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中央空调冷水机组

晨怡热管 2009-11-7 17:41:46
 

4.1往复式冷水机组的特点及性能

4.2往复式冷水机组的工作流程

4.3往复式冷水机组的安装与调试

4.4往复式压缩机和往复式冷水机组的操作

4.5离心式冷水机组

4.6螺杆式冷水机组的特点和性能

4.7螺杆冷水机组的能量调节和启停操作

 

教学目的与要求:

    1. 了解常见的压缩制冷的冷水机组类型,了解往复式冷水机组的安装要点,了解离心式冷水机组分类。

    2. 熟悉离心式冷水机组的特点,熟悉螺杆式冷水机组的特点和性能。

    3. 掌握往复式冷水机组的冷水循环过程,掌握活塞式制冷压缩机的基本操作步骤。

    4. 掌握螺杆式冷水机组的循环过程、基本操作步骤。

内容和时间安排、教学方法:

1.内容和时间安排:6学时

2.教学方法:企业现场教学、实验室环境教学,多媒体教学、案例教学、课堂提问。

教学重点和难点:

1.重点:往复式冷水机组的特点,离心式冷水机组性能特点; 各机组的基本操作步骤。

2.难点:冷水机组的特点和性能。

 

常用的冷水机组按配用的的制冷压缩机类型不同,分为活塞式、螺杆式和离心式三种。它们的蒸发器和冷凝器一般采用壳管式换热器;节流装置采用热力膨胀阀;制冷剂为氟里昂,活塞式冷水机组和螺杆式冷水机组用R22,离心式冷水机组目前用R11;运行控制采用全自动控制,并设有多级能量调节。
在各种类型的制冷压缩机中,往复式是问世最早的一种机型,因此它得到广泛的发展和深入的研究。往复式制冷压缩机至今仍以它的小型、轻量、适应性强而应用广泛,其社会拥有量仍然在各类制冷压缩机中占着主要的地位。
目前国外制造往复式冷水机组的主要厂家有美国开利、特灵、顿汉-布什、约克等公司,日本有大金,日立等株式会社,法国泰康公司,丹麦萨布罗公司,瑞典斯泰尔公司等。我国亦有较多的制冷机厂生产往复式冷水机组。

 

 

4.1往复式冷水机组的特点及性能

4.1.1、往复式冷水机组的特点
往复式冷水机组包括开启式、半封闭式或全封闭式往复式压缩机、冷凝器、蒸发器、热力膨胀阀以及和机组相配套的开关箱及控制柜等组成。冷凝器和蒸发器一般都采用卧式壳管式结构,管板上扩胀的是高效传热管,故机组结构紧凑,占地面积小。
1、适用范围广,在各种工况下效率较高
往复式冷水机组能适应较广阔的压力范围。为了使压缩机在高环境温度和高水温地区运行,目前各国均在提高冷凝温度。往复式冷水机组热效率高,单位制冷量电耗相对较低,特别是偏离设计工况运行时显得更为明显。
2、往复式冷水机组系统比较简单
3、机组小型轻量化
4、能量调节灵活
5、技术上较为成熟,运行方面积累有丰富经验

 

 

 

4.2往复式冷水机组的工作流程

4.2.1、润滑油系统的工作流程
往复式冷水机组的润滑系统通常采用专门的齿轮油泵,以一定的压力将清洁的润滑油输送到运动件的摩擦表面,以减少摩损和摩擦阻力,提高活塞环等部位的密封能力,此外,尚起到对磨擦表面的冷却和清洁的作用。
图4-1是典型的压力润滑系统图。曲轴箱中的润滑油通过粗滤油器被转子油泵吸入,提高压力后进入精滤油器,然后分成三路:一路由曲轴自由端引入,通过曲轴内部油孔,润滑主轴承及邻近的连杆轴承,再通过连杆体中的油孔输送到连杆小头,润滑小头轴承;第二路进入轴封室,润滑和冷却轴封摩擦面,然后从曲轴功率输入端轴颈上的油孔流入曲轴内的油道,与第一路油相汇合;第三路是作为油压驱动的能量调节机构的动力,进入输气量控制阀和油缸。

