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在设计工况下的制冷量:Qj?qvt?vjq0vj (2-43) 一定条件下输入到压缩机的制冷剂蒸气是一定的,即设计工况和标准工况基于压焓图可以换算。蒸发温度与冷凝温度的升降直接与制冷量相关。根据压缩机产品目录的数据选用适用的型号和数量。
选择单级水冷螺杆式压缩机。
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3 冷水机组其它部分的选型
3.1 连接管路
冷水机组的长效平稳运转需要良好的密闭以及较小的管路阻力,良好密闭以保证制冷剂不会泄漏,而较小的管路阻力则意味着管道不易被腐蚀形成凹凸面使沿程阻力大大增加。首先确定管路材质,一般使用铜管,铜管的优点是耐腐蚀性、经济性好。
连接管路重点在于密闭装载制冷工质和载冷剂。蒸发器是设备事故高发元件,容易发生换热不均,可能导致铜管破裂,继而使冷冻水泄露而使蒸发器过冷甚至结冰胀裂管道。故在设计上需要合适的管径,在管与管的连接上需要良好拟合。监测上如果出现停泵、阀门失灵等情况,经过系列反应最终会作用到管道上。
在整个中央空调系统中,有主干管道也有旁路管道,主干管道一般是焊接,较小的管道可采用螺纹连接。
连接管路的选型特点在于满液式还是干式的选择,蒸发器的类型将极大地影响连接管路的布置,下面从这个角度进行分析。
满液式螺杆冷水机组与干式螺杆冷水机组相比,最主要的区别是满液式冷水机组采用的是满液式蒸发器,干式冷水机组采用的是干式蒸发器。满液式蒸发器中,制冷剂走的是壳程,冰水走的是管程,换句话说就是制冷剂走铜管外面,冰水走铜管里面。干式蒸发器则相反,制冷剂走的是管程,冰水走的是壳程,换句话说就是制冷剂走铜管里面,冰水走铜管外面。满液式机组的部件多,回路复杂,机组运行可靠性低;干式机组部件少,回路简单,机组运行可靠。满液式机组适合定工况运行,工况变化容易使机组产生故障,干式机组则能适应变工况运行。对于润滑油与制冷剂互溶情况下,满液式蒸发器的回油动力为引射泵,回油较难且不稳定,而回油状况直接影响机组的工作工况。干式机组的回油动力为高低压差,回油稳定、方便。
满液式蒸发器的壳体内充满制冷剂,充液量大,多用于制冷剂易泄露的开启式压缩机及部分制冷量大的螺杆压缩机。干式蒸发器的制冷剂充液量只有满液式蒸发器的1/2~1/3。
满液式机组能效高,同样的输入功率满液式机组制冷量大,制冷量比干式机
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组要大10%~12%。且满液式机组造价高,干式机组造价低。
从满液式蒸发器的优缺点得出连接管路可能存在的问题和布置规范。 优点:蒸发器换热效率高,能效较干式蒸发器高,同样的制冷量机组比干式的体积略小。
缺点:
1、需增加液位控制装置或者过热度控制装置,以确保进入蒸发器的冷媒流量能将液面维持在适当的高度。
2、液位控制装置或者过热度控制装置的价格相当昂贵,保养和调整非常麻烦,在机组符合变化时适应性能很差。
3、如果蒸发器中的冷媒液面降低,蒸发器中与冷媒相溶的冷冻油不容易回到压缩机内,是压缩机有失油之的风险。
4、如蒸发器中的冷媒液面抬高,冷媒会以液态形式进入压缩机内,引起液压缩,同样会导致压缩机烧毁。
5、整个系统冷媒和冷冻油的充注量是干式的2倍多,日后的维护保养成本增加。
6、由于满液式蒸发器回油非常麻烦,因此对冷冻油的品质要求很高,必须保证冷冻油在很高的品质下工作。在使用一段时间后,由于冷冻油会逐渐变得粘稠,回油会难以完成,必须立即更换,其使用周期较干式蒸发器缩短一半以上,大大增加运行成本。
7、冷冻水在蒸发器铜管内流动时,因温度过低容易形成凝结,会导致铜管涨裂。
连接管路中设计的原则:
按既定的冷水机组系统流程配置管路系统,以使系统按所要求的循环、预期的效果运行;
保证压缩机运行安全,如不发生回液,压缩机不发生失油现象;
管路系统走向力求合理,尽量减小阻力,尤其应优先考虑减少吸汽管路的阻力;阀门配置合理,便于操作和维修;
根据冷水机特点选用管材、阀门及仪表。氨系统禁用铜管及铜合金材料。氟利昂系统常采用铜管,大型系统采用无缝钢管。正确选择各种管路的管径。不同的制冷剂,由于其性质不同,相应的管路设计原则及解决方法也不一样。
