离心式冷水机组结构剖析（离心机压缩机型式结构及冷却循环）

离心式冷水机组结构剖析（离心机压缩机型式结构及冷却循环）

2014-07-17 暖通南社

·压缩机结构型式

一、离心式冷水机组前视图、后视图
1）前视图

2）后视图

3）三级离心结构图

二、离心式压缩机
2.1.三种不同型式压缩示意图
a.单级压缩

b.两级压缩

c.三级压缩

2.2.不同型式离心压缩机及其构成
a.半封闭离心压缩机

b.开启式离心压缩机结构

c.三级离心压缩机结构

2.3.关于压缩机型式的描述：
1）叶轮方面：
a) 闭式叶轮的稳定工况范围比半开式叶轮的稳定工况范围要窄；
b) 小流量区间内，即：部分负荷情况下，半开式叶轮的性能优于闭式叶轮的性能；
c)两种形式叶轮内部都存在回流区域，半开式叶轮内部的回流区域较少。
2）电机方面：
a)闭式电机散热于系统中，增加制冷系统能耗3%,闭式电机在冷媒中旋转，阻力大，增加动力系统能耗3%。
b)封闭式结构设计，电机处于腔体内，具有良好的运转环境；避免开放式电机因壳体散热装置直接暴露在空气中脏堵而影响其稳定性；封闭式电机均有内置式热保护系统，可保证电机的运行安全（而开放式电机采用仅依靠电流过载来保护电机，可靠性较低）；封闭式结构设计，电机采用制冷剂喷液冷却，工作温度低，使用寿命长；（而开放式电机处于机房内，电机的工作环境温度较高）。
2.4电机散热方面比较

2.5不同机组制冷剂的年泄漏率

2.6电机的可靠性

根据ASHRAE1999年的应用手册，第37页3
可靠性=R1X R2 XR3
2.7不同冷量电机散热量、实际能效比及效率衰减

开启电机机房放热公式：

Q=Ne*(1-N)

Ne---压缩机输入功率

N---电机效率

2.8.离心压缩机传动装置及轴封

1）开启式传动装置

2）半封闭式传动装置

2）半封闭式传动装置

半封闭压缩机轴封对密闭性要求较低，少量油或气的泄露，不会造成系统的工作不稳定，同时，也不会影响压缩机的正常工作。无增速齿轮等传动装置可以降低故障，提高机组部分负荷效率。

2.8.三元流叶轮设计-开式与闭式

1）三元流叶轮设计（南社百科有名词解释）

2）闭式与半开式叶轮比较

a.闭式叶轮

闭式叶轮往往通过制作标准模具铸造一次加工成型，模具制作成本一次性投资高，后期制造成本小，一旦模具制作完毕，不利于及时更新型线；与精密加工相比，铸造精度有限，气流摩擦力大，效率低；闭式叶轮的结构形式很难铸造出三元流曲线来满足设计需要。

b.半开式叶轮

半开式叶轮往往通过铸造成型，精密加工来制作完成，前期模具投资小，但加工成本高，便于及时根据三元流技术发展来改进型线设计；半开式叶轮加工精度较高，气流摩擦损失小，压缩机效率高；半开式叶轮的结构形式也决定了其三元流型线能在现实制造技术中得以实现。

c.闭式和半开式叶轮工作方式

回顾下，压缩机剖面图

二、制冷循环与油冷却循环

1.制冷循环

压缩机不断地从蒸发器中抽出制冷剂蒸汽，气流量由导叶的开启度而定。由于压缩机抽取制冷剂减低了蒸发器的压力，使蒸发器里剩余的制冷剂在相对低的温度（一般为3到6℃）沸腾蒸发。制冷剂气化吸取传热管内循环水的热量使之降温，得到空调或工业处理所需的冷水。吸取循环水中的热量之后，制冷剂蒸气被吸入压缩机压缩，压缩后制冷剂温度升高，从压缩机排出温度可达37到40℃，进入冷凝器进行冷凝。温度相对较低的冷却水（18～32℃）流经冷凝器铜管，带走气态制冷剂的热量，使之冷凝成液态。

液体制冷剂由限流孔进入闪蒸过冷室。由于闪蒸过冷室压力较低，部分液体制冷剂闪蒸为气体，吸取热量后使剩余的液态制冷剂进一步冷却。闪蒸制冷剂气体在冷却水的铜管外再凝结成液体，流至过冷室与蒸发器之间的节流阀。在节流装置中一只线性浮动阀（不同厂商不同）形成一道液体密封，防止过冷室的蒸汽进入蒸发器。液体制冷剂流过此节流装置时节流，其中一部分由于蒸发器侧压力较低而闪蒸成气体，在闪蒸过程中带走剩余液体的热量，制冷剂回到低温低压状态进行蒸发，又开始制冷循环。

2.电机/润滑油冷却循环

电机和润滑油由来自冷凝器筒身底部的过冷液态制冷剂冷却。由于压缩机运行保持的压力差，使制冷剂不断流动。制冷剂流过一只隔离阀，一只过滤器，一只视镜/湿度指示器之后，分流至电机冷却和油冷却系统。到电机的这一路制冷剂经过一只限流孔流进电机。电机冷却管路的支路上还有一只限流孔和一只电磁阀，电机需要冷却时，电磁阀就会开启。流过限流孔，制冷剂就流到喷淋嘴上，喷淋整个电机。制冷剂集中到电机室的底部排放回到蒸发器。回气管线上的一只限流孔使电机室内的压力高于蒸发器油箱的压力。电机温度由埋在定子绕组内的温度传感器测取。电机绕组温度高于电机预先设定所能承受温度点时，如果温度进一步升高到比设定点高5.5℃，就会使进气导叶关闭。如果温度高于安全极限，压缩机就会关机。

另一路流经油冷却系统的制冷剂量由一只热力膨胀阀调节。旁通过热力膨胀阀的制冷剂经一只限流孔始终保持一个最小流量。膨胀阀上的温包感应冷却后流进压缩机到轴承的油温。由膨胀阀调节进油/制冷剂板式油冷却器的制冷量。制冷剂气化离开油冷却器后返回到蒸发器。

油泵、油过滤器和油冷却器构成一套润滑系统，位于压缩机－电机组件齿轮传动箱铸件一端。

润滑油由油泵压进过滤器组件去除杂质，送至油冷却器，冷却到适当的温度，然后分两路：一部分油流到齿轮和高速轴承；余下的流到电机轴承。油进入齿轮箱下方的油箱完成润滑循环。

关于备用油槽：在主机启动之前、运行期间和逐渐停转阶段，润滑油由变频驱动式油泵压入各轴承、齿轮和旋转面。
在压缩机顶部有一个重力供油式贮油槽，当电源发生故障机器逐渐停转时，由它提供润滑。
另一个贮油槽与压缩机分开，它包括一个浸入式油泵、2HP油泵电机和1个浸入式油加热器。恒温控制的油加热器用来除去油中的制冷剂。
润滑油经一个外装的1/2微米油过滤器过滤，过滤芯子可以更换，并配有检修阀。润滑油在进入压缩机之前，需流经一制冷剂冷却的油冷却器，无需现场接水管。油冷却器的油侧装有检修阀。