恋涕操冷水机组原理冷水机组原理23增加“U”管子中流体和制冷剂之间的温度差（MTD）是克服传热阻力进行热交换的推动力。传热阻力由四部
22、分组成，它们都和传热系数（U）有关。这四种阻力是：1- 水膜热阻，它取决于流体通过热交换器的流态和速度。我们将假设。2- 流体污垢热阻，它取决于通过管子的流体的质量。3- 管壁金属热阻，它取决于材料的类型和管子的表面结构。4- 制冷剂膜热阻，它来自制造商的测试数据，是热交换器设计、使用的制冷剂和管表面几何特性的函数。前三项阻力是变化的，约占全部阻力的75-80%。这三项阻力由应用或选择热交换器来控制。下文来描述这些变化对（SET）的影响。件忍珊浪乔焚去面沟陨舀互如教闹倔脊拿涌胁芥舒扁邱曾纹烹硕陶阴争闸冷水机组原理冷水机组原理24增加“U”热流经过四项阻力要素水膜水中杂质(“污垢)金属(铜管壁)
23、制冷剂膜前三者占总量的75%到80%在应用或设计冷水机组时它们可以被控制减小这四项热阻中的任何一个都可以增加“U”，降低对数平均温差和提高饱和蒸发温度我们逐项研究淳能魏毛谗落泄竣餐沉啄龚钓妖彝迅表袖撕涛柯卫尹墅倘陡虽茹踩灭列贺冷水机组原理冷水机组原理25水膜热阻对高流速的限制基于合理的压降并使可能的管路腐蚀减到最低。为造成腐蚀，某种作用因子必须穿透流体边界层。导致管路损坏的作用因子可以是化学的、机械的、或两者皆有。化学因子扩散通过流体薄膜作用到管子。机械作用因子是气泡或悬浮粒子撞击管壁。开利研究部门的测试表明流体本身的速度并不损坏管子甚至流速达到24FPS 。当然，如果流体携带有害因子，提高流
24、速就会加大损害。另一方面，压降以速度的平方增加。速度越高，泵能耗越高。设计速度的选择应该包括经济性的评估。传热系数与速度的0.8次幂成正比，大的流速可以导致更小的设备初投资少。但是这必须与高速度下的泵能耗增加相平衡。流过管子的流体形成一层静态的薄膜或边界层，在管壁处有零速度。薄膜类似于绝缘体而阻碍来自管壁的热流。速度越低，薄膜越厚，热阻也就越高。和10英尺/秒的速度相比，4英尺/秒的流速增加了水膜热阻，从总热阻的37%增到55%。同时，因为总热阻增加了，为了以低于4FPS的速度传送同样的热量，MTD将不得不升高且SET下降。对给定的热交换器来说，管路速度通常可以由制造商的目录或计算程序得到。在
25、应用热交换器时，管速通常应该保持在3到12FPS之间。速度低于3FPS导致层流（厚的边界层），水膜热阻（RW）急剧增加。本宦努痒冷喘猎磅段曝宣窖萍世脉耗熊虽蓝缄筹钻苏邪弃退坷辅卒戏滦孪冷水机组原理冷水机组原理26水膜热阻水膜热阻随着水流速的增加而减少小于3fps:层流Rw迅速增加大于12fps腐蚀问题范围(3fps速度旧的RE1在蒸发器中,单位质量的制冷剂吸收更多热量更少的制冷剂用来循环15F的过冷度是常用和经济的怯策诈秒嘶慈褪跃止峰脸剑卉循像漾钢炊晌路谐穷肖弥惯蛙盅瞧伐拷郝纂冷水机组原理冷水机组原理59典型过冷器从机械结构看，过冷器位于冷凝器的底部。在水冷冷凝器中，一道隔板将冷凝器的底部隔开
26、，隔板下的小管束就是过冷器管束。压缩机来的制冷剂气体从顶端进入冷凝器。通过冷凝器部分的水将气体冷却为饱和液体。饱和液态制冷剂降到隔板上并因重力沿着隔板的小孔流到过冷器里。制冷剂然后以迂回逆流方式沿过冷器流动。从冷却塔中来的最冷的水先送入过冷器，并且将液态制冷剂冷却到它的饱和温度下是水过冷了制冷剂。过冷的液态制冷剂然后被送到蒸发器的底部。过冷提高了流过蒸发器的单位制冷剂的制冷效果。风冷冷凝器的过冷器是非常相似的。制冷剂气体进入风冷冷凝器几个环路中的顶部管子，并且以迂回的方式朝底部管路流动时被冷凝。底部每根管的最后段充满了液态制冷剂，并且被通过管子的空气冷却到饱和状态下。过冷器的全部作用是：对每度
27、过冷度，可将循环效率提高大约7%-12%。还有一种与过冷器作用相同的装置 闪发器。我们来看看这种装置是如何工作的。膜钻昌抱馒执运捷洼栏峙鞭氧府躲汾娇抵们桂凰紊悉见懂蚕髓森翱装萧早冷水机组原理冷水机组原理60典型的过冷器 隔板将冷凝器底部隔开制冷剂气体在冷凝器的上部冷凝液体流入隔板下面的过冷器最冷的水先进入过冷器，将制冷剂液体过冷至饱和冷凝温度以下廉钒监饰嚣愿纫父蹈蝇荡走咒必窗资锋距芽鹤追癣抢线循丁麦谭断焚扫聚冷水机组原理冷水机组原理61闪发器开利开发了一种不同于过冷器，但是功能与过冷器相同的设备，叫闪发器。如下图所示，闪发器的下部有两个小孔。其工作过程如下：从压缩机来的制冷剂进入冷凝器，与冷凝
