PFS技术培训资料(制冷原理).ppt

2020 4 8 1 McQuay AirConditioning 2020 4 8 2 制冷原理 2020 4 8 3 热力学第一定律 自然界一切物质都具有能量 它能够从一种形式转换为另一种形式 从一个物体传递给另一个物体 在转换和传递过程中能量的数量不变 热力学第二定律 热量能自发地从高温物体传向低温物体 而不能自发地从低温物体传向高温物体 要使热量从低温物体向高温物体传递 必须借助外功 即消耗一定的热能或机械能 制冷 消耗一定的能量 机械能或热能 作为补偿 将热量从低温物体 被冷却介质 传向高温物体 环境介质 的过程 工质 在热力装置及制冷装置中 不断循环流动以实现能量转换的物质 定义 2020 4 8 4 潜热 用来使状态发生变化的热量增加或移走 温度不发生变化 显热 用来使温度发生变化的热量增加或移走 状态不发生变化 饱和温度 在一个给定的压力下的制冷剂的温度 此时液体和气体共存 对于一种制冷剂 压力和温度存在一个固定的对应关系 当制冷剂蒸发或冷凝时的温度 定义 2020 4 8 5 过热度 在一个给定压力下 气体的实际温度与在该压力下的饱和温度的温差 过冷度 在一个给定压力下 液体的实际温度与在该压力下的饱和温度的温差 排气过热度 在一个给定压力下 实际的排气温度与饱和冷凝温度的温差 排气过热度是吸气过热度与从压缩机的能量增加的显热的和 定义 2020 4 8 6 基本组成部件 压缩机 冷凝器 节流阀 蒸发器 节流阀 冷凝器 蒸发器 压缩机 Q Q k o 单级蒸气压缩式制冷循环工作原理 2020 4 8 7 压焓图 P 等压线h 等焓线t 等温线s 等熵线v 等容线x 等干度线 2020 4 8 8 压焓图 理论循环 具有液体过冷循环 具有蒸气过热循环 2020 4 8 9 基本空调循环HFC134a 冷却塔 室外空气95 干球75 湿球 冷却水300GPM 冷凝器 HFC134a制冷剂 压缩机 输入功率66kW 吸气 蒸发器 节流阀 风机盘管 空气处理器100Ton 空气 三通阀 冷冻水240GPM 35 30 7 12 24 18 54 5m3 h 68m3 h 4 4 2 46kg cm2 37 7 8 7kg cm2 35 24 35 2020 4 8 10 压缩机提升制冷剂气体从蒸发压力到冷凝压力的能力提升力 或参照相应的压头 能用温度来测定 提升力或压头 冷凝温度 吸气温度 4 4 7 2 1 67 40 5 37 7 43 3 提升力 2020 4 8 11 单级蒸气压缩式制冷循环工作原理 2020 4 8 12 压缩机 2020 4 8 13 压缩机型式 速度型回转式离心压缩机 容积型往复式活塞压缩机 容积型回转式螺杆压缩机 2020 4 8 14 柱 柱配置 柱 平面配置 螺杆机型式 双螺杆 单螺杆 2020 4 8 15 双螺杆原理 一对相互啮合的金属阴阳转子产生周期性容积压缩开启式 半封闭式 全封闭式齿数比为5 6或5 7 双螺杆转子 2020 4 8 16 压缩受力不平衡 轴向推力过大 影响寿命金属间啮合压缩 润滑油系统复杂油回收需求 双螺杆原理 2020 4 8 17 不对称压缩过程 过大径向负荷和轴向负荷 双螺杆受力分析 2020 4 8 18 一个金属主动转子两个复合材料星轮周期性容积压缩齿数比为6 11 星轮转速约1750RPM开启式 半封闭式 单螺杆原理 2020 4 8 19 单螺杆两侧对称布置星轮使其转子的径向载荷相互平衡单螺杆两端方向相反大小相等的吸气压力使其受力相互平衡 平衡径向负荷平衡轴向负荷 单螺杆受力分析 2020 4 8 20 Frame 4单螺杆压缩机 2020 4 8 21 Frame 4单螺杆压缩机 2020 4 8 22 星轮与转子啮合间隙几乎为零有效地消除泄露途径确保性能和压缩效率 特点 2020 4 8 23 转子与星轮几何面垂直可直接从侧部拆卸星轮 检测维修方便 特点 半封闭式压缩机结构制冷剂冷却电机 