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离心式制冷压缩机的特点、应用状况及趋势2006-12-07来源：中国流体机械网浏览：104一、离心式制冷压缩机特点.离心式制冷压缩机作为一种速度型压缩机,具有以下优点:1.相同冷量情况下,特别大容量时,与螺杆压缩机组相比,省去了庞大油分装置,机组重量及尺寸较小,占面积小;2.离心式压缩机结构简单紧凑,运动件少,工作可靠,经久耐用,运行费用低;3.容易实现多级压缩和多种蒸发温度,容易实现中间冷却,使耗功较低;4.离心机组中混入润滑油极少,对换热器传热效果影响较小,机组具有较高效率.具有以下缺点:1.转子转速较高,保证叶轮一定宽度,必须用于大中流量场合,不适合于小流量场合;2.单级压比低,到较高压比须采用多级叶轮,一般还要用增速齿轮;3.喘振是离心式压缩机固有缺点,机组须添加防喘振系统;4.同一台机组工况不能有大变动,适用范围较窄.二、离心式制冷压缩机应用状况及趋势.目前国内离心式冷水机组大部分市场主要由欧日美一些制冷企业所占据.比较有名企业如特灵、开利、约克、麦克维尔、AXIMA（原苏尔寿）、荏原、三菱等依靠先进技术及良好工艺主导离心冷水机组市场.国内企业主要为重庆通用,早期引进NREC技术来开发离心式制冷机.社会发展,用户需要冷量越来越高,另外节能要求使离心机组具有越来越广市场.一些国内空调厂家如海尔、澳克玛、格力及美（与重庆通用合并）纷纷推出自己离心式冷水机组.大冷与AXIMA合作开发出离心冷水机组及区域供暖离心热泵机组.这些离心机组大部分采用环保工质R134a.能源形式日趋紧张,节能降耗是产品发展一大趋势.另外中国城镇化水平不断提高,建筑能耗不断增加.具有最高性能系数离心冷水机组无疑将成为市场热点,近年来离心冷水机组销量不断提高.国内大部分开发离心冷水机组企业购买进口压缩机,基本上没什么利润.国外离心机厂家不会轻易出让自己核心技术,要想研制离心式制冷压缩机,走自主开发道路.设计及制造技术不断成熟,使国产离心式制冷压缩机研制成为可能.三、开发研制离心式压缩机难点、重点及对策.研制一台离心压缩机包括多方面内容:气动热力计算、强度与振动计算、结构设计、各种材料选择、加工制造工艺设计、自动控制与调节设计、以及驱动型式选择等.其中难重点主要有以下几个方面:1.叶轮设计转子作为离心压缩机运动部件,其核心部分为叶轮.现国内外各大离心机厂家均采用三元流方法进行叶轮设计.三元流方法要求设计人员具备数值模拟、计算流体动力学、流体机械内部流场理论等非常专业知识.国内公司技术人员大部分不具备这些专业知识,要设计高效三元叶轮,和高校科研机构合作.高校中离心式压缩机方面专家主要有上海交大谷传纲教授、西安交大王尚锦教授.谷教授长期从事离心机方面研究,先后主持完成6项国家自然科学基金项目,离心机三元流设计,压缩机组试验、监测及控制,系统防喘振等方面均有深入研究,他所主持完成《多级离心压缩机气动设计技术与应用》项目获2004年国家科技进步二等奖.王教授领导西安交大赛尔机泵科研组,以独具特色“可控涡叶轮设计理论”，石化等领域机组改造中有出色应用.2.叶轮加工制作以三元流理论设计叶轮叶片形状一般为空间曲面,叶片及叶轮加工成型是制造重点,也是难点.三元叶轮，常用加工方法主要有两种：1)三体焊形式：也就是说轮盘、叶片、轮盖分别加工.这种加工方法对设备要求比较简单，轮盘、轮盖只需要车出外形就够了.叶片加工要麻烦一些，首先要利用三坐标机床铣出叶片模具，然后将下好料叶片进行热处理，压型到所需叶片形状.最后将叶片焊接到轮盘上，再将轮盖焊好.