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[制冷技术常规]

螺杆式冷水机组基础知识

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三星助理工程师
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发表于 2017-7-19 14:24:29 |只看该作者 |倒序浏览
汽化:沸腾、蒸发;吸收周围介质热量;蒸发器冷凝:液化;放热;蒸发式冷凝器;一定压力下,蒸汽的冷凝温度与液体的沸点相同,汽化潜热与液化潜热的数值相同;热力学第一定律:自然界一切物体都具有能量,能量有各种不同形式,它能从一种形式转化为另一种形式,从一个物体传递给另一个物体,在转化和传递过程中能量的总和不变。露点温度:在压力不变的条件下,空气的含湿量不变时水蒸气达到饱和的温度。结露取决于物体表面温度与空气露点温度这两个参数的相互关系。干球温度、湿球温度;干球温度是接触球体表面空气的实际温度,湿球温度是球体表面附着有水时,水份蒸发带走热量后球体的温度,水的蒸发量跟空气的湿度有关,空气湿度越大蒸发量越小,带走的热量越少,干湿球温度差异越小;空气湿度越小水蒸发量越大,带走的热量也越大,干湿球温差也就越大,所以可以通过干湿球温差的变化规律来反映当前空气湿度状况。热量:物体内能改变的量度,用Q表示,单位为J、KJ。比热容:单位质量的物质温度每升高(或降低)1度时所吸收或放出的热。用c表示,单位为kj/(kg.K)。C=c.m.ΔT显热、潜热、溶解热、气化潜热;热力学基本概念—焓:内能:工质内部分子能量的总称。通常是定温、定压情况下含有的热量焓:焓是一个复合的状态参数,是表征系统中所有的总能量,是工质的内能和压力位能之和,对1kg 工质而言,用符号h表示,单位为 kJ/kg,适用于气体,甚至液体和固体。h=e+pv(kJ/kg)e—内能(kJ/kg)p—压力(kPa)v—比体积(m3/Kg)当工质处于某一定状态(p.v.t)时,p、v、e均具有一定的数值,e+Apv也具有一定的数值,故h是一个状态参数,其物理意义是指特定温度作为起点时物质所含的热量。1kg水由0℃升温直至气化需要吸收418.68+2246.9=2665.58kJ/kg的热量,则可称蒸汽在该状态下的焓值为2665.58kJ/kg。通常把0℃的R12和R22液态制冷剂的焓值规定为200kJ/kg,R502和R717液态制冷剂的焓值规定为500kJ/kg。热力学基本概念—熵:熵:熵是一个导出的状态参数,是表示工质状态变化时,其热量传递的程度。对1kg 工质而言,用符号s表示,单位为 。它是通过其它可以直接测量数量间接计算出来的。熵和热量、温度的关系式为:,s=Q/T [kJ/(kg.K)]Q—1kg物质所获得的热量(kJ/kg);T—物质获得的热量时的热力学温度(K)。因T恒大于0,故熵值增加,表示对这个系统加热;熵值减少,表示系统放热;熵值为0,则说明系统没有与外界进行热交换(绝热过程)。工质熵的变化可以判断工质与外界热交换的方向。熵字的外文意义是转变,指热量可以转变为功的程度,熵小则热能的转变程度高,热能的品位高;熵大则热能的转变程度低,热能的品位低。也可以说熵代表热量的品位。例如:具有同样热量的蒸汽,高压蒸汽可以用来发电,低压蒸汽只能用来一般加热。前者熵小,后者熵大。具有同样热量的热水,110℃的高温水可以用来制冷,80℃的热水不能用来制冷,前者品位高,熵小;后者品位低,熵大。传热学基本概念:热量传递的三种基本方式:热传导、热对流、热辐射。热导率:表示某种材料传导热量能力的一个物理量。表面传热系数:表示不同物质(如固体与气体)之间在不同状态下换热能力的物理量。传热系数、热扩散率、气化与冷凝。饱和状态、饱和蒸汽、饱和液体、饱和温度、饱和压力。过冷:在饱和压力的条件下,继续对饱和蒸汽加热,使其温度高于饱和温度,这种状态称为过热,这种蒸气称为过热蒸汽。饱和液体在饱和压力不变的条件下,继续冷却到饱和温度一下称为过冷,这种液体称为过热液体。