暖通空调设备检修制冷机组溴化锂制冷机知识讲解

1、任务一 溴化锂制冷机一、概述 以热能为动力源，以水为制冷剂，以溴化锂溶液为吸收剂，制取冷源水，称为溴化锂制冷机（简称“溴冷机”）。其热源主要有蒸汽、热水、燃气和燃油等，可分为直燃型、蒸汽型和热水型。蒸汽型机组主要用在有蒸汽可以利用的场合，如城市集中供热热网、热电冷联供系统、纺织、化工、冶金等行业；热水型机组，可利用65以上的热水，如地热、太阳能热能、工业领域工艺过程产生的余热热水制取冷水。直燃型机组可利用燃气为宾馆、医院、写字楼、机场等大型建筑物提供空气调节。由于是“以热制冷”，溴化锂制冷机还可以利用工业废余热，为工业提供工艺所需冷水或空调。 真空状态下，用溴化锂水溶液为工

2、质，溴化锂吸收式制冷机以水为制冷剂，溴化锂水溶液为吸收剂，制取0以上的低温水，多用于中央空调系统。 溴化锂制冷机利用水在高真空状态下沸点变低（只有4摄氏度）的特点来制冷。（利用水沸腾的潜热）溴化锂属盐类，为白色结晶，易溶于水和醇，无毒，化学性质稳定，不会变质。溴化锂水溶液中有空气存在时对钢铁有较强的腐蚀性。溴化锂吸收式制冷机因用水为制冷剂，蒸发温度在0以上,仅可用于空气调节设备和制备生产过程用的冷水。这种制冷机可用低压水蒸汽或75以上的热水作为热源，因而对废气、废热、太阳能和低温位热能的利用具有重要的作用。溴化锂吸收式制冷机是1945年研制成功的，它可以利用低温位热能,又有较高的热力系数(单级

3、的热力系数在0.7左右),故发展较快,在一些国家中已被普遍用于空气调节等方面。溴化锂吸收式制冷机有多种类型，如两级发生的溴化锂吸收式制冷机，它可有效地利用高压加热蒸汽；两级吸收的溴化锂吸收式制冷机，它可有效地利用低温位热能；直燃式溴化锂吸收式制冷机，可利用油或煤气的燃烧直接加热等。溴化锂吸收式制冷机还可与背压式汽轮机组成联合装置，利用汽轮机的排汽作为溴化锂吸收式制冷机的加热蒸汽，这样不但可提高水蒸汽的利用率，且同时可以满足几种要求，例如制冷和发电。根据这一想法已经设计出溴化锂吸收式制冷机与离心式氟利昂制冷机联合工作的制冷机组。它用背压式汽轮机直接驱动离心压缩机，并利用其排汽向溴化锂吸收式制冷机

4、加热。这种机组可生产较大的冷量，也可在不同的蒸发温度下生产冷量。这种机组不但经济性好（汽耗率低），而且低负荷特性好，即在部分负荷时仍能保持较高的经济性。二、溴化锂吸收式制冷机形式溴化锂吸收式制冷机的发生器、冷凝器、蒸发器和吸收器可布置在一个筒体内（称单筒式），也可布置在两个筒体内（称双筒式）。图3为双筒式溴化锂吸收式制冷机的系统，它的工作原理与图1相同，而差别在于：使用蒸发器泵和吸收器泵，它们的作用是使冷剂水（制冷机）和吸收液分别在蒸发器和吸收器中循环流动，以强化与冷媒水（载冷剂）和冷却水的换热；在冷凝器至蒸发器的冷剂水管路和发生器至吸收器的吸收液管路上均无节流阀，这是因为溴化锂吸收式制冷机高

5、压部分与低压部分的压差很小,利用U型管中的水封和吸收液管路中的流动阻力即可将高低压力分开。在单筒式制冷机中,冷凝器与蒸发器之间甚至可以不用U型管，而用一个短管或几个喷嘴代替。溴冷机产生污垢主要有两处，一是走冷媒水、冷却水的蒸发器、吸收器、冷凝器铜管簇会存在水垢、粘泥垢，它的清洗技术已基本成熟。但对处于溴化锂溶液流经的机组内腔的污垢，其清洗技术要求则复杂得多。由于溴化锂溶液是强电解质，对碳钢有一定腐蚀（在有氧条件时，腐蚀性更大），而且能量增强剂辛醇具有一定油性，因此溴冷机使用数年后就会因内腔锈蚀产生锈垢和粘泥垢，这些垢物附着在换热管侧，导致污垢系数增大，影响热交换效果，严重时垢物还会堵塞喷嘴或淋