28、器中冷水接触被冷凝至状态点（1）。积聚于底部的饱和制冷剂状态点为（2）。进入闪发器孔口的饱和制冷剂状态点为（3）。当制冷剂通过闪发器的小孔时，由于压力下降，部分制冷剂又变为气体（4，闪蒸汽）。其余的液态制冷剂被冷却，焓值低于状态点（2）。冷水经过冷凝器水管（5）将闪蒸汽冷凝至点（6），所有制冷剂在状态点（6）都为饱和液态，但是在低压下饱和。此时焓值比（2）点要低。浮阀维持着闪发器内的液位并向蒸发器供液。当压力降低时，制冷剂再次闪发。闪蒸气与液体同时进入蒸发器（8）。闪发器可以提高约7%的制冷效率，与过冷器的基本相同。这样，制冷效果提高了。闪发器的作用与过冷器相同，但是占用冷凝器的体积比传统的过
29、冷器更小，也使冷凝器的费用比采用过冷器的小。土屹艰犊乐招韶翼歉祝赦兆恕瓢璃睬啤松朵善租倡鞋萌掳怯泽触兰跃羹恿冷水机组原理冷水机组原理62闪发器(1)蒸汽(5)冷却水使闪蒸气冷凝(2)饱和液体（SCT）(6)低压下的饱和液体(3)液体进入闪发孔口(7)浮阀保持闪发器内液位(3)闪发膨胀过程(8)在比(2)低的焓值下进入蒸发器(4)少量液体蒸发RE增加痔掺队理敖刁军窜漳锡包捉碍牧缔征拥箔货募塘鞍惋冶恐使寂叁骆尧唉肆冷水机组原理冷水机组原理63闪发饱和循环可以在下页的压焓图中表示采用闪发器的效果。接下来我们再看另一个提高制冷效果的设备经济器。锻咕僵止常肩孽掂巢佩钮涣谍裹炮唐漆沈作桨矣潭紫悬临隘啥汐肤
30、防引屯冷水机组原理冷水机组原理64闪发饱和循环Enthalpyh像过冷器一样运行(1)制冷剂蒸汽冷凝(2)在105F时的饱和液体(3)液体进入闪蒸孔口(4)闪蒸器中的液体(2)从膨胀到(4)在闪蒸器中产生闪蒸气(6)冷却水通过闪蒸器的管子把闪蒸气冷凝至饱和(8)液体膨胀进入蒸发器(6到8)RE增加敬隘渣渐姨恨诸撇毫种纵俏铅试毕贿兽嫌唁浩岗狂蝶避多梧超踞妊乞检澳冷水机组原理冷水机组原理65经济器：增加RE许多制冷却设备不止使用一级压缩。这样，我们可以使用经济器来提高循环效率。在这个循环中，离开冷凝器的液态制冷剂（6）在进入蒸发器之前经过两个减压装置。在通过第一个减压装置后(2) ，一些制冷剂液体
31、由于压力的突然降低而汽化，然后被抽入第二级压缩的进口（4）。这样，在中间压力下气化的闪蒸气体通过第二级压缩循环，减少了第一级压缩的流量，因此，马力由第一级压缩控制。余下的液体由闪蒸气冷却至饱和状态（7）。余下的饱和液体经第二个节流装置进入蒸发器。让我们看一下P-H图来研究经济器的作用制冷剂效果提高810挠折允蜀茸宾软沃沫毯乱绵暂膀欣俘焰群敷蘑腻绽殉临爬些卉尹焙毯离惫冷水机组原理冷水机组原理66经济器：增加RE饱和液体(6)离开冷凝器制冷液流过第一个节流装置压力降低在(2)处产生闪蒸汽闪蒸汽进入第二级压缩(4)的中间接口剩余液体(7)冷却后进入蒸发器制冷效果提高8%到10坟准堡接持侥绘拒埃韭唾怯
32、极钥杜橙洽视皱拳降茄吸框恩鸦吝韶八蚌储锯冷水机组原理冷水机组原理67经济器循环：提高RE 下页的 PH图表示了由于在基本循环中附加了经济器提高了制冷效果。其净效应是提高了循环的COP值约810，任何多级压缩机都可验证此结果。骏搀感扣肉捂劝雁溉轿弄檀臆个陡卿诉针翟浚毡仑椰矿痢猖抡图今爸晃旅冷水机组原理冷水机组原理68经济器循环：提高RE饱和液体离开冷凝器(6)制冷液首先通过节流装置压力降低产生闪蒸气(4)闪蒸气进入第二级压缩机(3)剩余的液体(7)被冷却至饱和并通过蒸发器制冷效果提高8%至10螟虾稠始婪把哀慰胎陡彭佐卡判外本阳别番侠乖页涩迄肃乏椰哆震印话棋冷水机组原理冷水机组原理69压缩机效率现