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图4-1??? 典型的压力润滑系统图

气缸壁面和活塞间的润滑仍是采用飞溅润滑方式,利用曲轴旋转时从连杆轴承处甩上来的润滑油进行润滑。
被压缩机排气带出的润滑油在油分离器中被分离出来,并通过自动回油阀或手动回油阀回流到曲轴箱中。曲轴箱的下部装有油加热器,在停机时由油温控制器对油进行加热,以防止开机时曲轴箱压力突然降低,使油中的R22急剧蒸发,油中产生大量气泡,会造成油泵失压,所以在停机时必须保持一定油温。待机组起动以后,油加热器停止加热。油路上还装有油压差控制器和油压表等。
开利30HR195,225型冷水机组的压缩机为半封闭式,转子式油泵装在曲轴后端,压力油通过曲轴油道输送到各轴承磨擦表面,气缸壁面靠连杆轴承处挤压的油飞溅润滑。该机组的制冷量调节是采用温度控制器来控制电磁滑阀动作直接旁通卸载来实现,故不供给润滑油作调节动力。因此,润滑油系统比较简单。
4.2.2冷水和冷却水系统
1、冷水系统
来自各层楼、各区域的新风柜和风机盘管升温后的冷水(俗称回水),由冷水泵泵出,进入离心式冷水机组的蒸发器,泵的前后均装有压力表,泵前装有水网,为了减少泵或主机的振动对管道的影响,在水泵和主机的供、回水管道上均采用防震动的橡胶软接头连接,一般冷水自蒸发器下部进入,上部流出,蒸发器供,回水管路上分别装有水阀、压力表和温度计,回水管路上装有温度控制,供水管路上装有冷水温度传感器和冷水流量开关,冷水流经蒸发器以后,水的温度降低,被送到各层楼,各个区域的风机盘管的空调制冷过程。
设置在冷水回水管道上的温度控制器,是用来控制蒸发器的回水温度,当回水温度升高时,说明空调区域的冷负荷大于机器的制冷量;当回水温度降到某一极限值时,(一般定为8℃),则温度控制器使机组停止运行,而回水温度又逐渐回升到某一设定值时(一般定为13℃),此时温度控制器又投入运行。
冷水供水管路上的流量开关,是供机组控制联锁用的,若冷水泵不开,则冷水流量开关不闭合,冷却水泵就不能启动,此时主机亦无法启动。
2、冷却水系统
若要机组启动,首先要冷泵投入运行,冷水流量开关闭合后,才能启动冷却水泵,冷却水流量开关闭合,才能启动冷却塔风机。
来自冷却塔的冷却水,由冷却水泵吸入增压后,再经截止阀,进入往复式冷水机组的冷凝器,冷却水泵前后均装有压力表和水阀。
冷却水自冷凝器的下部进入上部流出,进出冷凝器管道分别装有压力表、温度计和水阀,在冷凝器供水管上安装有流量开关,冷却水流动后,流量开关才能启闭合,冷却塔风机才能启动,主机才能投入运行。冷却水经过冷凝器后,水温升高,被送至冷却塔喷淋并降温。
在冷却塔内,除了上述供、回水管以外,还有溢流管,排污管,几个冷却塔并联使用的平衡管以及用浮球阀控制液位的补充水管。
为了降低冷却水泵和压缩机的振动对管道的传递作用和影响,在水泵和主机管道连接处,采用防震橡胶软接头连接。

 

 

 

4.3往复式冷水机组的安装与调试

4.3.1、机组的基础、防振装置的安装
冷水机组安装时应按机房平面设计图“放线”,找出地基基础中心线,划定纵横基准线和基础位置,基础的设计,应能承受机组的动、静载荷及振动,并考虑邻近设备和建筑物有无特殊要求,基础的浇灌,必须符合机房设计图或厂商所提供的资料要求。
基础防振装置中水平垫铁是在基础施工时预埋的,机组有四个地脚,每个地脚均要准备一块调节垫板,每块调节垫板上具在两个调节螺纹孔,把调节螺栓的一头支在预埋垫铁上,慢慢转动调节螺栓,则机组随着调节铁板上下升降,以此来调节整个机组的水平度,调好之后,调节垫板和不平垫铁分离,两个平面不接触,用高标号的混凝土砂浆灌进调节垫板和水平垫铁之间全部间隙,当混凝土砂浆干固以后,可以拆下调节螺栓,只剩下定位螺栓,这样,整个机组就完全支在两块防振像胶上,能够达到防振的目的。定位螺栓只起定位作用,没在固定作用,共有四个定位螺栓。
4.3.2、冷水机组水管的安装
冷凝器和蒸发器的外接水管,如果是双回程水管,布置在同一侧,中果是单回程或三回程水路,布置在两侧,冷凝器和蒸发器的进、出水均为下进上出。
在机房旁焊接或切割水管时,要用石棉或湿帆布将机组上的保温材料罩上,以免损坏,有的机组在出厂时就将温度传感器装在蒸发器管板水盖的供水短管上。因此焊接管子法兰时,应将此传感器拆下,待管子焊接好之后,再行装上,以免传感器受热过高而损坏。
4.3.3、机组水管的清洗
1、水管的清洗
当整个水系统试漏合格后,就可以清洗管子。
1)水泵不运行时清洗
利用膨胀水箱和冷却塔的补充水将整个水系统充满水。但要注意的是将冷水机组,新风柜和风机盘管的供、回水阀关闭,以免清洗时不清洁的水污染设备的传热管。当系统充满水以后,将通往排水沟的水阀打开,把膨胀水箱和冷却塔的补充水阀关闭,这样可以带走部分杂质、异物,反复冲洗2~4次,直到认为比较干净为止。
2)水泵的运行清洗
在上述清洗基础上进行水泵运行清洗。将离心式冷水机组、新风柜和风机盘管的所有进、出水管路阀门都打开,管道全充满水,当确认水泵的放置方向正确时,启动所有冷水泵和冷却水泵。连续运转两小时后,停止水泵运行。将所有冷水和冷却水排入水沟,并清洗水泵过滤器。
4.3.4、机组的保温
当系统内温度低于环境温度时,便产生制冷量损失,为减少这种损失,在设备和管道的低温部分都应外包一层隔热材料。因此当离心式冷水机组安装完毕并进行系统试压后,应对蒸发器的外壳、压缩机进气管、蒸发器水室、冷水的供、回水管道等进行保温。
4.3.5、空调系统的试调
空调系统安装完毕后,应进行测试与调整,才能投入正常运行。下面介绍空调系统测试与调整的一些基本知识。
1、空调水系统的压力试验
为了检查水系统管路的机械强度与严密性,空调冷水系统和冷却水系统在安装完毕后,都应进行水压试验。采用水作试压介质,可便于查找泄漏之处。
对于管路较长或管路高低标高差很大的系统,水压试验可分段或分层进行。分段分层进行水压试验时,应用盲板(堵板)将试验管段与其它部分临时隔开。
水压试验的步骤是:
(1)用压缩空气吹除管内杂物,再用清水冲洗管道(水速取1.0~1.5m/s),边冲洗边用小锤敲打管道,直到排水处水色透明为止。
(2)把试压管段高处各排气阀打开,向系统内注水,灌满水后关闭排气阀和进水阀。
(3)用临时和试压管段串接的手摇或电动试压泵逐渐加压,分2~3次加到要求的试验压力。在加压过程中,每升高一定压力应停止加压检查管道,无问题时再继续加压。
(4)当压力指示达到0.9MPa时停止加压,保持30分钟,若压力降不超过的0.02MPa(0.2kgf/cm2),管道无渗漏和变形,则强度试验合格。
(5)强度试验合格后,将试验压力降至0.6MPa,保持两小时,对管道进行全面检查,并用质量为1.5kg以下的小锤,在距焊缝15~20mm处沿焊缝方向轻轻敲击,若焊缝及管道的法兰连接处均无渗漏,且压力表指示值不下降,则严密性试验合格。