电机效率高机房无通风特别需求 制冷剂冷却封闭电机 2020 4 8 24 2020 4 8 25 纤维玻璃 环氧层压材料 极其稳定几何尺寸坚固耐用 零磨损 零间隙 亲油型碳素复合强化材料 星轮 特点 2020 4 8 26 星轮 轴承 轴承座 2020 4 8 27 星轮十一齿与转子六齿啮合 分散和减少排气脉动异形排气消音器结构设计 有效排除正弦波音 噪音 特点 2020 4 8 28 旋转式运动无往复运动振动低于0 14IPS 振动 特点 2020 4 8 29 能量控制 2020 4 8 30 能量控制 2020 4 8 31 HCFC制冷剂 1 仍含有氯原子 对大气臭氧层有作用2 HCFC 22 O D P 0 05HCFC 123 O D P 0 02 2020 4 8 32 1 不含氯原子 对大气臭氧层无作用2 O D P 03 HFC 134a HFC制冷剂 2020 4 8 33 MTones 000 R22 R134a制冷剂产量趋势图 2020 4 8 34 A3丙烷丁烷 B3 A2R 142b 152a B2氨 A1R 11 12 22 114 500 134a B1R 123 SO2 高可燃性低可燃性不可燃 低毒性 高毒性 制冷剂特性 2020 4 8 35 机组性能 2020 4 8 36 R134a SingScrewWaterCooledChiller PFS单螺杆冷水机组 2020 4 8 37 技术特点 R134a环保冷媒Frmae 4半封闭单螺杆式压缩机更为精确控制的高压液位调节阀触摸式微电脑控制屏 制冷量110 450冷吨能量无级自动调节单一制冷回路高效满液式换热器设计单 双压缩机 部分负荷效率更高 2020 4 8 38 流程图 2020 4 8 39 冷凝器 卧式壳管式水冷却高效换热管过冷设计 2020 4 8 40 蒸发器 卧式壳管式载冷剂 水 乙二醇高效换热管回油设计 2020 4 8 41 高效换热管 冷凝管 蒸发管 2020 4 8 42 高效换热管 水侧 2020 4 8 43 供液回路 2020 4 8 44 供油回路 2020 4 8 45 供油回路 2020 4 8 46 供油回路 2020 4 8 47 供油回路 2020 4 8 48 泄油回路 2020 4 8 49 喷射泵 排气管 过滤器 吸气管 喷射泵 2020 4 8 50 液位调节阀 SV 液位调节阀又称浮球调节阀 用做膨胀主阀的先导阀 通过浮球阀的调节作用控制冷凝器 贮液器内制冷剂液位 2020 4 8 51 主膨胀阀 PMFH 2020 4 8 52 液位调节阀 SV 主膨胀阀 PMFH 2020 4 8 53 技术参数 2020 4 8 54 变工况参数 2020 4 8 55 变工况参数 2020 4 8 56 冷凝器水压降 2020 4 8 57 蒸发器水压降 2020 4 8 58 安装与维护 2020 4 8 59 安装安装和维修必须由受过专业培训 熟悉当地标准和规则并对制冷设备有实际经验的专业人员操作 到货验收当设备到达后 按照提货清单仔细检查所有的项目是否齐全 零部件在运输过程中是否损坏 若有损坏通知运输商并书面提出赔偿要求 在机组安装之前 必须检查当地所用电源电压 频率等是否适合本机组 到货验收合格后发生的任何损伤 麦克维尔将不承担赔偿责任 起吊机组安装在防滑枕木上以避免机组发生突发损伤并可用于简单的起吊和移动 在机组定位以前尽可能不要取下枕木 且移动和起吊机组时最好带有枕木 机组起吊时 必须用缆绳或者链子缚紧在蒸发器和冷凝器起吊孔上起吊 起吊时必须保护控制柜和机组其它部分不受损伤 水管机组进出水口必须安装截止阀便于系统能完成常规维修 建议在冷凝器和蒸发器进出水处安装温度计和压力表 便于常规检查和维修机组 建议在水泵进水口安装过滤网 避免杂质进入冷凝器和蒸发器 在机组和管道连接之前预先检查管路的密封性 建议与机组相连的管道安装减振装置 避免将机组振动传递到管路上 建议安装符合要求的流动检测装置 