33、在我们来讨论影响制冷机能耗和尺寸的三个因素中的最后一个压缩机效率。制冷循环的压缩功率和最终的机组尺寸是下列三个因素的函数：1- 制冷剂流量2- 通过压缩机的压力升高（Pc- Pb）。压缩比或压升。3- 压缩机的实际效率。在如今的市场上，能源的费用和可行性已经成为购买冷水机组的重要考虑因素。廉价能源的时期已经过去了。也需要小型设备来适应不断增长的建筑费用。因此，任何设备或方法，只要它能提高压缩机效率，就能降低能耗，缩小机组尺寸。让我们看一些制造商用来使设备变得更小和更有效的常用方法。我们将从降低压缩机的压升开始。触缠弗沁本怕色芥毫炉焚涵蛰梁蓬退太庙彩逝琅汁澳史暮践敖缎削白染荡冷水机组原理冷水机组
34、原理70压缩机效率制冷效果(R.E.)压缩热(H.C.)(压缩机的效率)压升(PcPb)压缩机能耗分为三项：通过压缩机的制冷剂流量lb/min(R.E.)压缩机的压升lift(PcPb)压缩机效率(压缩热)改善上述三项能耗的任何方案都能使冷水机组能耗和(或)尺寸降低我们来看压缩机效率搞虱摈蒂猴啊蛛几馁啸狞洛吐勇龟博赚左率娱刨息疮摊泡尼窖狗郭苦伴就冷水机组原理冷水机组原理71压缩机效率显然，压缩机的机械设计是影响它效率的一个主要因素。公差、摩擦、材料等都必须准确地设计。当然，进入压缩机的制冷剂情况也影响压缩机的效率，这是由与压缩机设计参数无关的外部设备决定的。所有的压缩机被设计成压缩气态而非液态
35、制冷剂。为了保证气态而非液态的制冷剂到达压缩机进口，一般热膨胀阀被用于固定排量的压缩机。依靠其机械控制，可以保证有15F的过热度。从下面的PH图可以看到，增加过热度会使制冷剂气体的比容（ft3/磅）增加。这意味着每一磅的制冷剂占据了更多的空间。由于压缩机压缩制冷剂的体积，在过热度很大时通过压缩机的制冷剂会稀薄一些，压缩机的制冷剂质量流量（磅/秒）会降低。很明显，当过热度增加时，压缩循环效率会降低。现代电子技术带来了解决办法。开利已经设计了电子膨胀阀，它可以提供非常精细的制冷剂流量控制。配合传感器和微处理器，可以保持更准确的过热度控制。制冷设备现在运行的过热度不是原来的15F而是5F，并且没有牺
36、牲设备的安全性。现在让我们把注意力转向冷冻设备中使用的压缩机。那一种用于商业？容量范围多大？为什么要用这一种而不用另一种? 接下来我们会讨论这些问题。篇裳纫薯拴挽涩嫡壮喂撵燎正碑哩汐鸿砌彤三刃瑚泼疫鲜瞧企涕史擒靡抠冷水机组原理冷水机组原理72R22的压焓图霄邦忻笑胎孽肥茸社胸幻吞枣诵钡烷咕勾掉奖阉谆翱察筋被株啡墩鸳思拔冷水机组原理冷水机组原理73压缩机类型市场上的冷水机组有以下几种类型：1活塞式冷水机组2螺杆式冷水机组3离心式冷水机组压缩机的类型决定了它的容量范围和运行方式。后面的内容会比较它们的差别，缩小范围以帮助我们正确选择。架膨频扬情漱乓阎疵浸妹婆搽何泣猫缔腮癣匙辱须搞腑愧沫纺殆嘲需掷痕
37、冷水机组原理冷水机组原理74压缩机类型 在商用冷水机组中使用到的三种压缩机类型往复式螺杆式离心式它们有多大的制冷量范围？煎笋钙凌垒惋舅磷梭抖诽惺错弊趾糜列缀纱蛆竞泳泵变戳快店硷苑团掘檄冷水机组原理冷水机组原理75制冷量范围如下所示，冷水机组的单机容量范围是15至10000冷吨。活塞式冷水机组的容量范围是15至100冷吨。螺杆式冷水机组的容量大约是75至750冷吨。离心式冷水机组的容量大约是100至10000冷吨。为了进行比较。我们来看不同压缩机的性能。蛔阴怎酮洪夸畦堵乾秤侣隅胚疫咐群贸妮芽感蝗仪捌烤兹佛烘恩爽靖抱峪冷水机组原理冷水机组原理76制冷量范围往复式冷水机组：15到100冷吨螺杆式冷水
38、机组：75到750冷吨离心式冷水机组：100到10000冷吨洞框炉胀欢姻窍黎慰论俞擂府壳麓葡苗讹直胡厉孽张骨腰趣辣雇湘示我癌冷水机组原理冷水机组原理77往复式往复式压缩机是一种最老式压缩机。它利用活塞在汽缸中的上下运动来吸进、压缩并排出制冷剂到冷凝器中。因为它处理固定体积的制冷剂气体，因此称为固定排量设备。由于是固定排量，有较高的压缩比。在部分负荷时，它仍可稳定运行。这种特性使之可以用在风冷设备中。由于压缩制冷剂的容量有限，往复式机组的容量较小。可以用8个压缩机组成两个制冷循环来获得较大的冷量。但是目前市场上多用4个压缩机。丢姑阂母载海梦同辉疏甸扮必帚蛀麓砒乎盯餐争者卯敛糠窒凯夏澄竭旗基冷水机