6、激孔，造成机组制冷量大幅衰减。有的单位采取以溶液为主剂清洗内腔，但除垢效果并不理想，一旦内腔锈蚀严重，喷淋系统堵塞，就通过割孔将喷淋系统抽出进行更换，治表不治本，没有彻底解决内腔结垢污染的问题，处理得不好，还可能会对机组造成新的结构上的故障或留下其他隐患。任务二 制冷机组一、 风冷模块机组组合灵活：主机模块化设计，由单元模块组成，便于能量扩展，选择范围广，可根据符荷需要选最多32单元模块任意组合，满足使用要求。二、螺杆式制冷机螺杆式制冷压缩机都采用喷油润滑的方式进行，按压缩机与电动机联结的方式不同，分为开启式、半封闭式和全封闭式三种。 开启式机组：压缩机通过联轴器与电动机相联，要求在压缩机伸出

7、轴上加装可靠的轴封，以防制冷剂和润滑油泄漏。 半封闭式机组：电动机与压缩机做为一体，中间用法兰联接，能有效防止制冷剂和润滑油的泄漏，并采用制冷剂冷却电动机，消除了开启式机组中电动机冷却风扇的噪声。 全封闭式机组：把电动机与压缩机封闭在一个容器内，彻底消除了制冷剂和润滑油的泄漏，噪声为最低。目前该制冷压缩机在标准工况下（蒸发温度：-15，冷凝温度：30）制冷量范围已经超过3500KW。 全封闭式螺杆压缩机组主要适用于写字楼、运输工具、图书馆、商厦、医院、民用住宅、宾馆等对噪声特别敏感场所的独立空调或中央空调系统内。开启式与半封闭式机组在工矿企业、人防工程运用较多。 两种形式压缩机组的比较 1.开

8、启式机组 优点： (1) 压缩机与电动机相对分离，对电动机没有特殊的要求，故压缩机的适用范围较广。 (2) 同一台压缩机，可适应不同制冷剂，除了采用卤代烃制冷剂外，通过更改部分零件的材质，还可采用氨作制冷剂。 (3) 可根据不同的制冷剂和使用工况条件，配用不同容量的电动机。 (4) 单机头机组制冷量可达200万大卡以上。 (5) 成本较低，价格较便宜。 缺点： (1) 需要轴封封住制冷剂和润滑油泄漏的通道，这也是用户经常维护的重点。JB/T6906-93 螺杆式单级制冷压缩机标准中对渗油量规定：开启式机组运行时的轴封处渗油量应不大于3ml/h。由于氟利昂和冷冻油是互溶的，故在使用过程中氟利昂与

9、冷冻油的同步泄漏无法避免，尤其在运行满1000小时以后，由于轴封的磨损，会加剧氟利昂与冷冻油的泄漏，加大维修和运行费用，影响正常使用。 (2) 配套的电动机高速旋转，冷却风扇形成的气流噪声大，压缩机本身噪声也比较大，开启式机组一般噪声在90dB(A)以上，导致噪声污染环境。 (3) 需要配置单独的油分离器和油冷却器等复杂的油系统部件，导致机组体积庞大，使用维护不便，且重量和占地面积都大。 (4) 效率低，由于需要用外置电动机驱动油泵及配用普通低效率电机，空调名义工况能效比一般不超过4.0。 2. 半封闭式机组 优点： (1) 由于采用半封闭式方式，电动机与压缩机一体化设计，故噪声低、振动小，不

10、存在开启式机组的氟利昂和润滑油的泄漏等问题，减少了用户的维护和管理成本，不会因泄漏而影响用户的正常使用。 (2) 由于采用半封闭式方式，电动机与压缩机合为一体，加上内置分油消音器，大大地降低了运行噪声，同等冷量开启式与半封闭式噪声差别约为15 dB(A)。 (3) 由于内置油分离器采用内压差供油方式，无需配外置电动机驱动油泵，提高了运行的能效比，空调名义工况下能效比一般大于4.5。 (4) 对要求较高的场合，可采用双机头或三机头型式，各制冷系统相对独立，一旦某系统出现故障，其他系统可以正常工作，不会对生产和环境造成太大影响。 缺点： (1) 目前国内所采用半封闭式螺杆压缩机大部分为国外原装进口

