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离心式制冷压缩机授课:陈礼余华明使用教材:《制冷流体机械》第一节离心机工作原理和结构一、离心式压缩机的工作原理离心式制冷压缩机是依靠动能的变化来提高气体的压力的。它由转子与定子等部分组成。当带叶片的转子(即工作轮)转动时，叶片带动气体转动，把功传递给气体，使气体获得动能。定子部分则包括扩压器、弯道、回流器、蜗壳等，它们是用来改变气流的运动方向以及把速度能转变为压力能的部件。制冷剂蒸气由轴向吸入，沿半径方向甩出，故称离心式压缩机。第一节离心机工作原理和结构一、离心式压缩机的工作原理二、离心式压缩机的结构1、离心压缩机的外部结构2、离心式压缩机的内部结构1）吸入室2)进口导流器3)叶轮(工作轮)4)扩压器5)弯道和回流器6)蜗壳7)密封8)平衡盘9)轴承离心式压缩机的内部结构图2离心式压缩机的内部结构图3离心式压缩机的内部结构图41）吸入室吸入室的作用是将从蒸发器或级间冷却器来的气体，均匀地引导至叶轮的进口，以减少气流的扰动和分离损失。图4-6吸入室的结构示意图(a)轴向进气(b)径向进气2）进口导流器进口导流器安装在第一级进口前的机壳上。它由一组彼此联动旋转的小叶片组成，目的是输气量调节。3）叶轮叶轮是一个最重要的部件，通过叶轮将能量传递给气体，使气体的速度及压力都得到提高。4）扩压器扩压器是固定部件中最重要的一个部件。它的作用是将叶轮出口的高速气体的速度能转化为压力能。图4-10无叶扩压器和叶片扩压器结构(a)无叶扩压器(b)叶片扩压器5)弯道和回流器弯道的作用是将扩压器出口的气流引导至回流器进口，使气流的方向从离开轴心变为向轴心方向。回流器则是把气流均匀地导向下一级叶轮的进口，为此，在回流器流道中设有叶片，使气体按叶片弯曲方向流动，沿轴向进入下一级工作轮。6)蜗壳蜗壳的作用是把扩压器流出的气体汇集起来，集中排至冷凝器或级间冷却器。图4-11蜗壳的横断面的形状(a)蜗壳外形(b)梯形(c)正置圆形(d)偏置圆形图4-12迷宫式密封的结构形式(a)整体式(b)镶嵌式(c)组合镶嵌式(d、e)光轴式7)密封8)平衡盘为了减少止推轴承的载荷，往往在末级之后设置一个平衡盘9)轴承图4-13平衡盘三、离心压缩机的主要特点：与其他特别是活塞式制冷压缩机相比，因压缩气体的工作原理不同，它具有下列特点：(1)单机制冷量大，在制冷量相同时它的体积小，占地面积少，重量较活塞式轻5～8倍。(2)由于它没有汽阀活塞环等易损部件，又没有曲柄连杆机构，因而工作可靠、运转平稳、噪音小、操作简单、维护费用低。(3)工作轮和机壳之间没有摩擦，无需润滑。故制冷剂蒸汽与润滑油不接触，从而提高了蒸发器和冷凝器的传热性能。(4)能经济方便的调节制冷量且调节的范围较大。离心压缩机的主要特点：(5)对制冷剂的适应性差，一台结构一定的离心式制冷压缩机只能适应一种制冷剂。(6)由于适宜采用分子量比较大的制冷剂，故只适用于大制冷量，一般都在25～30万大卡／时以上。如制冷量太少，则要求流量小，流道窄，从而使流动阻力大，效率低。但近年来经过不断改进，用于空调的离心式制冷压缩机，单机制冷量可以小到10万大卡／时左右。。第二节特性及调节(1)工况变动时对性能的影响1)蒸发温度对性能的影响——蒸发温度愈低，制冷量下降愈剧烈。蒸发温度对性能的影响较大。2)冷凝温度对性能的影响——当冷凝温度高于设计值时，离心式制冷压缩机的制冷量将急剧下降。3)转速对性能的影响——随转速的降低能量头急剧下降，因而制冷量也将急剧下降图4-14离心式和活塞式压缩机性能的比较(a)蒸发温度变化的影响(b)冷凝温度变化的影响(c)转速变化的影响二、调节离心式制冷压缩机制冷量的调节方法很多，如改变压缩机转速、进气节流、改变叶轮进口前可转导叶的转角、改变冷凝器的冷却水量、吸气旁通等。其中，改变叶轮进口前可转导叶的转角的方法调节，经济性较好，调节范围较宽，方法又较简单，故被广泛采用。它在叶轮进口前装有一组放射性可转动叶片，当改变它的角度时，就改变了进入叶轮气流的方向，致使叶轮产生的能量头发生变化，达到制冷量调节的目的。•改变压缩机转速调节改变换热器参数（如改变冷却水水量）对机组能量的调节•采用变频技术改变压缩机转速VSD调节第三节空调用离心式制冷装置一、离心式制冷循环图4-16单级离心式制冷装置的制冷循环1、单级离心式制冷压缩机2、冷凝器3、浮球式节流阀4、蒸发器5、挡液板载冷剂冷却水图4-17FLZ-1000离心式制冷机组简图1、压缩机2、增速齿轮箱3、电动机4、油箱5、冷凝器6、蒸发器7、滤油器8、油冷却器二、离心制冷系统的抽气回收装置1、为什么要抽气回收离心式制冷装置很多都使用氟利昂低压制冷剂。装置正常运行时，其蒸发压力低于大气压力。因此，外界空气不可避免的经不严密处渗漏到蒸发器和低压管路，并与制冷剂蒸汽一起被压缩机吸入和排至冷凝器中。随着空气渗入量的增加，制冷装置的效率就会下降。空气中含有的水分又会腐蚀设备。为此，必须将渗入到系统中的空气等不凝性汽体及时抽出。但在抽出空气时，不少制冷剂也会被随同抽出，故应予以回收。抽气回收装置即是为抽除空气和回收制冷剂而设置的。此外，它还可以作为灌注和排出制冷剂、试压和抽真空之用。2、抽气回收装置3、抽气回收装置的运行抽气回收装置在正常情况下需定期运转，例如每天运转一次的5~l0分钟。在每次开车前也应先运转一次，以维持机内真空。三、喘振与堵塞1、喘振：气流来回倒流撞击的现象称为“喘振”，它将使压缩机产生强烈的振动和噪声，严重时会损坏叶片甚至整个机组。2、堵塞：所谓堵塞，即流量已达最大值，此时，压缩机流道中某个最小截面处的气流速度达到了音速，流量不可能继续增加。四、润滑系统五、离心制冷装置的自动保护1、压缩机保护1）、排气压力的高压保护和吸气压力的低压保护；2）、润滑系统的油压差保护；3）、电动机过载及单相运行保护；4）、冷却水套断水保护；5）、离心式压缩机轴承的高温保护；2、卧式壳管式蒸发器冷水的防冻保护；3、冷凝器冷却水断水保护及蒸发式冷凝器通风机的运行保护