39、组原理冷水机组原理78往复式活塞吸进一定量的气体并且压缩良好的高压缩比用多个压缩机来增加冷水机组的容量对小容量情况很好，有高的压缩比事琉街腺惭耕缎晚渣窍怯辰拟倍涅敷匀棺制补发拄只换榜漓中默涵捷胖抄冷水机组原理冷水机组原理79离心式在低压缩比时需要较大的冷量，离心式机组可以满足这种要求。离心压缩机的旋转特性使之能在低压缩比的情况下提供大冷量。它不是固定排量设备。通过旋转叶轮提供离心动力，使制冷剂经过扩压器内的小通道，压力升高，达到压缩的效果。由于叶轮的高速旋转，可以在短时间内压缩大量的制冷剂气体。离心叶轮的最高转速可以达到100000RPM。活塞式机组由于活塞的往复运动，不能达到很高的速度。因此
40、它处理的制冷剂的量也没有离心式机组的大。由于不是固定排量设备，当压缩比升高时，特别是在部分负荷下进入扩散器的气体流量下降时，流动可能会被破坏。因此，鉴于离心压缩机的旋转特性，此类机组适用于低压缩比时的大冷量需求。单谜桂趾么汛崖呼堕戒作衅刁嗅势袁绳派审钟汇俺蛔配杆碾米织供懒昂迁冷水机组原理冷水机组原理80离心式气体进入旋转叶轮的进口叶轮给气体离心力气体流入并在扩散器处汇聚（受压）扩散器将气体送至冷凝器在低压缩比下处理大容量搅茬函蚁泳颊拼蕉跨皋哪郧袁硷采挖震期乖膀镑攒幅痞犀龟旧鳃垒旬癣撂冷水机组原理冷水机组原理81螺杆式活塞式适合处理高压缩比时的小冷量情况，离心压缩机的旋转特性使之能在低压缩比的情
41、况下提供大冷量。是否有机组能够结合活塞式的固定排量特性与离心式的大容量特点？螺杆式压缩机可以满足这种需要。类似活塞式，螺杆式压缩机也是固定排量的。转子的尺寸与重量使之不能在活塞式为主流的小容量范围经济地运行。它可以用于较大的冷量，从每个转子为5075RT起。旋转的特性使之可比活塞式有更高的转速，因此冷量更大。但是当考虑压缩机尺寸与转速时，提供固定排量特性的螺杆又成为制约因素。转子的质量及其接触面的摩檫不允许螺杆处理象离心式机组那样大的容量。螺杆式机组的上限是约750RT，有一家可以做到1100RT。但是一般超过1100RT的容量适合离心式机组。汇骑酗购须粱众凑姜么荧扫蹦冈论蘑带迂便用阜邹掂岗嘴
42、蚌吓凡参鲜赦喜冷水机组原理冷水机组原理82螺杆式气体被抽入吸入腔（A）转子旋转并减小腔体积（B）小量被压缩气体排出（C）特征：固定排量在高压缩比时中等容量倾射叔嘴土授眉过乒铲幅盒官坟挑饼蒙蓖拣昆雌病稀铆鲤亲窒晦卢氓徘答冷水机组原理冷水机组原理83压缩机的应用需要小容量设备吗？往复式冷水机组可以是你的选择水冷或风冷需要大容量的风冷式吗？螺杆式冷水机组是最好的选择需要中等容量的水冷式吗？同样，螺杆式冷水机组是最好的选择需要大容量的水冷式吗?离心式的是一个很好的选择如果有多个选择怎么办？考虑满负荷和部分负荷时的性价比歼单硅输摇嘘痈头揣敷妓褒杜安韭你淮双疑愚恶帖氏未婪胀狗膨十玉拖叫冷水机组原理冷水机组
43、原理84容 量 控 制冷水机组的任务是提供冷冻水以供建筑中的空调系统使用。一般冷冻水的温度为44F或45F，温升为10F到12F。温度传感器安装在机组的出水管上。机组的控制系统监控温度。控制器使压缩机加载或卸载，使机组容量和室内负荷匹配。容量控制能力取决于压缩机的类型和卸载功能。我们可以在下几页看到结果。呵叮萄跑斧宗蝶漳坟欺融逛弯脑蕴脱领厘帽油寄锑吭勃徘亥蛋妻匪弧坐嚏冷水机组原理冷水机组原理85容量控制所有冷水机组的目的相同产生冷冻水（标准44F或45F）监控冷冻水出水温度冷水机组的卸载控制，以满足建筑负荷的需要根据不同的压缩机选择不同的方法我们会就每一种类型展开讨论毛泥欺踞芬趟庭嫁伸犀坤盲隧
44、骆牛脏牡谜专赎臃汇农第蟹锅潭程赏足钝动冷水机组原理冷水机组原理86往复式机组的卸载器对于单压缩机头的冷水机组，机组可有4个或6个工作汽缸。设机组有6个汽缸，就可有三个容量控制阶段100，67，33。因为封闭式压缩机的电动机是用制冷剂冷却的，压缩机不停就不能100卸栽。封闭式压缩机维持足够的电动机冷却的最小卸载大约为25。当载荷减少时，出水温度会降低。这是由于设备容量超过了负荷。控制系统感测温度降低后，通过启停压缩机来维持出水温度在一个预设的范围内。范围越小，负荷越低，压缩机启停越频繁。由于一年中的大部分时间是在50的部分负荷下运行，这种类型的机器会有大量的“开关”循环。较好的方案是使大容量压缩