 

 

4.4往复式压缩机和往复式冷水机组的操作
4.4.1、活塞式制冷压缩机的操作
1、启动前的准备工作
1)查看运行记录
通过查看运行记录,了解制冷压缩机停机的原因和停机时间,确定开机台数。若正常停车可由值班组长负责开车,若事故停机或机器定期修理,应检查机器是否已修复,并应具有修复后的试车记录。若连续停机时间超过一个月或机器大修后,首次开机须由车间主任或技术人员到场进行试车。
2)检查制冷压缩机
(1)检查制冷压缩机及电动机各运转部位有无障碍物,安全保护罩是否良好。
(2)检查曲轴箱压力,若果超过0.2Mpa(表压)时应先降压。若经常发生此种情况,应查明原因加以消除。
(3)检查曲轴箱油面,侧盖只有一个油面玻璃视孔的,油面不得低于视孔的1/2;有两上视孔的,油面应在下玻璃视孔的2/3以上,上玻璃视孔的1/2以下。
(4)检查各压力表的关闭阀是否已全部打开,各压力表是否灵敏准确,对已损坏的表应更换。
(5)检查各压力能量调节装置卸装的手柄是否拨在“零位”,若无零位,应拨至缸数最少的位置上。
(6)检查压缩机水套冷却水系统和有冷媒的冷媒水系统是否已通水。
(7)检查油压继电器,高低压压力继电器等自动保护装置的指针,是否调整在所要求的数值上。
3)检查其它设备
(1)制冷剂液泵(如氨泵)、水泵、冷风机上的风机,冷却水塔风机的运转部位应无障碍物,能正常工作。
(2)检查蒸发器水箱,喷雾室水位、加湿器水位应保持一定的高度,水泵吸水端要确保有水,不够时应提前补充。
(3)制冷系统应无制冷剂泄漏现象,如泄漏应事先处理完毕。
(4)供水
启动水泵,向冷凝器、制冷压缩机汽缸水套及曲轴箱内油却器水管供水。
2.氟利昂制冷压缩机的开机操作
(1)开启氟利昂制冷压缩机的排汽阀,吸汽阀及有关阀门。
(2)盘动制冷压缩机联轴器数圈,检查一下运转是否灵活。
(3)接通电源后,启动制冷压缩机,听压缩机运转声音是否正常,油压是否正常。
(4)开启供液控制截止阀,检查电磁阀是否联动。电磁阀后采用热力膨胀阀,应检查开机后能否自动调节供液。
3、氟利昂制冷压缩机的停机操作
(1)慢慢关闭氟利昂制冷压缩机的吸汽阀,关闭供液控制截止阀。
(2)汽缸随着曲轴箱内压力的降低,按次序卸载。
(3)当曲轴箱内的压力下降到规定值时停止压缩机运转。
(4)把选择开关拨到停止位置。
(5)关闭压缩机的排汽阀。
(6)关闭冷凝器的出液阀和进、出水阀,停止水泵运转。自控机组可在短期停机时不关阀门。
(7)如长期(一般2个月以上)停机不使用时,为防渗漏,应预先将制冷剂收入制冷系统的贮液器里。若没有贮液器,则将制冷剂收入冷凝器内。因为开启式压缩机的轴封,一般总有极微的渗漏,当长期不用时,低压系统内的压力会升高,致使其渗漏程度加剧。
(8)在冬季较长时间停机应将冷凝器内的积水放干净,以防止冻裂水管或水盖(指卧式壳管式冷凝器。
(9)有三角皮带传动的压缩机较季节性时间停机,应将三角皮带卸下,以免压缩机曲轴长期单向受力,引起轴封渗漏。
(10)较长时间停机应将各阀的阀盖旋紧,并将机器擦干净。从安全考虑,应将电器开关的保险丝盒取出另行保存。
4氟利昂制冷压缩机的正常运行标志
(1)压缩机的吸汽温度不宜超过15℃。
(2)压缩机的排汽温度对R22在80~140℃、对R12在70~120℃
(3)冷却水的供水量应根据压缩机的排汽压力加以调节。
(4)压缩机的油泵压力,新系列压缩机的油压应比吸汽压力高0.15~0.30Mpa,老式压缩机因无卸载装置,油压应比吸汽压力高0.07~0.2Mpa。
(5)曲轴箱的油温,一般不能超过60℃(许可条件最高不能超过70℃)。如油温过高会降低润滑油粘度,影响润滑油效果。但油温也不能过低,如低于5℃,则润滑油粘度太大,也会影响润滑效果。
(6)曲轴箱内的油位不得低于视油孔的1/3处。
(7)注意检查油分离器的自动回油是否正常,在正常情况下,浮球阀应周期性开启与关闭,若用手摸回油管,应该有时热有时温的感觉(浮球阀开启时,油回流到曲轴箱,回油管就会发热)。若发现管子长时间不热,应该则表示回油管已堵塞或发生了其它故障,此时应及时开启回油管上的手动回油阀,开启时须缓慢进行并及时关闭。以防止大量的高压制冷剂进入压缩机曲轴箱内,若发现回油管一直热则说明浮球阀搁死,使高压制冷剂气体不断进入曲轴箱。这样既会造成油温升高,又会使制冷量下降,所以在发现浮球阀有故障后,应停机及检修。
(8)压缩机在正常运转时,只有吸、排气阀片发出的清晰均匀的起落声音,而气缸、活塞、活塞销与连杆、轴承等部分不应有敲击声和异常杂音。否则应停机检修。
(9)压缩机各部位在正常运转和散热条件下,其温升的变化不会很大,若某部位突然发生剧热应及时停机检修。
(10)自动控制的制冷压缩机启、停的温度继电器,应能按预定要求的温度自动开机或停机。
(11)热力膨胀阀的低压侧,用于空调时应结露。
(12)在正常运行中,整个制冷系统的外部应保持清洁干燥,如制冷系统中的任何部位发现有油迹现象,说明制冷系统有可能泄漏,应立即检查和修理。
4.4.2、往复式(活塞式)冷水机组开停
1、空调用冷水机组运行前的检查与准备
1)冷水机组首次运行的检查与准备
(1)认真检查机组运行记录,了解和分析机组技术状况和故障停机原因。对于存在的故障应及时予以排除。
