离心机技术人员基础培训

原来生活可以更美的……

美通离心式冷水机组产品基础知识培训袁剩勇重庆美的通用制冷设备有限公司第1页，共48页。一、制冷技术的发展一、制冷技术的发展1、19世纪中叶开始，已有100多年历史2、离心制冷机（1）第一台：1922年美国开利博士设计（2）国内：重通1964年试制成功用于纺织系统1400kw的R11机组（3）70年代～2006国内发展

3、螺杆制冷机：1960年应用于制冷机，国内1975年应用于工业上第2页，共48页。二、制冷分类二、制冷分类1、按制冷温度分(1)普通制冷：120K以上（-153℃）(2)深度制冷：120~20K(-153℃~-253℃)(3)低温制冷：20~0.3K(-253℃~-272.85℃)(4)超低温制冷：0.3K以下2、按循环分（1）蒸汽压缩式：压缩、冷凝、节流、蒸发四个过程（2）吸收式：发生、冷凝、蒸发、吸收四个过程第3页，共48页。3、蒸汽压缩式：占主导地位二、制冷分类适应温度范围广、清洁无污染、操作简单、效率高以此原理设计的机组——蒸汽压缩式制冷机组(1)分类容积型：通过压缩减少压缩空间容积，提高蒸汽压力来完成压缩功能，如螺杆、活塞等速度型：通过旋转部件连续将角动量传给蒸汽，角动量→压力能，主要是离心机(2)制冷范围大、中型制冷，主要是活塞、螺杆、离心式机组涡旋式：5~70Kw活塞式：100~200Kw螺杆式：150~1400Kw离心式：350Kw以上第4页，共48页。三、制冷原理三、制冷原理1、四种制冷方法(1)液体汽化制冷：最常用，如蒸汽压缩式(2)气体膨胀制冷(3)涡流管制冷(4)热电制冷2、气体性质(1)饱和压力、蒸发压力、冷凝压力概念饱和压力：当液体处于密闭容器时，若此容器内除了液体及液体本身的蒸汽外，不存在其他任何气体，那么液体和蒸汽在某一压力下达到平衡，此时气体的压力称为饱和压力；此时的温度为饱和温度。在制冷机蒸发器内的压力称为蒸发压力

在制冷机冷凝器内的压力称为冷凝压力第5页，共48页。三、制冷原理（2）饱和压力与温度关系

饱和压力随温度的升高而升高（3）汽化潜热在饱和容器内将部分蒸汽抽走，必然汽化另一部分液体为蒸汽来维持平衡，汽化时需要吸热，此热量称为汽化潜热。汽化潜热来自被冷却对象，使之变冷，或维持低于环境的某一温度（达到制冷的目的）3、蒸汽压缩式制冷第6页，共48页。三、制冷原理A:Lgp-h图（1）单级循环B:流程示意图第7页，共48页。（2）过程：蒸发、压缩、冷凝、节流压缩过程：蒸发器中的制冷剂蒸汽被离心压缩机吸入后，原动机（一般为电动机）通过压缩机叶轮对其施加能量，使制冷剂蒸汽的压力提高并进入冷凝器；与此同时，制冷剂蒸汽的温度在压缩终了时也相应提高。冷凝过程：由压缩机来的高压、高温制冷剂蒸汽，在冷凝器中通过向管内的冷却水放出热量，温度有所下降，同时在饱和压力（冷凝温度所对应的冷凝压力）下，冷凝成为液体。这时，冷却水因从制冷剂蒸汽中摄取了热量，其温度要有所升高。冷却水的温度与冷凝温度（冷凝压力）直接有关。三、制冷原理第8页，共48页。节流过程：由冷凝器底部来的高温、高压制冷剂液体，流经节流孔口时，发生减压膨胀，压力、温度都降低，变为低压、低温液体进入蒸发器中。蒸发过程：低压、低温制冷剂液体在蒸发器内从载冷剂（如冷水）中摄取热量后蒸发为汽体，同时使载冷剂的温度降低，从而实现人工制冷，蒸发器内的制冷剂蒸汽又被压缩机吸入进行压缩，重复上述压缩、冷凝、节流、蒸发过程。如此周而复始，达到连续制冷的目的。三、制冷原理第9页，共48页。(3)双级循环循环系统简图三、制冷原理双级循环两级叶轮压缩，两次节流，增加省功器，更省功

第10页，共48页。Lgp-h图

三、制冷原理第11页，共48页。(4)功的基本概念

QC+W=QHQC:制冷量W：电机耗功QH：冷凝热量lgP-H图叙述理论功和实际功(5)蒸发温度、冷凝温度与冷量关系

对一台制冷机，当蒸发温度下降，其他条件不变时，制冷量下降；冷凝温度上升，制冷量下降。三、制冷原理第12页，共48页。四、离心式冷水机组一般由压缩机、蒸发器、冷凝器、节流装置、经济器、控制系统、油系统及其他辅助系统组成，一般应用于冷量较大的场合，是技术含量最高，能效比最高的制冷机。1.分类：