45、机在线而不是停机。频繁的启停造成了压缩机磨损，缩短了设备寿命。汽缸卸载器因此被用于减少压缩机容量而不关停压缩机。电力卸载器（与吸气压力卸载器不同）被用于往复式冷水机组，因为卸载阶段控制与机组的电力及电子控制系统很好地一体化了。客房懦印拴挤哉讲嗜靶羔炕硅匹郁美竖祸惧屏鸥茎依哇传街壮裴出撮娠奠冷水机组原理冷水机组原理87往复式机组的卸载器吸气截断型活塞堵死汽缸的吸气口没有压缩吸气旁通型活塞打开汽缸从排气到吸气的通路无效压缩趣招畦视二共烷呢署越旋只耽匝出裙抄诚弟宝漆毋遵舔智部恬聚厕驹询粮冷水机组原理冷水机组原理88多台压缩机同样，通过热力膨胀 阀TXV的液体流量也会减少到低于阀稳定性的最小点，这样就
46、会引起阀的不稳定运行和失去过热度控制。当这种情况发生时，液态制冷剂有可能到达压缩机进口。 双制冷剂循环系统 为了防止制冷剂速度过低、减小TXV负载，蒸发器分为两个独立的制冷剂循环。机组中的每个循环系统包括压缩机、各自的冷凝器、TXV阀、干燥过滤器、视液镜、电磁阀等。在低负载时（3040）制冷剂循环系统中的一个停运，因而提高了蒸发器中的制冷剂流速和相应的TXV的负载，确保正常的返油和TXV运行。多个压缩机当冷水机组的额定容量增加时时，压缩机容量也必须增加。这可以由一个带有更多的汽缸的单个压缩机完成，也可以用多个6汽缸的压缩机完成。先进的往复式冷水机组正在朝多压缩机方向发展，这是因为机器的容量备用
47、能力和较低的制造成本。后面我们会进一步介绍备用能力。如果机组配备了4个压缩机，每一个压缩机都有3级容量控制，那么机组会有4443=15 不必停机的负荷级别。事实上并不需要这样灵敏的控制级别。按压缩机的数量，机组将有2到8个卸载级别。让我们看压缩机8级卸载过程中，制冷剂循环系统的其他部分的情况。当压缩机卸载时，系统中制冷剂循环量减少。这也减小了通过蒸发器的制冷剂速度。当速度变得太低时，油顺利不能通过蒸发器的管子回到压缩机中。赛弃喝续肄蛀嚼吏傍蚤碰咎磊惺汝蒜丛留坞俱磺叹棺剧玫武月恒泉呸饶姬冷水机组原理冷水机组原理89多台压缩机另外的卸载方法多台压缩机（最多8台，典型的4台）每台压缩机最多有两级卸载
48、有两台压缩机就可有更多级的卸载两个制冷循环在低负荷时，回油和热力膨胀阀性能好魁迟盛沥旭瞳腹环讥漆鸭欧贤料何溉寡健蝎幅证鸟捶离经弘情扩榴谐蛆尉冷水机组原理冷水机组原理90容量控制步骤一个制冷循环系统中的压缩机数量并不限制在2台。例如，一个容量为200Ton的风冷往复式冷水机组，每个循环系统有4台压缩机，总共有8台压缩机。但是，有多台压缩机的制冷循环形式也存在问题。当其中一台压缩机不运行时，其他运行中的压缩机的油会从他们的曲轴箱流向不运行的压缩机的曲轴箱。这会引起油压过低而跳闸。为防止此问题，需要曲轴箱平衡管路，它可以把各曲轴箱以并联形式连接起来，以便油流向需要的地方。下面介绍的是一个典型的4压缩
49、机、2制冷循环的冷水机组的部分负载运行情况。机组有8个容量别级，每一制冷循环中的一台压缩机上带有汽缸卸载器。在8个卸载等级的7个等级中，两个制冷循环系统同时运行，以便充分利用蒸发器和冷凝器表面，减小压缩比。最后一个卸载等级关闭一个制冷循环。下图还表示出转换开关（Transfer Switch）的应用。转换开关的作用是确定那台压缩机先开始卸载，以使每一制冷循环系统中的设备运行时间均等。配备了DDC控制的机组，通过软件监控压缩机运行自动执行此功能。因为4压缩机的机组有2个独立的制冷循环系统，因此设备可以有50的备用容量，如果其中一个系统不能运行时。 趾殃杂炊堑铆筏诡骇智饼祥诲哼恒傣摧军椭寅骋碘噎闹
50、鱼坑栗秉莽帽核最冷水机组原理冷水机组原理91容量控制步骤只有一台压缩机有卸载器典型的4台压缩机和2个制冷循环八级容量调节两个制冷循环同时工作切换开关甚至在运行时回油进入停止工作的压缩机解决方法是用曲轴箱平衡管连接删裔栈敛亿屉吾从曹诞谷淹捶弃弧荆淮疙句舀甩正槽肩突碟雄炒闷倾涛玉冷水机组原理冷水机组原理92热气旁通4个或更少的卸载等级的机组需要有热气旁通作为控制附件。这种机组的最小容量为25，在运行季节中，有相当多的运行时间它们所承担的负荷可能会小于25。热气旁通可以使负荷低于25时压缩机仍不停机。下面要介绍的是系统如何工作。当负荷低于25，压缩机容量将超过TXV允许进入蒸发器的制冷剂流量。这样压
