制冷装置自动化第二章(4)

1、4. 热气旁通能量调节 在负荷下降使吸气压力降低时，将压缩机排出的高压热气旁通一部分到低压侧，用于补偿因负荷下降而减少的蒸发器回气量，保持压缩机连续运行所必须的最低吸气压力。它能使压缩机的能力与蒸发器的实际负荷相适应，在蒸发器负荷下降时，来自高压侧的热气为其提供一个虚负荷。（1）用在压缩机没有气缸卸载机构的小型装置中（7.5Kw） 采用低压控制器控制压缩机启、停存在：启停控制造成湿度控制困难；负荷变化大时，启停频繁，启动电流冲击大，采用热气旁通到吸气管，给压缩机施加负荷，使之连续运转，可以提高经济性和寿命。（2）在有能量卸载的压缩机上：启动和降负荷调节到最低档时，压缩机处于基本能级，若希望启动

2、负荷更小，或者希望在负荷小到几乎是空载时仍要压缩机不停止运行的场合，可以在最低能级挡再设热气旁通实现该范围内的无级能量调节。 （1）高压侧旁通管上安装热气旁通调节阀，受阀后（吸气）压力控制，图中A压缩机能力曲线，B能量调节阀能力曲线。（2）能量调节阀打开时，压缩机旁通损失制冷量QA-QB（3）额定工况下蒸发温度-8 ，制冷量18.5Kw，负荷下降，蒸发温度降低到-11 时，旁通阀打开；负荷降到9.9Kw时，采用旁通，压力维持在80KPa，对应蒸发温度为-15 ，此时蒸发器实际负荷为15.7-5.8=9.9Kw。 A与B曲线交点S机组最低蒸发温度，即100%卸载。（a）热气旁通在吸、排气管上，压

3、缩机过热；（b）再加喷液阀，使热气冷却、降低过热度；（c）在储液器顶部引高压饱和蒸汽旁通，要防止液体抽回压缩机；（d）将热气向蒸发器出口旁通，膨胀阀温饱在旁通点下游2m处；（e）从蒸发器中部引热气向蒸发器提供虚负荷；（f）对并联多路盘管的蒸发器，将热气旁通到膨胀阀与分液器之间。采用喷液冷却热气旁通能量调节的小型装置的系统图和循环原理图。能量调节阀将热气旁通到吸气管。同时喷液阀将液体引入吸气管使吸气冷却。为了保证热气与液体充分混合、应使液体逆喷（喷液方向与吸气管中的气流方向相反）。 启动时，热气电磁阀9打开，电磁导阀10关闭，自动截止阀(主阀)关闭排气全部旁通到吸气侧，实现100卸载。待压缩机达

4、到额定转速时，热气电磁阀关闭；电磁导阀接通，打开排气管上自动截止阀，转入正常运行。为卸载启动用的热气旁通时间不宜过长，否则压缩机会过热。 。 系统从贮液器3顶部引饱和蒸汽向蒸发器5入口侧旁通，可以在能量调节时避免排气温度过高。另外在排气管上安装控制式自动截止阀、电磁导阀10和热气电磁阀9，用于压缩机启动时100卸载使用。a)系统原理图系统原理图 b)CPC型旁通调节阀结构型旁通调节阀结构 旁通能量调节系统原理图旁通能量调节系统原理图1-保护盖保护盖 2-调整杆调整杆 3-阀体阀体 4-脉动阻尼器脉动阻尼器 5-波纹管波纹管 6-阀盘阀盘喷液阀喷液阀 向蒸发器前旁通热气向蒸发器前旁通热气 能量调

5、节阀的技术参数（能量调节阀的技术参数（CPCECPCE型）：型）：调节范围调节范围p0 0=0-0.6MPa=0-0.6MPa最高工作温度最高工作温度140140最高工作压力最高工作压力2.15MPa2.15MPa适用制冷剂适用制冷剂R12R12、R22R22、R502R5025. 压缩机变速能量调节压缩机压缩机制冷量制冷量功率消耗功率消耗转速成比例转速成比例能量调节最佳方法能量调节最佳方法采用变频调速采用变频调速v6. 螺杆压缩机能量调节螺杆压缩机能量调节 1）滑阀调节）滑阀调节 滑阀的位置离固定端滑阀的位置离固定端越远，回流孔长度越越远，回流孔长度越大，输气量就越小，大，输气量就越小，当滑

