电子课件-《空气调节与中央空调装置(第三版)》-A02-3827-第四章-中央空调的冷(热)源装置-.pptx

1、第四章 中央空调的冷（热)源装置）第一节 活塞式冷水机组第二节 离心式冷水机组第三节 螺杆式冷水机组第四节 溴化锂吸收式冷（热）水机组冷水机组电制冷系统热制冷系统蒸汽压缩式吸收式溴化锂吸收式冷水机组螺杆式冷水机组离心式冷水机组活塞式/涡旋式冷水机组冷量小于等于528kW冷量5281163kW单机冷量大于1163kW冷量5281163kW供电紧张时选用一、活塞式冷水机组1.活塞式冷水机组的特点（1）技术技术较为成熟，系统比较简单较为成熟，系统比较简单（2）适应适应范围广，能量调节灵活范围广，能量调节灵活（3）零部件零部件多，维护工作量大，单位多，维护工作量大，单位制冷量制冷量 质质量量指标较大指

2、标较大一、活塞式冷水机组2.活塞式冷水机组的工作流程参数参数正常范围正常范围蒸发压力蒸发压力0.40.55MPa（45.5kgf/cm2）吸气吸气温度温度蒸发温度蒸发温度+（510）过热度过热度冷凝压力冷凝压力1.71.8 MPa（1718kgf/cm2）排气温度排气温度110135冷却水压差冷却水压差0.050.10 MPa（0.51.0kgf/cm2）冷却水温度冷却水温度45油温油温低于低于74油压差油压差0.050.08 MPa（0.50.8kgf/cm2）电动机外壳温度电动机外壳温度低于低于51开利开利30HR-161型活塞式冷水机组的正常运行参数（型活塞式冷水机组的正常运行参数（R2

3、2）一、活塞式冷水机组3.活塞式冷水机组的主要部件1-排气温度传感器插入口 2-吊耳 3-低压压力连接口（压力释放口）4-NPT加油连接与油压开关低压侧连接口 5-NPT油压开关高压侧连接口 6-视油镜 7-能量调节线圈安装处 8-电器接线盒 9-排油口 10-曲轴箱加热器插入口06E系列半封闭式制冷压缩机外形及接口示意图系列半封闭式制冷压缩机外形及接口示意图压缩机作用分类06E06E系列压缩机的基本结构系列压缩机的基本结构1-滤油器 2-吸油管3-轴承座 4-油泵轴承 5-油泵 6-曲轴 7-活塞连杆组 8-排气截止阀 9-气缸盖 10-曲轴箱 11-电动机室 12-主轴承 13-电动机室端

4、盖 14-吸气过滤器 15-吸气截止阀 16-内置电动机 17-油孔 18-油位 19-油压调节阀 20-底盖一、活塞式冷水机组3.活塞式冷水机组的主要部件冷凝器作用分类冷凝器按其冷却介质和冷却方式分为：空气冷却式（风冷冷凝器）水冷式：如壳管式、套管式、板式等水和空气联合冷却式：如淋水式、蒸发式等风冷冷凝器壳管式冷凝器卧式卧式壳管式冷凝器壳管式冷凝器立式立式壳管式冷凝器壳管式冷凝器用于中大型氨制冷装置中；由于冷却流量大、流速高，故传热系数较高；垂直安装，占地面积小，且可以安装在室外；冷却水直通流动且流速大，故对水质要求不高；管内水垢易清除。结构特点套管式冷凝器蒸发式冷凝器一、活塞式冷水机组3.

5、活塞式冷水机组的主要部件蒸发器作用分类蒸发器按被冷却介质分为：冷却空气的蒸发器冷却液体载冷剂的蒸发器：满液式、干式等冷却空气的蒸发器冷却液体载冷剂的蒸发器冷却液体载冷剂的蒸发器满液式:充满液态制冷剂，使液面与液态制冷剂充分接触，沸腾换热系数高。润滑油难以返回压缩机。非满液式：液态制冷剂经膨胀阀进入蒸发器管内，随着在管内流动，不断吸收管外载冷剂的热量，逐渐汽化，蒸发器中的制冷剂处于气液共存状态，故换热系数不高。满液式蒸发器的回油问题：如果是氨蒸发器，油会沉在底部，可在蒸发器底部接放油管，将油排放到集油器，然后回收，经过滤、脱水等处理后就可重复使用。如果是氟蒸发器，油会浮在制冷剂液体表面上，回油问

