离心压缩机基本原理与结构jiemi

1、 离心压缩机基本原理与结构 1.1.基本制冷循环环2.2.离心压缩压缩机原理与与特性3.3.离心压缩压缩机结构与组结构与组成4.4.离心压缩压缩机辅辅助系统统 离心式冷水机组利用蒸汽压缩循环来冷却冷冻水，并将离心式冷水机组利用蒸汽压缩循环来冷却冷冻水，并将从冷冻水中吸收的热加上压缩机中产生的热排放到另一个被从冷冻水中吸收的热加上压缩机中产生的热排放到另一个被冷却塔冷却的水路循环中。包括四大组成：冷却塔冷却的水路循环中。包括四大组成：图1 制冷基本循环p 蒸发器蒸发器p 冷凝器冷凝器p 压缩机压缩机p 膨胀装置膨胀装置1.1 四大部件四大部件 图2 满液式蒸发器p 蒸发器蒸发器 蒸发器是一个热交

2、换器，将冷冻水中热量移走，降低蒸发器是一个热交换器，将冷冻水中热量移走，降低冷冻水温度。这些热用来蒸发制冷剂使其从液体变为气体。冷冻水温度。这些热用来蒸发制冷剂使其从液体变为气体。均使用换热效率高的满液式蒸发器。均使用换热效率高的满液式蒸发器。沸腾状态 图3 离心压缩机外形p 制冷压缩机制冷压缩机 压缩机组件由电机和离心式压缩机组成。格力离心压压缩机组件由电机和离心式压缩机组成。格力离心压缩机使用液态制冷剂冷却的半封闭电机。离心式压缩机是缩机使用液态制冷剂冷却的半封闭电机。离心式压缩机是速度型的，它通过将动能转换成压力来提高制冷剂的压力速度型的，它通过将动能转换成压力来提高制冷剂的压力和温度。

3、和温度。 p 冷凝器冷凝器 同蒸发器一样，冷凝器是一个热交换器。在这里，制同蒸发器一样，冷凝器是一个热交换器。在这里，制冷剂中的热量被排放掉并将制冷剂从气体冷凝为液体。这冷剂中的热量被排放掉并将制冷剂从气体冷凝为液体。这些热量使水温升高，冷却水将热量运送到冷却塔并排放到些热量使水温升高，冷却水将热量运送到冷却塔并排放到大气中。大气中。p 膨胀装置膨胀装置 制冷剂被冷凝为液体后经制冷剂被冷凝为液体后经过一个降压装置，这可以是简过一个降压装置，这可以是简单的孔板或复杂的电子膨胀阀。单的孔板或复杂的电子膨胀阀。图4 节流孔板 1.2 压焓图压焓图图5 制冷循环、P-h图h2ph042315p0h1h

4、4=h5蒸 汽 压 缩 制 冷 理 论 循 环p h图pk单位制冷量单位耗功单位制冷量单位制冷量: q0=h1-h5: q0=h1-h5 单位冷凝负荷单位冷凝负荷: : qkqk=h2-h4=h2-h4 单位压缩功单位压缩功: w0=h2: w0=h2h1h1制冷系数制冷系数： 1251000hhhhwq理论循环理论循环 1.3 典型运行工况典型运行工况 ARI550/590-2003标准（美国）与GB18430-2007标准（中国）用来测试和评估冷水机组。两者对比如下：ARI标准GB标准冷冻水出水温度 6.77冷冻水流量 m3/h0.155 0.172 冷却水进水温度 29.430冷却水流量

5、 m3/h0.195 0.215污垢系统 m2/kW0.018/0.0440.018/0.044 在蒸发器与冷凝器中水的温度变化可用下述公式表示：在蒸发器与冷凝器中水的温度变化可用下述公式表示：Q = Q = 热交换量热交换量 kWkWM M = = 流体流量流体流量 m m3 3/h/h) )C = C = 流体比热流体比热 kJ/(kgkJ/(kg* *) ) T= T= 流体温差流体温差 其中：其中：在蒸发器中，利用公式与设计工况，可计算出：在蒸发器中，利用公式与设计工况，可计算出：ARIARI标准标准GBGB标准标准冷冻水进出水温差冷冻水进出水温差 5.55.55 5冷冻水进水温度冷冻

