開利空調ef故障解決(空調故障原因)
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開利空調ef故障解決
開利中央空調故障代碼:E1 回水溫度探頭故障E2 出水溫度探頭故障E3 環境溫度探頭故障E4 盤管控頭故障E6 制熱模式進水溫度過低E7 水流量故障E8 水泵過載斷開E9 風機過載線斷開EA 壓機過載線斷開EB 相序錯誤或者相序線斷開EC 高壓報警ED 低壓報警EE 程序故障EF 制冷出水溫度過低SA 風機盤管聯鎖斷開
活塞式冷水機組的構成與特點
以活塞式制冷壓縮機為主機的冷水機組稱為活塞式冷水機組。活塞式冷水機組由活塞式制冷壓縮機與冷凝器、蒸發器、熱力膨脹閥及其他附件(干燥過濾器、儲液器、電磁閥、自動能量調節和自動保護裝置等)等構成,并安裝于同一個機座上。大多數廠家將電控柜安裝在機組上,部分廠家則將電控柜安裝在機組以外。活塞式冷水機組的特點如下:
機組設有高低壓保護、油壓保護、電動機過載保護、冷媒水凍結保護和斷水保護,確保機組運行安全可靠。機組可配置多臺壓縮機,通過啟動一臺或幾臺來調節制冷量,適應外界負荷的波動。隨著機電一體化程度的提高,機組可實現壓力、溫度、制冷量、功耗及負荷匹配等參數全部微計算機智能型控制。用戶只需在現場對機組進行電氣線路和水管(包括冷卻水系統和冷媒水系統)的連接與隔熱施工,即可投入試運行。活塞式單機頭冷水機組
活塞式單機頭冷水機組大多采用70、100、125系列制冷壓縮機組裝。其中,70系列為半封閉活塞式制冷壓縮機,100和125系列為開啟活塞式制冷壓縮機。如圖1-20所示為開啟活塞式單機頭冷水機組的外形結構,下圖所示為半封閉活塞式單機頭冷水機組的外形結構。
半封閉活塞式單機頭冷水機組的外形結構如下圖:
活塞式單機頭冷水機組在結構上的主要特點是冷凝器和蒸發器均為殼管式換熱器,它們或上下疊置或左右并置。由于活塞式制冷壓縮機運轉時的往復運動會產生較大的往復慣性力,從而限制了壓縮機的轉速不能太高。故其單位制冷量的質量指標和體積指標較大,因此,單機制冷量不能過大,否則機器顯得笨重,振動也大。活塞式單機頭冷水機組的制冷量一般在700kW以下。
制冷系統流程:以下圖所示的FJZ-40A型活塞式冷水機組為例,分析活塞式單機頭冷水機組工作流程。FJZ-40A型活塞式冷水機組主機為812.5F100型開啟活塞式制冷壓縮機,以R22為工質,采用了滾軋螺紋管制成的殼管式冷凝器和內肋管干式蒸發器,大大提高了傳熱效率,使體積和重量有了顯著的減小,設備充注的制冷劑R22也只有一般滿液式機組的1/3,并且沒有蒸發器凍裂的危險。機組上裝有自動能量調節裝置,當蒸發器水溫因外界負荷變化而有升降時,制冷機的制冷量也可相應地自動調節,此外,機組上還備有自動保護裝置可以防止設備因意外原因而引起的事故。
制冷劑在干式蒸發器內蒸發后,由吸氣管進入壓縮機吸氣腔,經壓縮機壓縮后進入冷凝器,高溫、高壓蒸氣經冷凝后進入熱交換器管程,被經過熱交換器殼程回到壓縮機的蒸氣進一步冷卻,冷卻后的液體流經干燥過濾器及電磁閥,并在熱力膨脹閥內節流降壓到蒸發壓力而進入蒸發器,蒸發吸收熱量,冷卻冷媒水,蒸發后的蒸氣又重新進入壓縮機,如此循環。
上圖中的壓力表1指示冷凝器的冷凝壓力,壓力表2指示蒸氣出口處的蒸發壓力,冷凝器上的 DN 15mm安全閥是為保證安全設置的,當發生斷水故障而冷凝壓力過高時,排放冷凝器內的氣體使壓力降低到規定值以下,保證機器的安全運轉。在熱交換器到干燥過濾的供液管路上,裝置有一個 DN40mm直通閥,它可人為切斷對蒸發器的供液。干燥過濾器的DN6mm閥門是供系統充灌制冷劑液體用的。
蒸發器供液量的調節是通過熱力膨脹閥的工作來實現的。該閥的感溫包置于蒸發器回氣管上,它根據回氣管內蒸氣的過熱度高低來改變膨脹閥的開度,從而起到調節流量的作用。蒸發器的出口安裝了一個溫度范圍0~50℃、精度1/10刻度的溫度計,以方便觀察回氣管內蒸氣的過熱度。
制冷系統的主要部件活塞式制冷壓縮機的形式和種類較多,而且有多種不同的分類方法,目前常見的分類方法有以下幾種。
一、按密封結構形式分類
為了防止制冷工質向外泄漏或外界空氣滲入制冷系統內,制冷壓縮機有著相應的密封結構。從采用的密封結構方式來看,制冷壓縮機可分為開啟式和封閉式兩大類。而封閉式又可分為半封閉式和全封閉式。這三種壓縮機的結構如下圖所示:
開啟式壓縮機的曲軸功率輸入端伸出機體之外,通過傳動裝置(聯軸器或皮帶輪)與原動機相連接。壓縮機曲軸外伸端設置軸封裝置,以防泄漏。
封閉式壓縮機采用封閉式的結構,把電動機和壓縮機連成一整體,裝在同一機殼內共用一根主軸,因而可以取消開啟式壓縮機中的軸封裝置,避免了由此產生或多或少泄漏的可能性。半封閉式與全封閉式的區別是前者的機殼是用可拆式法蘭連接,以便維修時拆卸;后者的機殼分為兩部分,壓縮機與電動機裝入后,殼體兩部分用焊接法焊死。
二、按壓縮級數分類
分為單級和單機雙級壓縮機。單級壓縮機是指制冷劑蒸氣由低壓至高壓狀態只經過一次壓縮;單機雙級壓縮機是指制冷劑蒸氣在一臺壓縮機的不同汽缸內由低壓至高壓狀態經過兩次壓縮。
三、按壓縮機轉速分類
分為高、中、低速三種。轉速高于1000r/min為高速,低于300r/min為低速,在兩者之間為中速。現代中小型多缸壓縮機多屬于高速范圍,它能以較小的外形尺寸獲得較大的制冷量,而且便于和電動機直聯。但是,隨著轉速的提高,對壓縮機在減振、結構、材料及制造精度等各方面則提出了更高的要求。
四、按氣缸布置方式分類