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关于R22管路的设计,由于R22与润滑油有限溶解,因此,在压缩机运转时,其中的润滑油总是随着冷水机组进人冷凝器、蒸发器等设备中去。如果蒸发器积油太多,会造成压缩机失油。从压缩机排出的油,由于排汽温度不高,未被炭化,可以重复使用。因此,在设计管路时,应注意润滑油随冷水机组一起返回压缩机,同时又应防止大量油液涌人压缩机而发生液击现象。
吸气管路在连接管路中是十分重要的组成部分,保证制冷剂高温高压蒸汽的密闭与流通是必须具备的条件。吸气管路的水平管应有朝向压缩机的0.01坡度。上升管应保证有一定速度,与润滑油一起流动。氟利昂上升立管的最低速度查。如果按允许压力降确定的立管管径,其速度小于中数值时,则可减小立管管径,而增大水平管的管径,这样既满足了回油速度的要求,而又不增大管路的压力降。
对于变负荷系统中的上升立管,如果保证最小负荷时的流速,势必导致在最大负荷时阻力太大;反之,如果保证最大负荷时的流速,则在最小负荷时难于保证回油所必需的速度。当负荷变到全负荷的25%以下时。其中A管的直径按最小负荷确定,A,B管的总截面积应满足最大负荷时最低流速的要求。
在满负荷时,两管同时工作。当负荷降低,其中流速不足于带走润滑油时,油就积存于油弯内,最终形成油封,B管被隔断,A管单独工作,从而保证了一定的上升速度。如果负荷转而增大,A管内的流动阻力增加,则在压差作用下,油弯内的润滑油被A带走。双立管应从上部接到水平管,以避免单管工作时,有油进人不工作的管内。
当蒸发器在压缩机上部时。对于停机时不对蒸发器抽空的系统,用实线的连接方式,这样避免在停机时蒸发器液体流入压缩机。而对于停机时对蒸发器抽空的系统,可以采用虚线的连接方法。蒸发器出口接油弯后直接向上接到压缩机。在负荷降低时,润滑油积存,当油弯内的油使管路隔断时,则在压差作用下,使油返回压缩机。
3.2 节流阀
节流的作用是使工质在进入冷凝器之前进一步降压,为下一步冷凝做准备。工作原理是控制流体截面,使流速加快而压力减小,截面与之前流道的比例关系影响压力的下降值。
节流阀是一个可以调节液体压力的构造,可调整进入引擎的空气量,进而调整引擎的出力。将节流阀和单向阀并联则可组合成单向节流阀。节流阀和单向节
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流阀是简易的流量控制阀,在定量泵液压系统中,节流阀和溢流阀配合,可组成三种节流调速系统,即进油路节流调速系统、回油路节流调速系统和旁路节流调速系统。节流阀没有流量负反馈功能,不能补偿由负载变化所造成的速度不稳定,一般仅用于负载变化不大或对速度稳定性要求不高的场合。
由于节流阀的流量不仅取决于节流口面积的大小,还与节流口前后的压差有关,阀的刚度小,故只适用于执行元件负载变化很小且速度稳定性要求不高的场合。
在节流阀的维护和保养方面,应该注意的事项有:
节流机构除起节流降压作用外,大多数还具有自动调节制冷剂流量的作用。应经常对节流阀本身进行检查及调节机构的工作状态;
油分离器应定期从侧面排出沉积在底部的润滑油;
定期排出集油器中的润滑油,向外排油时,应先打开抽气阀,用压缩机抽吸集油器中的氨气,并降低集油器的压力,待集油器内的压力降低到稍高于大气压力时,关闭抽气阀,并打开放油阀,直到油放完为止,再关闭放油阀;
高压储液罐的最大充灌高度一般不超过简体直径的80%,最低不得低于30%;最大存放液量不得超过容器本身容积的70%,最小存液量不小于氨泵每小时循环量的30%;
经常清洗制冷剂净化设备的中的过滤网,定期更换干燥剂;
对于安全阀设定是压力值不要轻易的改动,对于安全阀定期进行校正。 对于执行元件负载变化大及对速度稳定性要求高的节流调速系统,必须对节流阀进行压力补偿来保持节流阀前后压差不变,从而达到流量稳定。
节流阀品类繁多,在冷水机组上也有多种应用:
大型中央空调冷水机组常用的节流机构有手动节流阀、孔板、热力膨胀阀、浮球+主节流阀。
手动节流阀是最老式的节流阀,其外形与普通截止阀相似。它由阀体、阀芯、阀杆、填料压盖、上盖、手轮和螺栓等零件组成。与截止阀不同之处在于它的阀芯为针型或具有V形缺口的锥体,而且阀杆采用细牙螺纹。当旋转手轮时,可使阀门的开启度缓慢地增大或减小,以保证良好的调节性能。手动节流阀开启的大小,需要操作人员频繁地调节,以适应负荷的变化。通常开启度为1/8~1/4圈,一般不超过一圈,开启度过大就起不到节流(膨胀)的作用。这种节流阀现在已被
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