如果物质气化后,继续吸热,使该气体温度升高,升高后的温度称为过热温度,过热温度与饱和温度之差称为过热度。如果物质液化后,继续放热,使该液体温度下降,下降后的温度称为过冷温度,过冷温度与饱和温度之差称为过冷度。什么是制冷?制冷:利用机械设备把降温对象降到所需温度的方法叫制冷。制冷过程中,热量由低温向高温转移是由于消耗了外界的能量,既靠压缩机做功来实现的。沸腾;水沸腾需要吸收热量,100度时沸腾;氟利昂是-30度就开始沸腾,吸收热量。沸腾和压力的关系。基本压缩制冷循环基本流程:最简单的制冷系统由四大要件组成:①压缩机;②冷凝器;③节流阀;④蒸发器。制冷循环的蒸发过程:蒸发过程:通过节流阀截流后的低压液体,在蒸发器中从周围介质吸热制冷在蒸发过程中,制冷剂的温度和压力保持不变。制冷循环的压缩过程:压缩过程:完成制冷作用后从蒸发器出来的气体经制冷压缩机压缩后,温度和压力急剧升高。压缩机排出的气体就变成了过热度较大的热汽。压缩气体时,压缩机要消耗一定的压缩功,但制冷剂熵值不变。制冷循环的冷凝过程:
冷凝过程:从制冷机排出的高温高压过热蒸汽,进入冷凝器与冷却水或空气进行热交换,使过热蒸汽逐渐变成饱和蒸汽,进而变成饱和液体。当用冷却水冷却时,饱和液体的温度继续降低,出现过冷。冷凝过程中压力保持不变。制冷循环的四个过程:节流过程:从冷凝器出来的液体经过节流阀被节流,成为常温低压的液体。节流过程制冷剂焓值不变。上述四个过程依次不断循环,进而达到制冷目的。控制界面:制冷过程综述:机组由蒸发器出来的状态为气体的冷媒;经压缩机绝热压缩以后,变成高温高压状态。被压缩后的气体冷媒,在冷凝器中,等压冷却冷凝,经冷凝后变化成液态冷媒,再经节流阀膨胀到低压,变成气液混合物。其中低温低压下的液态冷媒,在蒸发器中吸收被冷物质的热量,重新变成气态冷媒。气态冷媒经管道重新进入压缩机,开始新的循环。这就是冷冻循环的四个过程。也是螺杆式冷水机的主要工作原理。单级制冷机理论循环原理图单级压缩制冷循环的压焓图:0点—蒸发器出口;1点—压缩机吸气口;2点—压缩机排气口;5点—节流装置入口;6点—蒸发器入口6-0段:等温等压吸热汽化过程。P0与t0为相对应。两点间的焓差大小主要看蒸发温度的高低。在不影响要求的条件下,应尽量提高蒸发温度以提高制冷量0-1段:蒸发压力下的吸气过程。这段过热是为压缩机安全运行所必需的。1-2段:等熵压缩过程。2点的温度就是压缩机的排气温度,这两点的焓差是压缩机作功大小的主要参数值。因此应尽量减少两点间的距离才能节约能源。如蒸发温度不变时,尽量降低冷凝压力,可减少功耗。2-3段:等压放热过程。制冷剂气体放出显热,由排气温度t2降至tk,仍为气体。3-4段:制冷剂放出潜热被液化,Pk、tk恒定。此段占冷凝段放热量的80%以上。4-5段:制冷剂液体继续散热(显热),tk降至过冷温度t5,无相态变化,过冷是提高制冷量的重要措施。5-6段:等焓节流过程。制冷机通过节流装置,Pk降至P0,由过冷液体变为汽液共存状态,即湿蒸汽状态。螺杆式压缩机:螺杆式(即双螺杆)制冷压缩机具有一对互相啮合、相反旋向的螺旋形齿的转子。其齿面凸起的转子称为阳转子,齿面凹下的转子称为阴转子。转子的齿相当于活塞,转子的齿槽、机体的内壁面和两端端盖等共同构成的工作容积,相当于气缸。机体的两端设有成对角线布置的吸、排气孔口。随着转子在机体内的旋转运动,使工作容积由于齿的侵入或脱开而不断发生变化,从而周期性地改变转子每对齿槽间的容积,来达到吸气、压缩和排气的目的。互相啮合的转子,在每个运动周期内,分别有若干个相同的工作容积依次进行相同的工作过程,这一工作容积,称为基元容积。它由转子中的一对齿面、机体内壁面和端盖所形成。只需研究其中一个工作容积的整个工作循环,就能了解压缩机工作的全貌。螺杆式制冷压缩机的运转过程从吸气过程开始,然后气体在密封的基元容积中被压缩,最后由排气孔口排出。阴、阳转子和机体之间形成的呈"V"字型的一对齿间容积(基元容积)的大小,随转子的旋转而变化,同时,其空间位置也不断移动。螺杆压缩机规格性能(例)
压缩机型号XXX
理论排量m3/h2840