这样话需要设备大概是三坐标铣床、热处理炉、油压机以及其他所需一些常规设备，所需投资比较低,更适合开始做.2)整体铣制：也就是轮盘和叶片是一起利用多坐标设备进行整体铣制而到一个半开式叶轮.为避免干涉，目前国际上对这种叶轮加工大都是利用五坐标加工中心进行.一台五坐标设备大概从几百万到上千万不止，成本非常高.以加工600mm叶轮为例,国内五轴床大概要350万人民币,进口五轴床大概要480万人民币.四坐标机床旋转工作台倾斜实现三元叶轮四坐标整体铣制，叶片稠度比较大,干涉问题四坐标上就不可避免.四坐标设备相对比较便宜，大概100多万人民币.3.转子临界转速计算临界转速是设计转子转速时要考虑一个重要因素,转子转速要避开临界转速.临界转速计算一般采用普洛尔法,市场上有专门计算临界转速软件,也可以自己开发计算软件.4.防喘振系统设计由离心式压缩机工作机理可知,喘振是离心机所固有性质,不可消除,但可有效途径加以避免.离心式制冷压缩机发生喘振原因:流量过低及冷凝压力过高.喘振对机组危害相当大,须认真设计防喘振系统.5.滑动轴承设计离心式制冷压缩机一般采用增速齿轮,转子转速一般都5000RPM以上,都采用滑动轴承,滑动轴承设计也是研制离心机一个重点.四、开发研制离心式压缩机大致步骤:1.搜集、学习离心式压缩机及离心式冷水机组相关标准.2.组织有关人员学习离心式压缩机基本知识,达到用一元流理论设计压缩机水平.3.组织有关人员到相关科研院所及专业生产厂家学习参观.4.与科研院所合作进行三元叶轮设计.5.研制开发整机.6.样机试验改进.五、一点想法上世纪50年代，我国科学家吴仲华教授提出叶轮机械三元流理论，奠定了三元流设计理论基础.国外一些大公司如NREC等据此理论开发出离心式叶轮机械设计及加工软件.我国科学家及科技工作者也进行了大量卓有成效研究,对离心式压缩机设计及加工进行了深入研究,并形成了一系列研究成果,与国外相比,毫不逊色.建议国内制冷企业高举民族工业旗帜,研制出真正意义上国产化离心式制冷压缩机精品.特灵机组特点特灵机组特点：一、水冷三级压缩离心式冷水机组CVHE/G制冷量1055KW至4750KW（300ton至1350ton）（0.9Mkcal/h~4.1Mkcal/h）三级压缩，制冷效率高，可以在宽广的容量范围内有效地运行。直接传动、多级压缩机/电动机组合，只有一个运转部件。二极节能器，可提高机组效率7%。低速运转行，转速2950转/分，运行噪声一般为80dBA。三级进气导流叶片，一、三级可调，二级固定。闭式电动机和可靠的电动机冷却系统。冷媒HCFC-123微电脑控制柜UCP2，中文显示，功能齐全。适用于大、中型各类建筑物的空调系统或工艺冷却系统，也可用于冰蓄冷系统。二、水冷螺杆式冷水机组RTHB制冷量373KW至1343KW（106ton至382ton）最新的5-7阳阴转子设计，使运转更平稳，效率更高。低速运行，转速2950转/分，运行噪声低。用液体冷媒冷却电动机。复式流量控制装置。用滑阀进行无级调节，制冷量调节范围15~100%。采用5级航空轴承，在机组寿命期间内不需更换。螺杆式压缩机只有三个运转部件，与同类型的往复式机组比较，零部件减少15倍。冷媒HCFC-22适用于中、大中型冷量范围的空调系统，也可用于制冰和低温用途。三、螺杆式冷水机组RTHD加装了冷水变流量自动补偿装置，使机组能够在不需要二次变频泵的时候高效工作，从而真正的实现了系统省电的目的，为用户节省了大量的初投资与运行费用。RTHD机组具有冰蓄冷，热回收，制低温冷水（盐水或乙二醇），固态启动器，特殊换热管等多种选项，满足了石油、化工等不同领域的用户的需求。离心式冷水机组品牌你了解多少？