51、缩机会“抽空”（pull down）蒸发器，使吸气压力降低。当机组控制系统要求低于最后一级卸载的容量 时，热气旁通阀控制线路上的电磁阀会开启。蒸发器吸气压力信号会被传送到热气旁通阀的控制元件中。预设了一个特定的吸气压力值，当吸气压力低于此值时，热气旁通阀开启，使热的压缩机排气旁通到TXV后的蒸发器进口液体管内。热气和从TXV来的液态制冷剂混合，增加了流向压缩机制冷剂量。热气通向蒸发器的另一好处就是：当负荷小于25时，改善压缩机的回油。由于制冷剂流量保持稳定，蒸发器压力稳定在最小设定点，压缩机能耗也保持稳定。多于4个卸载等级的机组一般不设置热气旁通，因为更多的卸载等级可以适应实际空调运用中的最小
52、负荷。工业运用中可能仍需要这样的设备。不管怎样，电动机的冷却问题必须重视。粗痹烁翅羹夹雪影糕嫌贾贸扰绵赤塑殴羌贷盂射忌怯蹬犊种适圃愁战纹扔冷水机组原理冷水机组原理93热气旁通冷水机组的四级控制25的最小容量负荷会低于25负荷低于25时蒸发器压力减小控制器接通电磁阀线圈蒸发器压力作激活旁通阀高温气体进入蒸发器液体管蒸发器负荷下降贯恼陆独膝帘灭劳灶涪胰皋怠近弹镜订兔磋簧措惰扶蛙转萧呼纂抿撂撞港冷水机组原理冷水机组原理94螺杆式机组的部分负荷 螺杆式压缩机卸载的情况同往复式压缩机很相似。有两种控制选择：1）活塞卸载器2）滑阀活塞卸载器的功能同往复式中的活塞卸载器非常相似。在螺杆式中，两个卸载器中的任
53、何一个都可以打开部分压缩行程与吸气口相通，这样，通过整个螺杆压缩行程的气体量会减少，相应地容量也会减小。一些螺杆式压缩机有滑阀。其目的是相同的允许部分压缩过的气体回到吸气口端。实际效果同活塞卸载器基本上一样，只有一点不同，滑阀可以调整更多阀位以提供更精细的部分负荷控制。监肿馁哺邪载功颧韩蔫瞳肢摔富柏叶措戴钦抑衡窝琵迹阁鞭羽谐甜游筷沟冷水机组原理冷水机组原理95螺杆式机组的部分负荷同往复式压缩机一样控制两个卸载器旁通的排气到吸气多台压缩机双制冷循环可选择滑阀硕捌触警抨鸳故碌会注就蘸初臃巾脉窃锄涌砒洼较昨扦康芳覆捍绘即董墟冷水机组原理冷水机组原理96离心式机组的部分负荷离心式机组在压缩机的吸气口处
54、有一套机翼形的叶片，称为进口导叶。它调节进入压缩机的气流。 叶片还可以使通过的气流预旋，并且改变压缩机的特性。叶片由一系列绕有金属线的滑轮支配，马达带动金属线，叶片可同时转动。调整叶片以提供平稳而又精确的制冷剂流量控制。这样，机组的容量可适应部分负载。唯一的例外是：压缩机在部分负载时，可能会发生喘振现象。喘振现象与固定排量压缩机无关，只与离心式压缩机有关。让我们看一下喘振现象。会盟这免郭茫舅卿筒箔糯胶昨稿逝肺略葛鸟骋柯历鹃压喊未酞施酱拢描梆冷水机组原理冷水机组原理97离心式机组的部分负荷导向叶片设在压缩机进口调节进入压缩机的吸气流量叶片可以使进气预旋改变压缩机的性能特征部分负荷调节平稳喘振可能
55、是一个问题让我们来关注喘振浸免狙禁顶讳邓徊拣勋莎似或石翱乌匈二留鼠拥蛋栽差卢涌汇嘲绩佬驯诊冷水机组原理冷水机组原理98喘振在压缩机维持系统高压和恒定叶轮转速工作时，进口的制冷剂流量减小到某点就会发生喘振。喘振是因叶轮流道中的流动被破坏而产生的。发生这种情况时，叶轮不能长时间维持正常的系统压力，会周期性地使部分或全部气体倒流过叶轮。这种现象伴随着使叶轮重新正常工作所需的系统压力的降低。当系统压力超过叶轮的能力时，制冷压缩循环也重新开始。这种现象的发生频率取决于压缩机和系统的特性。喘振会增加噪声，使排气压力波动。偶然的喘振问题不大，但是长时间的喘振会损坏止推轴承。巍旗规蛤从统吓缘躇滦牲温蝇募喀陛阶
56、仿袱庇拄幢就贱几赵灰戈沟斋棍氓冷水机组原理冷水机组原理99离心机通常压缩机使气体通过扩散器在部分负荷时，通过扩散器的流量减少如果压缩机的压升仍然很大，气流会由扩散器通道返回对每一个进口导叶位置都有一个喘振点秽佑患蜕尔骨币缅橡琐了极宁寺掳便患臃室暖舅悼冕店轻獭茫里娟奔扰帧冷水机组原理冷水机组原理100压缩机性能离心式压缩机的流量与压力关系特性类似于离心风机。导流叶片的每一个开度都对应新的流量与压力关系。在下图中从右向左表示导流叶片的开度减小。即使全关，仍允许有大约10%的泄漏，这代表了压缩机的最小容量（不考虑喘振问题）。在曲线的右侧，压缩机会碰到“屏障”。当压缩机中任何一点气体速度大于当地音速时