如靶式流量计 水压差控制器 并且将它们与机组控制相连 建议由机组来控制冷却水泵 冷冻水泵以及冷却塔风扇的开启和停止 以期获得最好的节能效果和可靠性 2020 4 8 60 机组检查水路部分检查所有的水系统管路 确认蒸发器和冷凝器水路联结无误并且水流方向正确 检查冷却水进水温度传感器和冷冻水出水温度传感器安装位置是否正确 接头是否牢固 温度显示值是否正确 如果不对 请在TP7控制屏中的 机组设置 项上进行校正 打开所有水阀 开启水泵 检查连接水法兰是否有泄漏 排出冷凝器和蒸发器中的空气 A4检测蒸发器和冷凝器水侧阻力损失 检查水流开关或水压差控制器是否动作正确 电路部分断开主断路器 检查电柜的进线是否安全牢固 检查供给机组的电源 其电压波动范围应不超过压缩机铭牌所示额定电压的10 且相电压不平衡不超过2 检查是否有足够的供电容量 以满足机组的启动和满载运行 确认所有的电缆和保险具有与机组运行相匹配的合适规格 并根据相关电控图纸完成所有的联锁控制线路 包括远程 冷冻泵和冷却泵以及冷却塔风扇 机组部分确认油分中油的温度不低于40 检查所有的阀门是否打开 包括供液截止阀 供油截止阀 蒸发器回油截止阀 浮球阀进液阀 平衡阀和导阀出液球阀 2020 4 8 61 机组启动闭合主电源开关和控制电路上的小空开和急停开关 使控制屏上电 机组第一次启动前要求进行压缩机测试 在控制菜单中选择 测试有效 然后作压缩机3秒和12秒测试 观察内容通过观察高低压差的变化判断压缩机的旋向是否正确 如果压差减少 表明压缩机接线有误 需重接 检查压缩机启动Y 转换是否正确 检查压缩机有无异常声响 检查没有问题后控制屏重新上电 否则压缩机重启动需要20分钟 检查机组设置中的各个项目是否满足要求 在控制菜单中选择 本地有效 设定好蒸发器出水温度 然后按下 启动 按钮启动机组 紧急停机红色的按钮是用于出现故障时使机组紧急停机 长期停机关闭供液阀 运行机组直到低压报警停机 断开机组电源 断开控制电路上的小空开 2020 4 8 62 注意本机组的运行范围要求冷却水进水温度不得低于20 当低于20 时 保证压缩机运行的最小油压差的建立可能会遇到困难 当冷却水进水温度低于25 时 压缩机可能达不到100 能量 因此机组最好能安装冷凝压力调节阀 或者按照我们所提供的图纸来控制冷却塔风扇 第一次启动时由于机组蒸发器进水温度很高 很可能蒸发压力很高而导致超出压缩机运行范围并无法建立压缩机运行需要的足够的油压差 为保证机组能够在这种情况下顺利启动 机组设置中规定当蒸发压力超过350kPa时 供液电磁阀掉电 当蒸发压力低于250kPa时 供液电磁阀重新得电 此时低压值将在230 370kPa范围内波动 如果浮球阀开度过大 可能超出这一范围 进而引起低压预报警 此时需要关小浮球阀 如果低压报警设定值设置不当也容易引起低压预报警 电气控制柜注意 在维护 检修电气之前一定要使整个电控箱断电 在维护电控箱前必须先熟悉电路图 了解冷水机组的运行原理 电气元件不须专门维护 只需每月适当拧紧线接头 警告如果不按要求接线 质量保证书将失效 保险断开或保护器跳开表明短路或过载 在更换保险或重新启动压缩机前 必须查明故障并修理 该控制箱应由有经验的电气工程师维修 任意改动控制柜线路将导致设备损坏 2020 4 8 63 机组维护当油过滤器压降超过100kPa时 需更换油过滤器 定期检查压力传感器和温度变送器的准确度 它们直接关系到机组是否能够稳定运行 如有偏差 可在机组控制器设置中校正 当发现滞后的压缩机不能启动时 应检查超前的压缩机能量是否能够到达100 400kPa油压以上 如果不能 在机组能量调整中改正 清除水垢机组换热管表面结垢会导致热交换效率的下降 增加压缩机的功耗 因此机组最好使用软化水或者定期对换热管进行清洗 在清洗前 应事先作好准备工作 把所需要修理的设备与管路系统隔断 用化学清洗后要注意要用大量的水对换热管内的残存药液进行稀释 直到PH值恢复到6 8 2020 4 8 64 