活塞式制冷壓縮機按汽缸布置方式通常分為臥式、直立式和角度式三種類型,如下圖所示。臥式壓縮機的汽缸軸線呈水平布置,其管道布置和內部結構的拆裝維修比較方便,多屬大型低速壓縮機。直立式壓縮機的汽缸軸線與水平面垂直,用符號Z表示。這類壓縮機占地面積小,活塞重力不作用在汽缸壁面上,因而汽缸和活塞的磨損較小;機體主要承受垂直的拉壓載荷,受力情況較好,因而形狀可以簡單些,基礎尺寸也可以小些。但大型直立式壓縮機的高度大,必須設置操作平臺,安裝、拆卸和維護管理均不方便,因而極少采用此種布置方式;即使是中小型壓縮機,除單、雙缸外,也很少采用直立式的。角度式壓縮機的汽缸軸線,在垂直于曲軸軸線的平面內具有一定的夾角。其排列形式有V形、W形、Y形、S形(扇形)、X形等。角度式壓縮機具有結構緊湊、重量輕、動力平衡性好、便于拆裝和維修等優點,因而在現代中、小型高速多缸壓縮機中得到廣泛應用。
我國國家標準GB/T 10079—2001《活塞式單級制冷壓縮機》規定的活塞式壓縮機汽缸布置形式見表1,基本參數見表2,名義工況見表3和表4,使用范圍見表5和表6。名義工況是用來標明制冷機工作能力的溫度條件,即銘牌制冷量和軸功率的工況。
表1:活塞式壓縮機汽缸布置形式
表2:壓縮機基本參數
表3:有機制冷劑壓縮機名義工況(注:表中工況制冷劑液體的過冷度為0℃。)
表4:無機制冷劑壓縮機名義工況
表5:有機制冷劑壓縮機使用范圍
表6:無機制冷劑壓縮機使用范圍
開啟活塞式制冷壓縮機 開啟活塞式制冷壓縮機的曲軸功率輸入端伸出機體,通過聯軸器或帶輪和電動機連接。它的特點是容易拆卸、維修,但密封性較差,工質易泄漏,因此曲軸外伸端有軸封裝置。開啟活塞式制冷壓縮機在我國有著廣泛的應用。我國自行設計、制造的系列產品,如125系列和100系列等,它們有特點如下:
普遍采用多汽缸的角度式布置方式,配合以逆流式結構,縮短活塞的高度,采用鋁合金活塞。普遍采用把汽缸體和曲軸箱連成一體的汽缸體曲軸箱機體結構形式,從而可提高機體的剛度和氣密性,減少機加工量。在機體的曲軸箱兩側,開有裝拆連桿大頭蓋的操作窗口,平時用側蓋予以密封。普遍采用可更換缸套,便于采用頂開吸氣閥片輸氣量調節方法。而吸氣腔位于缸套周圍,汽缸冷卻效果好,減少濕沖程的可能性。普遍利用汽缸套上部法蘭安設吸氣閥通道,配置組合式的環片閥結構,使其有充分的空間安裝吸、排氣閥,并盡量減少汽缸的余隙容積,整個吸、排氣閥的組合件由一個圓柱形螺旋彈簧緊壓在汽缸套上,這不僅便于裝拆,而且由此而形成安全蓋機構,減輕發生濕沖程時的機械沖擊。四缸以上壓縮機設置能量調節裝置,可根據制冷系統負荷變化改變工作缸數及空載啟動,既節省能耗,又保護原動機。普遍采用壓力潤滑的方式,以保證各高速摩擦表面獲得可靠的潤滑和軸封具有良好的密封性能,并向輸氣量調節機構提供液壓動力。如下圖所示為812.5F100型開啟活塞式制冷壓縮機的總體結構。該機以R22為制冷劑,結構形式為8缸,扇形,單作用,逆流式。相鄰汽缸中心線夾角為45°,汽缸直徑為125mm,活塞行程為100mm。812.5F100型壓縮機結構緊湊,外形體積小,動力平衡性能良好,振動小,運轉平穩。
壓縮機的機體為整體鑄造結構,上部為汽缸體,下部為曲軸箱。汽缸體上有8個安裝汽缸套的座孔,各放置一個汽缸套。排氣腔頂部端面用汽缸蓋封閉,汽缸蓋上設有冷卻水套,用冷卻水冷卻。機體的兩端安裝有吸、排氣管。曲軸箱兩側的窗孔用側蓋封閉,側蓋上裝有油面指示器和油冷卻器,分別用來檢測油量及冷卻潤滑油。
壓縮機采用兩個曲拐錯角為180°、用球墨鑄鐵鑄造的曲軸,由兩個主軸承(滑動軸承)支承。平衡塊與曲柄鑄成一體,每個曲柄銷上裝配四個工字形連桿。各個連桿小頭部位通過活塞銷帶動一個銅硅鋁合金的筒形活塞,使其在汽缸內做往復運動。活塞上裝有兩道氣環和一道刮油環,其頂部呈凹陷形,與排氣閥的形狀相適應,以減少余隙容積。汽缸套上部凸緣作為吸氣閥閥座。吸、排氣閥為組合式,均采用單片環狀閥。內閥座與閥蓋用氣閥螺栓連接,閥蓋與外閥座用螺栓連接,使整個排氣閥連成一體。閥蓋上部設有安全彈簧,排氣閥座兼作安全蓋用,以防止液擊時損壞機器。低壓蒸氣從吸氣管9經過濾網進入吸氣腔2,再從汽缸上部凸緣處的吸氣閥進入汽缸,經壓縮的氣體通過排氣閥進入排氣腔再經排氣管4排出。吸、排氣腔之間設有安全閥,排氣壓力過高時,高壓氣體頂開安全閥后回流至吸氣腔,保護機器零件不致損壞。汽缸套的中部周圍設有頂開吸氣閥閥片的頂桿和轉動環,轉動環由油缸拉桿機構控制,用以調節壓縮機的排氣量和啟動卸載之用。
軸封采用摩擦環式機械密封裝置,設置在前軸承座里,運轉時軸封室內充滿潤滑油,用以潤滑摩擦面并起油封和帶走熱量的作用。
壓縮機采用壓力潤滑,由曲軸自由端帶動轉子式內嚙合齒輪油泵10供油,潤滑油從曲軸箱底部經金屬網式粗濾器進入油泵,然后經過金屬片式細濾器清除雜質后,從曲軸兩端進入潤滑油道,潤滑兩端主軸承、軸封、各連桿大頭軸承和活塞銷等。控制能量調節機構的動力油也由油泵供給。汽缸壁以連桿大頭飛濺起的潤滑油潤滑。曲軸下部裝有充放潤滑油用的三通閥。曲軸箱內裝有潤滑油冷卻器,潤滑油冷卻器浸入曲軸箱底部的潤滑油中,冷卻器中通入冷卻水時,可使曲軸箱內的潤滑油得到冷卻。壓縮機采用直接傳動方式,用聯軸器由電動機直接驅動。
一、半封閉活塞式制冷壓縮機
半封閉活塞式制冷壓縮機的電動機和壓縮機裝在同一機體內并共用同一根主軸,因而不需要軸封裝置,避免了軸封處的制冷劑泄漏。半封閉活塞式制冷壓縮機的機體在維修時仍可拆卸,其密封面以法蘭連接,用墊片或墊圈密封,這些密封面雖屬靜密封面,但難免會產生泄漏。
半封閉活塞式制冷壓縮均采用高速多缸機型,其特點如下:
電動機和壓縮機共用一根主軸,取消了軸封裝置和聯軸器,結構緊湊、重量輕、密封性能好、噪聲小。機體多采用整體式結構,其電動機外殼往往是機體的延伸部分,以減少連接面積并保證了壓縮機和電動機的同軸度。曲軸箱和電動機室有孔相通,保證了壓力平衡以利于潤滑油的回流。壓縮機的汽缸與開啟式壓縮機一樣仍暴露在外,便于冷卻,容易拆卸和維修。主軸可采用曲拐軸或偏心軸的結構形式,它橫臥在一對滑動或滾動主軸承上。主軸的一端總是懸臂支承著電動機轉子,后者同時也起著飛輪的勻速作用。內置電動機的冷卻方式有空氣冷卻、水冷和低壓制冷劑冷卻。空氣冷卻絕大多數用于風冷式冷凝機組中,這時,電動機外殼周圍設有足夠的散熱片,靠冷凝風機吹過的風冷卻電動機定子;當采用水冷式冷凝器時,可向電動機外殼的水套中引入冷卻水對電動機定子進行冷卻;用低壓制冷劑冷卻的方式是用從蒸發器來的低溫制冷劑蒸氣冷卻電動機定子,可使內置電動機具有較大的過載能力,普遍用于功率大于1.5kW以上的半封閉制冷壓縮機。對于功率小于5kW的半封閉活塞式制冷壓縮機,其潤滑系統往往采用飛濺潤滑方式,但對功率較大的壓縮機就顯得供油不充分,應采用壓力供油方式。所用的液壓泵應是可以逆轉工作的,因為半封閉式壓縮機不能從外觀判斷轉向如下圖所示為B47F55型半封閉塞式制冷壓縮機的總體結構。壓縮機的四個汽缸為扇形布置,相鄰汽缸中心線夾角為45°,汽缸直徑為70mm,活塞行程為55mm。機體為整體鑄造結構,電動機外殼是機體的延伸部分,壓縮機主軸懸伸段就是電動機轉子軸。電動機借助吸入的制冷劑蒸氣冷卻,當采用R22作制冷劑時,配有冷卻水套的汽缸蓋使排氣得到冷卻,以避免排氣溫度過高。曲軸箱和電動機室有孔相通,以保證壓力的平衡。機體上設有回油閥,從油分離器分離出來的潤滑油通過浮球閥自動流回曲軸箱。單拐曲軸由球墨鑄鐵制造,曲柄銷上安裝有4個工字形截面的連桿,連桿大頭為垂直剖分式,大頭軸瓦為薄壁軸瓦,小頭襯套用鐵基粉末冶金制成。鋁合金制造的筒形活塞頂部呈凹形,有兩道氣環,一道油環。吸、排氣閥結構與812.5F100型壓縮機基本相同。汽缸套外壁安裝有頂開吸氣閥片的能量調節裝置,依靠油壓傳動頂開吸氣閥片。潤滑油泵采用月牙形內嚙合齒輪油泵,正、反轉均能正常供油。曲軸箱底部裝有油過濾網。電動機用高強度漆包線繞制,為E級或F級絕緣。
二、曲柄連桿驅動機構
曲軸、連桿和活塞組構成了曲柄-連桿機構,其作用是通過連桿將曲軸的旋轉運動轉變成活塞的往復運動,實現壓縮機的工作循環。活塞式制冷壓縮機的曲柄連桿機構如下圖所示:
曲軸
曲軸是制冷壓縮機的重要運動部件之一,壓縮機的全部功率都通過曲軸輸入。曲軸受力情況復雜,要求有足夠的強度、剛度和耐磨性。活塞式制冷壓縮機曲軸的基本結構形式有曲柄軸、偏心軸和曲拐軸三種,在活塞式冷水機組中使用較多的為曲拐軸。
活塞式制冷壓縮機的曲柄連桿機構如下圖所示。曲拐軸簡稱曲軸,其由一個或幾個以一定錯角排列的曲拐所組成,每個曲拐由主軸頸、曲柄和曲柄銷三部分組成,簡稱曲軸。這類曲軸的連桿大頭必須是剖分式,每個曲柄銷上可并列安裝1~4個連桿。活塞行程較大時常用這類軸。曲軸的一端(軸頸較長端)稱為功率輸入端,通過聯軸器或帶輪與電動機連接;另一端稱為自由端,用來帶動油泵。曲軸除傳遞動力作用外,通常還起輸送潤滑油的作用。如圖1-28所示,曲軸內部鉆有油道,從油泵出來的潤滑油,經油道5輸送到主軸頸和連桿軸頸等部位,潤滑各摩擦表面。為了消除或減輕壓縮機的振動,在曲柄上裝(鑄)有平衡塊,起到全部或部分平衡旋轉重量、往復重量慣性力及其力矩的作用。
連桿組件
連桿組件包括連桿小頭襯套、連桿體、連桿大頭軸瓦及連桿螺栓等。連桿的作用是將活塞和曲軸連接起來,傳遞活塞和曲軸之間的作用力,將曲軸的旋轉運動轉變為活塞的往復運動。如圖1-29所示為典型的與曲拐軸相配的剖分式連桿組件結構。
連桿可分為連桿小頭、連桿大頭和連桿體三部分。連桿小頭及襯套通過活塞銷與活塞連接,工作時做往復運動。連桿大頭及大頭軸瓦與曲柄銷連接,工作時做旋轉運動。而連桿大小頭之間的桿身(連桿體),工作時做垂直于活塞銷平面的往復與擺動的復合運動。
連桿小頭一般均做成整體式。現代高速壓縮機中,連桿小頭廣泛采用簡單的薄壁圓筒形結構。小頭與活塞銷相配合的支承表面,除了小型壓縮機的鋁合金連桿外,通常都壓有襯套。襯套材料采用耐磨合金,通常為銅合金。
剖分式連桿的大頭可剖分開,便于和曲拐軸連接時裝拆。剖分式連桿大頭又分為直剖式和斜剖式兩種。直剖式其剖分面垂直于連桿中心線,連桿大頭剛性好,易于加工,且連桿螺栓不受剪切力的作用,但是它的大頭橫向尺寸大,為了能使活塞連桿通過汽缸裝卸,這種結構形式限制了曲柄銷直徑的增大。斜剖式連桿大頭如下圖所示,在拆除大頭蓋后連桿大頭橫向尺寸將大大減小,有可能增大曲軸的曲柄銷直徑,以提高曲軸的剛度,既方便裝拆,又便于活塞連桿組件直接從汽缸中取出。但由于斜剖式連桿大頭加工復雜,故不如直剖式應用廣泛。剖分式連桿大頭內孔與大頭蓋是單配加工的,不具備互換性,靠固定搭配由定位裝置方向記號來確保大頭內圓的正確形狀。
為改善連桿大頭與曲柄銷之間的摩擦性能,大頭孔內裝有耐磨軸套或軸瓦。整體式連桿大頭搪孔中要壓入軸套,只有連桿材料為鋁合金時可以用本身材料作為軸承材料。現代高速活塞式制冷壓縮機的剖分式連桿大頭中一般均鑲有薄壁軸瓦。
活塞組
活塞組由活塞體、活塞環及活塞銷組成。典型的活塞組如下圖所示。
活塞體簡稱活塞,我國系列壓縮機的活塞一般采用筒形活塞。筒形活塞通常由頂部、環部和裙部三部分組成。活塞上面封閉圓筒部分稱為頂部,頂部與汽缸及氣閥構成可變的工作容積。設置活塞環的圓柱部分稱為環部。環部下面為裙部,裙部上有銷座孔供安裝活塞銷用。活塞的材料一般采用灰鑄鐵和鋁合金,目前高速多缸制冷壓縮機均采用鋁合金活塞。
活塞環可分為氣環和油環兩種。氣環的作用是保持汽缸與活塞之間的密封性,防止在壓縮時,高壓氣體向低壓部分泄漏;油環的作用是刮去附著于汽缸壁上多余的潤滑油,并使壁面上的油膜分布均勻。為使活塞環本身具有彈性,環中必須開有切口,在安裝同一活塞上的幾個活塞環時,應使切口相互錯開,以減少漏氣量。
活塞銷用來連接活塞和連桿小頭,一般制成中空的圓柱結構以減少慣性力。現代制冷壓縮機中,普遍采用浮式活塞銷的連接方法,也即活塞銷相對銷座和連桿小頭襯套都能自由轉動,這樣可以減小摩擦面間的相對滑動速度,使磨損減小且均勻。為防止活塞銷產生軸向竄動而伸出活塞擦傷汽缸,通常在銷座兩端的環槽內裝上彈簧擋圈。
機體及汽缸套
