蒸气压缩式制冷机组的分类和比较
蒸气压缩式制冷技术以其适应温度范围宽广、清洁无污染、安装操作简便、效率高等优 点,在制冷空调工业领域中占主导地位。根据蒸气压缩式制冷原理设计制造成的一种成套设 备,称为蒸气压缩式制冷机组。
在蒸气压缩式制冷机组中,采用各种类型的制冷压缩机,它是制冷机组的关键核心部件, 对系统的运行性能、噪声振动和使用寿命有着决定性的作用。制冷机组的分类,实质上也是由 所配用的压缩机的型式来决定的。
根据蒸气压缩的原理,压缩机可以分为容积型和速度型二大类。容积型压缩机通过减少压 缩空间容积,提高蒸气压力来完成压缩功能。螺杆压缩机属于容积型的一种。速度型压缩机是 由旋转部件连续将角动量转给蒸气,再将该动量转为压力能。离心压缩机是速度型中最多且最 典型的一种制冷压缩机。
图1-1示出目前制冷和空调领域常用压缩机的分类及其结构示意图。表1-1示出各类压缩 机在制冷和空调工程中的应用范围。从图中可以看出,在小于200kW制冷量的领域中,活塞 式、滚动活塞式和涡旋式占主要地位,大于150kW以上则是离心式和螺杆式的领域。 在大中型制冷量范围内,长期以来主要使用的是活塞式、螺杆式和离心式三种机型。这三 种机型各有特点和适用范围。
离心式制冷机组和活塞式机组相比具有以下优点:
1)在相同制冷量的情况下,特别在大容量时,机器的重量和尺寸小,占地面积小。 2)结构简单、工作可靠、几乎没有磨损,因而经久耐用,修理运转费用较低。 3)运转时剩余惯性力极微,运转平稳,因而基础轻。目前对中小型制冷机组来说,离心 式压缩机组可直接安装在壳管式热交换器上,无需另外设计基础。
4)容易实现多级压缩和多种蒸发温度,在用中间抽气时,压缩机能得到较好的中间冷却
以减少耗功。
5)可利用进口导叶或变频,自动对制冷量进行无级调节,调节范围宽。
6)对大型制冷机,可用高效率的蒸汽轮机或燃气轮机直接驱动,实现变速调节,节能效 果好,还可实现能量回收循环。
7)制冷机中混入的润滑油极少,对换热器传热效果影响小。 不足之处有:
1)由于离心式制冷机转速高,为了保证叶轮有一定的宽度,必须适用于大流量(大制冷 量)场合,不适用于制冷量小的场合。
2)为了得到较高的压缩比,尤其对密度小的制冷剂,如R717,必须增加级数,一般还要
用增速齿轮,对开启式机组,还要有耐高速的轴端密封。这些都增加制造上的困难和结构上的 复杂性。
3)同一台机组工况适应范围狭,工况不能有大的变动。 螺杆式制冷机组和活塞式制冷机组相比,其优点如下: 1)结构简单、零件少、可靠性高。
2)没有进排气阀组,压缩效率高。 3)相同制冷量情况下,体积小、重量轻。 4)机器力矩变化小、振动少,运转平稳。 5)能承受一定的液击。
6)可实现中间补气的经济器循环,进一步提高压缩机效率。
7)能量可以无级调节。
8)转子喷油后排气温度低,气密性好,单机可在较大压缩比下运行。
不足之处有:
1)转子部件表面呈曲面形状,加工要求高,必须用专用精密机床。
2)同一台机组,由于有固定的内容积比(具有可调内容积比的机组除外),适应工况范围
不及活塞式那样宽广。
3)需庞大的油分离器来分离喷入机内的油,辅助设备复杂。
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