水源热泵机组.doc

1 概述本系列水源热泵机组是本公司集多年设计、生产高温冷水机组、满液式冷水机组、水源热泵机组的成功经验，秉承“高效、节能、环保”的理念，坚持技术的持续改进和提高的一贯风格，广泛吸收国内外同类产品的优点而开发的新型机组。机组适用电压为380V50Hz，同时压缩机电机采用“星三角+25负荷+逐台”启动，启动电流仅为额定电流的23倍。具有“安全可靠、高效节能、利于环保”的特点，可广泛适用于地铁、商场、宾馆、影剧院、医院、大型厂房及高层楼宇等需要空调的场所，同时也可作为各类工业工艺过程的冷源主机。该产品设计、加工制造、试验和检验严格按以下标准执行：GB/T19409-2003水源热泵机组；JB 8654-1997 容积式和离心式冷水（热泵）机组安全要求JB/T 7659.4-1995 氟里昂制冷装置用干式蒸发器；JB/T 7659.2-1995 氟里昂制冷装置用水冷冷凝器；JB/T 4750-2003 制冷装置用压力容器；GB/T 19410-2003 螺杆式制冷压缩机GB755 旋转电机 定额和性能GB/T 12900-1992 半闭式制冷压缩机用三相异步电动机通用技术条件GB3906-1991 交流金属封闭开关设备DL401-1991 高压电缆选用导则（高电压机组选配）GB50189-2005 公共建筑节能设计标准GB19577-2004 冷水机组能效限定值及能源效率等级GB9237-1988 制冷设备通用技术规范ZBJ730451990 螺杆式制冷压缩机主轴承技术条件JB/T43301999 制冷和空调设备噪声的测定GB/50-1999 钢制压力容器GB/51-1999 壳管式换热器2 设备性能特点2.1 结构特点：机组一体化设计，将压缩机（半封闭螺杆压缩机，含电机）、油分离器、蒸发器和冷凝器、冷配、管路附件、制冷剂、冷冻油和控制柜集成化设计。设备出厂时已随机携带制冷剂，现场只需连接冷凝器水管道及蒸发器水管道、连接380V接线，并通水通电即可实现机组的正常运转。同时机组采用半封闭螺杆压缩机设计，无开启式压缩机存在的结构性泄漏。2.2 详细结构特点：2.2.1 结构设计 结构设计简洁，操作方便、易维护、易保养。 运行的经济性：机组根据负荷的变化自动加卸载。在整个能量调节过程中，机组都是按所需冷负荷在最大效率工况下运行。 冲击电流小：当压缩机启动时，由微电脑控制器控制压缩机按“25%负荷+逐台”起动，对于380V机组，采用星三角降压启动，启动电流仅为单台压缩机额定电流的23倍。2.2.2 系统和结构的优化设计有效提高机组的运行效率并更利于维护保养 系统经过优化设计，可有效提高机组的运行效率。 结构的优化设计，可方便检修及利于保养。2.2.3 选用壳管式换热器作为冷凝器，并采用高效换热管，配置安全阀 机组的卧式壳管式水冷冷凝器，采用优质高效换热管，提升换热能力。采用优化的流场设计、加大换热面积和水侧污垢系数的设计,从而降低传热温差、提升机组COP值和减少水垢对机组性能的影响。 所有壳管式换热器的制作及试验严格执行JB/T 7659.2-1995氟里昂制冷装置用水冷冷凝器，确保其安全性和可靠性。换热器端板及孔板都是由数控中心一体加工成型,铜管与端板采用精密滚珠涨管器扩管固定。水侧和氟侧经过可靠的压力试验，确保机组的密封性 优化的温度场分布和制冷剂流场分布，换热效率高 冷凝器外翅设计增强换热冷凝，提高了管外换热效率 冷凝器内里脊设计，增大换热面积提高管内换热效率，增加扰动使层流变成紊流而延缓结垢 槽形管板孔设计和先进的胀管技术，从而得到可靠的密封结构，避免水渗入渗入冷凝器壳程的问题 独特的管束弹性支撑设计，极大的减小了振动，消除了铜管破裂的可能性 外包20mm厚的软质闭孔橡塑海绵保温材料，有效地防止了冷凝器和机房外界空气的传热，大大减少了能量的损失2.2.4 选用满液式壳管换热器作为蒸发器，并采用高效换热管，配置安全阀 机组的满液式蒸发器，采用优质高效换热管，提升换热能力。