機體是支承壓縮機全部重量并保持各部件之間有準確的相對位置的部件。機體包括汽缸體和曲軸箱兩個部分。機體的外形主要取決于壓縮機的汽缸數和汽缸的布置形式。根據汽缸體上是否裝有汽缸套,機體可分為無汽缸套和有汽缸套兩種。在汽缸尺寸較大(內徑 D ≥70mm)的高速多缸壓縮機系列中常采用汽缸體和汽缸套分開的結構形式,這樣可以簡化機體的結構,便于鑄造,汽缸鏡面磨損時,只更換汽缸套即可。
如下圖所示為采用汽缸套的8缸角度式壓縮機機體。機體上部為汽缸體,下部為曲軸箱。汽缸體上有8個安裝汽缸套的座孔,分成兩列,呈扇形配置。吸氣腔設在汽缸套座孔的外側,流過的制冷劑可對汽缸壁進行冷卻。吸氣腔與曲軸箱之間由隔板隔開,以防潤滑油濺入吸氣腔。隔板最低處鉆有均壓回油孔,以便由制冷劑從系統中帶來的潤滑油流回曲軸箱,并使曲軸箱內的氣體壓力與吸氣腔壓力保持一致。排氣腔在汽缸體上部,吸、排氣腔之間由隔板隔開。曲軸箱主要用于安裝曲軸、儲存潤滑油以及安放油冷卻器、油過濾器和潤滑油三通閥。曲軸箱的前、后端有安裝主軸承的座孔,兩側有檢修用的窗孔。曲軸箱內壁設有多個加強肋,用以提高強度和剛度。這種機體外形平整,結構緊湊。汽缸冷卻主要靠水冷卻,冷卻效果較好。國內外高速多缸的活塞式制冷壓縮機的機體多采用這種形式。
汽缸套呈圓筒形,如下圖所示的汽缸套在我國高速多缸制冷壓縮機系列中被廣泛采用。汽缸套采用優質耐磨鑄鐵鑄造,也可對工作表面進行多孔性鍍鉻和離子氮化處理,以提高使用壽命。
氣閥
氣閥是活塞式制冷壓縮機中的重要部件之一,它的作用是控制氣體及時地吸入與排出汽缸。氣閥性能的好壞,直接影響到壓縮機的制冷量和功率消耗。閥片的壽命更是關系到壓縮機連續運轉期限的重要因素。
氣閥的結構形式多種多樣,我國缸徑在70mm以上的中、小型活塞式制冷壓縮機系列均采用剛性環片閥。剛性環片閥采用頂開吸氣閥閥片調節輸氣量,并利用排氣閥蓋兼作安全蓋。如下圖所示為汽缸套和吸、排氣閥組合件。吸氣閥座與汽缸套25頂部的法蘭是一個整體,法蘭端面上加工出兩圈凸起的閥座密封線。環狀吸氣閥片17在吸氣閥關閉時貼合在這兩圈閥線上。兩圈閥線之間有一個環狀凹槽,槽中開設若干均勻分布的與吸氣腔相通的吸氣孔1。吸氣閥的閥蓋(升程限制器)與排氣閥的外閥座13做成一體,底部開若干沉孔,設置若干個吸氣閥彈簧16。吸氣閥布置在汽缸套外圍,不僅有較大的氣體流通面積,而且便于設置頂開吸氣閥片式的輸氣量調節裝置。排氣閥的閥座由內閥座14和外閥座13兩部分組成。環狀排氣閥片4與內、外閥座上兩圈密封線相貼合,形成密封。閥蓋5底部開若干沉孔,設置若干個排氣閥彈簧12。內、外閥座之間的通道形狀與活塞頂部形狀吻合,當活塞運動到上止點位置時,內閥座剛好嵌入活塞頂部凹坑內,因而使壓縮機的余隙容積減小。外閥座安裝在汽缸套的法蘭面上,內閥座與閥蓋(升程限制器)5用中心螺栓11連接,閥蓋又通過四根螺栓3與外閥座連成一體,這個閥組也被稱為安全蓋(又稱假蓋)。安全蓋的閥蓋5上裝有安全彈簧8(又稱假蓋彈簧),彈簧上部再用汽缸蓋壓緊。安全彈簧裝上后產生預緊力。當汽缸內進入過量液體,在汽缸內受到壓縮而產生高壓時,安全蓋在缸內高壓的作用下,克服安全彈簧力而升起,使液體從閥座打開的周圍通道迅速泄入排氣腔,使汽缸內的壓力迅速下降,從而保護了壓縮機。當活塞到達止點位置后往回運動時,安全蓋在安全彈簧力作用下,回復原位而正常工作。
軸封
對于開啟式制冷壓縮機,曲軸均需伸出機體(曲軸箱)與原動機連接。由于曲軸箱內充滿了制冷劑蒸氣,因此在曲軸伸出機體的部位應安裝軸封。它的作用是防止曲軸箱內的制冷劑蒸氣經曲軸外伸端間隙漏出,或者因曲軸箱內氣體壓力過低而使外界空氣漏入。對軸封要求結構簡單,密封可靠,使用壽命長,維修方便。目前使用較多的軸封形式為摩擦環式。
摩擦環式軸封又稱端面摩擦式軸封。如下圖所示是一種較為常用的摩擦環式軸封,其結構簡單,維修方便,使用壽命長。它有三個密封面:A為徑向動摩擦密封面,它由轉動摩擦環2和靜止環3的兩個相互壓緊磨合面組成,壓緊力是由彈簧7和曲軸箱內氣體壓力所產生;B為徑向靜密封面,它由轉動摩擦環2與密封橡膠圈5之間的徑向接觸面所組成,靠彈簧壓緊,并與軸一起轉動;C為軸向密封面,它由密封橡膠圈的內表面與曲軸的外表面所組成,因密封橡膠圈的自身彈性力使其與曲軸間有一個適當的徑向密封彈力。當曲軸有軸向竄動時,密封橡膠圈與軸間可以有相對滑動。
徑向動摩擦密封端面A是軸封裝置的主端面,主軸旋轉時,該端面會產生大量摩擦熱和磨損,為此必須考慮密封端面A的潤滑和冷卻,使其在摩擦面上形成油膜,減少摩擦和磨損,增強密封效果。因而安裝軸封的空間要有潤滑油的循環并設置進出油道,以保證端面潤滑和冷卻。通常,為延長這種端面摩擦式軸封的使用壽命,允許端面A有少量的油滴泄漏,但需要設置回收油滴的裝置。
全頂開吸氣閥片的能量調節機構
全頂開吸氣閥片是指采用專門的調節機構將壓縮機的吸氣閥閥片強制頂離閥座,使吸氣閥在壓縮機工作全過程中始終處于開啟狀態。在多缸壓縮機運行中,如果通過一些頂開機構,使其中某幾個汽缸的吸氣閥一直處于開啟狀態,那么,這幾個汽缸在進行壓縮時,由于吸氣閥不能關閉,汽缸中壓力建立不起來,排氣閥始打不開,被吸入的氣體沒有得到壓縮就經過開啟著的吸氣閥,又重新排回到吸氣腔中去。這樣,壓縮機盡管依然運轉著,但是,吸氣閥被打開了的汽缸不再向外排氣,真正在有效地進行工作的汽缸數目減少了,以達到改變壓縮機制冷量的目的。
這種調節方法是在壓縮機不停車的情況下進行能量調節的,通過它可以靈活地實現上載或卸載,使壓縮機的制冷量增加或減少。另外,全頂開吸氣閥片的調節機構還能使壓縮機在卸載狀態下啟動,這樣對壓縮機是非常有利的。它在我國四缸以上的、缸徑70mm以上的系列產品中已被廣泛采用。
全頂開吸氣閥片調節法,通過控制被頂開吸氣閥的缸數,能實現從無負荷到全負荷之間的分段調節。如對8缸壓縮機,可實現0、25%、50%、75%和100%五種負荷。對六缸壓縮機,可實現0、1/3、2/3和全負荷四種負荷。
全頂開吸氣閥片的能量調節機構主要有以下兩種:
液壓缸-拉桿頂開機構