(2)检查制冷系统内制冷剂的量是否达到规定的液面要求,如在规定液面下时,应查出原因,排除泄漏,并适当被补充制冷量到所需液面。
(3)检查油箱中的油位是否达到规定的水平,油温和油压差是否符合说明书规定的要求。
(4)启动前24小时,应接通压缩机曲轴箱油加热器对润滑油加热,在启动时保持油温在50~60℃范围内,为了保证机组使用期间油箱中油温恒定,且不受主机开、停的影响。油箱中油加热器和油温控制器的电源必须从本机组以外的总开关箱专门一路接入,通过油压调节阀调节油压差保持在0.15~0.25MPa。
(5)检查所有手动复位保护装置,如高压保护器、油压差保护器、冷媒水防冻结保护器,外部过负荷保持器等是否处于正常位置,并将冷媒水温度控制器调整到需要的工作条件(即设计的回水温度)。
(6)检查冷却水泵,冷媒水泵是否转动自如,旋转方向是否正确,有无不正常的振动,轴封是否漏水,同时,还需检查冷却水、冷媒水管道系统是否存在泄漏,水量是否充足,水质是否清洁干净。
(7)检查制冷系统和水系统中所有阀门是否灵活,应无泄漏或卡死现象,各阀门的开、关位置应符合系统使用要求。
(8)打开机组上制冷压缩吸、排汽阀。
完成上述检查与准备工作后,可按冷媒水泵、冷却水泵、冷却水塔风机,制冷压缩机的顺序逐个启动,使机组投入运行。
2)冷水机组每日开机前的检查与准备
冷水机组因每日作息制度要求或临时维修及其他原因需要短时停机,应认真填写运行记录,是故障原因停机时,应将故障排除后,打开关闭的阀门,才能按动复位按钮,接通电源使机组重新投入运行。
3)冷水机组年度开机运行前的检查与准备
(1)新的年度夏季使用冷水机组开机前准备工作一般可与年度保养工作合并进行。
(2)润滑油过滤网每年至少清洗一次,润滑油每年全部换新。
(3)冷凝器和蒸发器每年应进行清洁和进行水质处理。
(4)当检修和扣养工作完成后,确认一切正常,可参照首次开机运行前的检查和准备步骤进行启行操作。
(5)若制冷系统中制冷剂偏少,则需补充。向制冷系统补充制冷剂的工作是在机组运行状态下完成的。制冷剂的补给量,以规定工况下制冷压缩机吸入压力表批示的压力和电流达到机组规定的数值为适合。
2、空调用冷水机组运行的操作规程
1)确认需投入运行的冷水机组,已处于完好的准备状态,合上相应的电源闸刀。
2)启动空气处理设备(新风柜)的风机,然后启动冷媒水泵,并调节水泵出口阀开启度和蒸发器的供、回水阀的开启度(标准工况下运行,冷媒水供,回水温有效期以5℃为合适)。
3)待冷媒水泵启动15秒后,使冷媒水循环建立,启动情况下,并调节冷却水泵出品阀开启度和冷凝器出,出水阀的开启度(在标准情况下运行,以进、出水温差为5℃合适)
4)当冷却水泵启动15秒后再启动冷却水塔风机。一般情况下,冷却水塔安装在屋顶。它可在机房通过电流表读数来判断其运行情况,但每一工作班至少应到冷却水塔现场巡视一次。检查冷却塔喷水是否均匀冷却塔风机运行是否正常,浮球阀工作是否灵活等。
5)启动制冷压缩机,使其投入运行
新型的模块式冷水机组把制冷系统分成两个独立的子系统,分别称为A系统和B系统,每一系统都有一到若干台制冷压缩机,这样有利于操作和维修,具体操作方法为:如果在机组控制板面上将选择旋钮放在“A”位置。则机组启动时首先启动A系统的第一台制冷压缩机。如果需要增载。若干分钟后再启动B系统的第一台压缩机;还需增载,再过几分钟再启动A系统的第二台压缩机,依次进行直到两个制冷系统的制冷压缩机全部启动运行为止,如果在机组控制板面上,将选择旋钮放在“B”位置时,次序则先开启B系统第一台,而后是A系统第一台,依此类推。
6)制冷压缩机启动时,应使油压差保持在0.15~0.25MPa之间,油压差是通过设在机体后轴承盖上的油压调节阀来调节的,调节时,应打开该调节阀盖,用螺丝刀顺时针方向转动杆,使油压差上升,逆时针方向旋转,使油压差下降。
7)当冷水机组运行基本稳定后,应检查制冷压缩机的吸气温度是否合适,冷媒水出口温度是否达到设定值。
制冷压缩机吸汽过热度大小是由热力膨胀阀来调节的,一般顺时针转动其调节螺杆,可使开启过热度上升,逆时针转动其调节螺杆,可使开启过热度下降,冷水机组在稳定工作情况下,开启过热度应在5~7℃之间。
3、空调用冷水机组的停机操作
空调用冷水机组使用季节性很强,表现为间歇式工作特点,因季节关系或定期维修而停止期制冷运行,属于正常停机,一般用于手动操作;因机组控制部分发生故障,引起保装置动作而停止制冷运行。属于故障停机,是自动停机。
1)手动停机操作
(1)将制冷系统降压,即将选择开关转到“卸载”位置。
(2)制冷压缩机自动卸载到设定的低压切断点时停机。
(3)对季节性停机,应将制冷剂贮存在冷凝器中,并关闭压缩机的吸汽阀,排汽阀,然后拧紧阀上的密封盖。
(4)打开蒸发器壳体底部的排水阀。在冬季还应将冷凝器管道内的水全部放出,以防止冻裂传热管道。
2)自动停机后的操作
(1)当冷水机组出现不正常现象而发生故障,则全使自动保护装置动作,将电源切断而停机,此时伴有警报号及相应的指示灯亮。这时应立即查明原因排除故障。重新启动运行。
(2)对于一时不易排除的故障,要求短时间停机实行紧急处理时,应将“通一断”开关放在“断”楼上,使液体流入蒸发器中。

