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安徽沃川制冷科技有限公司

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離心式冷水機(jī)組設(shè)計(jì)與試驗(yàn)

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和工業(yè)化程度的不斷深入，我國(guó)面臨的資源和能源瓶頸問(wèn)題*來(lái)*，提高資源利用率、加快發(fā)展可再生能源成為節(jié)能領(lǐng)域的重要課題。目前國(guó)外離心式壓縮機(jī)應(yīng)用于制冷領(lǐng)域的技術(shù)已經(jīng)*常成熟，各主要發(fā)*國(guó)家都在生產(chǎn)大型離心式冷水機(jī)組，采用新技術(shù)和新制冷劑，在機(jī)組節(jié)能、穩(wěn)定和運(yùn)行方面表現(xiàn)出各自的優(yōu)勢(shì)。

國(guó)內(nèi)離心式制冷壓縮機(jī)的發(fā)展相對(duì)較晚。我國(guó)從１９５８年開始生產(chǎn)離心式制冷壓縮機(jī)，１９６３年重慶通用機(jī)器廠與西安交通大學(xué)合作開發(fā)了用于紡織廠的Ｒ１１冷水機(jī)組，從此開始了離心式制冷壓縮機(jī)的發(fā)展歷程。憑借不斷的技術(shù)引進(jìn)和開拓創(chuàng)新，國(guó)內(nèi)美的、格力等民族品牌離心機(jī)的發(fā)展取得了長(zhǎng)足發(fā)展，長(zhǎng)期被美資四大家壟斷的格局被逐漸打破，國(guó)內(nèi)其他品牌離心機(jī)發(fā)展也擁有了市場(chǎng)空間。

離心式制冷壓縮機(jī)的工作原理與容積式制冷壓縮機(jī)有根本的區(qū)別。它不是利用汽缸容積減小的方式提高氣體壓力，而是依靠動(dòng)能的變化提升氣體壓力。離心式壓縮機(jī)具有帶葉片的工作輪，當(dāng)工作輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，不斷地吸入制冷劑蒸氣，葉片帶動(dòng)制冷劑蒸氣運(yùn)動(dòng)使制冷劑蒸氣獲得動(dòng)能，然后把部分動(dòng)能轉(zhuǎn)化為壓力能從而提高氣體壓力。在空調(diào)領(lǐng)域，由于壓力增高較少，一般都是采用單級(jí)壓縮，隨著高溫離心機(jī)組的推廣，兩級(jí)壓縮離心機(jī)在大型中央空調(diào)領(lǐng)域的應(yīng)用*來(lái)*廣泛。筆者對(duì)兩級(jí)壓縮離心式冷水機(jī)組進(jìn)行設(shè)計(jì)研究，目的在于解決離心機(jī)在大型建筑節(jié)能環(huán)保領(lǐng)域應(yīng)用的技術(shù)難題。

１、兩級(jí)壓縮離心式冷水機(jī)組設(shè)計(jì)

該機(jī)組的主要技術(shù)特點(diǎn)如下：

１）平面多級(jí)射流配液技術(shù)

為進(jìn)一步提高機(jī)組換熱性能，采用降膜式蒸發(fā)器，在蒸發(fā)器筒體頂部設(shè)計(jì)具有平面多方向性射流配液功能的布液器。布液器將節(jié)流后的氣液兩相制冷劑從蒸發(fā)器長(zhǎng)度和寬度方向均勻分配，液滴均勻滴落在蒸發(fā)管上并能夠立即平鋪，有*好的表面潤(rùn)濕能力和成膜能力。同時(shí)，經(jīng)布液器分配的液態(tài)制冷劑，須以*低的速度滴落到蒸發(fā)管上，避免造成飛濺。因?yàn)轱w濺的液滴可能隨氣流吸入壓縮機(jī)造成濕壓縮，引起機(jī)組電流的劇烈波動(dòng)甚至喘振；同時(shí)大量的液滴飛濺會(huì)造成蒸發(fā)器底部蒸發(fā)管的干燒，影響換熱性能。

２）增效兩級(jí)壓縮技術(shù)

兩級(jí)離心式壓縮機(jī)的構(gòu)件主要包括前后兩級(jí)葉輪、擴(kuò)壓器、彎道、回流器和蝸殼。對(duì)于離心式壓縮機(jī)而言，葉輪是主要部件，通過(guò)葉輪對(duì)制冷劑氣體做功，使氣體獲得速度和能量。本樣機(jī)葉輪采用后彎葉片式葉輪，葉輪的葉道較長(zhǎng)，葉片彎曲度較小，葉道截面積逐漸增大，氣體在葉道內(nèi)流動(dòng)時(shí)不容易產(chǎn)生邊界層的分離，可以減少葉輪內(nèi)的氣體流動(dòng)損失，從而提高壓縮機(jī)的效率。擴(kuò)壓器主要實(shí)現(xiàn)氣體能量形式的轉(zhuǎn)換，從葉輪出來(lái)的具有較大速度的氣體進(jìn)入擴(kuò)壓器后流速減小，動(dòng)能有效地轉(zhuǎn)換為壓力能。從擴(kuò)壓器出來(lái)的氣體經(jīng)彎道和回流器進(jìn)入第二級(jí)壓縮區(qū)，經(jīng)后級(jí)葉輪壓縮后，氣體壓力進(jìn)一步提高， 氣體匯集到蝸殼內(nèi)，通過(guò)排氣口排出，完成整個(gè)壓縮過(guò)程。

在這個(gè)兩級(jí)壓縮制冷循環(huán)中，*一階段的壓縮過(guò)程是將來(lái)自蒸發(fā)器的低壓制冷劑蒸氣帶入前級(jí)葉輪工作區(qū)，氣體在前級(jí)葉輪驅(qū)動(dòng)下做離心運(yùn)動(dòng)，氣流速度和壓力得到提升。這部分經(jīng)初級(jí)壓縮的氣體與來(lái)自經(jīng)濟(jì)器的閃蒸氣體進(jìn)行中間冷卻過(guò)程，液體制冷劑回到蒸發(fā)器，氣體進(jìn)入*二級(jí)壓縮區(qū)。*二級(jí)壓縮區(qū)的制冷劑流量因加入了中間經(jīng)濟(jì)器產(chǎn)生的閃蒸氣體而大于低壓級(jí)的制冷劑流量，相比于單級(jí)壓縮而言可以產(chǎn)生*大的制冷量。同時(shí)經(jīng)前級(jí)壓縮的制冷劑氣體在進(jìn)入下壓縮前經(jīng)過(guò)了中間冷卻過(guò)程，即將低壓級(jí)的排氣冷卻到中間壓力下的飽和蒸氣后再進(jìn)入下級(jí)壓縮，可以使壓縮機(jī)的耗功輸出減小。由于以上兩方面的優(yōu)化，機(jī)組能效比會(huì)有明顯提升。

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