6、题较难解决，只好定期对蒸发器抽真空，把制冷剂先回收到高压贮液器，再对蒸发器放油。氟制冷系统不宜选用满液式。满液式蒸发器-铜管内是冷冻水,铜管外是制冷剂非满液式蒸发器（干式蒸发器）-铜管内制冷剂,铜管外是冷冻水降膜式蒸发器降膜式蒸发器结合了满液式蒸发器与干式蒸发器的优点。原理如图所示，制冷剂液体从蒸发器的上部进入到分液器中，然后均匀地向下喷洒到换热管上进行换热。冷水流经换热器管内部将热量释放到制冷剂中，温度降低后进入到空调系统中继续循环。蒸发后的制冷剂气体从壳程的两侧进入到蒸发器的吸气管中，少许未蒸发的制冷剂液体与少部分油载蒸发器底部通过专用的回油装置被抽回到压缩机中去。降膜式与满液式蒸发器比较

7、降膜式蒸发器 满液式蒸发器 干式、满液式与降膜式蒸发器比较膨胀阀热力膨胀阀电子膨胀阀外平衡式热力膨胀阀内平衡式热力膨胀阀蒸发器阻力较小场合流量调节迅速、精确场合一、活塞式冷水机组3.活塞式冷水机组的主要部件蒸发器阻力较大场合膨胀阀作用分类(1)(1)原理原理：利用蒸发器出口处制冷剂蒸汽过热度的：利用蒸发器出口处制冷剂蒸汽过热度的变化调节变化调节供液量。供液量。(2)(2)结构结构：感温机构、执行机构、调节机构：感温机构、执行机构、调节机构(3)(3)应用应用：氟利昂系统中广泛使用（与非满液式蒸发器配合使用）。：氟利昂系统中广泛使用（与非满液式蒸发器配合使用）。(4)(4)分类分类：a.a.内内

8、平衡式平衡式结构特点结构特点:金属膜片两侧工质来自感温包、阀出口、弹簧力。金属膜片两侧工质来自感温包、阀出口、弹簧力。原理：原理：适用：蒸发器流程短及阻力小的制冷系统。适用：蒸发器流程短及阻力小的制冷系统。热力膨胀阀热力膨胀阀b.外外平衡式平衡式结构特点：金属膜片两侧工质来自感温包和蒸发器出口。结构特点：金属膜片两侧工质来自感温包和蒸发器出口。原理原理:适用：蒸发器压力损失较大的制冷系统。适用：蒸发器压力损失较大的制冷系统。总结：内总结：内平衡、外平衡、外平衡的平衡的区别区别 多一条平衡管，蒸发器出口位置的气体压力引至热力膨胀阀的膜片下，减少蒸发器进出口压差对热力膨胀阀工作的影响。电子膨胀阀流

9、量控制范围大、反应灵敏、动作迅速、调节精细、动作稳定。分为电动式膨胀阀和电磁式膨胀阀，电子式又分直动型和减速型电动式电子膨胀阀主要由四部分组成:(1)转子：相当于同步电动机的转子，其连接阀杆控制阀孔开度大小。(2)定子：相当于同步电动机的定子；其将电能转为磁场驱动转子转动。(3)阀针（芯）：其受转子驱动，端部呈锥形，上下移动进行流量调节。(4)阀体：一般采用黄铜制造。电磁式膨胀阀在电磁线圈通电前，针阀处于打开位置；由线圈上施加的电压控制针阀开度的大小，从而调节膨胀阀的流量。该阀动作响应快，但在制冷系统工作时一直需要供电。电子膨胀阀的工作原理以丹佛斯ETS电子膨胀阀为例说明电子膨胀阀的工作原理。

10、该电子膨胀阀系统的工作原理如下：根据控制器采样压力传感器送来的420mA电流信号和温度传感器送来的电阻值信号，计算出当前实际过热度；根据设定参数，计算出应达到的要求过热度；根据实际过热度和要求过热度，结合控制器的参数设定，以一定的反映方式，来调节电子膨胀阀开度，使其尽量接近要求过热度；反复检测两个过热度之间的差异，逐步实时调整膨胀阀开度。一、活塞式冷水机组3.活塞式冷水机组的主要部件视液镜1-比色片 2-水分敏感示片 3-观察玻璃 4-本体干燥过滤器结构作用一、活塞式冷水机组3.活塞式冷水机组的主要部件结构作用一、活塞式冷水机组4.活塞式冷水机组电气控制系统（1）机组的启动（2）制冷量调节（3