采用优化的流场设计、加大换热面积和水侧污垢系数的设计,从而降低传热温差、提升机组COP值和减少水垢对机组性能的影响。 换热器端板及孔板都是由数控中心一体加工成型,铜管与端板采用精密滚珠涨管器扩管固定。水侧和氟侧经过可靠的压力试验，确保机组的密封性。 优化的温度场分布和制冷剂流场分布，换热效率高 换热管外翅设计增强泡核沸腾所需的汽化核心，提高了管外换热效率 蒸发器内里脊设计，增大换热面积提高管内换热效率，增加扰动使层流变成紊流而延缓结垢 槽形管板孔设计和先进的胀管技术，从而得到可靠的密封结构，避免水渗入渗入冷凝器壳程的问题 蒸发器有防液态冷媒流向压缩机的装置，防止液击冲缸，保证设备安全的运行 独特的管束弹性支撑设计，极大的减小了振动，消除了铜管破裂的可能性 外包20mm厚的软质闭孔橡塑海绵保温材料，有效地防止了蒸发器和机房外界空气的传热，大大减少了能量的损失2.2.5 选用国际著名品牌的满液式专用型半封闭螺杆压缩机，使机组运行更可靠： 压缩机选用台湾HANBELL公司生产的专用满液式半封闭螺杆压缩机（带吸气截止阀，具有国际上先进的高效5：6第三代非对称齿型螺杆 适当的容积比Vi配置，提高了机组运行的效率 采用半封闭设计技术，只有三个运动部件，具有零件数少、故障率低的特点。 可实现分级或无级能量调节，控制灵活方便，节能高效易于维护保养。 选用世界著名的SKF和FAG零间隙多重止推和径向轴承，结构精密、可靠性高、寿命长。 其外壳材质为灰铸铁，螺杆材质为特种钢。外壳设计为螺栓法兰连接结构，机体内包括阴阳转子、曲轴箱及电动机等。管路设计中增加吸排气关断阀、止回阀、消音装置等。 各压缩机设有自动能量控制系统。在全负荷定水流量的条件下，当负荷从全负荷降至低负荷时，其自动能量控制系统能无级控制压缩机的能量控制滑阀，该滑阀所处位置不同，压缩机压缩的气体量就不同，制冷量也相应地变化。另外，还可以对多台压缩机的运行台数进行控制，以方便地做到加卸载快捷自如。自动能量控制系统和机组的初始运行程序编在一起，以便压缩机自动无荷载启动。 压缩机下与机组一体化连接，有效减少震动，压缩机的振动值小于25m。 压缩机接线柱对壳体的绝缘电阻大于2M，在进行壳体对接线柱的绝缘介电强度试验时应无击穿和闪络。 压缩机的防护等级为IP54，绝缘等级为F级。 专利排气腔室设计和转子连续输气，保证压缩机低振动、低噪音 专用耐氟低铁损电机设计，配备可靠的电机过热保护装置，有效保证电机高效可靠的工作。电机采用制冷剂吸气冷却，常年保证电机温度在安全理想之内，增强了电机的使用寿命。 国家认可的权威测试系统，保证压缩机出厂性能100%满足设计要求。 机组噪声为88dB（A）。 压缩机电动机由制冷剂气体冷却，有6个串联链接的PTC热敏电阻埋在电动机绕组中以防止电动机因高温而被烧坏。3个热敏电阻设置在电动机吸气端，其断路温度为110，另外3个则设置在排气端，断路温度为110。压缩机配置有JTX-A保护模块，这种保护模块具有以下功能：（1） 电动机和排气温度监控（2） 电动机转动方向监控（3） 电源错相、断相监控（4） 三相不平衡监控2.2.6 供油系统设置三级回油系统：油分回油、蒸发器吸气回油、蒸发器引射回油，保证了压缩机的可靠回油。 为了更加充分的将冷冻油与制冷剂分离，对于满液式冷水机组，皆设置了外置油分离器，该装置采用离心式过滤原理，滤油效果佳，可有效地将压缩机排气中所含冷冻油分离（压损仅约0.3kg，抛油量约为0.1%（重量比），并返回压缩机，保证压缩机正常工作，同时也减少了进入蒸发器内的冷冻油含量，提高蒸发器的换热效率。 蒸发器内部液面的控制保证了吸气的可靠回油。 蒸发器内回油槽的设置及引射回油保证了意外状况下的可靠回油。2.2.7 节流系统膨胀阀系统 采用电子膨胀阀作为节流元件，精确控制排气过热度和机组运行效率。通过排气过热度的目标达到精确控制机组蒸发器的进液量。 