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安徽沃川制冷科技有限公司

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離心式冷水機組設計與試驗

隨著國民經濟發(fā)展和工業(yè)化程度的不斷深入，我國面臨的資源和能源瓶頸問題*來*，提高資源利用率、加快發(fā)展可再生能源成為節(jié)能領域的重要課題。目前國外離心式壓縮機應用于制冷領域的技術已經*常成熟，各主要發(fā)*國家都在生產大型離心式冷水機組，采用新技術和新制冷劑，在機組節(jié)能、穩(wěn)定和運行方面表現出各自的優(yōu)勢。

國內離心式制冷壓縮機的發(fā)展相對較晚。我國從１９５８年開始生產離心式制冷壓縮機，１９６３年重慶通用機器廠與西安交通大學合作開發(fā)了用于紡織廠的Ｒ１１冷水機組，從此開始了離心式制冷壓縮機的發(fā)展歷程。憑借不斷的技術引進和開拓創(chuàng)新，國內美的、格力等民族品牌離心機的發(fā)展取得了長足發(fā)展，長期被美資四大家壟斷的格局被逐漸打破，國內其他品牌離心機發(fā)展也擁有了市場空間。

離心式制冷壓縮機的工作原理與容積式制冷壓縮機有根本的區(qū)別。它不是利用汽缸容積減小的方式提高氣體壓力，而是依靠動能的變化提升氣體壓力。離心式壓縮機具有帶葉片的工作輪，當工作輪轉動時，不斷地吸入制冷劑蒸氣，葉片帶動制冷劑蒸氣運動使制冷劑蒸氣獲得動能，然后把部分動能轉化為壓力能從而提高氣體壓力。在空調領域，由于壓力增高較少，一般都是采用單級壓縮，隨著高溫離心機組的推廣，兩級壓縮離心機在大型中央空調領域的應用*來*廣泛。筆者對兩級壓縮離心式冷水機組進行設計研究，目的在于解決離心機在大型建筑節(jié)能環(huán)保領域應用的技術難題。

１、兩級壓縮離心式冷水機組設計

該機組的主要技術特點如下：

１）平面多級射流配液技術

為進一步提高機組換熱性能，采用降膜式蒸發(fā)器，在蒸發(fā)器筒體頂部設計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*好的表面潤濕能力和成膜能力。同時，經布液器分配的液態(tài)制冷劑，須以*低的速度滴落到蒸發(fā)管上，避免造成飛濺。因為飛濺的液滴可能隨氣流吸入壓縮機造成濕壓縮，引起機組電流的劇烈波動甚至喘振；同時大量的液滴飛濺會造成蒸發(fā)器底部蒸發(fā)管的干燒，影響換熱性能。

２）增效兩級壓縮技術

兩級離心式壓縮機的構件主要包括前后兩級葉輪、擴壓器、彎道、回流器和蝸殼。對于離心式壓縮機而言，葉輪是主要部件，通過葉輪對制冷劑氣體做功，使氣體獲得速度和能量。本樣機葉輪采用后彎葉片式葉輪，葉輪的葉道較長，葉片彎曲度較小，葉道截面積逐漸增大，氣體在葉道內流動時不容易產生邊界層的分離，可以減少葉輪內的氣體流動損失，從而提高壓縮機的效率。擴壓器主要實現氣體能量形式的轉換，從葉輪出來的具有較大速度的氣體進入擴壓器后流速減小，動能有效地轉換為壓力能。從擴壓器出來的氣體經彎道和回流器進入第二級壓縮區(qū)，經后級葉輪壓縮后，氣體壓力進一步提高， 氣體匯集到蝸殼內，通過排氣口排出，完成整個壓縮過程。

在這個兩級壓縮制冷循環(huán)中，*一階段的壓縮過程是將來自蒸發(fā)器的低壓制冷劑蒸氣帶入前級葉輪工作區(qū)，氣體在前級葉輪驅動下做離心運動，氣流速度和壓力得到提升。這部分經初級壓縮的氣體與來自經濟器的閃蒸氣體進行中間冷卻過程，液體制冷劑回到蒸發(fā)器，氣體進入*二級壓縮區(qū)。*二級壓縮區(qū)的制冷劑流量因加入了中間經濟器產生的閃蒸氣體而大于低壓級的制冷劑流量，相比于單級壓縮而言可以產生*大的制冷量。同時經前級壓縮的制冷劑氣體在進入下壓縮前經過了中間冷卻過程，即將低壓級的排氣冷卻到中間壓力下的飽和蒸氣后再進入下級壓縮，可以使壓縮機的耗功輸出減小。由于以上兩方面的優(yōu)化，機組能效比會有明顯提升。

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