一、離心式制冷壓縮機的構(gòu)造和工作原理
離心式壓縮機具有帶葉片的工作輪，當(dāng)工作輪轉(zhuǎn)動時，葉片就帶動汽體運動或者使汽體得到動能，然后使部分動能轉(zhuǎn)化為壓力能從而提高汽體的壓力。這種壓縮機由于它工作時不斷地將制冷劑蒸汽吸入，又不斷地沿半徑方向被甩出去，所以稱這種型式的壓縮機為離心式壓縮機。其中根據(jù)壓縮機中安裝的工作輪數(shù)量的多少，分為單級式和多級式。如果只有一個工作輪，就稱為單級離心式壓縮機，如果是由幾個工作輪串聯(lián)而組成，就稱為多級離心式壓縮機。在空調(diào)中，由于壓力增高較少，所以一般都是采用單級，其它方面所用的離心式制冷壓縮機大都是多級的。單級離心式制冷壓縮機的構(gòu)造主要由工作輪、擴壓器和蝸殼等所組成。 壓縮機工作時制冷劑蒸汽由吸汽口軸向進入吸汽室，并在吸汽室的導(dǎo)流作用引導(dǎo)由蒸發(fā)器(或中間冷卻器)來的制冷劑蒸汽均勻地進入高速旋轉(zhuǎn)的工作輪3(工作輪也稱葉輪，它是離心式制冷壓縮機的重要部件，因為只有通過工作輪才能將能量傳給汽體)。汽體在葉片作用下，一邊跟著工作輪作高速旋轉(zhuǎn)，一邊由于受離心力的作用，在葉片槽道中作擴壓流動，從而使汽體的壓力和速度都得到提高。由工作輪出來的汽體再進入截面積逐漸擴大的擴壓器4(因為汽體從工作輪流出時具有較高的流速，擴壓器便把動能部分地轉(zhuǎn)化為壓力能，從而提高汽體的壓力)。汽體流過擴壓器時速度減小，而壓力則進一步提高。經(jīng)擴壓器后汽體匯集到蝸殼中，再經(jīng)排氣口引導(dǎo)至中間冷卻器或冷凝器中。
二、離心式制冷壓縮機的特點與特性
離心式制冷壓縮機與活塞式制冷壓縮機相比較，具有下列優(yōu)點：
(1)單機制冷量大，在制冷量相同時它的體積小，占地面積少，重量較活塞式輕5～8倍。
(2)由于它沒有汽閥活塞環(huán)等易損部件，又沒有曲柄連桿機構(gòu)，因而工作可靠、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、噪音小、操作簡單、維護費用低。
(3)工作輪和機殼之間沒有摩擦，無需潤滑。故制冷劑蒸汽與潤滑油不接觸，從而提高了蒸發(fā)器和冷凝器的傳熱性能。
(4)能經(jīng)濟方便的調(diào)節(jié)制冷量且調(diào)節(jié)的范圍較大。
(5)對制冷劑的適應(yīng)性差，一臺結(jié)構(gòu)一定的離心式制冷壓縮機只能適應(yīng)一種制冷劑。
(6)由于適宜采用分子量比較大的制冷劑，故只適用于大制冷量，一般都在25～30萬大卡/時以上。如制冷量太少，則 要求流量小，流道窄，從而使流動阻力大，效率低。但近年來經(jīng)過不斷改進，用于空調(diào)的離心式制冷壓縮機，單機制冷量可以小到10萬大卡/時左右。
制冷與冷凝溫度
蒸發(fā)溫度：
由物理學(xué)可知，回轉(zhuǎn)體的動量矩的變化等于外力矩，則
T=m(C2UR2-C1UR1)
兩邊都乘以角速度ω，得
Tω=m(C2UωR2-C1UωR1)
也就是說主軸上的外加功率N為：
N=m(U2C2U-U1C1U)
上式兩邊同除以m則得葉輪給予單位質(zhì)量制冷劑蒸氣的功即葉輪的理論能量頭。 U2 C2
ω2 C2U R1 R2 ω1 C1 U1 C2r β 離心式制冷壓縮機的特性是指理論能量頭與流量之間變化關(guān)系，也可以表示成制冷