用液壓油控制拉桿的移動來實現能量調節,如下圖所示。液壓缸拉桿機構由液壓缸1、液壓活塞2、拉桿5、彈簧3、油管4等組成。該機構動作可以使汽缸外的轉動環7旋轉,將吸氣閥閥片9頂起或關閉。其工作原理是:液壓泵不向油管4供油時,因彈簧的作用,液壓活塞及拉桿處于右端位置,吸氣閥片被頂桿8頂起,汽缸處于卸載狀態。若液壓泵向液壓缸1供油,在油壓力的作用下,液壓活塞2和拉桿5被推向左方,同時拉桿上凸緣6使轉動環7轉動,頂桿相應落至轉動環上的斜槽底,吸氣閥閥片關閉,汽缸處于正常工作狀態。由此可見,該機構既能起調節能量的目的,也具有卸載啟動的作用。因為停車時液壓泵不供油,吸氣閥閥片被頂開,壓縮機就空載啟動,壓縮機啟動后,液壓泵正常工作,油壓逐漸上升,當油壓力超過彈簧3的彈簧力時,液壓活塞動作,使吸氣閥閥片下落,壓縮機進入正常運行狀態。
在這種液壓缸拉桿能量調節機構中,液壓油的供給和切斷一般由油分配閥或電磁閥來控制。
油壓直接頂開吸氣閥片調節機構
這種調節機構由卸載機構和能量控制閥兩部分組成,兩者之間用油管連接。卸載機構是一套液壓傳動機構,它接受能量控制閥的操縱,及時地頂開或落下吸氣閥片,達到能量調節的目的。
如下圖所示為油壓直接頂開吸氣閥片的調節機構。它是利用移動環6的上下滑動,推動頂桿3,以控制吸氣閥片1的位置。當潤滑系統的高壓油進入移動環6與上固定環4之間的環形槽9時,由于油壓力大于卸載彈簧7的彈力,使移動環向下移動,頂桿和吸氣閥片也隨之下落,氣閥進入正常工作狀態。當高壓油路被切斷,環形槽內的油壓消失時,移動環在卸載彈簧的作用下向上移動,通過頂桿將吸氣閥片頂離閥座,使汽缸處于卸載狀態。這種機構同樣具有卸載啟動的特點,結構比較簡單,由于環形液壓缸安裝在氣缸套外壁上,加工精度要求較高,所有的O形密封圈長期與制冷劑和潤滑油直接接觸,容易老化或變形,以致造成漏油而使調節失靈。
壓力潤滑系統
壓力潤滑是利用油泵產生的油壓,將潤滑油通過輸油管道輸送到需要潤滑的各摩擦表面,潤滑油壓力和流量可按照給定要求實現,因而油壓穩定,油量充足,還能對潤滑油進行過濾和冷卻處理,故潤滑效果良好,大大提高了壓縮機的使用壽命、可靠性和安全性。在我國的中、小型制冷壓縮機系列中和一些非標準的大型制冷壓縮機中均廣泛采用壓力潤滑方式。
對于大、中型制冷壓縮機,因其載荷大,需要充分的潤滑油潤滑各摩擦副并帶走熱量,故常用齒輪油泵式壓力潤滑系統,如圖1-38所示。曲軸箱中的潤滑油通過粗過濾器1被齒輪油泵2吸入,提高壓力后經細過濾器3濾去雜質后分成三路:第一路進入曲軸自由端軸頸里的油道,潤滑主軸承和相鄰的連桿軸承,并通過連桿體中的油道輸送到連桿小頭軸襯和活塞銷;第二路進入軸封10,潤滑和冷卻軸封摩擦面,然后從曲軸功率輸入端主軸頸上的油孔流入曲軸內的油道,潤滑主軸承和相鄰的連桿軸承,并經過連桿體中的油道去潤滑連桿小頭軸襯和活塞銷;第三路進入能量調節機構的油分配閥7和卸載液壓缸8以及油壓差控制器5,作為能量調節控制的液壓動力。
汽缸壁面和活塞間的潤滑,是利用曲拐和從連桿軸承甩上來的潤滑油。活塞上雖然裝有刮油環,但仍有少量的潤滑油進入汽缸,被壓縮機的排出氣體帶往排氣管道。排出氣體進入油分離器11,分離出的潤滑油由下部經過自動回油閥或手動回油閥定期放回壓縮機的曲軸箱內。為了防止潤滑油的油溫過高,在曲軸箱還裝有油冷卻器12,依靠冷卻水將潤滑油的熱量帶走。
曲軸箱(或全封閉壓縮機殼)內的潤滑油,在低的環境溫度下溶入較多的制冷劑,壓縮機啟動時將發生液擊,為此有的壓縮機在曲軸箱內還裝有油加熱器,在壓縮機啟動前先加熱一定的時間,減少溶在潤滑油中的制冷劑。
蒸發器在制冷系統中,蒸發器的作用是依靠節流后的低溫低壓制冷劑液體在蒸發器內的沸騰(習慣上稱蒸發),吸收被冷卻介質的熱量,達到制冷降溫的目的。中央空調冷水機組中的蒸發器有臥式殼管式蒸發器和干式蒸發器兩種形式。
臥式殼管式蒸發器
臥式殼管式蒸發器的典型結構如圖1-39所示。它由筒體外殼、管板、換熱管束和端蓋等組成。其外殼是用鋼板焊成的圓筒,在圓筒的兩端焊有多孔管板,換熱管束用焊接法或脹管法固定在管板上,兩端的端蓋上設計有分水隔板。制冷劑在換熱管外氣化,載冷劑在管內流動,一般為4~8管程。載冷劑的進、出口設在同一個端蓋上,載冷劑從端蓋的下方進入,從端蓋的上方流出。
經過節流后的低溫低壓液態制冷劑,從蒸發器的下部進入,制冷劑占據蒸發器殼體內的大部分空間,通常液面高度穩定在殼體直徑的70%~80%。因此,又稱為滿液式蒸發器。在工作運行時液面上只露1~3排載冷劑管道,以便使液態制冷劑氣化形成的蒸氣不斷上升至液面,經過頂部的集氣室(又稱氣液分離器),分離出蒸氣中可能挾帶的液滴,成為干蒸氣狀態的制冷劑蒸氣被壓縮機吸回。
臥式殼管式蒸發器使用氟里昂為制冷劑時,多采用陰極銅管作為換熱管,其平均傳熱溫差為4~8℃,傳熱系數為465~523W/(m 2 ·℃)。載冷劑在換熱管內流速一般為1~2.5m/s。
干式蒸發器
干式蒸發器的外形和結構與臥式殼管式蒸發器基本相同。主要不同點在于:干式蒸發器中制冷劑在換熱管內氣化吸熱,制冷劑液體的充灌量很少,大約為管組內容積的35%~40%,而且制冷劑在氣化過程中,不存在自由液面,所以稱為“干式蒸發器”。在干式蒸發器中,液體載冷劑在管外流動,為了提高載冷劑的流速,在筒體內橫跨管束裝有多塊折流板。
干式蒸發器按照換熱管組的排列方式不同分為直管式和U形管式兩種,如下圖所示:
氟里昂直管式干式蒸發器的換熱管一般用銅管制造,可以用光管,也可以用內肋管。由于載冷劑側表面傳熱系數較高,所以管外不設肋片。內肋銅管的傳熱系數較大,流程數可減少。但光管比內肋管加工制造容易,價格便宜,特別是近年來多采用小管徑(例如 ф 12mm×1mm)光管密排的方法,使光管的傳熱系數接近內肋管的傳熱系數。根據國外資料介紹,當采用一般的銅光管時,傳熱系數為523~580W/(m 2 ·℃);如果采用小口徑光管密排時,其傳熱系數 K 可達1000~1160W/(m 2 ·℃)。