11、）安全保护系统二、涡旋式式冷水机组1.涡旋式压缩机的工作原理涡旋式压缩机的结构2.涡旋式压缩机的特点（1）涡旋式压缩机的零件数量少，使用寿命更长，运行更可靠。（2）体积小，压缩机运行时整机振动较小。吸气、压缩和排气过程是连续进行的，排气脉动较小，排气引起的噪声也较小。（3）余隙容积小，摩擦损失小，运行效率高。（4）相邻压缩腔之间的压差较小，所以气体泄漏少。（5）引入了轴向和径向的柔性密封，又在涡旋体壁面之间采用油膜密封的技术，使涡盘之间的密封效果不会因摩擦和磨损而降低，而且还能有效地提高抗液击能力。（6）涡盘在加工方面的精度要求很高，必须采用专用的加工和装配技术。3.涡旋式冷水机组第二节 离心

12、式冷水机组一、特点 离心式冷水机组是指以离心式制冷压缩机为主机的冷水机组，离心式制冷压缩机属于速度型制冷压缩机，它通过高速旋转的叶轮对气体做功，使其流速增加，然后通过扩压器使气体减速，动能转化为压力能，从而提高制冷剂压力。1.优点 (1)气体做高速流动，流量可以很大，单机制冷能力大；(2)磨损部件极少，运行平稳，振动小，基础简单，噪声较低，且操作简单，维护费用低；(3)能经济进行制冷量的无级调节，制冷量控制范围广；(4)叶轮和机壳之间没有摩擦，无需润滑，运行时制冷剂中不混有润滑油，故蒸发器和冷凝器的传热效率高；(5)容易实现多级压缩和多级蒸发，节省功耗；(6)可以合理利用能源，对于大型离心式制

13、冷压缩机可用蒸汽轮机或燃气轮机直接拖动，甚至可以与吸收式制冷机联合运行，以达到经济合理地利用能源。2.缺点(1)制冷量不能太小，压缩机内制冷剂气体的高速流动，当流量小时，使流道太窄而影响流动效率；(2)一级压缩比小，压缩比较高时需多级压缩；(3)工作转速大，通常需要增速器来拖动，高速齿轮增速器的制造工艺要求较高；(4)排气压力太高或制冷负荷太低时，机器会发生喘振而不能工作。二、离心式冷水机组的工作流程1.19XL、19XR系列离心式冷水机组系列离心式冷水机组（1）制冷循环系统（2）电动机和润滑油的冷却系统3.润滑油循环系统2.YK型离心式冷水机组（1）YK型离心式冷水机组制冷剂工作流程l-高速

14、轴承 2-叶轮 3-轴承 4-导流叶片 5-止推套环轴承 6-可调泄压阀 7-视镜 8-油冷却器 9-旁通阀 10-低油压传感器 11-液压泵及电动机12-液压泵人口 13-油槽14-油过滤器 15-放油阀16-油加热器17-热敏电阻器18-低速止推盖 19-低速齿轮20-低速轴后轴承21-低速轴轴封22-低速轴承盖23-高速止推盖24-止推套环25-主轴颈止推轴承 26-高压传感器27-应急油槽28-压缩机转子支撑部分（2）润滑系统三、离心式冷水机组的结构组成 1压缩机压缩机 图4-24 气体流经叶轮的压力变化情况1.吸气口 2-叶轮 3-扩压室 4-蜗室 YK机组的压缩机是单级压缩机，由开

15、式电动机驱动。离心式制冷压缩机依靠动能的变化来提高气体压力。当带叶片的转子(即叶轮)转动时，叶片带动气体一同旋转，同时在离心力的作用下，气体将沿叶片间高速流动而被甩出叶轮。由于叶轮对气体做功，使气体获得动能而具有很高的流速，同时气体压力也不断增高。与叶轮出口相连的是扩压器，气流流经扩压器后，随着流动方向的流通截面积逐渐扩大，气流流速逐渐降低，压力进一步升高，一部分动能转换成压力能。压缩机的转子组件包括经热处理过的合金钢驱动轴和叶轮从动轴及其轻质、高强度、全封闭式铸铝叶轮图4-25 叶轮结构图4-26 进口可调导叶机构1-导叶 2-从动轮 3-钢丝绳 4-过渡轮 5-主动轮进口可调导叶的工作原理