6、水进水温度 12.212.21212Q = C M T 我们知道冷凝器需要排放的热量等于蒸发器吸收的热量加我们知道冷凝器需要排放的热量等于蒸发器吸收的热量加上压缩机所做的功，假设压缩机所做的功是蒸发器吸收热量的上压缩机所做的功，假设压缩机所做的功是蒸发器吸收热量的2525，那么冷凝器需要排放的热量就是蒸发器吸收热量的，那么冷凝器需要排放的热量就是蒸发器吸收热量的125125。在冷凝器中：在冷凝器中：ARIARI标准标准GBGB标准标准冷却水进出水温差冷却水进出水温差 5.55.55 5冷却水出水温度冷却水出水温度 34.934.93535 冷 凝 器 流 体 温 度 蒸 发 器 流 体 温 度

7、 饱和吸气温度 TR 冷凝热 蒸发热 36 912kPa R-134a 5.5 354kPa R-134a 提升 (F) 35 7 2 2 1 1 T 2 T 2 T 1 T 1 12 30 饱和冷凝温度 图9 换热器中流体温度变化 冷凝器：制冷剂保持恒定温度冷凝器：制冷剂保持恒定温度3636。制冷剂从气体变为液体并释放。制冷剂从气体变为液体并释放出冷凝潜热。同时，来自冷却塔的出冷凝潜热。同时，来自冷却塔的3030的水进入冷凝器获得显热并使水的水进入冷凝器获得显热并使水温升高到温升高到3535； 蒸发器：制冷剂保持恒定温度蒸发器：制冷剂保持恒定温度5.5。制冷剂从液体变为气体，同。制冷剂从液体

8、变为气体，同时吸收蒸发潜热，时吸收蒸发潜热，12的冷冻水释的冷冻水释放显热并使水温降低到放显热并使水温降低到7； 压缩机提升力：对于压缩机提升力：对于R134a，在，在36时的冷凝压力为时的冷凝压力为912kPa，在，在5.5时的蒸发压力为时的蒸发压力为354kPa。压。压缩机提升力缩机提升力558kPa； 热量从一种流体到另一种流体的传递可以用以下公式来表示：热量从一种流体到另一种流体的传递可以用以下公式来表示：Q = U A LMTDLMTD= T/ Loge ( 1/ 2) Q = Q = 热交换量热交换量 (kW)(kW)U = U = 总的热传递系数总的热传递系数 (kW/(m(kW

9、/(m2 2* *)A = A = 换热管面积换热管面积 (m(m2 2) )LMTD = LMTD = 流体和制冷剂之间的对数平均温差流体和制冷剂之间的对数平均温差() ) T T = = 流体的温差流体的温差 () ) 1 1 = = 进口温差进口温差 () ) 2 2 = = 出口温差出口温差 () )其中：其中： 从公式中可以看出：从公式中可以看出：u 增加管数（增加表面积增加管数（增加表面积A A）将提高热传递，也会降低）将提高热传递，也会降低流体的压力降，但增加换热管会增加成本；流体的压力降，但增加换热管会增加成本；u 增加热传递系数增加热传递系数U U会提高热传递；会提高热传递；

10、u 设计工程师的决定会影响对数平均温差设计工程师的决定会影响对数平均温差(LMTD)(LMTD)：改变：改变饱和吸气温度或饱和冷凝温度将改变饱和吸气温度或饱和冷凝温度将改变 1 1和和 2 2。降低吸气。降低吸气压力或升高冷凝压力，将降低换热器成本，增大压缩机压力或升高冷凝压力，将降低换热器成本，增大压缩机功率；功率；u 设计工程师对运行水温的选择也将影响热传递。设计工程师对运行水温的选择也将影响热传递。 如前所述，在如前所述，在GB标准工况下，需要的压力提升或提升标准工况下，需要的压力提升或提升力是力是558kPa，压缩机的作用就是提供这个提升力。，压缩机的作用就是提供这个提升力。 离心式压