W=U2C2U-U1C1U≈U2C2U
(因為進口C1U≈0)
又C2U=U2-C2rctgβ C2r=Vυ1/(A2υ2)
故有
W= U22(1-
Vυ1
ctgβ)
A2υ2U2
式中：V—葉輪吸入蒸氣的容積流量(m3/s)
υ1υ2 ——分別為葉輪入口和出口處的蒸氣比容(m3/kg)
A2、U2—葉輪外緣出口面積(m2)與圓周速度(m/s)
β—葉片安裝角
由上式可見，理論能量頭W與壓縮機結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)速、冷凝溫度、蒸發(fā)溫度及葉輪吸入蒸氣容積流量有關(guān)。對于結(jié)構(gòu)一定、轉(zhuǎn)速一定的壓縮機來說，U2、A2、β皆為常量，則理論能量頭W僅與流量V、蒸發(fā)溫度、冷凝溫度有關(guān)。
按照離心式制冷壓縮機的特性，宜采用分子量比較大的制冷劑，目前離心式制冷機所用的制冷劑有F—11、F—12、F—22、F—113和F—114等。我國目前在空調(diào)用離心式壓縮機中應(yīng)用得最廣泛的是F—11和F—12，且通常是在蒸發(fā)溫度不太低和大制冷量的情況下，選用離心式制冷壓縮機。此外，在石油化學(xué)工業(yè)中離心式的制冷壓縮機則采用丙烯、乙烯作為制冷劑，只有制冷量特別大的離心式壓縮機才用氨作為制冷劑。
離心式制冷壓縮機的調(diào)節(jié)
離心式制冷壓縮機和其它制冷設(shè)備共同構(gòu)成一個能量供給與消耗的統(tǒng)一系統(tǒng)。制冷機組在運行時，只有當(dāng)通過壓縮機的制冷劑的流量與通過設(shè)備的流量相等時，以及壓縮機所產(chǎn)生的能量頭與制冷設(shè)備的阻力相適應(yīng)時，制冷系統(tǒng)的工況才能保持穩(wěn)定。但是制冷機的負荷總是隨外界條件與用戶對冷量的使用情況而變化的，因此為了適應(yīng)用戶對冷負荷變化的需要和安全經(jīng)濟運行，就需要根據(jù)外界的變化對制冷機組進行調(diào)節(jié)，離心式制冷機組制冷量的調(diào)節(jié)有：1°改變壓縮機的轉(zhuǎn)速;2°采用可轉(zhuǎn)動的進口導(dǎo)葉;3°改變冷凝器的進水量;4°進氣節(jié)流等幾種方式，其中最常用的是轉(zhuǎn)動進口導(dǎo)葉調(diào)節(jié)和進氣節(jié)流兩種調(diào)節(jié)方法。所謂轉(zhuǎn)動進口導(dǎo)葉調(diào)節(jié)，就是轉(zhuǎn)動壓縮機進口處的導(dǎo)流葉片以使進入到葉輪去的氣體產(chǎn)生旋繞，從而使工作輪加給氣體的動能發(fā)生變化來調(diào)節(jié)制冷量。所謂進氣節(jié)流調(diào)節(jié)，就是在壓縮機前的進氣管道上安裝一個調(diào)節(jié)閥，如要改變壓縮機的工況時，就調(diào)節(jié)閥門的大小，通過節(jié)流使壓縮機進口的壓力降低，從而實現(xiàn)調(diào)節(jié)制冷量。離心式壓縮機制冷量的調(diào)節(jié)最經(jīng)濟有效的方法就是改變進口導(dǎo)葉角度，以改變蒸氣進入葉輪的速度方向(C1U)和流量V。但流量V必須控制在穩(wěn)定工作范圍內(nèi)，以免效率下降。
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