日常维护为保证机组运行时处在最佳状态 请定期检查以下项目 必要时进行调整 同时作好检查记录 2020 4 8 65 常见故障分析 2020 4 8 66 常见故障分析 2020 4 8 67 热力性质表 HFC 134a 2020 4 8 68 机组控制 2020 4 8 69 电气原理图 2020 4 8 70 触摸式操作控制屏 人机界面友好PLC电脑控制系统PID比例积分调节大中文触摸屏显示BAS联网及多机联控实现远程监控及通信功能压缩机超前 滞后平衡功能 控制特点 2020 4 8 71 控制柜 2020 4 8 72 控制柜 2020 4 8 73 控制柜 2020 4 8 74 特点 冷冻水出水温度的控制显示所有测量的温度和压力 自动控制冷冻水泵 冷却水泵和冷却塔风机冷却塔旁通阀的调整控制二级安全保护装置可以防止非操作人员改变设定值和其它控制参数 完整的报警和错误诊断功能可用简捷的语言向操作者提示出设备报警和错误发生的原因 控制器内的时钟可以保证机组按时进行开机 停机的要求 一次定时调整保证七天再加上休息日的工作要求计划 每天一次启动和停机 服务测试模式用于检查控制器的硬件 压力变送器可以直接读出系统压力 在错误跳闸前 控制器优先控制蒸发压力过低并进行错误校正 优先控制排气温度过高 2020 4 8 75 S7 200可编程序控制器 CPU226中央处理单元集成24输入 16输出共40个数字量I O点 可连接7个扩展模块 最大扩展至248路数字量I O点或35路模拟量I O点 13K字节程序和数据存储空间 6个独立的30kHz高速计数器 2路独立的20kHz高速脉冲输出 具有PID控制器 2个RS485通讯 编程口 具有PPI通讯协议 MPI通讯协议和自由方式通讯能力 I O端子排可以很容易地整体拆卸 EM222数字量扩展模块提供更多的数字量输入 输出途径 EM231模拟量扩展模块提供模拟量输入 输出功能 EM231热电阻模块提供S7 200与多种热电阻的连接接口 2020 4 8 76 EM277PROFIBUS DP扩展从站模块通过EM277PROFIBUS DP扩展从站模块 可将CPU连接到PROFIBUS DP网络 TP7触摸屏单色触模式显示屏 显示区域为102x84mm 操作简单 汉字显示 S7 200可编程序控制器 2020 4 8 77 检测及维护 警告在安装或拆卸S7 200模块及其相关设备时 如果没有切断电源 就有可能导致严重的人身伤害或损坏设备 因此 在安装和移动S7 200模块前 一定要切断所有的电源 并且要随时随地注意这一点 2020 4 8 78 检测及维护 输入以每一个保护开关的正常位置来作为输入点 也可通过相应的灯是否亮来判断是否为程序或接线故障 输入为DC24V 模拟量应首先保证EM222 EM231接线正确无误 高压变送器为1 5V 对应压力为0 2 5Mpa 低压变送器为1 5V 对应压力为0 1 6Mpa 温度变送器为1 5V 对应温度为 10 70 数字量PLC为每一个数字量的输入及输出提供了灯光指示 I为数字量输入 O为数字量输出 可根据报警显示信息及查看相应的灯是否亮来判断故障输出可首先通过相应的灯是否亮来判断是否为程序或接线故障 如相应的灯已亮而器件无动作 则为接线错误或器件损坏 如根据程序应有相应输出 而灯不亮 则为程序错误或PLC损坏 注意 输出端为AC220V 2020 4 8 79 首先检测VCI电压 交流输入端为220V 直流输出端为24V和5V 24V为供给变送器使用 5V供给选通板和2EM222使用 检测选通板SB 共十路模拟量输入 下方六个 左右各二个 下方的每个插头从左至右 左右插头从下至上 为电源 地线 屏蔽线 信号线 应能检测到有DC24V电源 信号线应有与压力对应的电压信号 如果有故障 应先断掉电源 仅将信号线从接线柱上拆下 上电后测量信号线对地线电压 应有与压力相对应的电压 如此时电压信号不对 确认变压器接线无故障 则更换压力变送器 如果每一路