11、缩机不同于容积式压缩机离心式压缩机不同于容积式压缩机(如涡旋式、活塞式如涡旋式、活塞式和螺杆式和螺杆式)，离心式是通过叶轮的高速旋转，离心式是通过叶轮的高速旋转，将动能转化为将动能转化为压力能来提升压力。压力能来提升压力。容积式压缩机在压缩过程中封闭一定量容积式压缩机在压缩过程中封闭一定量的气体并减小体积，的气体并减小体积，通过体积变化来提升压力通过体积变化来提升压力。2.1 离心式压缩机原理离心式压缩机原理 气流在叶轮中的复合运动气流在叶轮中的复合运动( (速度为速度为c c) )，由两个分运动合成：，由两个分运动合成： 气体沿叶片所形成的流道流过叶轮，其速度称为气体沿叶片所形成的流道流过叶

12、轮，其速度称为相对速度相对速度v v。 气体随叶轮一起旋转，其速度称之为气体随叶轮一起旋转，其速度称之为圆周速度圆周速度u u。11ru22ru图10 叶轮进出口速度三角形叶轮出口处叶轮入口处vuc根据速度三角形根据速度三角形21,uucc分别计算进出口气体的速度，分别计算进出口气体的速度，再计算它们在切线方向的分量：再计算它们在切线方向的分量： 假设通过叶轮的制冷剂流量为假设通过叶轮的制冷剂流量为M Mr r kg/s kg/s，则进出口气流对叶轮的，则进出口气流对叶轮的动动量矩量矩分别为：分别为： 根据根据动量矩原理动量矩原理，外力矩外力矩 M M 应等于单位时间内叶轮进出口动量矩应等于单

13、位时间内叶轮进出口动量矩之差，即：之差，即：11221122rcrcMrcMrcMMuururur2211,rcMrcMurur 则每秒叶轮传给气态制冷剂的功为则每秒叶轮传给气态制冷剂的功为 M M ，每千克气体所获得的功，每千克气体所获得的功量为：量为：c,thc,th称之为叶轮的称之为叶轮的理论能量头理论能量头。11221122,ucucrcrcMMuuuurthc 一般离心式制冷压缩机气流均沿轴向进入叶轮，即在叶轮进口处气体一般离心式制冷压缩机气流均沿轴向进入叶轮，即在叶轮进口处气体流速在圆周切线方向的投影为流速在圆周切线方向的投影为0 0，因此：，因此： u2u2叶轮出口处气流切线分速

14、度系数叶轮出口处气流切线分速度系数, ,也称为也称为周速系数周速系数。 理论能量头理论能量头与叶轮外缘圆周速度相关，成二次方关系；与叶轮外缘圆周速度相关，成二次方关系； 理论能量头理论能量头与制冷剂无关，无论是与制冷剂无关，无论是R123R123、R134aR134a达到同样压比，叶轮叶达到同样压比，叶轮叶尖的速度是基本相同的。尖的速度是基本相同的。222222222,uuucucwuuuthc 理解原理的简单方法是设想一个系在绳子末端的球，一个理解原理的简单方法是设想一个系在绳子末端的球，一个人旋转绳子上的球，另一个人站在二楼的阳台上。如果旋转球人旋转绳子上的球，另一个人站在二楼的阳台上。如

15、果旋转球的人释放有足够角动力的球，球就能飞到在二楼阳台的人那里的人释放有足够角动力的球，球就能飞到在二楼阳台的人那里。球的重量。球的重量( (分子重量分子重量) )、绳子的长度、绳子的长度( (叶轮半径叶轮半径) )和转动速度和转动速度(rpm)(rpm)影响角动力。影响角动力。 在理想条件下，需要的能量头等于压缩机的在理想条件下，需要的能量头等于压缩机的理论功耗理论功耗，即：，即： wc,thh2h1离心式制冷压缩机气体被压缩所需要的能量头：离心式制冷压缩机气体被压缩所需要的能量头： 在实际的压缩过程中，由于在实际的压缩过程中，由于摩擦摩擦及气体的及气体的吸热吸热，气体压缩，气体压缩所需要的

16、能量头大于压缩机的理论耗功量，即：所需要的能量头大于压缩机的理论耗功量，即：adthcww, 式中：式中： - - 离心式制冷压缩机的离心式制冷压缩机的绝热效率绝热效率，一般为，一般为0.80.870.80.87。ad 制冷剂制冷剂R123R134aR 22冷凝压力 kPa 37.81479601450蒸发压力 kPa 4.442340570制冷剂循环量 kg/s/kW0.00710.00660.0062气体流量 m3/h/kW8.971.450.93单位质量制冷量 (kW/kg)140151161叶尖速度 m/s.200208213臭氧损耗潜值 (ODP)0.020.000.05表1：不同制

