制冷空调压缩机与设备的选择课件

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、选择原则,4.冷凝器、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,compressor,condenser,evaporator,expansionvalvethrottle,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,应用最早、最成熟、单级压缩比可达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=几十500k螺杆式：0=501500k离心式：01500k,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,螺杆式压缩机背面,17,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、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。,18,开启螺杆压缩机组,19,半封螺杆压缩机,20,LG系列压缩机结构图,21,BF系列螺杆制冷压缩机结构,22,第四代螺杆压缩机型线,23,24,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,25,YSLGF980螺杆低温盐水机组（采用日本前川QKF25C压缩机）,26,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,27,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4。适用：空调场合（温区）、化工企业。,28,离心式压缩机产品图,29,离心式压缩机剖面图,30,离心式压缩机现场图1,31,离心式压缩机现场图2,32,表2-3各种制冷压缩机的适用领域和场合及单机容量,33,2.1.2制冷压缩机选型的要点,34,注意：专用机组的设备费低，安装费省，效率高。,35,表2-2美国和加拿大冷库采用压缩机的状况(62个厂),36,实例:美国和加拿大公用冷库中压缩机的应用情况Statusofcompressorsusedin62plants,37,2.2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：,38,图2-1两台并联和四台并联系统的调节特性,39,压缩机台数选择的原则,40,实例：Somefeaturesof226pistoncompressors125,Note:VFDrepresentsvariablefrequencydrive,41,Somefeaturesof213screwcompressors,42,2.3压缩机能量调节方式,能量调节=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。,43,2.3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,44,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,45,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。,46,图2-2部分负荷与功率关系,47,表2-5离心式制冷压缩机三种调节方法的比较,48,2.4冷凝器的选择,传统用于小型，有向中、大型发展的趋势（国外氨系统也有采用）。COP低，但不需冷却水。,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（0.35-1%，51-76%），水泵压头小（1/4），风机电耗小（1/3），冷凝温度可低。节能（10-30%）。目前应用越来越广。,condenser,P44表2-7,49,表2-6美国和加拿大公用冷库的冷凝器形式(62个厂),注：有的厂采用了两种冷凝器。,50,大型风冷冷凝器产品图,51,（水冷式）立式冷凝器现场图,52,（水冷式）卧式冷凝器现场图,53,立式冷凝器进水端与分水器1,54,立式冷凝器进水端与分水器2,55,机械通风冷却塔,56,蒸发式冷凝器,57,蒸发式冷凝器现场图,58,2.5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，即采用较大的蒸发器传热面积。结果：适当增加初投资，使运行费降低。,evaporator,59,冷库按使用库温，分1.冷却库（高温库）库温t=0左右2.冻结库（低温库）库温t=-20-303.冷藏库冷却食品，库温t=24（果蔬乳蛋）冷冻食品，库温t=-18-25（肉、鱼）高温(-28)、中温(-10-23)、低温(-23-30)、超低温(-30-80)高温2C；低温15C,60,表2-8上海江浦冷冻厂节能改造的效果,61,例如,冰池蒸发器面积，传统配备3m2/（吨冰日）,目前不少企业采用9m2/（吨冰日）,见表,62,表2-9增大冰池蒸发器面积的效益比较,63,2.5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。（冷却排管、冷风机等）,64,制冰池中的冰桶,65,制冰池与盐水搅拌器,66,制冰池蒸发器的供液和回气管,67,冷却排管（顶管和墙管）,68,冷却排管（墙管）,69,冷却排管（搁架式）,70,平板式速冻机,71,工业型冷风机,72,2.6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,expansionvalvethrottle,73,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。（？）,74,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,75,表2-10冰山牌FQ1系列浮球阀的技术规格(大连冷冻机厂),76,2.6.1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,77,2.6.2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。,78,图2-5内平衡式热力膨胀阀的结构及工作系统图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,79,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,80,2.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。,81,表2-12蒸发温度对热力膨胀阀容量的影响,82,表2-13膨胀阀前液体压力损失对膨胀阀容量的影响,83,表2-14建议热力膨胀阀采用的液体过冷度,84,2.6.3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。,85,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。,86,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。,87,2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。,88,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。,89,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、短行程之分,压缩比大的场