(3)冷水机组停机后,一般曲轴箱内的油加热器仍然工作。

 

4.5离心式冷水机组
4.5.1 离心式冷水机组的分类
现代空调用的离心式冷水机组,其组成部件主要有离心式制冷压缩机、蒸发器、冷凝器、节流机构、主电动机、抽气回收装置、润滑油系统和电气控制柜等。根据不同的要求、标准有不同的分类。
1、按机组的组合形式分类
离心式冷水机组可分为组装型和分散型两类。
2、按机组系统密封形式分类
离心式冷水机组可分为开启型,半封闭型,全封闭型三类。
3、按蒸发器和冷凝器的组装方式分类
离心式冷水机组按蒸发器和冷凝器组装方式可分为单筒型和双筒型。
4.5.2、离心式与往复式冷水机组的性能比较
由于工作原理不同,离心式制冷压缩机同往复式制冷压缩机相比,在蒸发温度、冷凝温度和转速变化时,对机组的制冷量和消耗功率的影响也有显著不同。
1.蒸发器温度变化的影响

图4—2???? 蒸发温度变化的影响

?? 图4—2是冷凝器温度和转速不变时,蒸发温度变化对机器的制冷量和消耗功率影响的比较。蒸发温度的变化对离心式冷水机组的影响较大,特别是在低蒸发温度范围内,机器的制冷量和消耗功率下降快。 ??
2.冷凝温度变化的影响

图4—3冷凝温度变化的影响

? 图4—3是蒸发温度和转速不变时,冷凝温度变化对机组的制冷量和消耗功率影响的比较。冷凝温度升高对离心式冷水机组的制冷量下降的影响来得显著,而消耗功率则开始阶段上升,到一定程度有下降趋势。 ?
3.转速变化的影响
转速变化对离心式冷水机组的影响非常显著,转速稍有下降,机组的制冷量和消耗功率急剧降低。这是由于往复式冷水机组的制冷量与消耗功率,在蒸发温度和冷凝温度一定时,与转速成正比关系。但是,离心式冷水机组则不然,由于压缩机产生的能量头与叶轮外缘圆周速度(也可以说与压缩机的转速)的平方成正比,所以,随着转速的降低,离心式制冷压缩机产生的能量头急剧下降,故制冷量与消耗功率也必将急剧下降。
4.5.3 离心式冷水机组的工作流程
1、如图4—4是特灵CVGA型两级压缩离心式冷水机组制冷循环示意图。

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图4—4 特灵CVGA型制冷循环示意图

从蒸发器来的低压过热蒸气,通过压缩机的进口导叶片被第一级叶轮吸入,提高压力后通过压缩机内部的排出通道进入第二级叶轮。而从中间容器(省功器)来的蒸气与第一级排出气体混合后,同时被第二级叶轮吸入,第二级叶轮排出的气体压力升至冷凝压力后排向冷凝器。在冷凝器中,将第二级离心压缩机排出的高温高压气体先经冷却后冷凝成为高压饱和液体。该饱和液体分成二路:一部分被引入电机,其制冷剂量由一个经过校正的孔板来控制,液体制冷剂吸收电动机的热量而气化,降低了电机的温升,然后流入蒸发器;大部分液体制冷剂经节流后进入中间容器(省功器)。此时有小部分液体闪发气化,然后该气化蒸气被第二级叶轮吸入,而具有中间压力的饱和液体制冷剂,从下部引出,经节流后进入蒸发器。在蒸发器中,液体制冷剂吸收冷水的热量后蒸发成气体,被压缩机第一级叶轮吸入,如此重复循环。
2、如图4—5是约克HT型R11离心式冷水机组制冷统的工作流程。由蒸发器来并以吸入管道过热的低温低压蒸气经导叶片被叶轮吸入,经高速旋转的叶轮,在蜗壳出口处成为高压过热气体,并排入冷凝器,R11制冷剂在铜管翅片外冷却和冷凝成高压饱和液体。大部分液体流经节流孔口进入蒸发器,在铜管翅片外侧沸腾吸热后变成气体;从冷凝器底部引出的另一小部分液体制冷剂,经过滤器和节流阀后进入主电动机,吸收电机的热量后气化,回到蒸发器,又重复上述循环。