17、冷剂特性p 不同制冷剂应用比较不同制冷剂应用比较 u 对于任何离心机常用的制冷剂，它们所需要的叶尖速度非常接近对于任何离心机常用的制冷剂，它们所需要的叶尖速度非常接近( (相相差在差在4%4%以内以内) )，大约是，大约是200m/S200m/S。不论是小叶轮高转速还是大叶轮低转速，。不论是小叶轮高转速还是大叶轮低转速，叶尖速度相对恒定而不管是什么制冷剂。叶尖速度相对恒定而不管是什么制冷剂。u 机组实际的冷量决定于有多少制冷剂机组实际的冷量决定于有多少制冷剂(m(m3 3/h)/h)通过压缩机，表通过压缩机，表1 1列出了常列出了常见制冷剂每冷吨冷量需要多少制冷剂流量见制冷剂每冷吨冷量需要多少

18、制冷剂流量m m3 3/h /h 。R134aR134a需要大约需要大约1.45 1.45 m m3 3/h/kW/h/kW，而，而R123R123需要大约需要大约8.97m8.97m3 3/h/kW/h/kW，R134aR134a的密度较高。的密度较高。 u 对于离心式压缩机设计的一个关键参数是制冷剂气体进入叶轮的速度，对于离心式压缩机设计的一个关键参数是制冷剂气体进入叶轮的速度，其速度要低于其速度要低于1 1马赫，通常进气速度的极限在大约马赫，通常进气速度的极限在大约0.90.9马赫。以一台马赫。以一台10001000冷冷吨的冷水机组为例来比较使用离心机常用的制冷剂冷水机组。吨的冷水机组为

19、例来比较使用离心机常用的制冷剂冷水机组。 制冷剂制冷剂R134aR134aR22R22R123R123机组冷量机组冷量 (tons)(tons)1000 1000 1000 1000 10001000压缩机气体流量压缩机气体流量 (m(m3 3/h)/h)509550953271327131,54031,540叶尖速度叶尖速度 ( (m/sm/s) )200208213叶轮转速叶轮转速 (rpm)(rpm)11,88411,88419,46419,4643550 60hz3550 60hz叶轮直径叶轮直径 (mm)(mm)32032020320310311031声速声速 50 50 F F (

20、 (m/sm/s) )148148163163127127最小进气直径最小进气直径 (mm)(mm)1171178989330330表2：压缩机设计参数 u 表表2 2的数据决定了压缩机的几何尺寸。制冷剂为的数据决定了压缩机的几何尺寸。制冷剂为R123R123的压缩机通常使的压缩机通常使用直联式电机，在用直联式电机，在60Hz60Hz时，压缩机转速为时，压缩机转速为3550rpm3550rpm。直联式的优势在于不。直联式的优势在于不需要变速箱，然而，在不使用变频装置需要变速箱，然而，在不使用变频装置(VFD)(VFD)的情况下不能调整叶尖速度，的情况下不能调整叶尖速度，注意要达到适当的叶尖速度

21、，叶轮直径需要注意要达到适当的叶尖速度，叶轮直径需要1031mm1031mm。u使用使用R134aR134a或或R22R22的压缩机通常需要一个变速箱。小压缩机的压缩机通常需要一个变速箱。小压缩机(130mm(130mm直径直径的叶轮的叶轮) )，转速可达到，转速可达到30,000rpm30,000rpm。u使用使用R123R123的大直径叶轮，为了减小叶轮直径，通常的解决方法是使用的大直径叶轮，为了减小叶轮直径，通常的解决方法是使用两级或三级压缩。两级或三级压缩。 图图1111是一是一个典型的两级个典型的两级压缩的压缩机压缩的压缩机剖视图，为了剖视图，为了提高压缩机效提高压缩机效率，两级压缩