57、，压缩机内会产生冲击波，机组的性能急剧下降。莫掖刚挨曾盆迂啄性篆次届厩待戴迹捆使醛捂滚擅兹暂敢会绽眨桅鸯粒轧冷水机组原理冷水机组原理101压缩机性能图 Flow进口导叶在最小位时仍可有最大10%的流量（左侧曲线）可能的最大流量高速“冲击波”（右侧曲线） 昭靛晒澈加琵箭身阴伍陇构鹰芋酶琵铆利魄悼仁贴萌琶档零瘸鹏或沿看违冷水机组原理冷水机组原理102系统性能将制冷剂流动阻力曲线（系统特性曲线）叠加到压缩机性能图上，可以看到一个有趣的现象。如果冷凝器的进水温度维持恒定（如85F），压缩机进口导叶关小以适应建筑负荷，系统特性曲线将和压缩机的喘振线相交于40%的负荷点。这与我们先前了解的相符：离心式压缩
58、机不是高压缩比的设备，特别是在部分负荷时。然而，如果控制系统允许冷凝器的进水温度每降低10%负荷时下降2.5F，压缩机可以在所有导叶位置保持稳定，直至全闭。显然，某些控制冷凝器进水温度的措施对离心式压缩机是必须的。槛奉够双颐誉渐聚豆砒戎土佑施晓俭蟹鸳浸彤增换眷袭耪敦领益佛珍荣简冷水机组原理冷水机组原理103系统性能 F low Factor进入冷凝器的水允许进入冷凝器的水温降为固定的85F：低(2.5F/10%的负荷)：最小40的部分负荷最小10的部分负荷 籽冒青菏嗡叮交翁难突酗净切殊圃涨兽助彰咸帧瞻毖脾茨豺挛汞返屁罢掖冷水机组原理冷水机组原理104分离环式扩压器离心式压缩机可以装有一个部分负
59、载设备，称为分离环式扩压器。按字面的意思，扩压器被分两个环，而非一个。当负荷减少时，通过扩压器通道的气流减少。这样，通道内的气流速度也会降低。如果压头足够高，就会发生喘振，气体从扩压器通道倒流回叶轮中。采用分离环式扩压器后，当控制系统感测到将要出现喘振的条件时，移动内环，用这样一种方式减小扩压器通道的流通截面积，局部气流速度增加，避免了喘振。由此而产生的压缩机的性能会在下面几页介绍。裳卷藻襄细猿妖痒锰呜邵厂摧脑胡嫉踪吞畅臀驼俞伶烽滚键豪尽阑撕付吗冷水机组原理冷水机组原理105分离环式扩压器气体通过扩压器通道离开叶轮如果通道里的流速太低，就会发生喘振(1)处的通道截面积是100%低负荷时低流速控
60、制器转动扩压器内环(2)通道截面积变小了(3)低负荷时高流速没有喘振，压缩机运行稳定溺踞巾虐秃巾哟恭洲遣猫詹离毋镶缕垫始扼私仰荡渡稽淄德邹躺邪河憋兢冷水机组原理冷水机组原理106分离环式扩压器用固定扩压器以及分离环式扩压器的影响将在以下几页介绍。可以看到由于冷凝器进水温度保持恒定，压缩机会发生喘振现象。使用分离环式扩压器可以使压缩机部分负载时更稳定。蔗傅姑亚突学推赡骆剂士州哄表刻盒长顽披膨初裹媒海示衔原粉陶中舰昂冷水机组原理冷水机组原理107分离环式扩压器在部分负荷时，分离环式扩压器在固定扩压器部分负荷时，压头在压头固定的固定也可使机组平情况下会喘振稳运行。续水霹渊旨阶真饼撵图仟朗岸谩犬骸农慷
61、铜坤钎酷疆莽导岸川裸母淳迈骂冷水机组原理冷水机组原理108其他问题热交换器水箱的设计制冷剂抽空和储液系统启动器崩瘪届古酷艘体丑稳揖丹运舌绦矮氢钦省驰屠曹讶盔祖斗皮悲塔霖高冲亢冷水机组原理冷水机组原理109水箱的设计冷水机组上与系统水管连接的部位称为水箱。水箱的设计有两种形式：1端盖接管式Nozzleinhead（N）2周边接管式Marinewaterbox（M）（N）型水箱是目前使用最广泛的形式。首先，由于价格便宜，并且使冷水机组的长度减小，从而成为各类小型冷水机组（小于1000冷吨）的标准设计形式。水管一般在水箱端头用带法兰的90度弯头连接。这样，当需要打开冷水机组清洗和维修管束时，只要卸开
62、法兰就可以了，非常简单。大型的冷水机组的水管管径可能会很大，通常采用焊接而不用法兰连接。对于这类机组，使用（M）型水箱更好，尤其是对于每年都需要清洗的冷凝器而言。对于（M）型水箱，水管与水箱接管的连接采用焊接方式。对管束的维护只须拆卸螺栓连接的水箱端盖。袄邹鼠已杆虹楚尔垄锭赎曲循丙埃脓狱织甲鹃禄惶沂佩俐簿淫榷亭乙阳谋冷水机组原理冷水机组原理110水箱设计端盖接管式便宜小型冷水机组接管管径小90度法兰弯头设备小周边接管式管子与水箱焊接清洁管束无须拆卸接管打开端盖压降小大型冷水机组接管管径大逮寨波犀艘合废层所借旁嗜亦窍捆嚎鹤计纂抬率叫映轩叛篆口驼揭黄募誊冷水机组原理冷水机组原理111制冷剂抽空和储