1）从用途分：A.冷水机组：TE≥5℃，大多用于5℃以上冷水或略低于0℃的盐水B.低温机组：-5~-40℃

四、离心式冷水机组第13页，共48页。2）结构上：开启式、半封闭式、全封闭式

半封闭式：把压缩机、增速齿轮、电机用一个筒形外壳封装在一起，仅压缩机进气口和蒸发器相连，出气口与冷凝器相通，不需要机械密封，采用制冷剂冷却的特种电机，结构紧凑，可靠性高。

开启式：把压缩机、增速齿轮与原动机分开，机壳外用联轴器连接，轴外伸端装机械密封，易泄漏，由于用开式风冷电机，机组体积大，噪声大。

全封闭式：小冷量，如磁悬浮离心压缩机3）蒸发冷凝器布置：单筒、双筒四、离心式冷水机组第14页，共48页。

机组外形图(注：调图纸）1冷凝器2电动执行机构3压缩机4主电动机5微机控制柜6蒸发器

四、离心式冷水机组第15页，共48页。2.压缩机（1）结构：一般应有：进口导叶：冷量调节叶轮：压缩机心脏，气体做功壳体：支撑兼油箱齿轮：功率和速比传递电机：原动机，输出功涡室：收集气体扩压器：扩压作用密封：密封油轴承：支承传动四、离心式冷水机组第16页，共48页。四、离心式冷水机组离心压缩机1、调节装置2、叶轮3、蜗壳及齿轮箱体4、齿轮5、电机

第17页，共48页。四、离心式冷水机组

3、蒸发器

（1）型式：满液式：换热效果好，制冷剂充注量多，干式：换热差、充注量少（2）结构：主要有壳体、水室、管板、换热管、均流板、支撑隔板、液汽分离器、安全阀等（3）载冷剂：水、盐水、乙二醇第18页，共48页。四、离心式冷水机组蒸发器1排气阀2挡液板3汽液分离器4传热管5膨胀节流6制冷剂充入阀第19页，共48页。四、离心式冷水机组4.冷凝器

（1）型式：

水冷：主要卧式壳管式、紧凑、换热好、耗水少、操作方便空冷：主要在热泵中应用蒸发式冷却：低温螺杆时应用，结合水冷冷凝器和冷却塔，管内高温制冷器通过外面喷水冷却

（2）结构：

主要有水室、管板、壳体、换热器、进气管、出液管、支撑隔板。机组尺寸小，重量轻，占地少第20页，共48页。四、离心式冷水机组5、其它（1）电机:开式：不耗氟，风冷，增加联轴器、机械密封、不是100%密封，体积大，噪声大闭式：氟冷却，温度低、电机可靠、全密封、结构要求高一些、专门制造(2)润滑系统:A.循环