转子直径Mm250
轴功率(0℃/5℃出水)kW477.6/481.8
转速r/min2960
进气管直径MmDN250
出气管直径MmDN150
安全阀直径Mm2*DN32
油分离器:1、分离出压缩机排气中所带的润滑油,使进入冷凝器的高压气体制冷剂纯净,减轻润滑油膜对传热的不良影响,降低润滑油的消耗。同时建立必需的油位差,为油冷正常工作提供保障。2、卧式结构,压缩机所排出的高压气体经排气管转向,进入油分空间后进行减速、反向,分离出大部分润滑油,这是第一次分离;制冷剂气体经过筒体流向高效油分滤芯时,润滑油微粒与筒壁吸附及重力沉降,完成第二次分离;制冷剂气体进入高效油分滤芯,经吸附、凝聚除去其余的油,这是第三次分离。分离出润滑油的洁净制冷剂最后排出油分离器进入冷凝器,而分离出的润滑油进入油冷却器。3、油分离器上设有电加热器(未使用),、安全阀、视油镜、液位开关、放气阀、回油阀、旁通阀以及排污阀。在运行过程中,手动旁通阀应保持开启状态;安全阀之前的截止阀应处于开启状态。回油阀应常开,在回油时,利用视镜后的通阀控制回油量。螺杆式冷冻机的润滑部位有:凸凹螺杆(亦称阴阳转子)的转动啮合部;转动的螺杆与壳体的相对滑动表面;螺杆前后的滑动轴承;主动螺杆的平衡活塞及轴端的机械密封摩擦面。在上述润滑部位均开有与压力油相通的油口。在能量调节阀上或壳体上开设的大小不同、相隔一定距离的油孔可使润滑压力油直接喷射到转子上,即可冷却润滑转子和壳体,又可对运动部位的间隙进行密封,以减少被压缩气体的泄漏,并降低运转噪声。由于调压阀调节的润滑油的压力通常比冷凝压力高0.2-0.3MPA,润滑油量可相当于冷冻机输气量的1%-2%。润滑泵可直接用转子本身驱动,也可做成外传动式的。通常都将油分离器作为润滑系统的油箱。目前应用较广的是离心—重力型和填料—重力型的油分离器。此外在螺杆式冷冻机中也多采用二级油分离器,二级油分离器分离出的润滑油可利用吸、排气压差不经油泵直接被压送到吸气腔,对轴承、平衡活塞等处进行润滑。在该种润滑系统中普遍采用着列管式油冷却器,使油温保持在20-50℃,冷却介质可用水或冷冻机自身的制冷剂来蒸发冷却润滑油。润滑系统中的精过滤器的进出口压差不应超过0.1MPa,否则应清洗或更换滤芯。油分以及附属设备:
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五星高级工程师
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11周年站庆
沙发
发表于 2017-8-14 14:12:06 |只看该作者
谢谢楼主的资料分享!

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一星助理工程师
Rank: 1
  1. +关注
板凳
发表于 2017-8-14 14:20:41 |只看该作者
比教科书还详细的讲解。

2主题 1听众 254积分
五星助理工程师
Rank: 5Rank: 5Rank: 5Rank: 5Rank: 5
  1. +关注
地板
发表于 2017-8-16 09:10:33 |只看该作者
讲解的非常详细

0主题 0听众 3积分
技术员
  1. +关注
地下室
发表于 2017-8-26 15:53:35 |只看该作者
谢谢楼主分享。

3主题 1听众 15积分
技术员
  1. +关注
6#
发表于 2017-8-27 20:53:26 |只看该作者
谢谢分享,学习了。

5主题 0听众 40积分
技术员
  1. +关注
7#
发表于 2017-8-29 21:53:55 |只看该作者
好资料,多谢楼主分享。

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技术员
  1. +关注
8#
发表于 2017-9-19 07:48:37 |只看该作者
谢谢楼主分享

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