第五章冷热源设备

• （4） 操作维修简便，易损件少，控制 系统完美，排气均匀。
4、离心式冷水机组
• 1）结构：离心式制冷压缩 机、配套的蒸发器、 冷凝器、节流控制装置 、电气仪表等
• 2）特点 • (1)单机制冷量大。国产空调用离心式 制冷机
组的制冷量在580一2800kw，国外最 大机组 的制冷量为28000kw。 • (2)结构紧凑、重量轻、尺寸小，因而 占地面 积小。相同的制冷工况及制冷量，活塞式制冷 压缩机比离心式制冷压缩机(包括齿轮增速器) 重5—8倍，占地面积多一倍左右。
• （2）外形及内部结构 内部结构主要由机构部四大件（动盘、定
盘、机架、曲轴）与电机组成。结构紧凑、零 部件少、具有高可靠性。
• （3）特点
• 与其它形式压缩机相比
–容积效率高。涡旋式压缩机无余隙容积
–可靠性高。动盘旋转一周时，吸气、压缩、排气过 程是连续进行的，而且,各级压力腔对称分布,因此， 其旋转一周时的压缩扭力变化很小；同时，不需吸、 排气阀，从而无阀故障（压缩不良），因此具有很 高的可靠性。
–振动低/噪音低。加工精密；扭力变化很小
四、吸收式制冷机
• 1、原理 • 以热能为动力，以水为制冷剂，以溴化
锂溶液为吸收剂，制取 0℃以上冷冻水， 为空调或生产工艺过程服务。
冷却水
冷冻水
蒸发器
冷 剂 水 冷凝器
发生器
稀溶液 浓溶液 高温水或蒸汽
吸收器
2、特点
• 1）以热能为动力．故耗电少。 • 2）有利于热源的综合 利用，可利用各
• 3） 由于高速（一般为3000r/min）轻载，啮合副型线 设计先进合理，任一瞬时啮合的两共轭曲线都能形成 收敛锲隙，且间隙适当，容易在螺槽与星轮之间的间 隙中建立流体动力润滑油膜，确保螺杆星轮处于湿摩 擦状态，从而有效地减少星轮的摩损，降低气体泄露 提高了机器的效率和寿命，保障了运行安全可靠。因 此，这种压缩机的寿命仅取决于轴承的耐久性，即使 采用滚动轴承，寿命也可达到二万至三万工作小时。 但压缩机在启动和停机的过程中，由于转速较低，建 立流体动力润滑的条件受到损坏，在很短时间内会出 现啮合的摩擦表面的直接摩擦，为了减少由此引起的 摩擦，需要选取适当的摩擦副材料，以便得到较小的 摩擦系数。另外，由于转速较高，可直接选用价格便 宜的电机，无需装设减速器，且还相应带来重量轻、 体积小、占地面积省等优点。
种低势热能和废汽、废热等，如高于 20kPa的饱和蒸汽、高于 75℃的热水、 地热水和太阳能等。
• 3) 无公害。以水为制冷剂、溴化锂水溶 液为吸收工质，不破坏大气臭氧层。
• 4）振动小、噪声低、运 行乎稳。溴冷 机的电动部件只有功率很小的屏蔽泵
• 5) 冷量调节范围宽。随着外界负荷变化， 机组可在l0％一100％的范围内进行 冷量 的无级调节。
• （2） 单机容量大，无余隙容积 由于单螺杆压缩机运行时，螺杆每转一周，
每一个螺槽均工作两次，螺槽空间得到充分利 用，因此与其它回转式压缩机相比，结构尺寸 相同时排气量较大，排气量相同时，结构尺寸 较小。以3000r/min的单螺杆压螺机为例，每 分钟压缩次数为3000X12=36000次。
此外，螺杆的螺槽深度随压力的增高而减 少，在排气结束、星轮齿脱离螺槽时，深度为 零，故理论上不存在余隙容积，因而，容积效 率较高。
3）离心式压缩机
5、涡旋式制冷机
• 1）特点：与活塞压缩式制冷机相比，具 有以下特点：
– 高效节能、低噪音、微振动，寿命长； – 金属材料节约、环境污染减少
2）涡旋式压缩机
• （1）工作原理：装置于机壳内的一对具 有特殊渐开型线的动、定涡旋，由偏心 轴驱动动涡旋与定涡旋作相对圆形平动， 形成容积变化，实现其吸气、压缩、排 气过程，涡旋型线之间，通过初始磨合， 形成理想啮合间隙后，永不磨损。
第一节 热源
• 为空调系统提供必要的冷量和热量 • 常见的热源有： • 余热利用 • 自然热源：地热、太阳能等 • 锅炉
第二节 冷源
• 一、冷源的种类 • 两类：人工冷源与天然冷源 • 人工制冷：压缩式制冷和吸收式制冷
– 压缩式制冷：活塞式、螺杆式和 离心式等 – 吸收式制冷：蒸汽型、直燃型和热水型等
冷却水 空气 水冷机组
冷却塔
冷凝器
制冷剂
风冷机组
空气
冷凝器
制冷剂
二、单冷机组与热泵机组
• 1、单冷机组
2、热泵机组
蒸发器
节流阀
压缩机
冷凝器
可单独运行，起到互为备用的作用，提高了 机组运行的可靠性。
3、螺杆式冷水机组
• 1）结构：螺杆制冷压缩机、 冷凝器、 蒸发器以及自控元件和仪表等。
• 2）特点：结构紧凑、体积小、 重量轻、 占地面积小、操作维护方便、运转平稳 等。
3）螺杆制冷压缩机