U形管干式蒸發器的換熱管為U形,從而構成制冷劑為兩流程的殼管式結構。換熱管安裝在同一塊管板上。換熱管可先行安裝后再裝入殼體。U形管式結構可以消除由于管材熱脹冷縮而引起的內應力,且可以抽出來清除管外的污垢。另外,制冷劑始終在一根管子內流動和氣化,不會出現多流程時氣液分層現象,因而傳熱效果好,但不宜使用內肋管。由于每根換熱管的彎曲半徑不同,制造時需采用不同的加工模具。
冷凝器在制冷系統中,冷凝器是一個使制冷劑向外放熱的換熱器。冷凝器的作用是將經制冷機壓縮升壓后的制冷劑過熱蒸氣向周圍常溫介質(水或空氣)傳熱,從而冷凝還原為液態制冷劑,使制冷劑能循環使用。
冷凝器按其冷卻介質和冷卻方式,可分為水冷冷凝器、風冷冷凝器、水和空氣聯合冷卻式冷凝器三種類型。用于活塞式單機頭冷水機組的冷凝器主要為水冷冷凝器中的臥式殼管式冷凝器。
臥式殼管式冷凝器是指換熱管和殼體水平放置,在壓力作用下冷卻水在冷凝器換熱管內多程往返流動的冷凝器。臥式殼管式冷凝器的典型結構如下圖所示。它的結構與臥式殼管式蒸發器類似,也是由筒體、管板、換熱管等組成。在筒體兩端設有帶分水槽的鑄鐵端蓋,端蓋與筒體端面間夾有橡膠密封圈,用螺栓連接固定。在一端的端蓋上有冷卻水的進出水管接頭,在另一端的端蓋頂部裝有放空氣旋塞,用于供水時排出存積在其中的空氣。下部有放水旋塞,當冷凝器在冬季停止使用時,可放出其中的積水,以防止換熱管凍裂或被腐蝕。
為提高冷凝器的換熱能力,在管箱內和管板外的空間內,設有隔板,可以隔出幾個改變水流方向的回程,冷卻水從冷凝器管箱的下部進入,按照已隔成的管束回程順序在換熱管內流動,吸收制冷劑放出的熱量使制冷劑冷凝,冷卻水最后從管箱的上部排出;高壓制冷劑蒸氣則從筒體的上部進入筒體,在筒體和換熱管外壁之間的殼程流動,向各換熱管內的冷卻水放熱被冷凝為液態后匯集于筒體下部,從筒體下部的出液口排出。
臥式殼管式冷凝器的工作參數為:用氟里昂制冷劑時,冷卻水流速為1.8~3.0m/s。冷卻水溫升一般為4~6℃,平均傳熱溫差為7℃,傳熱系數為930~1593W/(m 2 ·℃)。
熱力膨脹閥熱力膨脹閥普遍適用于氟里昂制冷系統中,是溫度調節式節流閥,又稱熱力調節閥。隨蒸發器出口處制冷劑的溫度變化,通過感溫機構的作用,自動調節閥的開啟度來控制制冷劑流量。熱力膨脹閥主要由閥體、感溫包和毛細管組成,適用于沒有自由液面的干式蒸發器。
熱力膨脹閥根據膜片下部的氣體壓力不同可分為內平衡式熱力膨脹閥和外平衡式熱力膨脹閥。若膜片下部的氣體壓力為膨脹閥節流后的制冷劑壓力,則稱為內平衡式熱力膨脹閥;若膜片下部的氣體壓力為蒸發器出口的制冷劑壓力,則稱為外平衡式熱力膨脹閥。當制冷劑流經蒸發器的阻力較小時,最好采用內平衡式熱力膨脹閥;反之,當蒸發器阻力較大時,一般為超過0.03MPa時,應采用外平衡式熱力膨脹閥。
內平衡式熱力膨脹閥
內平衡式熱力膨脹閥由閥體、閥座、傳動桿、閥芯、彈簧、調節桿、感溫包、連接管、膜片等部件組成,如下圖所示。在感溫包、連接管和膜片之間組成了一個密閉空間,稱為感應機構。感應機構內充注有制冷劑液體或其他感溫劑。通常情況下,感應機構內充注的工質與制冷系統中的制冷劑相同。
如下圖所示為內平衡式熱力膨脹閥的安裝位置與工作原理,膨脹閥安裝在蒸發器的進液管上,感溫包敷設在蒸發器出口管道的外壁上,用以感應蒸發器出口的過熱溫度,自動調節膨脹閥的開度。連接管的作用是將感溫包內的壓力傳遞到膜片上部空間。膜片是一塊厚約0.1~0.2mm的鈹青銅合金片,其截面通常沖壓成波浪形。膜片在上部壓力作用下產生彈性變形,把感溫信號傳遞給傳動桿,以調節閥門的開啟度。
熱力膨脹閥的工作原理是建立在力平衡基礎上的。壓力 p 是感溫包感受到的蒸發器出口溫度對應的飽和壓力,它作用在波紋膜片上,使波紋膜片產生一個向下的推力 F ,而在波紋膜片下面受到蒸發壓力 p 0 產生的力 F 0 和通過閥座、傳動桿傳遞過來的彈簧力 W 的作用。由于閥針的面積相對很小,冷凝壓力 p k 作用在閥針上的力極小,可忽略。當室內溫度處在某一工況下,膨脹閥處于某一開度時, F 、 F 0 和 W 處于平衡狀態,即 F = F 0 + W 。如果室內溫度升高,蒸發器出口處過熱度增大,則感應溫度上升,相應的感應壓力 p 增大,推力 F 也增大,這時 F > F 0 + W ,波紋膜片向下移動,推動傳動桿使膨脹閥的閥孔開度增大,制冷劑流量增加,制冷量隨之增大,蒸發器出口過熱度相應地降低;反之亦然。膨脹閥進行上述自動調節,適應了外界熱負荷的變化,滿足了所需的室內溫度條件。
內平衡式熱力膨脹閥中蒸發壓力是通過傳遞蒸發壓力的通道作用到膜片下方的,對照結構圖和實物不難找到此通道,應該注意到傳動桿與閥體之間有間隙,此間隙正好溝通了閥的出口端與膜片下腔,把蒸發壓力傳遞到膜片下方。
外平衡式熱力膨脹閥
外平衡式熱力膨脹閥如圖1-44所示,其構造與內平衡式熱力膨脹閥基本相似,但是其膜片下方不與供入的液體接觸,而是與閥的進、出口處用一隔板隔開,在膜片與隔板之間引出一根平衡管連接到蒸發器的管路上。另外,調節桿的形式也有所不同。
如下圖所示為外平衡式熱力膨脹閥的安裝位置與工作原理。壓力 p 是感溫包感受到的蒸發器出口溫度對應的飽和壓力,它作用在膜片上產生向下的推力 F ; p ′為蒸發器出口蒸發壓力,它作用在膜片下產生向上的推力 F ′; W 為彈簧的作用力。當室內溫度處在某一工況時,膨脹閥處在一定開度, F 、 F ′和 W 應處在平衡狀態,即 F = F ′+ W 。如果室內溫度升高,蒸發器出口過熱度增大,則感應溫度上升,相應的感應壓力 p 增大,推力 F 也增大,這時 F > F ′+ W ,膜片向下移,推動閥桿使膨脹閥孔開度增大,制冷劑流量增加,制冷量也增大,蒸發器出口過熱度相應地降低,反之亦然。膨脹閥進行上述自動調節,滿足了蒸發器熱負荷變化的需要。由于在蒸發器出口處和膨脹閥膜片下方引有一根外部平衡管,所以稱此膨脹閥為外平衡式熱力膨脹閥。