22、率，两级压缩中常使用制冷中常使用制冷剂经济器；剂经济器； 进气导叶 叶轮 迷宫式密封 导流通道无叶扩压器 排气蜗壳 止推轴承 封闭式电机 轴封 平衡活塞 轴颈轴承图11 两级压缩机的剖视图 图图12 12 显示了带经济器的两级压缩机的压显示了带经济器的两级压缩机的压- -焓图。焓图。图12 两级压缩P-h图 比焓 (h)绝对压力 (p)CB2B1ED2D1热量出冷凝器 C压缩机 B2做功膨胀装置 D1闪发气体管 E蒸发器 A热量进膨胀装置 D2压缩机 B1 图13 离心压缩机流量-压头曲线 典型的压缩机曲线与离心风典型的压缩机曲线与离心风机曲线类似。机曲线类似。设计点设计点D D：在该工况点压

23、缩机效在该工况点压缩机效率最高，偏离此点越远，效率率最高，偏离此点越远，效率下降越多；下降越多；喘振点喘振点S S：在该工况点气体获得在该工况点气体获得的能量头最大，流量减小时，的能量头最大，流量减小时，将进入不稳定运行状态。将进入不稳定运行状态。最大流量点最大流量点E E：最大冷量点，叶最大冷量点，叶轮出口处发生堵塞。轮出口处发生堵塞。设计点设计点喘振点喘振点最大流量点最大流量点工作范围工作范围2.2 离心式压缩机特性离心式压缩机特性p 特性曲线特性曲线 图14 离心压缩机特性曲线图图14 14 显示了典型的压缩机曲线。显示了典型的压缩机曲线。喘振线：喘振线：不同转速下不同转速下S S点组成

24、；点组成；堵塞线：堵塞线：不同转速下不同转速下E E点组成；点组成；喘振区：喘振区：喘振线以左区域，压缩机喘振线以左区域，压缩机在该区域发生喘振，不能运行；在该区域发生喘振，不能运行；堵塞区：堵塞区：堵塞线以右区域，压缩机堵塞线以右区域，压缩机流量达到最大；流量达到最大；运行区：运行区：压缩机正常运行区域，分压缩机正常运行区域，分高效率区域低效率区。高效率区域低效率区。 回到球和绳子的例子，若球被释放到站在二楼阳台的人那里，但不回到球和绳子的例子，若球被释放到站在二楼阳台的人那里，但不能到达而停了下来，这时就发生了失速。事实上，通过压缩机的制冷剂能到达而停了下来，这时就发生了失速。事实上，通过

25、压缩机的制冷剂不再移动是达不到制冷效果的，更糟糕的是所有的轴功率在压缩机中转不再移动是达不到制冷效果的，更糟糕的是所有的轴功率在压缩机中转化成热导致压缩机损坏。化成热导致压缩机损坏。 当球开始落向在地面上的人那里时就发生了喘振。在这个过程中，当球开始落向在地面上的人那里时就发生了喘振。在这个过程中，制冷剂每几秒钟就流回压缩机叶轮，等压力建立起来后又向前移动，这制冷剂每几秒钟就流回压缩机叶轮，等压力建立起来后又向前移动，这比失速更危险，因为这颠倒了压缩机轴上的推力轴承的负载。比失速更危险，因为这颠倒了压缩机轴上的推力轴承的负载。 经过适当选型的冷水机组在设计工况下不会出现喘振。运行工况发生改变时

26、经过适当选型的冷水机组在设计工况下不会出现喘振。运行工况发生改变时需要的提升力增加，特别是在部分负荷时机组可能出现喘振。提高冷却塔供水需要的提升力增加，特别是在部分负荷时机组可能出现喘振。提高冷却塔供水温度或降低冷冻水供水温度而超过设计点都会导致喘振温度或降低冷冻水供水温度而超过设计点都会导致喘振p 失速与喘振失速与喘振 u 提高设计压比，拓展压缩机小负荷范围，可能会降低效率；提高设计压比，拓展压缩机小负荷范围，可能会降低效率；u 通过控制，使机组运行在运行区内，可能造成压缩机能力下通过控制，使机组运行在运行区内，可能造成压缩机能力下调幅度小，小负荷时造成机组频繁开停机；调幅度小，小负荷时造成