6、阀的背部接近排当滑阀的背部接近排气孔口时，转子的有气孔口时，转子的有效长度接近于零，便效长度接近于零，便能起到卸载启动的目能起到卸载启动的目的。的。输气量和滑阀位置的关系曲线输气量和滑阀位置的关系曲线 调节过程中，功率与输调节过程中，功率与输气量在气量在50%以上负荷运以上负荷运行时几乎是成正比例关行时几乎是成正比例关系，但在系，但在50%以下时，以下时，性能系数则相应会大幅性能系数则相应会大幅度下降，显得经济性较度下降，显得经济性较差。差。螺杆式制冷压缩机的输气量螺杆式制冷压缩机的输气量调节范围一般为调节范围一般为10% 100%内的无级调节。内的无级调节。滑阀调节机构的组成滑阀调节机构的组

7、成 滑阀轴向移动的动作是根据吸气压力和温度，滑阀轴向移动的动作是根据吸气压力和温度，通过液压传动机构来完成通过液压传动机构来完成 。7离心压缩机能量调节离心压缩机能量调节 思路：思路：改变压缩机或换热器参数，可对制冷量进行调节改变压缩机或换热器参数，可对制冷量进行调节(1)进口节流调节进口节流调节原理原理：调节压缩机节流阀开度：调节压缩机节流阀开度相当于调整饱和温度相当于调整饱和温度td，可获得曲线可获得曲线d0，d1，d2，d3； 由压缩机的工作点由压缩机的工作点a0，a1， a2，a3得进口工作温度点得进口工作温度点 td0，td1,td2, td3, 调节节流阀开度调节节流阀开度调节调节

8、 则压缩机的制冷量则压缩机的制冷量Q0得到得到 相应的调节。相应的调节。 适用：适用： 负荷变化不大，负荷变化不大， 功率较小的系统；功率较小的系统；(2)改变压缩机转速改变压缩机转速n方法：方法：改变压缩机转速改变压缩机转速n时，压缩机效率时，压缩机效率发生变化（发生变化（1，2，3），在冷凝器压力），在冷凝器压力tk一定时，交一定时，交a1，a2，a3点点，从而使制冷量得到调节，从而使制冷量得到调节效率效率：n变化时，轴功率、制冷量、喘振点均变化变化时，轴功率、制冷量、喘振点均变化 降降20% 降降 70% 降降60%， 降降 20%(3)调节进口导叶角度调节进口导叶角度方法方法：通过调节

9、进口：通过调节进口 导叶角度导叶角度改变进气量，改变进气量， 从而改变制冷量从而改变制冷量 效率效率：变化得曲线变化得曲线 1，2，3，4与冷凝与冷凝 器曲线交点器曲线交点tw1发生变化发生变化8.涡旋压缩机能量调节涡旋压缩机能量调节 压缩机容量是通过涡旋盘的周期性啮合与脱开来压缩机容量是通过涡旋盘的周期性啮合与脱开来改变的改变的.当外部电磁阀关闭时当外部电磁阀关闭时,数码涡旋象标准型压缩数码涡旋象标准型压缩机一样工作机一样工作,容量达到容量达到100%.当外部电磁阀打开时当外部电磁阀打开时,两两个涡旋盘稍微脱离个涡旋盘稍微脱离,此时压缩机无制冷剂被压缩此时压缩机无制冷剂被压缩,从而从而无容量

10、输出无容量输出.所以所以,在一个在一个10s的循环中的循环中,如果涡旋盘加载如果涡旋盘加载2s,卸载卸载8s,其平均容量就是其平均容量就是20%,加载时间占循环周期加载时间占循环周期的比例可以在的比例可以在10%100%输出容量的范围内任意改变输出容量的范围内任意改变.电磁阀处于常闭状态时电磁阀处于常闭状态时,活塞上下两侧的压力为排气压力活塞上下两侧的压力为排气压力,一弹簧力一弹簧力确保两个涡旋盘共同加载确保两个涡旋盘共同加载.电磁阀通电时电磁阀通电时,调节室内的排气被释放到调节室内的排气被释放到低压吸气管低压吸气管.这时这时,活塞的下部压力大于活塞上部压力活塞的下部压力大于活塞上部压力,导致

11、活塞上移导致活塞上移,同时定涡旋盘也随之上移同时定涡旋盘也随之上移.该动作使两个涡旋盘分开该动作使两个涡旋盘分开,涡旋盘没有对涡旋盘没有对制冷剂进行压缩制冷剂进行压缩.电磁阀断电再次使压缩机满载电磁阀断电再次使压缩机满载,恢复压缩操作恢复压缩操作.如图给出了数码涡旋压缩如图给出了数码涡旋压缩机机械硬件机机械硬件.定涡旋盘顶部定涡旋盘顶部安装有活塞安装有活塞,活塞上移定涡活塞上移定涡旋盘也随之上移旋盘也随之上移,活塞顶部活塞顶部的调节室通过排气孔与排的调节室通过排气孔与排气压力相连通气压力相连通,调节室与吸调节室与吸气压力通过一外接电磁阀气压力通过一外接电磁阀连接起来连接起来.数码涡旋操作分为两