外平衡式熱力膨脹閥的調節特性,基本上不受蒸發器中壓力損失的影響,可以改善蒸發器的工作條件,但結構比較復雜,安裝與調試也比較復雜,因此一般只有當膨脹閥出口至蒸發器出口的制冷劑壓降相應的蒸發溫度降超過2~3℃時,才應用外平衡式熱力膨脹閥。目前國內一般中、小型的氟里昂制冷系統,除了使用分液器的蒸發器外,蒸發器的壓力損失都比較小,所以采用內平衡式熱力膨脹閥較多。使用液體分離器的蒸發器壓力損失較大,故宜采用外平衡式熱力膨脹閥。
活塞式多機頭冷水機組活塞式多機頭冷水機組由2臺以上半封閉或全封閉活塞式制冷壓縮機為主機組成,目前,活塞式多機頭冷水機組最多可配8臺壓縮機。配置多臺壓縮機的冷水機組具有明顯的節能效果,因為這樣的機組在部分負荷時仍有較高的效率。而且,機組啟動時,可以實現順序啟動各臺壓縮機,每臺壓縮機的功率小,對電網的沖擊小,能量損失小。此外,可以任意改變各臺壓縮機的啟動順序,使各臺壓縮機的磨損均衡,延長使用壽命。配置多臺壓縮機的機組的另一個特點是整個機組分設兩個獨立的制冷劑回路,這兩個獨立回路可以同時運行,也可單獨運行,這樣可以起到互為備用的作用,提高了機組運行的可靠性。
國內應用最多的活塞式多機頭冷水機組是上海合眾-開利空調設備有限公司生產的30HK、30HR系列活塞式冷水機組。它采用半封閉壓縮機,由多臺壓縮機組合,逐臺啟動,在部分負荷運行時節能效果顯著。壓縮機底部有減振彈簧,防振性能好。機組多采用雙制冷回路,當一個回路保護裝置跳脫或發生故障時,另一個回路可繼續運行,這樣就提高了機組運行的可靠性。由于機組設有手動轉換開關,可以改變機組的啟停順序,用以均衡壓縮機的磨損,并延長機組使用壽命。30HK、30HR系列活塞式冷水機組的典型接線和管路布置如下圖所示,機組采用臥式殼管式冷凝器、干式蒸發器、外平衡式熱力膨脹閥,制冷量范圍為112~680kW,主要技術數據見下表。
30HK、30HR系列活塞式冷水機組主要技術數據
以30HR-161型機組為例,介紹該系列活塞式冷水機組。30HR-161型活塞式多機頭冷水機組性能數據見下表:30HR-161型活塞式多機頭冷水機組性能數據,該機組配備有四臺半封閉活塞式制冷壓縮機、兩臺冷凝器和一臺具有兩個并列制冷回路的蒸發器。每個制冷回路中各有一臺06E6系列壓縮機(有一組汽缸可以卸載)和一臺06EF系列壓縮機(三組汽缸均不能卸載)。冷凝器位于機架最下端,中間為4臺橫向排列的制冷壓縮機,上部為蒸發器,電器控制箱位于蒸發器的前面。
30HR-161型活塞式多機頭冷水機組性能數據:
30HR-161活塞式多機頭冷水機組外形結構
30HR-161型機組制冷系統流程
30HR-161型機組的制冷系統流程如下圖所示。R22制冷劑氣化后產生的蒸氣經制冷壓縮機排入冷凝器,向流經冷凝器的冷卻水放出熱量同時冷凝為液體,然后流出冷凝器,經干燥過濾器過濾后再通過電磁閥進入熱力膨脹閥,節流降壓至與蒸發溫度相對應的飽和壓力并進入蒸發器,吸收流經蒸發器的冷媒水的熱量而氣化成為低壓、低溫的制冷劑蒸氣,再被吸入壓縮機壓縮。如此循環往復,產生制冷效應。
每臺冷凝器上都裝有一個開啟壓力設定為3MPa的安全閥,蒸發器每條環路上也裝有一個安全閥,開啟壓力設定為1.8MPa。
額定工況下冷凝器出口處制冷劑液體的過冷度為3~5℃,壓縮機吸氣過熱度為4.4~5.6℃。
30HR-161型機組制冷系統的主要部件
制冷壓縮機:如下圖所示為06E系列半封閉活塞式制冷壓縮機的基本結構。從吸氣截止閥15進入壓縮機的低溫制冷劑蒸氣,經吸氣過濾器14過濾后,先流經電動機16,對電動機繞組進行降溫,然后再流入吸氣腔。通過吸氣閥被吸入到汽缸中去。電動機轉子與制冷壓縮機曲軸為同一根軸,轉子的轉動通過曲軸6上的活塞連桿組件7轉化為活塞在汽缸內的往復運動,從而實現吸氣、壓縮、排氣和膨脹的四個過程。壓縮后的高壓、高溫氣體經排氣截止閥8送入冷凝器。
06E系列半封閉活塞式制冷壓縮機的油泵5通過濾油器1、吸油管2將曲軸箱10中的冷凍機油吸入,加壓后通過曲軸上的油路通道,分別送往端軸承3、主軸承12和曲柄銷,潤滑曲軸前后軸承和連桿大頭。連桿小頭和汽缸與活塞之間的潤滑則依靠曲軸高速旋轉中飛濺出的潤滑油。壓縮機排氣中不可避免地夾帶有潤滑油的霧滴和蒸氣,在冷凝器中與液態制冷劑溶解在一起,最后流回壓縮機,在壓縮機的電動機室內分離出的潤滑油聚集在電動機室下部,經油孔17流回曲軸箱。油壓調節閥的作用是設定油泵的排油壓力,以保證足夠的潤滑油量。
06E系列半封閉活塞式制冷壓縮機的能量調節采用的是關閉吸氣通道的調節方法。如圖1-50所示為06E系列半封閉式制冷壓縮機汽缸卸載時的狀態。此時卸載電磁閥線圈得電,其閥芯抬起,閉合端打開,卸載器活塞組在腔內的高壓氣體排至吸氣通道側。在卸載閥彈簧的作用下,卸載閥體向右移動,截斷吸氣通道,制冷劑蒸氣不能進入汽缸,活塞不能起到壓縮排氣的作用。
如下圖所示為06E系列半封閉活塞式制冷壓縮機汽缸加載時的狀態。此時由于卸載電磁閥線圈失電,其閥芯壓下,使閉合端閉合,卸載器活塞組左腔不再與吸氣通道相通。排氣通道的高壓氣體經透氣孔進入卸載器活塞組左腔。在高壓氣體的作用下,卸載器活塞組克服卸載閥彈簧的作用力,推動卸載閥體右移,打開吸氣通道,使活塞正常工作。
06E6系列半封閉活塞式制冷壓縮機中間汽缸蓋上裝有一個熱敏開關,當排氣溫度達到120℃時,熱敏開關斷開。
冷凝器與蒸發器
30HR-161型機組的冷凝器為臥式殼管式冷凝器,型號為09RQ070。筒體外徑為325mm,總長度為1772mm,采用內外翅片高效換熱管94根。一側端蓋上裝有直徑為70mm的進出水法蘭接口,冷卻水下進上出,水程為2,每個冷凝器的水流量為50m3/h,壓頭損失為38kPa。冷卻水設計溫升為5℃,另一側的端蓋上裝有3/8in(1in≈2.54cm)的排氣旋塞。工作時高溫、高壓的制冷劑蒸氣由殼體的頂部進氣管進入管束間的空隙,將熱量傳給管內流動的冷卻水,冷凝成液體后由殼體下部出液管引出。殼體上裝有3/8in的排氣旋塞和排放制冷劑旋塞。