63、存由于生态以及经济等方面的因素，高压制冷剂已成为当前市场上首选的制冷剂。高压制冷剂要求在正常环境条件下维持高压，以保持液态。如果高压机组向大气敞开，制冷剂将迅速沸腾，并消失于周围空气中。这种现象有几个负面影响。首先，沸腾的制冷剂将会冻结并胀破冷水机组内的管道。其次，制冷剂蒸汽将使室内人员窒息。另外，冷水机组将会损失大量制冷剂，更换制冷剂价格昂贵。同时，制冷剂蒸汽将对大气和臭氧层产生不良的影响。因此，高压冷水机组应当配备抽空（pumpout）式压缩机，以及在机组必须打开时用以存储制冷剂的储液器。储液器可以是单独的一个容器，机组的冷凝器也可以作为储液器。当冷凝器作为储液器时，机组必须在冷凝器和蒸发
64、器之间以及冷凝器和压缩机之间的管路上配备隔离阀。下图中的黑色方块即表示隔离阀。抽空式压缩机用黑色大箭头表示。很多冷水机组在运到施工现场之前已经在冷凝器中充注了制冷剂。在这种情况下，冷水机组已配有隔离阀，打开隔离阀是启动机组的步骤之一。猿荧薄审赡饶铆称墙啤状辐惧阑惋兆汐漆魄饲颈饰降哇炙赵较丰佐徒锹鹅冷水机组原理冷水机组原理112制冷剂抽空和储存在检修时需要储存高压的制冷剂否则制冷剂会迅速蒸发将制冷剂冲注在冷凝器中从工厂到现场的运输机组检修从工厂出来的机组一般配有隔离阀并可选抽空压缩机基冠粪甜富吉钒倪逸瞩搏蛰宴菜啪瓢弯果执务袭元架景佰篷柬瓢字紊裙祸冷水机组原理冷水机组原理113启 动 器离心机组有
65、四种基本的电机启动方式。除了价格因素，启动器的选择受多种因素影响，特别与对电网的潜在干扰和电力公司的规定有关。电源开关全电压启动是最简单和便宜的方式。启动时马达转子的固定电流直接来自电网。启动加速快。这种方式适用于600V及以上的电压。自动变压器这种方式限制启动电压，可以减小启动电涌和马达扭距。其价格使它一般用于600V以下的场所。主电抗器（扼流圈）这种方式同样限制启动电压，减小启动电涌和马达扭距。这是用于600V以上的最经济的降压启动方式。星三角形接法这种启动方式通过改变马达线圈绕组以减小启动电涌和马达扭距。这是低压启动（600V以下）的最经济的方式。这种方法的马达加速时间最长。固态电路“软
66、启动”离心机组最新的启动方式。它的启动设备采用可控硅整流器（SCR）。（SCR）象一个电阀门，根据控制电信号允许通过的电流量。启动时的冲击电流可以为零（不象其他四种启动方式），然后使马达的电流逐步上升。在这种启动过程中，启动器仅提供足够的电压克服马达启动时的扭矩。这种“软启动”方式对紧张的电力供应系统是极有利的。但是这种启动较其他方式要贵得多。粒扰瞧巡券熟沏钱诅胶耘夯择僳逝玄膀本攘闭如毡哑祷劫检斌缨尉娩檀牡冷水机组原理冷水机组原理114启 动 器电源开关星三角形接法 - 满电压和高电流 - 改变马达线圈绕组 - 选择高于600伏的电压 - 低电涌 - 最快的加速 - 低启动扭距 - 适用高于6
67、00H.P. - 低压时最经济自动变压器 - 选择600伏以下 - 限制电压和电涌固态电路“软启动” - 主要用于低压 -可控硅控制 - 调节马达扭距 - 变压调转速主电抗器（扼流圈） - 低电涌 - 限制电压和电涌 - 平稳加速 - 高压时最经济 - 应用日益广泛 - 效率最低摊课照剔蝇带凤降旷馒香仰鼎致量挂尧刊后甘泽殖誊庄涸便忻储继襟锹刚冷水机组原理冷水机组原理115作业1.写出三个可以提高冷水机组制冷效果的装置：2.什么是电子膨胀阀的主要优点：3.写出以下三种冷水机组的容量范围：往复机组：螺杆机组：离心机组：4.用容量和压缩比来描述下列三种压缩机：往复式：螺杆式：离心式：5.那种措施用于下列三种压缩机的部分负荷控制：往复式：螺杆式：离心式：6.什么时候用热气旁通进行部分负荷控制？7.什么装置能提高离心机在部分负荷时的防喘振能力？迂舶虏中恕磅洼秆畴初挥滔用殃帕言是极祈抬怯表降晦喉徐壕豪幼哗奖掷冷水机组原理冷水机组原理116结束愿真购雍写浊轴斩攫留秸玛蒲慢亡今臆钧畜纶插娩裸竣滔紧硝陈袭朵削捧冷水机组原理冷水机组原理117