27、机组频繁开停机；必须对压缩机喘振采取措施。必须对压缩机喘振采取措施。u 通过检测压缩机排气压力或者电流的周期性变化，判断机组通过检测压缩机排气压力或者电流的周期性变化，判断机组是否发生喘振，在发生喘振时及时停机保号。是否发生喘振，在发生喘振时及时停机保号。预防措施：预防措施：保护措施：保护措施： p 工况变化对压缩机性能影响工况变化对压缩机性能影响u蒸发温度愈低，制冷量下降愈剧烈蒸发温度愈低，制冷量下降愈剧烈u当冷凝温度高于设计值时，离心式当冷凝温度高于设计值时，离心式制冷压缩机的制冷量将急剧下降制冷压缩机的制冷量将急剧下降u随转速的降低能量头急剧下降，因随转速的降低能量头急剧下降，因而制冷量

28、也将急剧下降而制冷量也将急剧下降 图15 特性曲线随工况变化 蒸发温度变化蒸发温度变化图图1616：离心压缩机与活塞压缩机工况变化时，性能变化对比：离心压缩机与活塞压缩机工况变化时，性能变化对比u 离心式压缩机受蒸发温度的影响程度比活塞式压缩机大；离心式压缩机受蒸发温度的影响程度比活塞式压缩机大；u 当冷凝温度低于设计温度时，冷凝温度对离心式压缩机制冷量影响较小；当冷凝温当冷凝温度低于设计温度时，冷凝温度对离心式压缩机制冷量影响较小；当冷凝温度高于设计温度时，离心式压缩机制冷量随冷凝温度的升高急剧下降。度高于设计温度时，离心式压缩机制冷量随冷凝温度的升高急剧下降。u 蒸发温度和冷凝温度一定时，

29、离心式压缩机制冷量与叶轮外缘圆周速度平方成正比，蒸发温度和冷凝温度一定时，离心式压缩机制冷量与叶轮外缘圆周速度平方成正比，活塞式制冷压缩机制冷量与转速成正比；活塞式制冷压缩机制冷量与转速成正比； 冷凝温度变化冷凝温度变化转速变化转速变化 离心式制冷机组的能量调节，决定于用户热负荷大小的改变。一离心式制冷机组的能量调节，决定于用户热负荷大小的改变。一般情况下，当制冷量改变时，要求保持从蒸发器流出的载冷剂温度为般情况下，当制冷量改变时，要求保持从蒸发器流出的载冷剂温度为常数（这是由用户给定的），而这时的冷凝温度是变化的。常数（这是由用户给定的），而这时的冷凝温度是变化的。 离心式制冷压缩机制冷量的

30、调节方法很多，主要有以下三种：离心式制冷压缩机制冷量的调节方法很多，主要有以下三种：2.3 离心式压缩机能量调节离心式压缩机能量调节 p 压缩机进气节流调节压缩机进气节流调节 在蒸发器和压缩机的连接管路上安装一节流阀，通过改变节流阀在蒸发器和压缩机的连接管路上安装一节流阀，通过改变节流阀的开度，使气流通过节流阀时产生压力损失，从而改变压缩机的特性的开度，使气流通过节流阀时产生压力损失，从而改变压缩机的特性曲线，达到调节制冷量的目的。这种调节方法简单，但压力损失大，曲线，达到调节制冷量的目的。这种调节方法简单，但压力损失大，不经济。不经济。p 采用可调节进口导流叶片调节采用可调节进口导流叶片调节

31、 在叶轮进口前装有可转动的进口导流叶片，导流叶片转动时，进在叶轮进口前装有可转动的进口导流叶片，导流叶片转动时，进入叶轮的气流产生预定方向的旋绕，即进口气流产生所谓的预旋。利入叶轮的气流产生预定方向的旋绕，即进口气流产生所谓的预旋。利用进气预旋，在转速不变的情况下改变压缩机的特性曲线，从而实现用进气预旋，在转速不变的情况下改变压缩机的特性曲线，从而实现机组能量的调节。通常，机组能量的调节。通常，采用叶轮入口导流叶片与叶轮出口扩压器宽度调采用叶轮入口导流叶片与叶轮出口扩压器宽度调节相结合的双重调节节相结合的双重调节 p 改变压缩机转速调节改变压缩机转速调节 以汽轮机或可变转速电机以汽轮机或可变转