16、进口可调导叶的工作原理:导叶转轴上装有小齿轮或绕有钢丝绳的导轮或连杆。当安装在压缩机外部的伺服电动机旋转时，通过齿轮、绳轮或铰链等传动机构，使进口导叶同步旋转相同的角度，从而改变进入进气室的气流方向，使气流进人叶轮时产生圆周方向的环绕。环绕使压缩机的特性曲线发生改变，从而改变运行工况点，达到转速不变而调节制冷量的目的。当叶片开到最大时相当于压缩机满负荷，当叶片全关闭时相当于压缩机最小负荷。扩压器的作用:使叶轮甩出的气流减速，并将动能转化为压力能，进一步提高气体的压力。无叶扩压器:由两个平行壁面构成的等宽度环形通道组成环形空间，当气流流过环形空间时，随着扩压器直径的增大，流通面积也相应增大，因而

17、气体流速逐渐降低而压力逐渐升高。图4-28 无叶扩压器2.冷凝器和蒸发器离心式机组采用的冷凝器与蒸发器与活塞式冷水机组基本相同。3节流孔板节流孔板是满液式蒸发器所采用的一种节流机构，它由两块孔板组成。图图4-30 节流孔板的工作原理节流孔板的工作原理四、离心式冷水机组的喘振与反喘振1喘振产生的机理（1）扩压器内边界层分离现象（2）旋转脱离现象 边界层的分离现象2喘振的后果喘振的后果 (1)使压缩机的性能严重恶化，气体参数(压力排量)等产生大幅度脉动。(2)机组噪声变大。(3)整个机组的振动加大。喘振使压缩机转轴承受交变动应力，强烈的振动使轴承和密封损坏，叶轮动应力也随之加大。(4)电流发生脉动

18、变化。3热气旁通法防喘振热气旁通法防喘振原理原理从冷凝器上部连接一旁通管到蒸发器，旁通管上装有热气旁通阀。当机组的运行工况到达喘振保护点，控制系统即开启热气旁通电磁阀，使冷凝器中的部分高压制冷剂蒸气经旁通管进入蒸发器，降低了压比，同时提高了压缩机的输气量，从而避免了喘振的发生。压差p：冷凝压力与蒸发压力的压差温差t：冷水的进口温度与出口温度之差4防喘振的其他措施（1）采用变频调速电动机驱动压缩机，增大稳定工况区域。（2）采用多级压缩，在同样压比时可大大降低压缩机的转速，增大稳定工况区域。（3）采用可移动排气散流滑块。可移动排气散流滑块工作原理：当负荷减小时，可移动式排气散流滑块往内侧移动，减小

19、扩压器的通道截面积，以保持制冷剂气流的流速，防止边界层脱离现象的发生，以避免压缩机不稳定喘振运行。散流滑块以进口可调导叶位置定位和导叶相配合进行能量调节，能允许制冷量降低到额定制冷量的10。第三节 螺杆式冷水机组1.与活塞压缩机相比，螺杆式制冷压缩机体积小，质量轻，运转平稳，振动小，单机制冷量大；2.螺杆式制冷压缩机结构简单，零部件少，只相当于活塞压缩机的1/31/2；没有阀片、活塞环等易损件，运行周期长，维修简单，使用可靠；3.螺杆式制冷压缩机单级压比大，可以在较低蒸发温度下使用；排气温度低，可以在高压比下工作；4.对湿行程不敏感，制冷量可以在10%100%之间无级调节，操作方便，便于实现自

20、动控制；5.螺杆式压缩机的转子、机体等部件加工精度要求高，装配要求比较严格；6.由于螺杆式压缩机采用喷油方式，油路系统及辅助设备比较复杂；因为转速高，所以噪声比较大。一、螺杆式冷水机组的特点二、螺杆式冷水机组的工作流程二、螺杆式冷水机组的工作流程1典型单典型单螺杆式冷水机组的工作流程螺杆式冷水机组的工作流程高温高压气体高压中温液体低压低温液体低压低温气体排气温度高于限定值时此路开通2典型双螺杆冷水机组的工作流程（1）YSE型螺杆式冷水机组（2）RTHB系列螺杆式冷水机组带节能器的两级节流系统节能器中的制冷剂蒸气通过泡沫消除器滤除夹带的液滴后从压缩机气缸压缩中间点的补气口进入气缸并与来自蒸发器的