11、，价格较高。 (2) 由于采用耐氟利昂、耐润滑油和耐高温特种电机，增加了压缩机的材料成本，故同档次半封闭式压缩机价格高于开启式压缩机。 (3) 单机容量较小，单机头容量一般不超过150万大卡。三、离心式制冷压缩机 （一）离心式制冷压缩机作为一种速度型压缩机，具有以下优点：    1.在相同冷量的情况下，特别在大容量时，与螺杆压缩机组相比，省去了庞大的油分装置，机组的重量及尺寸较小，占地面积小；    2.离心式压缩机结构简单紧凑，运动件少，工作可靠，经久耐用，运行费用低；     3.容易实现多级压缩和多

12、种蒸发温度，容易实现中间冷却，使得耗功较低；    4.离心机组中混入的润滑油极少，对换热器的传热效果影响较小，机组具有较高的效率。    具有以下缺点：    1.转子转速较高， 为了保证叶轮一定的宽度， 必须用于大中流量场合， 不适合于小流量场合；     2.单级压比低，为了得到较高压比须采用多级叶轮，一般还要用增速齿轮；     3.喘振是离心式压缩机固有的缺点，机组须添加防喘振系统；     4.同一台机组

13、工况不能有大的变动，适用的范围较窄。    （二）、离心式制冷压缩机的应用状况及趋势。    目前国内离心式冷水机组的大部分市场主要由欧日美一些制冷企业所占据.比较有名的企业如特灵、开利、约克、麦克维尔、AXIMA（原苏尔寿）、荏原、三菱等依靠先进的技术及良好工艺主导离心冷水机组市场.国内企业主要为重庆通用，早期引进NREC的技术来开发离心式制冷机.随着社会的发展，用户需要的冷量越来越高，另外由于节能的要求使得离心机组具有越来越广的市场.一些国内空调厂家如海尔、澳克玛、格力及美的（与重庆通用合并）纷纷推出自己的离心式冷水机组.大冷与A

14、XIMA合作开发出离心冷水机组及区域供暖的离心热泵机组.这些离心机组大部分采用环保工质R134a。    随着能源的形式日趋紧张，节能降耗是产品发展的一大趋势.另外由于中国城镇化水平的不断提高，建筑能耗不断增加.具有最高性能系数的离心冷水机组无疑将成为市场的热点，近年来离心冷水机组的销量不断提高。    国内大部分开发离心冷水机组的企业只是购买进口压缩机，基本上没什么利润.国外离心机厂家不会轻易出让自己的核心技术，要想研制离心式制冷压缩机，只有走自主开发的道路.随着设计及制造技术的不断成熟，使得国产离心式制冷压缩机的研制成为可能。&#

15、160;  （三）、开发研制离心式压缩机的难点、重点及对策。    研制一台离心压缩机包括多方面的内容：气动热力计算、强度与振动计算、结构设计、各种材料的选择、加工制造工艺设计、自动控制与调节设计、以及驱动型式选择等.其中的难重点主要有以下几个方面：    1.叶轮的设计    转子作为离心压缩机的运动部件，其核心部分为叶轮.现在国内外各大离心机厂家均采用三元流方法进行叶轮设计.三元流方法要求设计人员具备数值模拟、计算流体动力学、流体机械内部流场理论等非常专业的知识.国内公司技术人员大

16、部分不具备这些专业知识，要设计高效的三元叶轮，只有和高校科研机构合作.高校中离心式压缩机方面的专家主要有上海交大的谷传纲教授、西安交大的王尚锦教授.谷教授长期从事离心机方面的研究，先后主持完成6项国家自然科学基金项目，在离心机三元流设计，压缩机组试验、监测及控制，系统防喘振等方面均有深入的研究，他所主持完成的多级离心压缩机气动设计技术与应用项目获2004年国家科技进步二等奖.王教授领导的西安交大赛尔机泵科研组，以独具特色的“可控涡叶轮设计理论”，在石化等领域的机组改造中有出色的应用。    2.叶轮的加工制作    以三元流理论设计的叶轮叶片形状一般为空间曲面，叶片及叶轮的加工成型是制造的重点，也是难点. 对于三元叶轮，常用的加工方法主要有两种：    1)三体焊形式：也就是说轮盘、叶片、轮盖分别加工.这种加工方法对设备要求比较简单，轮盘、轮盖只需要车出外形就够了.叶片加工要麻烦一些，首先要利用三坐标机床铣出叶片模具，然后将下好料的叶片进行热处理，压型得到所需的