图4—5? 约克HT型R11离心式冷水机组制冷统的工作流程

4.5.4、离心式冷水机组的润滑系统
1、润滑系统的作用
空调用离心式冷水机组上所采用的润滑系统一般是集中供油的方式,靠润滑油泵提供的压力油,对离心式制冷压缩机的高速轴上的各径向滑动轴承、推力轴承、主电机滑动轴承、大小齿轮啮合面以及抽气回收装置等进行强制润滑。这种润滑的作用为:
1)对各摩擦表面进行润滑,以形成液体磨擦或半液体磨擦,降低磨擦系数和减少磨损。
2)当润滑油流经各润滑表面时,起到对润滑表面的冷却和清洁作用,即可带走一部分发热量并带走润滑面的各种机械杂质和油污。
3)防止锈蚀,润滑油能在各零部件表面形成油膜保护层。为此,润滑油质中不能含有高的酸性和水分,必要时可在润滑油中加入防锈添加剂(如磷酸脂,脂肪酸衍生物)。
4)缓和冲击震动作用。在压缩机罱子,主电机罱子、大小齿轮等旋转件的工作状态下,尤其是机组的启动过程中,由于首先供给润滑油,通过润滑的组尼作用,而将机械振动能量转变为润滑油中的摩擦热而散去。
2、对润滑系统的要求
为了保证上述润滑功能的实现,对空凋用离心式冷水机组上采用的润滑系统提出如下的要求:
1)提供足够流量的润滑油。对油箱的润滑油充灌量,一般必须满足6~8分钟甚至更多的循环油量的需要。
2)提供足够压力的润滑油。由于贮油箱上部空间与压缩机进口处之间采用平衡管相连通,使得机组运行时,贮油箱上部空间压力与蒸发器内压力基本相同,因而机组运行时,润滑油供油压力,实际上是油压差。当油压差低于设定值时,油压差控制器动作,将会停止制冷机组运行。
3)提供适当温度的润滑油。根据的所润滑的零、部件的温升(如轴承温度)和确保油质的良好(如运动粘度),对供油温度和最高工作温度均有要求和限制。机组中制冷剂与润滑油的相互溶解性,亦是控制油温的因素之一,过高的润滑油温度将引起油质的运动粘度下降,甚至积炭及轴承温度上升;过低的润滑油温度将导致制冷剂大量溶入润滑油中,破坏油质纯度,且会产生带油现象,破坏轴承正常工作。
4.5.5、冷水和冷却水系统
1、冷水系统
来自各层楼、各区域的新风柜和风机盘管升温后的冷水(俗称回水),由冷水泵排出,进入离心式冷水机组的蒸发器,泵的前后均装有压力表,泵前装有水网,为了减少泵或主机的振动对管道的影响,在水泵和主机的供、回水管道上均采用防震动的橡胶软接头连接,一般冷水自蒸发器下部进入,上部流出,蒸发器供,回水管路上分别装有水阀、压力表和温度计,回水管路上装有温度控制,供水管路上装有冷水温度传感器和冷水流量开关,冷水流经蒸发器以后,水的温度降低,被送到各层楼,各个区域的风机盘管的空调制冷过程。
2、冷却水系统
若要机组启动,首先要冷泵投入运行,冷水流量开关闭合后,才能启动冷却水泵,冷却水流量开关闭合,才能启动冷却塔风机。
来自冷却塔的冷却水,由冷却水泵M4吸入增压后,再经截止阀,进入离心式冷水机组的冷凝器,冷却水泵前后均装有压力表和水阀。
冷却水自冷凝器的下部进入上部流出,进出冷凝器管道分别装有压力表、温度计和水阀,在冷凝器供水管上安装有流量开关,冷却水流动后,流量开关才能启闭合,冷却塔风机才能启动,主机才能投入运行。冷却水经过冷凝器后,水温升高,被送至冷却塔喷淋并降温。
4.5.6、启动准备工作
离心式冷水机组启动前,必须确认如下工作:
1、冷水系统可以使用,管内已充满水,试压,排污都已完成,冷水泵运行两小时以上,过滤器已清洗;
2、冷却水系统可以使用,管内已充满水,试压、排污都已完成,冷却水泵已运行两小时以上,滤清器已清洗;
3、冷却水塔可以使用,供水和溢水部分已检查,风机可以运行;
4、冷水和冷却水的供、回水管路上,温度计和压力表已装好;
5、冷水泵、冷却水泵及冷却塔风机,在电路上已与机组控制箱进行了联锁;
6、冷水和冷却水供水管上的流量开关已经装好,电气线路已与冷却水泵和冷却塔风机进行了联锁;
7、在冷水管上,控制导叶开度的温度传感器及水温度控制器已装好,电气线路已与机组控制箱接通;
8、电源线已与启动箱内的接线端子接好;
9、油加热器内的断路开关单相电源已接好,注意该单相电源不应由启动箱内的电源供电,而应由另外电源单独供电;
10确认试机时有足够冷负荷(至少为设计冷负荷的50%);
11、在现场已对机组的安全保护装置进行了重新调定。
4.5.7、机组的启动
1、首次启动对电机的检查
2、润滑油系统的检查
1)油位的检查
2)油温
3)压缩机的油压差
4)油泵电机旋转方向
当机组控制箱上油泵的选择按钮放在“手动”位置时,油泵表上没有油压,油泵电机反转,应当调换接线相序,一般油泵电机的接线相序与主电机一致。
3、启动顺序
将机组控制柜中的油泵和“容量与电流控制单元”的选择按钮放在“自动”位置上。
1)手动启动冷水泵,冷水流量开关闭合,由于冷水温度高,在冷水回水管道上的温度控制器闭合,控制箱中冷水泵的辅助触头闭合。
2)相隔15秒后,手动启动冷却水泵,冷却水流量开关闭合,在控制箱中冷却水泵的辅助触头闭合。
3)再隔15秒后,手动启动冷却塔风机。
只要手动启动过冷却塔风机,不管此风机是否在运行,控制箱中的辅助触头也闭合,如果冷却塔风机故障,冷却水回水温度升高,可用报警方法提醒操作人员注意。
4)当冷水泵、冷却水泵和冷却塔风机的辅助触头都闭合时,主机才能启动,具体过程如下:
将控制箱的按钮从停止转换到运行时,如果满足下列三个条件:油温达到要求,与上次停机的时间间隔大于设定值,导叶的开度处于全关位置,则油泵立即投入运行,如果上述三个条件中任一条件不满足时,油泵不能运行。
当油泵运行2分钟以后,立即启动主电机,约30秒,主电机就从Y形启动转换到△运行,导叶开度将按照冷水出水温度和主电机的流值的大小进行调节。一般机组在现场调试时,是以冷水供水温度为7℃,冷却水进水 温度32℃来设定导叶的开度。
4、刚启动后的操作与检查
主机启动之后,要调节冷凝器和蒸发器的水管路压力降,通过调节水泵出口阀门以及冷凝器、蒸发器的供水阀开度,可以将压力降控制在要求的范围内。
机组启动后,按下列顺序检查各项内容:
(1)压力:“检查油压、吸入压力和排出压力
(2)温度:检查油箱中温度;冷凝器下部液体制冷剂温度,应比冷凝压力对应的饱和温度低2℃左右,冷凝温度应比冷却水出水温度高2~4℃;蒸发温度应比冷水出水温度代低2~4℃。
(3)电流:安培表上的读数应小于或等于是机铭牌上的额定电流。
(4)振动和噪音:观察有没有喘振和不正常响声。
4.5.8、运行
美国特灵CVGA型离心式冷水机控制箱中,在称为“容量和电流控制单元”里,有“自动”、“手动”“增载”和“卸载”四个选择键。
1、自动选择键放在“自动”位置
1)机组刚投入运行,冷水温度比较高,设在冷水供水管上的温度传感器发出高水温信号负荷的要求,导叶阀开大后,机组的制冷量增加,当主电机的电流增至额定值时,控制单元便限制导叶阀进一步开大,此时即使水温再高,导叶阀也不再开大,这就保护了主电机,使其不过载。
导叶阀的“开”和“关”,是受冷水温度的控制,同时受主电机额定电流的制约。
2)导叶阀开大以后,制冷量增加,冷水温度逐渐降低,当冷水的回水温度降到温度控制器的设定值时(一般为8℃),该温度控制器即发出断开指令,机组停止运行,控制箱上的低水温指示灯点亮。
3)主机停机后,油泵再继续运行一段时间(例如3分钟)后也停止运行。
4)主机一停机,防止频繁启动的时间继电器便投入计时工作,与下次启动主机的时间间隔,必须满足这一时间继电器的设定值之后,主机才能再启动。
5)主机停机后,冷水泵、冷水泵和冷却塔风机还在继续运行,冷水温度不断升高,当冷水温度达到上升温度控制器另一设定值时(一般为13℃),主机又自动投入运行,此时亦是先启动油泵,再启动主机。
6)在所有的安全保护装置中,只有“低温保护”这一项可以不经过复位按钮,只要故障消除,油温达到要求,导叶阀处于关闭状态和满足停车时间间隔要求,便可自动启动,因其余的安全保护装置动作而停机时,相应的批示灯亮,此时必须分析原因,排除故障后,才可按动复位按钮,熄灭批示灯,重新启动按钮,机组才能启动。
2、自动选择键放在“手动”位置
当自动选择键放在“手动”位置时,导叶阀开度马上停在原来位置上,不受冷水温度的影响,但受电流极限值的制约。
3、自动选择键放在“开”的位置
只要将自动选择键放在“开”的位置,导叶阀便继续开启而不受冷水温度的影响,但受主电机额定电流的制约。
4、自动选择键放在“关”的位置
只要将自动选择键在“关”的位置,不管冷水的温度是多少,导叶阀便继续关小,一直到全关闭。