电子膨胀阀的设置保证了任意状况下蒸发器液面，最终保证了压缩机具有何时得吸排气过热度。 电子膨胀阀配合压缩机的无级能调，最大限度的提高机组的运行效率。2.3 控制特点2.3.1 概述 柔性化的能调设计,可使压缩机在25%-100%间连续性能量调节(无级能调),保证压缩机效能的完全发挥并帮助用户最大程度地节约运行费用。此外，也可以采用25%-50%-75%-100%的四段能调，可以通过手动或自动强制控制机组的出力在某一确定点。 国际知名品牌电控元件及工业级可编程控制器。 大屏幕彩色液晶显示器，显示控制设备的各项运行参数。 具有等磨损切换、累计运行时间记录、故障显示及锁定、当前温度显示、当前压力显示、负荷显示、历史温度趋势及记录、历史压力趋势及记录、定时开停机等控制功能，同时具有远程控制功能的标准通讯接口，确保了产品运行的高度自动化。 高低压保护、油位保护、排气过热、电机过热、过载保护、过电压报警、欠电压报警、断水或水流量过低保护、油压差保护、出水温度过低保护、三相动态不平衡保护等自动保护功能，功能齐全，确保了产品运行的高度可靠性。 机组在多压缩机（不少于2个）设计中融入“超前滞后”功能，延长机组寿命，确保机组可靠性好，寿命长，平均保证多压缩机设计能延长机组寿命的50。2.3.2 人性化的微电脑自动控制系统控制系统的完善与否，直接影响到机组的性能。该机组采用人性化的微电脑自动控制系统，具备以下特点：（1） 完善的系统配置 保护措施完善的自动控制系统，采用德国SIEMENS品牌的工业级可编程控制器进行控制。人性化的真彩液晶可触摸式显示屏，中文菜单界面，能随时监控机组运行状态。具有控制逻辑强，抗干扰耐寒热性高，反应灵敏等特点。（2） 运行管理功能 机组按所设定的运行日及运行时段自动开关机，并根据负荷状态自动调整所投入的模块数，使输出冷量与所需冷量最佳匹配，并保证各压缩机均衡磨损，以提高整机使用寿命。（3） 安全报警功能 机组各系统设置若干保护功能，功能齐全，确保了产品运行的高度可靠性（4） 远程监控功能 该机组既可就地控制，同时免费提供RS485数据协议、JR45接口，通过TCP/IP网络集成到工厂自动化管理系统功能。2.3.3 智能控制功能简介（模糊PID调节）机组通过PLC系统检测以上所有故障点和模拟量温度、压力，通过公司开发的模糊PID控制软件，对电子膨胀阀和用户侧换热器的出水温度的精确控制，保证机组出水温度和排气过热度控制在设计范围，使机组运行在最佳工作状态，开放的参数调节功能，可以自动适应用户各种运行条件，具备完整的全年运行模式，保证机组全年安全正常运行。机组长期运行需保养时会自动提示用户，并对一些长期运行保养不及时将要产生的故障具有一定的有故障提前预警功能，当这些故障达到预警范围时，提示用户对机组进行维护保养，以便用户能够提前计划安排时间维护机组，保证生产正常运行。控制系统具有RS485通讯接口及JR45接口，通过TCP/IP网络集成到工厂自动化管理系统功能，以便远程控制和记录。均衡磨损功能：机组自动运行过程中，控制系统能通过内部算法实现各压缩机等磨损程度的运行，以提高整套系统的使用寿命。掉电保持功能：电源断电后重新供电，控制系统能自动恢复断电前的工作状态。密码保护功能：控制系统对重要的工作参数及调试运行功能设置了密码保护功能，以防止无关人员修改参数造成的系统紊乱。故障自诊及处理功能：控制系统随时检查机组运行中发生的故障，对故障作及时处理并显示记录故障类型、故障发生的地点。控制系统还提供一对故障报警输出触点供用户使用。查询功能：使用查询功能，用户可随时掌握机组的运行情况。控制系统在面板上显示出水温度及机组工作状态，包括系统高低压力值，可查询控制参数和机组故障情况。24 噪音标准2.4.1机组的减震措施（1）选用国际著名品牌的满液式专用型半封闭螺杆压缩机，运动部件少，运动特性平稳，振动及气体压力波动小。（2）多重措施降低运行噪音。2.4.2 机组的噪音（dB）状况多重减震措施确保：380V