• 结构：螺杆式制冷压缩机是依靠两个螺 杆——阴 阳转子的旋转运动来压缩制冷 剂气体。
• 特点：体积小，易损件少，但噪声较大
4）单螺杆压缩机
• 结构：主要零件有单螺杆转子、星轮和机壳。 螺杆螺槽、机壳内壁和星轮齿面构成封闭的基 元容积。
• 行程：运转时，动力传到螺杆轴上，由螺杆带 动星轮齿在螺槽内相对移动，这种相对移动相 当于往复式压缩机的活塞（星轮）在汽缸（螺 杆槽与机壳内壁形成的基元容积）中移动。随 着星轮齿的移动，封闭的基元容积发生变化， 相应的气体由吸气腔进入螺杆齿槽空间，经压 缩后达到设计压力值，由开在壳体上的排气三 角口排至油气分离器内。
三、压缩式制冷机
1、制冷原理
2、活塞式冷水机组
• 1）结构：活塞式制冷压缩机、辅助设备 及附件
• 2）活塞式制冷压缩 机的构造
• 活塞式制冷压缩机 是用活塞在汽缸中 的往复运 动来压缩 制冷剂气体的。活 塞式制冷机的制冷 量较小，活动部件 易磨• 定义：配 2台以上压缩机的称为多机头冷水机 组。目前，活塞式冷水机组配用压缩机的台数 大多数为l台。多机头冷水机组最多可配8台压 缩机。
• (3)没有气阀、填料、活塞环等易损件， 因而工作可靠，操作方便。维护费用低， 为 活塞式压缩机的l／5
• (4)运转平稳、振动小、噪声低。运转时 制冷剂中不混有润滑油，因此蒸发器和 冷凝 器的传热性能好。
• (5)能够经济地进行调节。当采用入口导 流叶片调节器和改变扩压器宽度调节装 置时， 可使机组的负荷在30％一100％ 范围内进行高效率的调节。
• （1） 结构合理，具有理想的力平衡性 单螺杆压缩螺机在螺杆两端间开有引气通
道，流至高压侧的气体将通过引气通道回流至 低压侧，从而使螺杆两端面上的气体力相互平 衡。由于星轮在螺杆轴线两侧对称配置，作用 于螺杆上的气体径向力相互抵消。作用于螺槽 内的气体轴向力也相互抵消。因此作用在螺杆 轴支撑轴承上载荷就小，轴承寿命长，星轮齿 上所受的气体力，只有活塞式压缩机或双螺杆 压缩机的1/30左右。故该机器能平稳的无振动 的在高工作转速下运转，而无需特别的基础， 仅需安放在水平的地面上，省去了基础费用。
工作行程
• 通常：螺杆有6个螺槽，由两个星轮将各螺槽 分隔成上下两个空间，各自实现吸气、压缩和 排气过程，因此单螺杆相当于一台六缸双作用 的往复式压缩机。
特点：单螺杆压缩机除具备回转式压缩机的结 构简单、紧凑单位容积利用率较高和无气阀组 件等优点外，因其星轮对称地配置于螺杆的两 侧，还具有下独特的优点。
• 特点：
– 节能。机组在部分 负荷时仍有较高的效率。而且， 机组起动 时，可以实现顺序起动各台压缩机，每台 压缩机的功率小，对电网的冲击小，能量 损失小。
– 延长使用寿命。启动时可以任意改变各台压缩机 的 起动顺序，使各台压缩机的磨损均衡 。配置多台压 缩机的机组 机的机组
– 灵活、可靠。整个机组分设两个独立的制冷 剂回路，这两个独立回路可以同时运行，也
• 3）双筒双效：在单筒单效的基础上增加 一个高压发生器，并单独设置一个筒。
• 4）三筒双效：在双筒单效的基础上增加 一个高压发生器，并单独设置一个筒。
4、直燃机
• 包括：燃油、燃气机组 • 特点：将燃烧设备与制冷机组合并，利
用燃油、燃气产生的热量驱动发生器。
第三节 风冷机组与热泵机组
• 一、风冷机组与水冷机组 • 按照冷凝器冷却方式
3、分类
• 1）单筒单效：将蒸发器、吸收器、发生器、 冷 凝器全都布置于单一简体内的 机组。
• 2）双筒单效：将蒸发器、吸收器、发 生器和 冷凝器四种换热器分别布置在上、下两个简体 内。布置方式多种多样，但最常见的是将冷凝 器和发生器布置在上简(高 压筒)，而将蒸发器 和吸收器布置在下简(低压简)。
• (6)能够经济合理地使用能源，即可用多种类型 的驱动机来带动。石油化工厂中的大 型离心式 制冷机，可用工业装置中自身产生的蒸汽或余 热为能源，应用蒸汽轮机或燃气轮 机直接驱动， 使全厂的能源得到综合利用。
• (7)易于实现多级压缩和节流，达到同一台制冷 机多种蒸发温度的操作运行。
• (8) 缺点：单机制冷量不宜过小； 不宜采用较 高的冷凝压力；离心式制冷压缩机的效率 稍逊 于活塞式制冷压缩机；变工况适应能力不强、 制造加工精度要求较高
二、冷水机组
• 将制冷系统与附属设备、仪表等组装成 一个整体机组，机组 运到现场后只需简 单安装，接上水、电即可 投入运转。
• 特点：结构紧凑、外形美观、配 件齐全、 制冷系统的流程简单等。与分散式设备 相比，选型设计和安装调试 大为简捷、 节省占地面积、操作管理 方便、提高了 设备运行的可靠安全性和经济性。