 

4.6螺杆式冷水机组的特点和性能
与往复式、离心式等机型相比,螺杆式制冷压缩机是属于发展较晚的一种机型,迄今不过三十余年。七十年代是螺杆式制冷压缩机大发展时期,开发与研究的领域十分广阔,主要有以下几个方面:高效型线的研究;机器内部工作过程的研究;与提高机器性能有关的新结构的研究;新型制冷循环的研究及制冷装置自动化等。这些方面卓有成效的开发与研究,使得螺杆式制冷压缩机的水平得到了很大的提高。

4.6.1、螺杆式冷水机组的特点
螺杆式冷水机组是由螺杆式制冷压缩机、冷凝器、热力膨胀阀以及其他控制元件、仪表等组成的。其主要特点如下:
1、基建造价低
1)占地少:蒸发器、冷凝器已紧凑地组成一整体,不再另外占用面积,再加上机组简单而不需较大检修空间,因此可大大缩小机房的占地面积。
2)基础简单:由于螺杆制冷机振动很小,因而基础简单可以将机房靠近用冷地点,亦可在各层楼放置,这在高层建筑空调系统里,可大大降低泵的扬程,减少安装与运行费用。
2.安装调试方便、运行维修费用低
由于是整体机组一次安装,接水接电即成,减少了安装调试工作量,且操作简单、安全,与往复式相比较,其调节灵活,易损件少,使维修费用降低。
3.运行费用低
4.适合于制成热泵机组
由于热泵运行工况的压力比较大,这样采用螺杆式制冷机组就比较合适。而且,螺杆式压缩机气温度低,冷凝器结垢情况比活塞式低得多,有助于保持较高的传热效率与运转稳定性。
4.6.2、单螺杆冷水机组的工作流程
图4—6是单螺冷水机组制冷系统流程图,它和双螺杆冷水机组制冷系统流程基本上是相同的。从单螺杆压缩机排出的高压气体和油的混合物先进入油分离器,经过油分离器后的纯净高压气体进入卧式壳管式冷凝器,在冷凝器中被冷却和冷凝为高压液体,再经过干燥过滤器、电磁阀和热力膨胀阀节流为低压液体,然后进入壳管式干式蒸发器。在蒸发器中制冷剂液体吸收了冷水的热量后蒸发成为低压气体,然后被单螺杆压缩机吸入。单螺杆的2个行星齿轮由于是采用工程塑料制成的,其热膨胀系数较金属材料大得多,因此单螺杆压缩机的排气温度受到严格的限制,如果排气温度大于规定值时,由热力膨胀控制的液体制冷剂便喷入到单螺杆的压缩腔中,使排气温度降低。