30HR-161型機組采用的是如下圖所示的雙制冷回路的干式蒸發器。蒸發器一側的端蓋上裝有左右并列的兩路制冷劑進出口接管,另一側端蓋與管板之間有分隔板,形成隔離室。蒸發器型號為10HA160,筒體外徑為410mm,共有258根長度為2784mm的內肋管。冷媒水進出口都位于殼體側面上方,接口為 DN 150mm的法蘭。殼體內的折流板數量為9塊。冷媒水額定流量為80m 3 /h,壓頭損失為30kPa,進出口溫差為5℃,殼體上的排水旋塞口徑為3/4in的錐管螺紋。
采用風冷式的活塞式冷熱水機組,是以冷凝器的冷卻風機取代水冷式活塞冷水機組中的冷卻水系統的設備(冷卻水泵、冷卻塔、水處理裝置、水過濾器和冷卻水系統管路等),使龐大的冷水機組變得簡單且緊湊。風冷機組可以安裝于室外空地,也可安裝在屋頂,無需建造機房。典型的活塞式風冷熱泵型冷熱水機組的外形結構如下圖所示:
活塞式風冷熱泵原理圖:
活塞式風冷熱泵型冷熱水機組水管接管示意圖:
熱泵型機組與單冷型機組相比,增加了一個四通換向閥,從而使制冷劑的流向可以進行冬夏轉換,達到夏季制冷和冬季制熱的功能。
夏季運行時,制冷劑流程為:活塞式制冷壓縮機1→四通換向閥2→風冷冷凝器3→單向閥10(A)→高壓儲液器7→氣液熱交換器6→干燥過濾器5→電磁閥8→熱力膨脹閥9→單向閥10(D)→蒸發器4→四通換向閥2→氣液熱交換器6→活塞式制冷壓縮機1。
冬季運行時,制冷劑流程為:活塞式制冷壓縮機1→四通換向閥2→冷凝器4→單向閥10(C)→高壓儲液器7→氣液熱交換器6→干燥過濾器5→電磁閥8→膨脹閥9→單向閥10(B)→風冷式蒸發器3→四通換向閥2→氣液熱交換器6→活塞式制冷壓縮機1。
風冷熱泵型冷熱水機組的冷凝器(制熱時蒸發器)為風冷冷凝器;蒸發器(制熱時冷凝器)一般采用干式蒸發器,小容量常用板式換熱器。
用于中央空調冷熱水機組的風冷冷凝器主要用于制冷量小于60kW的中小型氟里昂機組,這種冷凝器的典型結構如下圖所示。
風冷冷凝器一般用直徑 ф 10mm(厚0.7mm)~ ф 16mm(厚1.0mm)的陰極銅管彎制成蛇形盤管,在盤管上用鋼球脹接或液壓脹接上鋁質翅片,采用集管并聯的方式將盤管的進出口并連起來,使制冷劑蒸氣從冷凝器上部的蒸氣分配集管進入每根蛇形管,冷凝成液體后沿蛇形盤管流下,經液體集管排出。
風冷冷凝器的迎面風速控制在2~3m/s的范圍,冷凝溫度與進口空氣溫度之間的溫差約為15℃左右,空氣進出冷凝器溫差為8~10℃;當迎面速度為2~3m/s時,風冷冷凝器的傳熱系數(以外表面積為準)為25~40W/(m 2 ·℃)。
風冷冷凝器最大優點是不用冷卻水,因此特別適用于供水困難的地區。目前,風冷冷凝器已廣泛應用于中、小型氟里昂空調機組中,而且大型冷、熱水機組也已采用。
風冷熱泵型冷熱水機組的供冷和供熱量與環境溫度有著密切的關系。當室外環境溫度越低時,主機能率比EER值下降,供熱量也越小,而此時空調房間所需的熱負荷反而加大,這時機組就無法滿足要求。室外環境過低,也會導致主機開機困難,降低主機的使用壽命。為了克服這個缺點,不少生產廠家配備了輔助電加熱器設備,即將電加熱器串接于水路系統中,如下圖所示,從而使機組在高效率下運行,延長了主機使用壽命。對于用于冬季室外環境溫度低于0℃地區的機組,均應配置輔助電加熱器。電加熱器容量應依室外空調計算溫度下建筑物需要的熱負荷和此溫度下機組的制熱量的差值來計算,這是最大值。為了便于調節,一般把電加熱器分成幾擋,以適應室外溫度變化所需不同的加熱負荷。
模塊化冷水機組由多臺小型冷水機組單元并聯組合而成,如下圖所示。每個冷水機組單元叫做一個模塊,每個模塊包括一個或幾個完全獨立的制冷系統。該機組可提供5~8℃建筑物空調或工業用的低溫水。模塊化冷水機組的特點如下:
由計算機控制,自動化和智能化程度高。機組內的計算機檢測和控制系統按外界負荷量大小,適時啟停機組各模塊,全面協調和控制整個冷水機組的動態運行,并能記錄機組的運行情況,因此不必設專人值守機組的運行。可以使冷水機組制冷量與外界負荷同步增減和最佳匹配,機組運行效率高、節約能源。模塊化機組在運行中,如果外界負荷發生突變或某一制冷系統出現故障,通過計算機控制可自動地使各個制冷系統按步進方式順序運行,啟用后備的制冷系統,提高整個機組的可靠性。機組中各模塊單元體積小,結構緊湊,可以靈活組裝,有效地利用空間,節省占地面積和安裝費用。該機組采用組合模塊單元化設計,用不等量的模塊單元可以組成制冷量不同的機組,可選擇的制冷量范圍寬。模塊化冷水機組設計簡單,維修不需要經過專門的技術訓練,可以減少最初維修費用投資。另外,用微處理機發揮其智能特長,使各個單元輪換運行的時間差不多相等,從而延長了機組壽命,降低運行維護費用。
當前我國生產的活塞式模塊化冷水機組主要有以下的型號:RC130水冷模塊化冷水機組、RCA115C和RCA280C風冷模塊化冷水機組、RCA115H和RCA280H風冷熱泵冷(熱)水機組、MH/MV水源熱泵空調機以及精密恒溫恒濕機。RC130型模塊化冷水機組的每個模單元由兩臺壓縮機及相應的兩個獨立制冷系統、計算機控制器、V形管接頭、儀表盤、單元外殼構成。各單元之間的連接只有冷凍水管與冷卻水管。將多個單元相連時,只要連接四根管道,接上電源,插上控制件即可。制冷劑選用R22。制冷系統中選用H2NG244DRE高轉速全封閉活塞式制冷壓縮機,蒸發器和冷凝器均采用結構緊湊、傳熱效率高、用不銹鋼材料制造、耐腐蝕的板式熱交換器。每個單元模塊的制冷量為110kW,在一組多模塊的冷水機組中,可使13個單元模塊連接在一起,總制冷量為1690kW。
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