目前在中国市场销售比较成熟的有5家，按销售额排名：1、开利－－号称“中央空调之父”，在上世纪80年代中期进入中国，与上海一冷合资。离心机产品特点；半封闭电机，单级压缩、制冷剂为R134A、电压启动等级为380V和6600V。广泛用于民用、商业。价格定位：适中。2、约克－－上世纪80年代后期进入中国，开始与无锡锅炉厂合资，目前建厂在无锡（主要生产离心机）、广州（生产小机）。离心机主要特点：开启式电机，单级压缩、制冷济R134A、电压启动等级为380V和6600V和10000V。主要用于工业、民用。价格定位：偏高。目前约克已经被江申自控收购。3、特灵－－上世纪90年代进入中国，开始与双良合资。现在与江苏省太仓市工业资产经营有限公司合作。离心机主要特点：半封闭电机，多级压缩（3级压缩号称离心机中的经典机型）、制冷济R123、电压启动等级为380V和6600V。广泛用于民用、商业。价格定位：高。目前特灵已经被霍利维尔（音）收购。4、麦克维尔：在上世纪90年代中期进入中国，与武汉冷冻机厂合资。离心机产品特点；半封闭电机，单级压缩、制冷剂为R134A、电压启动等级为380V和6600V。广泛用于民用、商业。价格定位：低。目前麦克维尔已经被日本大金收购。5、美的－－2004年美的集团收购重庆通用工业集团（中国最早做离心机的企业，以前其产品主要用在国防，军工中，很少走向民用）而成立的。目前建厂于重庆，是中国最大的离心机生产基地。离心机主要特点：半封闭式电机，单、双级压缩、制冷济R134A，R123、电压启动等级为380V和6600V和10000V。主要用于工业、民用。价格定位：低。多说一句：美的－－作为中国唯一一家生产离心机的企业，能在国际商业竞争中，与美国4家同台竞技，而且产品技术和性能毫不逊色，这是我们国人的骄傲和自豪。请支持我们自己的品牌吧！！！！！！！！冷水机组喘振是怎么回事?“喘振”应该是单级离心式制冷压缩机（即速度型制冷压缩机）所特有的一个特征。它表现在当单级离心式制冷压缩机在低负荷下（额定负荷的25%以下）运行时，容易发生“喘振”，造成周期性地增大噪声和振动，严重时甚至损坏压缩机。这可能是由单级离心式制冷压缩机特殊结构和运行方式决定的，因为它是一种速度型制冷压缩机，而非容积型制冷压缩机（如往复式及回转式）。离心机组的喘振正如上面几位高手提到的,是单级离心机组的特性之一,它的产生是由于压缩机的排气压力小于冷凝器的压力,导致压缩机无法实现排气,但压缩机又不断吸气,从而机组出现剧烈震动和噪音.一般来讲,机组负荷在低于机组总负荷的30%即会出现喘振.主要是由于机组运行负荷过低造成,一般来说,一是整个系统负荷过低,而采用离心机组必须运转时可能出现,可以采取的措施,如果已经采用了离心机组,可以在电脑系统进行设置,保证机组最低运转负荷在30%以上(这是最笨的办法)最好的解决办法是系统采用的机组大小搭配,即保证整个系统的最小负荷大于采用的最小的一台离心机组的30%负荷.或者采用离心机组和螺杆机组搭配的方案它是离心压缩机固有的特性，不过随着速度变化而喘振点后发生偏移。产生是由于压缩机的排气压力小于冷凝器的压力,造成压力的倒灌从而对叶轮冲击。高速的离心机特别易产生喘振（如开利，约克的单级离心机），一般是通过热气旁通的方式克服，另一种是通过限制导叶轮的开启度从而限制冷凝压力的增加。对于低速的多级离心机由于速度较低一般为2900转，喘振点远离工作点，此种机型在运行时可以在10%的低负荷下运行（如特灵的多级离心机）喘振是离心机特有的，但不只是单级，多级离心机照样会喘，特灵三级离心机就不会喘吗？其原因是在低负荷时吸气量少，因而排气压力有可能低于冷凝压力，所以冷凝器气体回流造成反复。特点是声音大，电流波动大。