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图4-6 单螺杆冷水机组制冷系统流程图

 

4.7? 螺杆冷水机组的能量调节和启停操作
4.7.1、机组的指示仪表及安全保护
为了使螺杆冷水机组安全可行地运行,机组仪表箱上部有压力表、排气温度表、手动能量调节四通阀,下部装有:
1、高压控制器:调定值为16公斤力/厘米2。
2、低压控制器:调定值为3.2公斤力/厘米2。
3、油温控制器:油温的高低直接影响润滑油的粘度,从而影响润滑油分离的效果。因此,采用温度控制器来控制它的油温,当油温高于70℃时,油温控制器可使压缩机停止运行。
4、油压差控制器:当油压高于排气压力2.00公斤力/厘米2时,压缩机才能运行,而低于1.5公斤力/厘米2时,压缩机停止运行。油压差控制器本身具有45—60秒延时机构,以保证压缩机正常启动。
5、润滑油精滤器压差控制器:润滑油精滤器进出口压差的大小是润滑油精滤器堵塞程度的一种反映,压差越大,说明润滑油精滤器的堵塞越厉害,当压差达到1公斤力/厘米2时,润滑油精滤器的堵塞程度将对系统的供油量产生危害,这时就应停机,将润滑油精滤器清洗干净后,再投入使用。
6、冷水出水温度控制器:用温度控制器来控制冷水的出口温度高于2℃,避免机组在低负荷下运行并防止蒸发器冻裂等事故。
7、安全阀:当高压控制器失灵时,系统的高压侧压力上升至18公斤力厘米2,为防止高压压力的继续上升而导致破坏性事故,安全阀自动起跳,将排出的高压制冷剂导入低压部分。
此外,冷水机组尚带有主电动机过载保护、冷水流量开关保护等。
4.7.2、机组能量调节装置
螺杆冷水机组的制冷量调节是通过滑阀控制装置来实现的。滑阀能量调节装置是由装在压缩机内的滑阀、油缸活塞、能量指示器及油管路、手动四通阀或电磁换向阀组成。电磁换向阀可用于自动调节。滑阀位置受油活塞位置控制。手动四通阀有增载、减载和定位三个手柄位置。图4—7是滑阀能量调节装置的控制原理图。其控制原理如下:
图示位置为增载,此时电磁阀A开启,B关闭,(或四通阀为增载位置)。从油泵来的高压油通过电磁阀A(或四通阀)进入油缸右边,油活塞则带动滑阀向左移动,靠近固定端,此时压缩机为全负荷运行。油缸左边的油,则通过电磁阀A(或四通阀)流回压缩机的吸入腔。
反之,若电磁阀B开启,A关闭(或四通阀为减载位置),则油路刚好相反,滑阀向右移动,工作腔的部分气体则从滑阀与固定端之间的位置流回到吸入端,机器即在部分负荷下运转,滑阀继续向右移动直到右止点,此时机组能量为最小,约为全负荷的15%,所以由滑阀控制制冷量可在15—100%之间无级调节,其滑阀所在位置可通过制冷量指示器上的指针,或仪表箱上的制冷量指示仪指出来,当制冷量逐步减小时,功率消耗也相就减少,实现压缩机经济运行。


图4-7滑阀能量装置的控制原理图

4.7.3、螺杆式制冷压缩机的启、停操作
1、螺杆式制冷压缩机开机前的准备。
1)螺杆式制冷压缩机四周应无障碍物。
2)查看润滑油位是否达到油镜视孔1/2以上位置。
3)冷凝器、油冷却器的水路应畅通。
4)螺杆式制冷机压缩机的排汽阀应开启。
5)螺杆式制冷压缩机的滑阀应在0%位置。
6)其它准备工作参见活塞式制冷压缩机。
2、螺杆式制冷压缩机的开机操作
1)再次检查油分离器的油位。
2)启动冷却水及油冷却器冷却水泵,若是冷水机组需启动冷媒水泵。
3)打开吸、排汽阀。
4)启动油泵,调整好油压。
5)启动螺杆式制冷压缩机,待压缩机转入正常运行后,将滑阀调到所需要的能量位置上。
6)打开供液阀,根据系统工作情况,调整供液节流阀的开度和热力膨胀阀怕开启过热度。
7)待全部开机操作结束,重新巡回检查一下油压,排汽压力,吸汽压力,冷凝压力,蒸发压力,排汽温度,油温等各参数是否处于正常范围。
8)确保操作准确无误后,作好机器的运行记录。
3、螺杆式制冷压缩机的停机操作
1)关闭调节站有关的供液阀。
2)能量卸载到零位。
3)切断电源停止,机器运转。
4)关闭吸、排汽阀和供液截止阀。
5)1分钟后停止油泵运转。
6)停机时出现几次倒转属于正常现象,当出现多次倒转则是止逆阀没有关严造成,应引起重视,检查止逆阀是否泄漏,若泄漏应及时修复,因为转子倒转,对转子的齿形磨损是极为严重的。
7)若氟利昂工质的制冷机短期停机,应将油加热器处于自动加热状态。
8)冬季停机后,应放掉水冷式冷凝器和油冷却器中的水,以防冻裂。

责任编辑: banye 参与评论
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