21、被压缩的气体混合1压缩机 2经济器 3节流阀 LC液位控制器RTHB系列螺杆式冷水机组独特的节能器设计，使机组的效率提高了4，低温液态制冷剂使电动机延长了其使用寿命，电子膨胀阀和固定式多孔节流板的复式节流装置可以更有效地控制制冷剂流量，以适应机组的负荷变化。三、螺杆螺杆式冷水式冷水机组的组成机组的组成 与工作原理与工作原理 1.单螺杆式压缩机的结构与工作单螺杆式压缩机的结构与工作原理原理转子转子星轮星轮（1）吸气过程）吸气过程a)吸气过程吸气过程 b)压缩过程压缩过程 c)排气过程排气过程 具有内压缩过程，而且一个基元容积在旋转具有内压缩过程，而且一个基元容积在旋转一周内一周内完成了两次吸气、

22、压缩和排气循环过程完成了两次吸气、压缩和排气循环过程（2）压缩过程（3）排气过程2.双螺杆式螺杆式制冷制冷压缩机压缩机的结构的结构与原理与原理（1）吸气过程（2）压缩过程（3）排气过程依靠啮合运动着的一对阴阳转子，借助它们的齿、齿槽与机壳内壁所构成的呈“V”字形的一对齿间容积呈周期性大小变化，来完成制冷剂气体吸入压缩排气的工作过程。第四节 溴化锂吸收式冷（热）水机组一、蒸汽和热水型溴化锂吸收式冷水机组1.溴化锂吸收式冷水机组的工作原理2.溴化锂吸收式冷水机组分类驱动热源蒸汽（MPa）热水进/出口温度（）0.1（适用范围0.050.12）0.6（适用范围0.40.8）根据用户情况确定120/68

23、驱动热源利用方式单效双效单效二段结构型式单筒、双筒双筒、三筒单筒、双筒双筒制冷量范围（kW）350116303502326035058203504650冷水进/出口温度（）12/7或14/712/7或14/712/7或14/712/7或14/7冷却水进/出口温度（）32/4032/37.5或32/3832/3832/38热源能耗kg/（hkW）2.1291.077（32/38工况）22.012性能系数COP约0.72最高达1.39约0.70约0.75适用场合有低压蒸汽或工艺流程产生余汽场所自备锅炉或有官网蒸汽场所有预热或工艺流程产生热水场所有余热或集中供冷供热场所3.溴化锂吸收式冷（热）水机组

24、的主要部件及功能3.溴化锂吸收式冷（热）水机组的主要部件及功能二、直燃双效型溴化锂吸收式冷热水机组1.特点（1）制冷、制热、生活热水可一机实现，一机多用，因不需另行设置热源，机房管路布置较为简单。（2）可采用天然气作为热源，整机电负荷小，配电系统容量低，冷量调配程度较高，即可充分考虑各功能场所的同时使用系数，可使整体负荷降低。工作运行可靠，调节性能好，调节范围为10%100%，适用于大中型容量的空调制冷系统。（3）系统运行费用较低，初期投资较高。（4）制冷机组COP值较低，仅为1.30左右，机组体积较大，机房整体布置复杂。（5）安装维护较为复杂，调节及控制较为烦琐，系统维护保养工作量较大。（6）所需配置的冷却塔容量大，占地面积也更大。按溶液循环流程按溶液循环流程分类分类（1）串联流程，分两种 一种是溶液先进入高压发生器，后进入低压发生器，最后流回吸收器；另一种是溶液先进入低压发生器，后进入高压发生器，最后流回吸收器。（2）并联流程，溶液分别同时进入高、低压发生器，然后分别流回吸收器（3）串并联流程，溶液分别同时进入高、低发生器，高压发生器流出的溶液先进入低压发生器，然后和低压发生器的溶液一起流回吸收器。2.制冷循环流程2.制热循环流程3.主要部件3.主要部件3.主要部件3.主要部件3.主要部件3.主要部件