32、速电机驱动，改变压缩机转速进行调驱动，改变压缩机转速进行调节，这种条件方法最经济。节，这种条件方法最经济。 每个压缩机转速每个压缩机转速n （n1 n2 n3）有不同的温度曲）有不同的温度曲线工作点将随之改变，从而达到调线工作点将随之改变，从而达到调节机组能量的目的。节机组能量的目的。图17 改变转速的能量调节 通常情况下，变频离心机冷量调节都采用与进口导叶联合调节的方式。通常情况下，变频离心机冷量调节都采用与进口导叶联合调节的方式。图18 变转速与进口导叶联合调节A- BA- B定频电机控制轨迹，电机转速不变；定频电机控制轨迹，电机转速不变；A - B A - B 变速时，导叶全开，电机转速

33、降低；变速时，导叶全开，电机转速降低；B - C B - C 电机转速恒定，导叶关小；电机转速恒定，导叶关小；C - D C - D 电机转速增加，同时关小导叶。电机转速增加，同时关小导叶。 3.1 离心压缩机结构离心压缩机结构图19 单级、双级压缩机结构剖面图 3.2 离心压缩机主要零部件离心压缩机主要零部件p 吸气室吸气室p 进口调节结构进口调节结构p 叶轮叶轮p 扩压器扩压器p 弯道和回流器弯道和回流器p 蜗壳蜗壳p 密封密封p 轴承轴承p 电机电机 其作用是将从蒸发器或级间冷却器来的气体，均匀地引导至叶轮其作用是将从蒸发器或级间冷却器来的气体，均匀地引导至叶轮的进口；为减少气流的扰动和

34、分离损失，吸气室沿气体流动方向的截的进口；为减少气流的扰动和分离损失，吸气室沿气体流动方向的截面一般做成渐缩形。面一般做成渐缩形。 p 吸气室吸气室图19 典型吸气室结构 导流叶片可用来调节制冷量。当导流叶导流叶片可用来调节制冷量。当导流叶片旋转时，改变了进入叶轮的气流流动方向片旋转时，改变了进入叶轮的气流流动方向和气体流量的大小。和气体流量的大小。p 进口导流叶片进口导流叶片进口导进口导流叶片流叶片关闭半开全开图20 导叶调节机构 p 叶轮叶轮德国五轴加工中心美国NREC设计软件 德国动平衡仪超速测试台 叶轮设计要求高，加工复杂，精叶轮设计要求高，加工复杂，精度高，通常采用铸铝叶轮。目前，公

35、度高，通常采用铸铝叶轮。目前，公司多为采用五轴加工中心机加，然后司多为采用五轴加工中心机加，然后钎焊得到。钎焊得到。图21 叶轮制造流程 在压缩机启动，增、减载时，会造成间隙变大，造成压缩气体的泄漏损失，机组的效率变差。闭式叶轮更可靠，效率更高闭式叶轮更可靠，效率更高闭式三元叶轮与开式叶轮比较闭式三元叶轮与开式叶轮比较图22 闭式叶轮与开式叶轮比较 p 扩压器扩压器 将气体动能转变为压力能的固定部件，气体流过扩压器时，速度将气体动能转变为压力能的固定部件，气体流过扩压器时，速度逐渐降低，压力逐渐升高。格力逐渐降低，压力逐渐升高。格力C C系列离心采用变截面扩压器与低稠系列离心采用变截面扩压器与

36、低稠度叶片扩压器结合。度叶片扩压器结合。图21 变截面扩压器与低稠度叶片扩压器机翼型叶片导流 图22 变截面扩压器与固定括压器比较 对于固定扩压器，在满负荷时，在叶轮和蜗壳之间的制冷剂流量适当，对于固定扩压器，在满负荷时，在叶轮和蜗壳之间的制冷剂流量适当，当机组制冷量减小时制冷剂流速降低，制冷剂依然以适当的叶尖速度流过叶当机组制冷量减小时制冷剂流速降低，制冷剂依然以适当的叶尖速度流过叶轮出口，但对于减小的流量来说排气面积过大，从而使制冷剂失速。轮出口，但对于减小的流量来说排气面积过大，从而使制冷剂失速。 变截面括压器：当制冷剂流速减小时，排气面积也随之减小从而维持适变截面括压器：当制冷剂流速减小时，排气面积也随之减小从而维持适当的速度，扩大了压缩机的有效运行范围当的速度，扩大了压缩机的有效运行范围 。变截面扩压器与固定括压器比较变截面扩压器与固定括压器比较 p 弯道和回流器弯道和回流器 弯道和回流器将由扩压器流出的气体引导至下一级叶轮。弯道和回流器将由扩