12、个阶段数码涡旋操作分为两个阶段:电磁阀关闭的电磁阀关闭的“负载状态负载状态”和电磁和电磁阀打开的阀打开的“卸载状态卸载状态”.负载状态时数码涡旋压缩机象常规涡旋压负载状态时数码涡旋压缩机象常规涡旋压缩机一样工作缩机一样工作,传递全部容量和制冷剂蒸汽流量传递全部容量和制冷剂蒸汽流量;卸载状态中卸载状态中,无容无容量和制冷剂蒸汽流量通过压缩机量和制冷剂蒸汽流量通过压缩机.结合图结合图3介绍一下介绍一下“周期周期时间时间”的概念的概念.一个周期时一个周期时间包括间包括“负载状态时间负载状态时间”和和“卸载状态时间卸载状态时间”.容量容量调节这两个时间阶段的组调节这两个时间阶段的组合决定压缩机的容量调

13、节合决定压缩机的容量调节.例如例如:在在15s周期时间内周期时间内,若负载状态时间为若负载状态时间为7.5s,卸载状态时间为卸载状态时间为7.5s,压缩机调节量为压缩机调节量为(7.5s100%+7.5s0%)/15=50%.若在相同若在相同的周期时间内负载状态时间为的周期时间内负载状态时间为12s而卸载状态时间为而卸载状态时间为3s,则压缩机则压缩机调节量为调节量为80%.也就是容量为负载状态时间除以周期时间也就是容量为负载状态时间除以周期时间.通过改通过改变负载状态时间和卸载状态时间变负载状态时间和卸载状态时间,可用压缩机产生任何容量可用压缩机产生任何容量(10%100%).变容机构变容机

14、构16 16 秒秒全能力全能力零能力零能力零能力零能力全能力全能力10 10 秒秒10 10 秒秒例子例子: 20%: 20%输输出出例子例子: 50%: 50%输输出出负载负载 (1) (1)卸载卸载 (0) (0) 全能力全能力零能力零能力4 4秒秒涡旋间分离涡旋间分离1 1亳米亳米可用不同的周期时间获可用不同的周期时间获得相同的容量。例如：得相同的容量。例如：用用.秒负载时间和秒负载时间和.秒卸载时间组合得到秒卸载时间组合得到 容量。同样，也容量。同样，也可用秒负载时间和可用秒负载时间和秒卸载时间组合得秒卸载时间组合得到到 容量（图）。容量（图）。谷轮公司已根据经验为谷轮公司已根据经验为

15、各容量调节确定了理想各容量调节确定了理想的周期时间。的周期时间。“周期时周期时间间”和和“容量调节比例容量调节比例”成反比，容量调节比例成反比，容量调节比例越低，周期时间应越长越低，周期时间应越长（图）。在各理想的（图）。在各理想的周期时间内系统能量效周期时间内系统能量效率最大。率最大。一、双位控制一、双位控制 以冷库中的温度控制为例，来分析双位调节器的调节过程。 调节系统的控制流程见图28。2.8被冷却对象温度控制被冷却对象温度控制 通常情况下，冷库温度调节器采用双位调节器，通过控制制冷剂供液电磁阀的开与关，来控制进入冷库中的制冷剂流量，从而控制冷库中的温度，这在制冷装置中是用的非常普遍的双位调节的例子。 图28为双位调节器控制冷库温度原理图。 图29为双位调节器调节过程曲线图。 从上面的分析可知，双位调节系统的过渡过程曲线是一个不衰减的脉动的过程曲线，整个双位调节过程曲线是由一段段对象的飞升曲线所组成。 即只有当被调参数超过上限值或低于下限值时，调节器才做出瞬时快速的调节动作； 而当被调参数在给定上下限范围内变化时，调节器不产生任何动作。因此在整个差动范围内，被调参数的变化是按该调节对象的飞升特性规律变化的。二、串级控制二、串级控制直接蒸发式冷风机冷库库温调节系统。 冷库库温串级调节系统及其框图。 实现直接蒸发式冷风机冷库的串级调节控2.9 电磁阀 电磁阀是制冷