B、冷却：氟利昂冷却，封闭式结构内置，水冷C、工质与油：制冷剂不同，油品不同，R134a用酯类油，R123用矿物油第21页，共48页。四、离心式冷水机组第22页，共48页。（3）抽气回收由于R123机组在正常运行时制冷机的蒸发器和吸气部分处于负压状态，空气有可能通过相关零部件的结合部漏入机器内。漏入系统内的空气等不凝性气体积聚在冷凝器上部，将提高冷凝压力，增加功率消耗，降低制冷量。抽气回收装置的作用即在制冷机运行中，将漏入机内的空气等不凝性气体排除机外，同时将混在其中的冷媒气体冷凝成液体后与空气分离并予以回收。四、离心式冷水机组第23页，共48页。抽气回收装置示意图四、离心式冷水机组第24页，共48页。（4）经济器：叶轮在两级以上时，为了增大制冷效果而设置经济器，过冷器（5）节流装置节流由冷凝器底部来的高温、高压制冷剂液体，流经节流孔口时，发生减压膨胀，压力、温度都降低，变为低压、低温液体进入蒸发器中。主要有和孔板等装置，浮球阀节流使蒸发器液面控制更好，但故障率高，孔板结构简单可靠，成本低，故障率低。（6）冷媒提纯装置：作用是把油、氟提纯分离四、离心式冷水机组第25页，共48页。冷媒提纯装置示意图四、离心式冷水机组第26页，共48页。（7）微机控制系统本系列机组采用微机控制系统，用于机组的自动化运行的控制、调节和安全保护，确保机组安全可靠地运行。其主要特点有：a、图象触摸屏，操作简便直观；b、屏幕上中文显示机组运行的各项参数并实现随时监控；c、30余种控制和保护措施能确保机组安全运行，并能记录最近10次故障时的运行参数；d、机组发生故障时，微机能自动诊断、显示故障原因；e、有RS422通讯接口，可实现多机集中控制，还可与用户主控机（BASO）连接，实现遥控启动和停机。四、离心式冷水机组第27页，共48页。五、离心压缩机1、主要结构五、离心式压缩机注：可调总图第28页，共48页。1.压缩机结构进口导叶：冷量调节叶轮：压缩机心脏，气体做功壳体：支撑兼油箱齿轮：功率和速比传递电机：原动机，输出功涡室：收集气体扩压器：扩压作用密封：密封油轴承：支承传动五、离心式压缩机第29页，共48页。五、离心式压缩机（1）进口可调导叶调节机构制冷量控制是用装在压缩机进口处的导叶的开度大小来控制吸入制冷剂蒸汽的流量，从而控制制冷机的制冷量。该可调导叶根据所保持冷水出口温度恒定的温度调节器的指令，由微机控制系统根据采集的温度变化信号输出指令，控制电动执行器的机械旋转方向，通过其中连杆和齿轮来实现导叶的开、闭动作，亦可手动操作，最终实现对制冷量的调节。本机组采用进口可调导叶调节机构和可调扩压器的双重调节方式，扩压器流道宽度随冷量减少而减少，不仅扩大了机组冷量调节范围且可避免机组在小冷量时发生喘振，使制冷机组冷量调节范围10～100%（7℃/32℃），该项技术获得国家专利专利号为ZL01256824.4五、离心式压缩机第30页，共48页。五、离心式压缩机第31页，共48页。（2）叶轮叶轮是压缩机的心脏，是传递能量的唯一元件五、离心式压缩机第32页，共48页。（3）机壳五、离心式压缩机第33页，共48页。（4）齿轮：功率和速比传递五、离心式压缩机第34页，共48页。（5）电机：原动机，输出功五、离心式压缩机第35页，共48页。（6）涡室：收集气体五、离心式压缩机第36页，共48页。（7）扩压器：扩压作用五、离心式压缩机第37页，共48页。（8）密封：密封油和气体（9）轴承：支撑传动五、离心式压缩机第38页，共48页。（10）辅助设备A主电动机及油冷却器的冷却主电动机和油冷却器均利用制冷剂液的汽化潜热冷却。这些制冷剂液从冷凝器中引来，利用它与蒸发器之间的压力差，将其引入主电动机和油冷却器内部，在其中摄取了电动机发热和润滑油的热量后汽化为气体使电机和润滑油冷却，汽化后的气体引入蒸发器里。B油泵为向压缩机、增速齿轮和各轴承（包括电动机后轴承）强制供油，在油箱内装有浸油式油泵。C油加热器防止制冷机停车期间制冷剂溶于油箱的油中，在油箱内装有油加热器。油加热器规格如下：容量：1KW电压：220V油加热器由温度传感器通过机组内微机控制其自动开合，以保证在停车期间油箱中油温始终在45~55℃之间五、离心式压缩机第39页，共48页。2、叶轮工作原理叶轮是压缩机的心脏，是传递能量的唯一元件。遵循几个方程欧拉方程能量方程伯努利方程连续性方程五、离心式压缩机第40页，共48页。3、喘振喘振是离心机固有特性，一般是因流量太小或压比太高产生的。是压缩机一种不稳定运行状态，会使机组性能恶化、噪声加大、加剧制动，严重时损坏机器。预防措施：大多采用热气旁通，但这种方法不经济；我公司产品主要采用进口导叶加扩压器宽度可调的方法，使机组不会发生喘振。4、压缩机性能曲线5、损失、冲角6、压缩机截面介绍五、离心式压缩机第41页，共48页。第42页，共48页。第43页，共48页。六、方案选型最基本参数1、制冷量2、冷冻水进/出口温度3、冷却水进/出口温度4、冷冻水、冷却水污垢系数5、电机参数6、使用工质7、使用环境六、方案选型最基本参数第44页，共48页。七、我公司现有主要离心机

1、过去：BF、日立、兼容、重通-York2、LB系列：单级叶轮压缩制冷量：200～800RT制冷工质：R1233、LC系列：单级叶轮压缩，制冷量：350～1100RT制冷工质：R134a被授予国家技术创新优秀项目奖，被认定为国家重点产品4、LCS系列：双级叶轮压缩制冷量：1200RT～2000RT制冷工质：R134a双级压缩，能耗更低，重量减轻，体积缩小七、我公司现有主要离心机第45页，共48页。5、LBS系列：双级叶轮压缩制冷量：900～1